Александр Китайгородский - Физика – моя профессия

• Название: Физика – моя профессия
• Автор: Александр Китайгородский
• Издательство: Молодая гвардия
• Жанр: Физика
• Год: 1965

Автора этой книги, научного исследователя, профессора, доктора физико-математических наук А. И. Китайгородского, никак не упрекнешь в робости. На какие только вопросы не пытается он дать ответ на страницах своей книги! Как найти меру терпения? Возможна ли телепатия? Как оправдываются расходы на научные командировки и конференции? Каков сравнительный вес естественных и прикладных наук? Что значит слово «объяснение»? Есть ли различия между человеком и машиной? Как изменилось физическое мышление со времен Аристотеля? Как юноше выбирать профессию?..

И это только небольшая часть проблем, затронутых автором. Но рассказы о них служат одной цели – показать читателю роль физики в естествознании и роль естествознания в науке и жизни.

---

Тщательно исследуется сейчас и энергетическая сторона дела. Показано, что все описанные чудесные процессы происходят с полным соблюдением закона сохранения энергии. Энергия, необходимая для переноса и конструирования молекул, доставляется солнцем или пищей. Таким образом, усложнение против простых химических реакций – столкновений, разломов и соединений молекул – только количественное.

В молекулярной биологии сегодняшнего дня больше загадок, чем решенных проблем. Тем не менее то, что нам известно, показывает с полной несомненностью, что в основе сложнейших процессов жизни лежат физические законы, общие для всех частиц, строящих вселенную.

Только это мне и хотелось подчеркнуть.

Психология Глава 12

…из которой читатель с негодованием узнает, что физик не видит принципиального различия между изучением движения элементарных частиц и стремлением человеческой души.

Очень обидно, когда тебя назвали винтиком. Ну, а если несколько более солидной деталью или даже машиной? Скажем, не человек, а бездушная машина? Большинство все равно обижается. Действительно, звучит не как комплимент. Хотя… в XX веке?! Разве так уж редко машина вызывает искреннее восхищение своими гармоническими пропорциями или завидной легкостью выполнения сложнейших движений? Словом, с моей точки зрения комплименты – красива, как космическая ракета, или сообразителен, как «Стрела» (есть такая вычислительная машина), – вполне современны.

И все же, когда оставляешь шутливый тон и на полном серьезе убеждаешь собеседника, что между человеком и машиной нет принципиального различия, то встречаешь решительное противодействие. С вами готовы согласиться, что машина может решать лучше человека задачи любой сложности, что она может выполнять самые головоломные приказания. Но машина, которая учится, машина, которая творит… и (пожалуй, самое яростное возражение) машина, которая чувствует, – это уж извините! Как допустить, как согласиться с тем, что машина способна переживать, может любить и ненавидеть, может восхищаться красотами природы! И все же большая группа естествоиспытателей (к которым относит себя и автор) уверена в отсутствии принципиального различия между человеком и машиной.

Никто не думает, что на современном уровне наших знаний можно создать искусственного человека или даже мышцу длиной в миллиметр. Не существенно то, что практические пути моделирования всех жизненных процессов еще совершенно не очевидны. Не играет роли и то, что будущее, возможно, откроет нам участие в явлениях жизни процессов более сложных и тонких, чем электрические токи и химические реакции. Дело не в этом. Важно лишь одно: открытия последних десятилетий привели к заключению, что все жизненные процессы, механизм которых более или менее известен, подчиняются тем же законам природы, что и процессы искусственно созданные, и могут быть моделированы.

Почему же не верить, что успех, одержанный в самом начале пути, будет сопутствовать нам и дальше? Тем более что в материальной основе всех физиологических, эмоциональных и рациональных проявлениях жизни естествоиспытатель не может сомневаться. То, что мы смело можем защищать утверждения, что нет принципиального различия между машиной и человеком, представляется нам самым большим, самым значительным шагом естествознания XX века. Все революционные события в физике, о которых рассказывалось, отступают на второй план перед этим изумительным достижением науки. И правда, разве может быть что-нибудь важнее открытий, позволяющих человеку по-новому оценить самого себя. С ним может сравниться, пожалуй, лишь доказательство эволюционного происхождения человека от простейших животных. Дарвин (хотел он этого или нет) разрушил веру в божественное происхождение человеческой души. Простая логика заставляла думать, что если духовное нечто и существует, то оно должно было создаваться постепенно, модифицироваться вместе с физиологией.

Но все же несводимость духовной жизни к физическим явлениям долгие века казалась очевидной для большинства. Правда, история знает ряд последовательных мыслителей, утверждавших материальность мышления. Однако эти выступления были преждевременными, не подготовленными развитием естествознания и потому казались вульгарными и неоправданными.

