Коллектив авторов - Теории всего на свете

• Название: Теории всего на свете
• Автор: Коллектив авторов
• Издательство: Лаборатория знаний: Лаборатория Базовых Знаний
• Жанр: Прочая научная литература
• Год: 2016
• ISBN: 978-5-93208-210-2

«Напишите о вашем самом любимом, самом интересном, глубоком и изящном объяснении», – попросил издатель и писатель Джон Брокман известнейших ученых всего мира, работающих в разных областях науки, а потом собрал полученные эссе в книге, которую вы сейчас держите в руках. На ее страницах – рассказы о теориях, помогающих понять главные идеи физики и астрономии, экономики и психологии, биологии и многих других наук. Чтение это увлекательное, ведь среди авторов сборника – Джаред Даймонд, Нассим Талеб, Стивен Пинкер, Мэтт Ридли, Ричард Докинз и другие выдающиеся умы современности.

---

Это и сделал Прайс. Его формула описывает изменчивость и отбор, но если вдуматься, то большинство упорядоченных систем основаны на изменчивости и отборе. Возвращаясь к музыке – кто определяет ее облик? Поклонники Бетховена, настраивающие свои MID-файлы[22]? Массовые предпочтения публики? Я думаю, уравнение Прайса может это объяснить. Оно наверняка содержит какое-то объяснение.

Бессознательные умозаключения

Герд Гигеренцер

Психолог, директор Центра адаптивного поведения и когнитивных способностей Института развития человека Общества Макса Планка в Берлине; автор книги Gut Feelings: The Intelligence of the Unconscious («Интуитивные решения: интеллект подсознательного»)

Оптические иллюзии всегда интересны – они удивительны и устойчивы. Даже если вы догадываетесь об обмане зрения, то все равно поддаетесь им. Почему они существуют? Что они собой представляют – просто каприз сознания? Физик и психолог Герман фон Гельмгольц (1821–1894) предложил красивое объяснение природы восприятия – как оно создает иллюзию глубины, пространства и других особенностей окружающего мира. Восприятие опирается на своеобразный мысленный спор, который и называется бессознательными умозаключениями.

В третьем томе «Физиологической оптики» Гельмгольц описывает свое детское впечатление: «Помню, еще совсем мальчишкой я как-то проходил мимо церкви военного гарнизона в Потсдаме. На колокольне стояло несколько человек. Я принял их за игрушки и попросил мою мать подняться наверх и принести их мне, что, как мне казалось, она может сделать. Тот день остался в моей памяти, потому что благодаря своей ошибке я понял принцип уменьшения объекта в перспективе».

Этот детский опыт показал Гельмгольцу, что информации, поступающей от сетчатки и других органов чувств, недостаточно для воссоздания окружающего мира. Представления о размере, расстоянии и многом другом нуждаются в подсказках, которые, в свою очередь, приобретаются с опытом. Основываясь на этом опыте, мозг делает бессознательные умозаключения о сообщениях органов чувств. Другими словами, восприятие – это своего рода спор о том, что на самом деле находится вокруг.

Но каким образом работают бессознательные умозаключения? Гельмгольц провел параллель с вероятностными силлогизмами. Главной предпосылкой служит набор впечатлений из личного опыта, давно выпавший из нашего сознания. Второстепенной предпосылкой – непосредственное чувственное восприятие. Посмотрите на оптическую иллюзию, созданную В. С. Рамачандраном и его коллегами из Центра мозга и когнитивных способностей Калифорнийского университета в Сан-Диего:

Пятна на левом рисунке кажутся вогнутыми, углубленными в поверхность по отношению к наблюдателю, в то время как на правом рисунке – выпуклыми, выступающими над поверхностью. Если вы повернете страницу на 180°, вогнутые пятна станут выпуклыми, и наоборот. В действительности рисунки идентичны, но повернуты на 180° по отношению друг к другу. Иллюзия вогнутых и выпуклых пятен связана с тем, что наш мозг делает бессознательное умозаключение.

Главная предпосылка: тень в верхней части пятна практически всегда связана с вогнутой формой.

Второстепенная предпосылка: тень находится в верхней части пятна.

Бессознательное умозаключение: форма пятна вогнутая.

Наш мозг берет на себя воссоздание трехмерного мира, и главная предпосылка угадывает третье измерение, исходя из двух экологических допущений.

1. Свет исходит сверху.

2. Существует только один источник света.

