Брайан Грин - До конца времен. Сознание, материя и поиск смысла в меняющейся Вселенной

• Название: До конца времен. Сознание, материя и поиск смысла в меняющейся Вселенной
• Автор: Брайан Грин
• Жанр: Прочая научная литература
• Год: 2021
• ISBN: 9785001393870

Брайан Грин – крупный физик-теоретик и знаменитый популяризатор науки. Его книги помогли многим познакомиться с теорией струн и другими важнейшими идеями современной физики. «До конца времен» – попытка поиска места для человека в картине мира, которую описывает современная наука. Грин показывает, как в противоборстве двух великих сил – энтропии и эволюции – развертывается космос с его галактиками, звездами, планетами и, наконец, жизнью. Почему есть что-то, а не ничего? Как мириады движущихся частиц обретают способность чувствовать и мыслить? Как нам постичь смысл жизни в леденящей перспективе триллионов лет будущего, где любая мысль в итоге обречена на угасание? Готовые ответы у Грина есть не всегда, но научный контекст делает их поиск несравненно более интересным занятием.

---

Сартр излагает эту точку зрения через размышления приговоренного к казни героя рассказа «Стена» Пабло Иббиеты. Jean-Paul Sartre, The Wall and Other Stories, trans. Lloyd Alexander (New York: New Directions Publishing, 1975), 12.

6

Джеймс У. Многообразие религиозного опыта. – М.: Наука, 1993. С. 114 [В русском переводе, выполненном для издания 1910 года, дословность этой цитаты нарушена «…и для нас уже отравлены все источники радости». Однако выражение Джеймса про «червя в сердцевине» стало важной цитатой в англоязычной культуре. Поэтому в основном тексте перевод дается по: Шермер М. Небеса на земле. – М.: Альпина нон-фикшн, 2019. – Прим. науч. ред.]

7

Ernest Becker, The Denial of Death (New York: Free Press, 1973), 31. Беккер считал, что доминирующее влияние на него оказал Отто Ранк.

8

Ральф Уолдо Эмерсон – американский поэт и мыслитель. – Прим. ред.

9

Ralph Waldo Emerson, The Conduct of Life (Boston and New York: Houghton Mifflin Company, 1922), прим. 38, 424.

10

Эдвард Уилсон прибегает к слову «consilience» (совпадение, стечение), чтобы описать свое представление о том, как разрозненные знания сливаются воедино и дают более глубокое понимание. E. O. Wilson, Consilience: The Unity of Knowledge (New York: Vintage Books, 1999).

11

В последующих главах я представлю данные, указывающие на повсеместное влияние зарождающегося у человечества осознания собственной смертности, но поскольку неоспоримых данных, позволяющих судить о настроениях древнего человека, у нас нет, то вывод этот принимается не всеми. Изложение альтернативной точки зрения, согласно которой страх смерти – современный недуг, см., к примеру: Philippe Ariès, The Hour of Our Death, trans. Helen Weaver (New York: Alfred A. Knopf, 1981). Точка зрения Беккера, построенная на озарениях Отто Ранка, состоит в том, что наш биологический вид насквозь пропитан страхом смерти.

12

Набоков В. Память, говори. – СПб.: Симпозиум, 1999.

13

Robert Nozick, "Philosophy and the Meaning of Life," in Life, Death, and Meaning: Key Philosophical Readings on the Big Questions, ed. David Benatar (Lanham, MD: The Rowman & Littlefield Publishing Group, 2010), 73–74.

14

Emily Dickinson, The Poems of Emily Dickinson, reading ed., ed. R. W. Franklin (Cambrige, MA: The Belknap Press of Harvard University Press, 1999), 307.

15

Henry David Thoreau, The Journal, 1837–1861 (New York: New York Review Books Classic, 2009), 563.

16

Franz Kafka, The Blue Octavo Notebooks, trans. Ernst Kaiser and Eithne Wilkens, ed. Max Brod (Cambridge, MA: Exact Change, 1991), 91.

17

Передача по Третьей программе Би-би-си, вышедшая в эфир 28 января 1948 г. в 21:45, представляла собой запись дискуссии, состоявшейся в предыдущем году. https://genome.ch.bbc.co.uk/35b8e9bdcf60458c976b882d80d9937f

18

Рассел Б. Внесла ли религия полезный вклад в цивилизацию? // Рассел Б. Почему я не христианин. М., 1987. С 120.

19

Разумеется, это очень упрощенное описание паровой машины, построенной на основе так называемого цикла Карно, содержащего четыре этапа: (1) пар в емкости поглощает тепло от источника (описываемого обычно как тепловой резервуар) и толкает поршень, производя работу при постоянной температуре; (2) емкость отключается от источника тепла, и пар продолжает толкать поршень, производя теперь работу с одновременным падением температуры пара (но его энтропия при этом постоянна, ведь теплопередачи нет); (3) затем емкость подключается ко второму тепловому резервуару, температура которого ниже, чем температура первого, и при этой более низкой постоянной температуре производится работа по возвращению поршня в первоначальную позицию, в процессе излишнее тепло сбрасывается; (4) наконец, емкость отсоединяется от холодного резервуара, над поршнем продолжает выполняться работа; поршень возвращается в первоначальное положение, а температура пара при этом вновь поднимается до первоначального уровня. После этого цикл начинается с начала. В реальной паровой машине – в отличие от теоретической, которую мы анализируем математически, – эти этапы (или сравнимые с ними) реализуются разными способами, диктуемыми инженерными и практическими соображениями.