Сегодняшняя наша уверенность в том, что духовная жизнь человека в принципе сводима к физическим явлениям, происходящим в мозгу и нервной системе, возникла в результате успехов двух областей знания. С одной стороны, были построены сложные автоматы, в работе которых были найдены аналогии с деятельностью мозга, с другой – значительно прояснились наши сведения о механизме работы мозга и нервной системы, который оказался похожим на механизм действия автоматов, построенных на электронных лампах или полупроводниковых приборах.

В чем же состоит это сходство, которое ведет нас к столь далеко идущим выводам?

Чтобы машина и мозг могли действовать, они должны обладать знанием фактов, законов и команд, могущих воплотиться в действия. Величайшее богатство мыслей записывается небольшим числом букв алфавита, различные комбинации которых создают слова, а последовательность слов – фразы. Но совсем не обязательно пользоваться для записи сведений десятками букв-знаков. Точка и тире азбуки Морзе не хуже справляются с этой задачей. Такое двухзначное представление цифр и слов в электронных цифровых машинах осуществляется электрическим импульсом, который может «быть» (точка!) или «не быть» (тире!) в одном из нескольких десятков тысяч органов машины. Таким образом, в каждое мгновение все сведения и распоряжения, выполняемые машиной, определяются распределением точек и тире по ее лампам. У каждой лампы возможны только два состояния.

Роль лампы в живом организме играет нервная клетка – нейрон. Провода, соединяющие нервные клетки, называются аксонами. Так вот, оказывается, что нервные импульсы, распространяющиеся по аксону, могут либо «быть», либо «не быть». Возникшие импульсы имеют стандартную форму. Так же как импульс в цифровой электронной машине, нервный импульс несет в нейрон только два вида информации – точку или тире.

Тщательное рассмотрение проблемы, о которой мы несколькими фразами дали читателю лишь слабое и грубо упрощенное представление, показывает, что в основном нервная система устроена примерно так же, как и цифровая электронная машина.

Но, разумеется, уверенность в аналогии была достигнута не только с помощью этого общего доказательства. Много усилий затрачено на то, чтобы воспроизвести с помощью машин специфику мыслительной деятельности человека. Наибольшее впечатление производят машины, способные обучаться, в программу действия которых вкладывается запоминание ошибок и указание избегать их при повторном действии. Поражают также машины, играющие в карты, в домино и в шахматы. Но о них писалось уже очень много, и нам нет смысла умножать число этих описаний.

Есть много игр, которые предоставляют партнерам равные шансы. Например, игра в мешок, камень, ножницы. Не знаете?

Вытянутая ладонь – мешок, ладонь с раздвинутыми пальцами – ножницы, сжатая в кулак – камень. Одну из этих фигур оба играющих выкидывают одновременно. Кто выигрывает – запомнить нетрудно: мешок забирает камень, камень тупит ножницы, а ножницы режут мешок. На каждую фигуру есть своя, более старшая, и поэтому, когда руки партнеров выбрасываются одновременно, кажется: шансы на выигрыш равны у каждого из них. И тем не менее есть люди, которые всегда выигрывают в этой игре. Как это может быть? Подумав, мы поймем, в чем тут дело. Большинство игроков придерживается своей немудреной тактики. Например, сейчас я показал ножницы, в следующий раз мой партнер подумает, что я выброшу другую фигуру, а я его обману и опять покажу ножницы и т. д.

Внимательный партнер быстро отгадает любую тактику и поэтому имеет преимущество в игре. А как надо вести себя его противнику? Он обязан следить лишь за одним, чтобы не было никакой тактики. Наилучшая игра та, в которой выбросы следуют в статистическом беспорядке.

Так вот, игра легко программируется, и машина оказывается самым лучшим игроком. При длительной игре выигрыш всегда за машиной. Она превосходно разгадывает чужую тактику, а сама играет по закону случая.

Можно также создать машины, которые способны писать стихи и сочинять музыку. Разумеется, кто-то их должен научить всему этому. И тогда даже в наши дни машина может удивить своего наставника – поэта или композитора. Как-то один энтузиаст машинной поэзии показал мне написанное машиной стихотворение «Черное Солнце». Он просил не называть его фамилии, дабы не навлечь на него гнев начальства за использование машины, созданной для решения сложных уравнений, не по назначению; правда, включал он ее для стихосложения в короткие ночные перерывы. В машину был вложен словарь пяти или шести поэтов. Правила подбора прилагательных были заданы в такой форме, что машина комбинировала образы, черпая их из разных стихов разных поэтов. Иногда получались поразительные сочетания. Энтузиаст, о котором я рассказываю, рассматривал машину как мастера полуфабрикатов. Получив от машины фразы, красиво, но без особенного смысла составленные из словарей знаменитых поэтов, он небольшими коррективами создавал эффектные стихи в стиле символистов.