Наука Плоского Мира II: Земной шар - Терри Пратчетт

Теперь мы можем дать совершенно иное и гораздо более рациональное объяснение «разрыву в энтропии», который Пенроуз, обнаружив, приписал чрезвычайно маловероятным начальным условиям. На самом деле это просто побочный эффект крупнозернистости. Материя, концентрирующаяся под действием гравитации, постепенно превышает уровень зернистости, который термодинамическая энтропия не учитывает по определению. Таким образом, практически любое начальное распределение материи во Вселенной привело бы к ее концентрации. Особое, исключительное состояние для этого не нужно.

Физические различия между гравитационными и термодинамическими системами довольно очевидны: гравитация — это дальнодействующая сила притяжения, в то время как упругие соударения действуют в малых масштабах и приводят к взаимному отталкиванию. Неудивительно, что такие разные законы действия сил приводят к такой разнице в поведении. Представьте себе крайний случай, когда масштаб действия гравитации настолько мал, что она вступает в силу только при столкновении частиц, навечно склеивая их вместе. В таких условиях увеличение «комковатости» — довольно очевидный эффект.

Реальная Вселенная проявляет как гравитационные, так и термодинамические свойства. В определенных условиях больше подходит термодинамическая модель, и тогда термодинамика дает хорошее приближение. В других — более адекватной оказывается модель теории гравитации. И даже этими двумя случаями дело не исчерпывается: в молекулярной химии мы снова сталкиваемся с множеством различных типов сил. Было бы ошибкой сводить любое природное явление к термодинамической или гравитационной модели. И вряд ли нам стоит ожидать, что термодинамическая и гравитационная модели будут одновременно действовать в общем контексте — учитывая тот факт, что в условиях «крупнозернистой структуры» они ведут себя диаметрально противоположным образом.

Видите? Все просто. И никакой магии…

Возможно, здесь стоит подвести итог нашим рассуждениям.

«Законы» термодинамики, и в особенности знаменитый Второй Закон, дают статистически верную картину природы — в определенных условиях. Они не выражают универсальную истину об устройстве Вселенной — это подтверждается ее «комковатой» структурой, появившейся благодаря гравитации. Вероятно, в будущем мы даже найдем подходящий способ измерения гравитационной сложности, подобный термодинамической энтропии, но отличающийся от нее — скажем, «гравитропию». Тогда нам, возможно, удастся математически вывести «второй закон гравитатики», согласно которому гравитропия любой гравитатической системы со временем возрастает. Гравитропия, к примеру, может представлять собой фрактальную размерность («степень запутанности») системы.

Несмотря на то, что крупнозернистое приближение играет противоположные роли в двух упомянутых типах систем, оба «вторых закона» — и термодинамический, и гравитатический — могли бы дать довольно точное описание нашей Вселенной. Объясняется это тем, что в основе этих законов лежат результаты реальных наблюдений. И тем не менее, несмотря на кажущееся соперничество, два закона относятся к совершенно разным типами физических систем: в одном случае — это газы, в другом — системы частиц, движущихся в условиях силы тяготения.

Познакомившись с двумя примерами неверного использования теоретико-информационных и связанных с ними термодинамических принципов, мы можем обратиться к интригующему предположению об информационной природе Вселенной.

Чудакулли подозревал, что любое странное явление, — например, исчезновение «обитателей ракушечных холмов», — Думминг Тупс попытается объяснить с помощью «квантов». Это объяснение всегда выглядит довольно привлекательным, потому что квантовый мир действительно живет по необычным законам. Некоторые физики, пытаясь придать смысл квантовой Вселенной, высказали предположение о том, что в основе всех квантовых явлений (а, значит, и вообще всего) лежит понятие информации. Джон Арчибальд Уилер выразил эту идею в своей известной фразе «Все из Бита». Если вкратце, то любой квантовый объект описывается конечным числом состояний. К примеру, спин электрона может иметь одно из двух направлений — вверх или вниз. Следовательно, состояние Вселенной можно представить в виде гигантского списка «верхов» и «низов», а также других, более сложных, но в целом подобных им величин — то есть в виде очень длинного двоичного сообщения.