20

Карно С. Размышления о движущей силе огня и о машинах, способных развивать эту силу. – М.: Государственное издательство, 1923.

21

Представление бейсбольного мяча в виде единичной массивной частицы без внутренней структуры – грубая аппроксимация этого самого мяча. Однако применение Ньютоновых законов к этой приближенной модели мяча дает точное классическое движение центра масс мяча. Для движения центра масс третий закон Ньютона гарантирует, что все внутренние силы уравновешивают друг друга, поэтому движение центра масс зависит исключительно от приложенных к мячу внешних сил.

22

В исследовании под заголовком «Как часто чихают и сморкаются нормальные люди?» (B. Hansen, N. Mygind, "How often do normal persons sneeze and blow the nose?" Rhinology 40, no. 1 [Mar. 2002]: 10–12) утверждается, что в среднем люди чихают примерно раз в сутки. Поскольку людей на Земле около 7 млрд, это дает нам 7 млрд чиханий в сутки на весь мир. В сутках 86 400 секунд, поэтому получаем около 80 000 чиханий в секунду в мире.

23

Данное мной описание годится для краткого обзора, но существуют экзотические физические системы, в которых для того, чтобы разрешить обратную последовательность событий, мы должны подвергнуть систему еще двум манипуляциям, помимо обращения времени: мы должны также заменить все заряды частиц на обратные (так называемое зарядовое сопряжение) и заменить роли лево- и правосторонности (так называемая замена четности). Законы физики, как мы их сегодня понимаем, неизменно уважают совокупную замену всех трех этих знаков, о чем свидетельствует утверждение, известное как CPT-теорема (где C означает charge conjugation, то есть зарядовое сопряжение, P – parity reversal, то есть смену четности, а T – time reversal, то есть обращение времени).

24

Для двух решек расчет выглядит так: (100 × 99)/2 = 4950; для трех так: (100 × 99 × 98)/3! = 161 700; для четырех: (100 × 99 × 98 × 97)/4! = 3 921 225; для пяти: (100 × 99 × 98 × 97 × 96)/5! = 75 287 520; для 50 решек расчет таков: (100!/(50!)2) = 100 891 344 545 564 193 334 812 497 256.

25

Точнее, энтропия есть логарифм числа членов в заданной группе. Эта важная математическая особенность гарантирует, что энтропия обладает разумными физическими свойствами (к примеру, когда две системы объединяют, их энтропии складываются), но при рассмотрении качественных свойств ее вполне можно проигнорировать. В главе 10 мы будем неявно пользоваться более точным определением, но пока хватит и этого.

26

В этом примере мы для простоты будем рассматривать только пар – молекулы H2O, плавающие в вашей ванной комнате. Мы не будем обращать внимание на воздух и другие вещества, которые там тоже присутствуют. Мы проигнорируем также внутреннее строение молекул воды и будем рассматривать их как бесструктурные точечные частицы. Когда речь пойдет о температуре пара, помните, что жидкая вода превращается в пар при 100 ℃, но, если пар уже образован, его температуру можно поднять и выше этого значения.

27

Физически температура пропорциональна средней кинетической энергии частиц, поэтому математически она вычисляется путем усреднения квадрата скорости каждой частицы. Для наших целей достаточно рассматривать температуру в терминах средней скорости – средней по величине.

28

Точнее, первое начало термодинамики представляет собой вариант закона сохранения энергии, который (1) признает теплоту как форму энергии и (2) учитывает работу, произведенную системой или над системой. Таким образом, сохранение энергии означает, что изменение внутренней энергии системы возникает из-за разницы между полным количеством теплоты, которую она получает, и полной работой, которую производит. Особенно хорошо информированный читатель, возможно, отметит, что когда мы рассматриваем энергию и ее сохранение в глобальном масштабе – по всей Вселенной, – то появляются тонкости. Нам нет нужды их разбирать, поэтому мы вполне можем просто принять утверждение о том, что энергия сохраняется.

29

Примерно так же, как в примере с паром в вашей ванной, где я оставил без внимания молекулы воздуха, для простоты я не буду явно рассматривать столкновения между горячими молекулами, вылетевшими из пекущегося хлеба, и более холодными молекулами воздуха, летающими по вашей кухне и по всему дому. Такие столкновения должны в среднем увеличивать скорость молекул воздуха и уменьшать скорость тех, что вылетели из хлеба, приводя в конечном итоге оба типа молекул к одинаковой температуре. Понижение температуры молекул хлеба должно снижать их энтропию, но повышение температуры молекул воздуха более чем компенсирует повышение энтропии, так что суммарная энтропия обеих групп на самом деле повысится. В упрощенном варианте, который я описал, можно считать среднюю скорость молекул, высвобожденных хлебом, постоянной в процессе их распространения; тогда их температура будет оставаться постоянной, так что повышение их энтропии будет происходить вследствие того, что они заполняют больший объем.