Эти два положения преобладали на протяжении большей части истории человека, когда Солнце и Луна служили единственными источниками света. Первое из положений в некоторой степени справедливо для искусственного освещения и в наши дни. Гельмгольц в качестве главной предпосылки отдавал предпочтение личному опыту, другие исследователи – приобретениям в ходе эволюции. В любом случае оптические иллюзии – результат бессознательных умозаключений, основанных на опыте, который обычно надежен, но в определенных обстоятельствах способен вводить в заблуждение.

Принцип бессознательных умозаключений может также объяснять особенности других органов чувств. Яркий пример – ошибка главной предпосылки в случае ампутации у человека одной из конечностей. Хотя главная предпосылка («сигналы от нервов связаны с этой ступней») больше не работает, пациент продолжает испытывать боль в конечности, которой больше не существует. «Фантомная боль» показывает также нашу неспособность скорректировать бессознательные умозаключения, несмотря на наше осознание их ошибочности. Концепция Гельмгольца предложила нам новый взгляд на восприятие в частности и на познание в целом.

1. Познание – это индуктивное умозаключение. В наши дни вероятностному силлогизму пришли на смену статистическая и эвристическая модели умозаключений, предложенные, соответственно, Томасом Байерсом и Гербертом Саймоном.

2. Рациональное умозаключение не обязательно должно быть осознанным. Интуитивные решения так же основаны на индуктивных умозаключениях, как и осознанные разумом.

3. Иллюзии – неизбежное следствие разумной деятельности. Познанию необходимо проникнуть за пределы полученной информации, чтобы вступить в спор и пойти на риск. Было бы нам лучше без бессознательных умозаключений? Нет, нам было бы хуже, как человеку, который никогда ничего не говорит, чтобы избежать ошибок. Система, не совершающая ошибок, неразумна.

Снежинки и множественная Вселенная

Мартин Дж. Рис

Бывший президент Лондонского Королевского общества, заслуженный профессор космологии и астрофизики Тринити-колледжа Кембриджского университета; автор книги From Here to Infinity: A Vision for the Future of Science («Отсюда в бесконечность: взгляд на будущее науки»)

Удивительная концепция стала частью главного направления космологической мысли: физическая реальность может быть гораздо обширнее, чем клочок пространства и времени, обычно называемой Вселенной. Мы привыкли думать, что живем в одной из миллиардов планетарных систем, в одной из миллиардов галактик. Но теперь это далеко не все. Весь наблюдаемый астрономами мир может быть ничтожной долей последствий «нашего» Большого взрыва, который, в свою очередь, всего лишь один большой взрыв из бесконечного множества.

Наше космическое окружение может быть плотно насыщено, но в таких огромных масштабах, что мы в состоянии усвоить только небольшой фрагмент. Мы не видим картины в целом, как планктон, весь мир которого составляет литр воды, не видит топографии и биосферы Земли. Очевидно, что для космологов разумно начать с исследования простейших моделей. Но нет оснований ожидать большей простоты на высоком уровне, чем в земном окружении, где преобладает замысловатая сложность.

Более того, теория струн предполагает – по причинам, совершенно независимым от космологии, – что существует бесконечное множество «вакуумных состояний». Если это правда, то различные Вселенные будут подчиняться разным физическим законам. То, что мы называем законами природы, в широкой перспективе может оказаться местными закономерностями, соответствующими некой управляющей всем универсальной теории, но не предписываемыми этой теорией однозначно. Точнее говоря, одни особенности могут оказаться случайными, а другие – нет. В качестве примера (которым я обязан астробиологу и космологу Полу Дейвису), представьте себе форму снежинок. Распространенная симметричная шестиугольная форма снежинок – прямое следствие строения и свойств молекул воды. Но снежинки обладают бесконечно разнообразной структурой, потому что каждая имеет собственную историю и зависит от изменений температуры и влажности во время роста.

Если физики изобретут фундаментальную теорию, она подскажет, какие явления природы представляют собой ее непосредственные следствия (как симметричная форма снежинок обусловлена структурой молекул воды), а какие – результат стечения обстоятельств (как отличительные особенности снежинок).

Наша Вселенная может оказаться всего лишь случайностью и относиться к необычной подгруппе, в которой космические силы по счастливой случайности способствовали усложнению и, в конечном счете, возникновению сознания. Кажущаяся ее продуманность или тонкая настройка перестанут быть загадкой. Вероятно, к концу этого столетия мы сможем с уверенностью сказать, живем ли мы во множественной Вселенной и какую степень разнообразия проявляют составляющие ее миры. Ответ на этот вопрос, я думаю, достоверно покажет, в какой степени «дружественна» по отношению к нам Вселенная, в которой мы живем (и делим с инопланетными созданиями, которых можем однажды повстречать).