Терри Пратчетт - Наука Плоского мира. Книга 2. Глобус

• Название: Наука Плоского мира. Книга 2. Глобус
• Автор: Терри Пратчетт
• Жанр: Иностранное фэнтези
• Год: 2016
• ISBN: 978-5-699-85698-5

Приклю… ой, извините, научные изыскания многоуважаемых волшебников Незримого Университета на забавном Круглом мире продолжаются.

Увлекшись изучением законов, по которым существует «ошибка эксперимента», волшебники не сразу заметили, что чудаковатая планета населена не менее интересными «существами». Что впрочем, неудивительно – последние вовсю прятались от эльфов. Волшебники, в несвойственном им порыве великодушия, решили помочь «местному населению». И тут началось…

Легендарный создатель Плоского мира и двое популяризаторов науки (известные также как Терри Пратчетт, Джек Стюарт и Йен Коэн) представляют новую историю, в которой каждый найдет что-то свое. Кого-то порадует встреча с обитателями Плоского мира, а кто-то наконец узнает, почему поговорка «Краткость – сестра таланта» в том или ином виде встречается у всех народов мира.

Впервые на русском языке!

---

Таким же образом мы создаем умы своих детей. На Западе дети воспитываются на историях вроде той, где Винни-Пух пришел в гости к Кролику, съел слишком много меда и застрял во входной норе, когда уходил[7]. Она учит нас не жадничать – ибо вот какие ужасные вещи могут из-за этого случиться. Даже дети знают, что Винни-Пух – это выдуманный персонаж, но они все равно понимают ее суть. Она не уберегает их от объедания медом и не рождает страх застрять в дверном проходе после чересчур сытного ужина. Эту историю не стоит воспринимать буквально. Это метафора, а разум – это машина для метафор.

В Круглом мире рассказий обладает неимоверной силой. То, что случается благодаря ему, никогда нельзя предвидеть, полагаясь на законы природы. К примеру, законы природы запрещают объектам, находящимся на Земле, выпрыгивать в космос и приземляться на Луне. В этих законах не прописано, что это невозможно, но они подразумевают, что вам придется очень долго ждать, пока такое произойдет. Несмотря на это, на Луне есть техника, сделанная людьми. Причем много. Вся она когда-то была здесь, внизу. Сейчас она там, потому что люди столетиями рассказывали друг другу романтические истории о Луне. Она была богиней, смотревшей на нас сверху. Она становилась полной и обращала людей в волков, и те оказывались оборотнями. Уже тогда люди были хороши в двоемыслии: было очевидно, что Луна – это просто большой серебряный диск, но ее все равно считали богиней.

Мало-помалу эти сказки изменились. Теперь Луна стала другим миром, куда можно было долететь на колеснице, запряженной лебедями. Затем (как предположил Жюль Верн) туда можно было добраться в полом цилиндре, запущенном из гигантской пушки во Флориде. Наконец, в 1960-х мы нашли подходящий вид лебедей (жидкие кислород и водород) и колесницу (миллионы тонн металла) и полетели на Луну. В полом цилиндре, запущенном из Флориды. Правда, он был запущен не совсем с помощью пушки. Разве что в общем физическом смысле: ракету можно считать пушкой, которая вместо пуль стреляла сгоревшим топливом.

Если бы мы не рассказывали друг другу историй о Луне, у нас не было бы повода туда лететь. Ну, разве что ради красивого пейзажа… Хотя и о пейзаже мы смогли узнать только благодаря научным историям об изображениях, которые оттуда присылали наши зонды. Так почему мы полетели? Потому что мы веками твердили себе, что когда-нибудь сделаем это. Потому что из-за нас этот факт стал неизбежным, и мы внедрили его в «историю будущего» для огромного количества людей. Потому что это удовлетворило наше любопытство и потому что Луна сама нас ждала. Луна была историей, которая ожидала своего завершения («Первые люди высаживаются на Луну!»), и мы полетели туда, потому что сама история этого требовала.

Когда Разум на Земле эволюционировал, то же самое случилось и с земным рассказием. В отличие от рассказия Плоского мира, который там так же реален, как железо, медь или празеодим, наш рассказий полностью ментален. Это императив, но этот императив не воплощен в материальном виде. Однако тот тип разума, которым обладаем мы, способен реагировать на императивы и многие другие нематериальные объекты. Поэтому нам кажется, что наша вселенная существует на рассказии.

Здесь имеется любопытный резонанс, и в данном случае «резонанс» – это очень правильное слово. Физики рассказывают историю о том, как во вселенной образуется углерод. На определенных звездах происходит особая ядерная реакция, «резонанс» между соседними энергетическими уровнями, служащий для природы мостиком от более легких элементов к углероду. Если верить истории, то без этого резонанса углерод не мог образоваться. Сейчас законы физики, как мы их понимаем, обращаются к ряду «фундаментальных постоянных», таких как скорость света, постоянная Планка в квантовой теории и заряд электрона. Эти числа определяют количественный смысл законов, при этом любое число, выбранное как постоянная, создает свою потенциальную вселенную. Поведение вселенной зависит от фактических чисел, которые используются в законах. Так уж случилось, что углерод является неотъемлемым компонентом всей известной жизни. Вся она ведет к короткой и красивой истории, известной как антропный принцип: с нашей стороны глупо спрашивать, почему мы живем во вселенной, где физические компоненты делают возможным возникновение этого ядерного резонанса, – ибо в противном случае не было бы ни углерода, ни нас, кто задавал бы эти вопросы.

