Мир физики и физика мира. Простые законы мироздания - [32]

Если иметь это в виду, то даже тот факт, что я знаю прошлое, но не знаю будущего, больше не кажется странным. Когда я наблюдаю мир вокруг, увеличивается объем информации в своем мозгу – процесс, в ходе которого по мере работы моего мозга вырабатывается бесполезное тепло, а значит, растет энтропия моего тела. Даже сама наша способность различать прошлое и будущее с точки зрения термодинамики является не более чем проявлением второго закона в отношении нашего мозга.

Детерминизм и случайность

Изложенное выше может привести вас в замешательство – и это будет справедливо. Безусловно, различие между прошлым и будущим – это больше, чем статистическое стремление произвольно сталкивающихся молекул к равновесию или различие между перемешанной и неперемешанной колодой карт. В конце концов, прошлое фиксировано – мы помним только одну последовательность событий, одну историю. И наоборот, в будущем для нас открыто бесчисленное количество возможностей[24].Большинство событий, которые произойдут завтра, окажутся для вас неожиданными, да и мой день может пойти самым различным образом, в зависимости от того, как сойдутся миллионы различных факторов. Так есть ли на самом деле разница между прошлым и будущим на более глубоком уровне, нежели просто статистический? Разница, которая бы отражала тот факт, что у нас одно прошлое, но много возможных будущих? Другими словами, предначертана ли нам определенная судьба, или наше будущее зависит от случая? Эти философские вопросы задаются многие сотни лет, поскольку они касаются природы свободной воли.

Когда физики говорят о «детерминированном» процессе, они обычно имеют в виду концепцию причинного детерминизма, предполагающего, что прошлые события предопределяют будущие. Но если это так, то не может быть ничего случайного; все, что происходит, имеет под собой веское основание – то, что произошло раньше; причина порождает следствие. Поэтому в принципе состояние Вселенной на настоящий момент можно отследить, шаг за шагом, до самого момента Большого взрыва. А если это правда, то события в настоящем предопределяют события в будущем таким образом, что в принципе мы должны быть способны прогнозировать будущее. При этом термин «событие» в данном случае включает в себя разряды нейронов нашего мозга, которые обусловливают мыслительный процесс и принятие нами определенных решений. В конечном счете мозг ведь тоже состоит из атомов. Нет никакого волшебного компонента, который выводил бы его из-под действия законов физики.

Во Вселенной, где все предопределено, у нас не было бы выбора в отношении наших действий и решений, поскольку у нас был бы только один вариант будущего, как и один вариант прошлого. (Помните, в главе 3 я уже говорил о блок-вселенной Эйнштейна.) Однако ход событий, при котором прошлое определяет будущее, а не наоборот, обусловлен вторым законом термодинамики, без действия которого события, которые мы называем «будущими», с тем же успехом могли бы предопределять «прошлые».

Но если это так, как же получилось, что мы не можем хоть с малой долей уверенности прогнозировать будущее? В конце концов, даже самые мощные суперкомпьютеры не способны точно сказать, будет ли на следующей неделе дождь. В случае с погодой причина очевидна. Если представить себе сложность того явления, которое мы хотим смоделировать, и количество переменных, которые нам необходимо знать для точного прогноза, – от колебаний температуры в атмосфере и океанах до атмосферного давления, направления и скорости ветра, солнечной активности и прочего, – вы поймете, что эта задача будет тем труднее, чем дальше в будущее вы захотите заглянуть. Таким образом, хотя метеорологи могут с уверенностью предсказать, будет ли завтра солнечно или облачно, невозможно спрогнозировать, будет ли в этот день через год идти дождь. Что интересно, это не значит, что данная информация недоступна в принципе, поскольку в детерминированной Вселенной будущее предопределено. На практике нам необходимо знать текущие условия на Земле с поразительной степенью точности и иметь фантастические компьютерные мощности, чтобы загрузить соответствующие данные и разработать точную модель, которую затем развить с помощью математического аппарата для получения надежного прогноза.

Именно эта хаотическая непредсказуемость лежит в основе знаменитого эффекта бабочки, когда мельчайшее, несущественное движение воздуха от взмаха крыльев бабочки на одном конце света может постепенно нарастать, пока не станет решающим на другом конце света – и вызовет разрушительный ураган. Это не значит, что существует определенная бабочка, которой мы можем приписать причину возникновения урагана. Скорее, любое незначительное изменение первоначальных условий при развитии данной системы во времени может привести к широкому ряду самых разных последствий.

Физические уравнения описывают детерминированно развивающийся мир. Если бы мы знали изначальные условия в системе (где находится каждая составная частица и как она движется в каждый момент времени, а также все силы, действующие между частицами), то мы могли бы рассчитать, как развивается эта система с точки зрения абсолютного детерминизма. Причина и следствие. Перед нами могло бы раскрыться все наше будущее.