Сама по себе эта идея дает нам разумный и (как оказалось) полезный способ строго математического описания квантового мира. Следующий шаг воспринимается уже не так однозначно. На самом деле важно лишь сообщение, то есть последовательность бит. А что такое сообщение? Информация. Вывод: Вселенная состоит из стихийной информации. Все остальное строится на ее основе в соответствии с квантовыми принципами. Думминг бы это одобрил.

Таким образом, информации отводится место в небольшом пантеоне сходных понятий — скорости, энергии, импульса, — которые из удобных математических абстракций превратились в явления реального мира. Физики любят воплощать в реальность наиболее полезные из формальных математических концепций: подобно жителям Плоского Мира, они материализуют абстрактные понятия. Физическая реальность не пострадает от того, чтобы мы «спроецируем» на нее математику, зато может пострадать наша философия, если эту проекцию мы станем воспринимать буквально. Вот пример похожей ситуации: в наше время вполне разумные физики настаивают на том, что наша Вселенная — это всего лишь один из триллионов миров, сосуществующих в состоянии квантовой суперпозиции. В одном из них вы, выйдя из дома этим утром, попали под удар метеорита; а в другом — там, где вы читаете эту книгу, — ничего подобного не произошло. «О, да», — настойчиво заявляют они. — «Эти вселенные существуют на самом деле. И мы можем доказать их существование экспериментальным путем».

Это не так.

Соответствие гипотезы и результатов эксперимента никак не доказывает и даже не подтверждает ее справедливость. Так называемая «многомировая» концепция представляет собой интерпретацию экспериментов в рамках своей собственной философии. Но ведь у любого эксперимента есть множество интерпретаций, и не все из них объясняют, «как на самом деле обстоят дела во Вселенной». К примеру, любой эксперимент можно трактовать как «случившийся по воле Божьей», однако те же самые физики не станут воспринимать результаты эксперимента как доказательство существования Бога. И в данном случае они правы — это всего лишь одна из интерпретаций. С другой стороны, то же самое можно сказать и триллионе параллельных вселенных.

Квантовые состояния и правда могут существовать в виде суперпозиции. Справедливо это и для квантовых вселенных. Однако попытка разделить их на несколько классических вселенных, в которых реально существующие люди совершают реальные поступки, и прийти к выводу, будто они находятся в состоянии суперпозиции, — просто абсурд. Ни один квантовый физик не сможет дать квантовомеханическое описание человека. Как же они могут утверждать, будто их эксперименты (в которых обычно участвует пара электронов или фотонов) «доказывают», что в параллельной Вселенной на вашего двойника упал метеорит?

Концепция информации изначально была придумана человеком для описания определенных процессов в области систем связи. Не мир был «всем из бита», то есть реальностью, созданной на основе метафоры, а информация была «битом из всего» — абстракцией, построенной на метафоре реального мира. С тех пор информационная метафора вышла далеко за рамки своего первоначального смысла и часто используется не слишком разумно. Еще менее разумным, пожалуй, было превращение информации в основополагающую субстанцию Вселенной. С математической точки зрения никакой проблемы в этом нет, однако Материализация Может Нанести Вред Вашему Мировоззрению.

Глава 19. Письмо из Ланкра

Матушка Ветровоск, известная всем — и в особенности самой себе — как самая компетентная ведьма Плоского Мира, собирала дрова в лесах Ланкра, расположенного высоко в горах и вдали от каких бы то ни было университетов.

Для пожилой женщины, так и притягивающей к себе рассказий, это занятие было сопряжено с риском. Собирая дрова, в наше время было довольно сложно избежать встречи с третьими сыновьями королей, юными свинопасами, путешествующими в поисках своей судьбы, и другими персонажами, которые, отправляясь в свое приключение, были обязаны проявить доброту к пожилой женщине, ведь она наверняка окажется ведьмой, тем самым доказывая, что обходительность — награда уже сама по себе.

Даже благожелательно настроенный человек лишь в редких случаях согласится делать то, чего он, если честно, делать не хотел. В последнее время Матушка держала при себе полные карманы мелких камешков и сосновых шишек — чтобы отвадить непрошеных гостей.