Историю об углеродном резонансе можно найти во многих научных книгах, потому что она дает хорошее представление о скрытом порядке вселенной и, на первый взгляд, отчасти его объясняет. Но если присмотреться внимательнее, то станет понятно, что она является красивой иллюстрацией не только к соблазнительной силе убеждения, но и к недостоверности рассказа. Когда история звучит складно, даже наиболее самокритичным ученым не всегда по силам удается формулировать такие вопросы, от которых она разобьется на части.

История эта вот о чем. Углерод появился на гигантских красных звездах в результате довольно тонкого процесса ядерного синтеза, получившего название тройная гелиевая реакция. При этом процессе происходит слияние трех ядер гелия[8]. Ядро гелия содержит два протона и два нейтрона. При слиянии трех ядер получается шесть протонов и шесть нейтронов. Это и есть ядро углерода.

И все бы хорошо, да только шансы на тройное столкновение внутри звезды ничтожно малы. Гораздо чаще случаются столкновения двух ядер гелия, но и они бывают относительно нечасто. А третье врезается в два других уже слившихся ядра чрезвычайно редко. Это как в случае с волшебниками и шарами с красками. Шары шмякаются в волшебников довольно часто, но вряд ли бы вы много поставили на то, что второй шар попадет в него в тот же самый момент. А это означает, что синтез углерода должен происходить не одним махом, а пошагово, способом слияния сначала двух ядер, а затем присоединения к ним третьего.

В первом шаге нет ничего сложного: в результате получается четыре протона и четыре нейтрона, то есть одна из форм бериллия. Однако эта форма существует всего 10-16 секунды, и третьему ядру гелия очень тяжело успеть за это время. Шанс попадания в цель невероятно мал, из чего вытекает, что вселенная не просуществовала столько времени, за которое могла быть образована хотя бы малая часть ее углерода. Значит, способ тройного слияния исключается, и углерод остается загадкой.

Разве что… здесь может быть лазейка. И да, она действительно имеется. Слияние бериллия с гелием, в результате которого получается углерод, будет происходить гораздо быстрее и создавать значительно больше углерода за меньший отрезок времени, если энергия этого углерода будет близка к сумме энергий бериллия и гелия. Такое приблизительное равенство энергий называется резонансом. В 1950-х годах Фред Хойл утверждал, что углерод должен был все-таки откуда-то взяться, и предсказал существование резонансного состояния атома углерода. Он должен был обладать особой энергией, которая, по его расчетам, составляла бы около 7,6 МэВ[9].

Не прошло и десятка лет, как было установлено, что действительно существует такое состояние, при котором энергия равна 7,6549 МэВ. К сожалению, сумма энергий бериллия и гелия оказалась примерно на 4 % выше этой величины, а для ядерной физики такая погрешность огромна.

Ай-яй-яй!

Но чудесным образом выяснилось, что очевидная разница была именно тем, что нужно. Почему? Потому что дополнительная энергия, которую обеспечивали температуры, обнаруженные внутри красного гиганта, как раз заменяла в сумме энергий ядер бериллия и гелия те недостающие 4 %.

Вот так вот!

Эта чудесная история принесла Хойлу множество заслуженных научных очков. Но из-за нее же наше существование теперь кажется довольно хрупким. Если бы фундаментальные постоянные нашей вселенной изменились, то же самое случилось бы и с жизненно важной величиной 7,6549. Тут так и хочется сделать вывод, что постоянные нашей вселенной привязаны к углероду, что делает его по-настоящему особенным элементом. А еще хочется отметить, что такая привязка была взята, чтобы зарождение сложных форм жизни стало неизбежным. Хойл не стал делать таких выводов, однако искушению поддались многие другие ученые.

Звучит все это хорошо, но в чем проблема? Один физик, Виктор Стенджер, назвал этот вывод «космифологией», а другой, Крэйг Хоган, указал на одно из его слабых мест. Данный вывод рассматривает температуру красного гиганта и 4 %-ную разницу энергетических уровней так, будто они не зависят друг от друга. Или, другими словами, предполагает, что фундаментальные постоянные можно изменить, не затронув роль красного гиганта в этом процессе. Да только это сущий вздор. Хоган указывает, что «структура звезд включает в себя встроенный термостат, который автоматически регулирует температуру, поддерживая уровень, необходимый для протекания реакций». Так же можно удивляться тому, что температура огня идеально подходит для горения древесины, хотя на самом деле такая температура возникает вследствие химической реакции горения этой древесины. Такая ошибка вполне типична для исследований взаимосвязей природных явлений и достаточно распространена в антропных рассуждениях.