В 1543 году был предложен новый взгляд. Польский астроном Николай Коперник опубликовал книгу, где утверждал, что в центре мироздания стоит Солнце, а не Земля[98]. Земля и планеты вращаются по круглым орбитам вокруг Солнца. Гелиоцентрическая модель Солнечной системы вызвала споры. Все так привыкли думать, что Солнце вращается вокруг Земли, что новая гипотеза многих нервировала. Ведь Библия учит иначе! В псалме 118:90 ясно и недвусмысленно сказано: «Ты поставил Землю, и она стоит»! Как это согласуется с радикальной идеей Коперника, что Земля движется?
Однако вскоре все поняли, что просто неправильно понимали текст. Было предложено новое толкование: Бог «создал Землю, и она крепка».
Новое мировоззрение не всем пришлось по душе. Самыми непримиримыми противниками Коперника были собратья-ученые, а не религиозные люди, как часто полагают[99].
У теории Коперника было два основных недостатка. Во-первых, она позволяла рассчитать движение планет ненамного точнее модели Птолемея. Причина была проста. Коперник ошибочно предположил, что планеты движутся вокруг Солнца по идеальным окружностям, а теперь мы знаем, что они движутся по эллипсам – вытянутым окружностям, и Солнце расположено не на пересечении осей эллипса, а слегка смещено. Это открытие было сделано лишь несколько десятков лет спустя, в начале XVII века, – его сделал Иоганн Кеплер в результате тщательного изучения движения планеты Марс. Во-вторых, если бы теория Коперника была верна, то, поскольку Земля движется в пространстве, рисунок неподвижных звезд должен был меняться в зависимости от времени года. Это исследовал датский астроном Тихо Браге (1546–1601), который не обнаружил никаких следов подобного «параллакса». Теперь мы знаем, почему Браге не смог его пронаблюдать. В то время никто и не подозревал, насколько дальше Солнца находятся звезды, и крошечный параллакс, незаметный невооруженным глазом, удалось пронаблюдать лишь после усовершенствования телескопа в начале XIX века. Потому-то Браге и сделал вывод, что по данным наблюдений Солнце вращается вокруг Земли, а не наоборот. Следует понимать, что такое толкование нельзя считать неверным: оно было сделано на основе данных, доступных Браге на тот момент.
Этот краткий экскурс в раннюю историю современной астрономии интересен и сам по себе, но не только – он еще и позволяет увидеть три обстоятельства, без которых невозможно правильно понять, как создаются научные теории. Эти обстоятельства очевидны и из других эпизодов истории науки, а случай Коперника я выбрал лишь потому, что здесь они проявлены нагляднее всего.
I. Наука стремится найти ту теоретическую модель, которая «лучше всего соответствовала бы» наблюдениям. Какая теория лучше, всегда будет предметом споров. Начнем с того, что данные накапливаются и совершенствуются со временем. А во-вторых, будут и вторичные споры по поводу критериев оценки теорий. Какую выбрать – самую простую? Или самую красивую? Однако эти трудности ни в коей мере не отвлекают науку от поисков наилучшего способа осмыслить Вселенную. Ученые зачастую ловят себя на том, что убеждены – и вполне обоснованно, – что та или иная теория верна, но доказать ее не могут. Более того, возможно, и не смогут никогда. Однако они (по праву) продолжают считать, что она верна, поскольку знают, что хорошей теории можно доверять, пока не появятся данные, которые потребуют отказаться от нее в пользу какой-то другой теории, у которой доказательная база окажется лучше.
II. Это значит, что научные теории – временные. Их нельзя доказать раз и навсегда, в отличие от математических теорем. В каждый момент времени научное сообщество предпочитает какое-то мировоззрение (средневзвешенно). Однако ученые прекрасно знают, что их последователи – может быть, совсем скоро, а может быть, в отдаленном будущем, – вспомнят о них и скажут: «Да-да, так когда-то считали. Но сейчас мы думаем иначе». По мере научного прогресса какие-то представления приходится оставлять позади. Однако лучшие теории не исчезают бесследно – как правило, их изменяют и инкорпорируют в более удачные. Вспомним хотя бы, что в рамках теории относительности Эйнштейна нашлось место для законов Ньютона – теория относительности воздала должное их успехам и очертила границы их применимости.
III. Большинству теорий приходится иметь дело с аномалиями, то есть с наблюдательными данными, которые не вполне в них вписываются. Очень наивный ученый может подумать, будто этого достаточно, чтобы отказаться от теории. Однако наука мудрее. Она знает, что на самом деле все редко бывает так просто. Может статься, что теория верна, просто нуждается в некоторых мелких уточнениях. Вспомним, как Кеплер показал, что Коперник был прав в главном – в том, что в центре нашей планетной системы находится Солнце, – но ошибался в относительно второстепенном вопросе о форме орбит. А иногда что-то, что мы считаем главным недостатком теории, оказывается впоследствии не таким важным, как мы думали, или просто недоразумением – вот, скажем, опасения Тихо Браге по поводу отсутствия параллакса у звезд.
Большинство читателей увидят, что все три пункта относятся и к религии. К первому и второму мы еще не раз вернемся. А как же третий? Как быть с ситуациями, когда что-то в религии не соответствует данным наблюдений? В Средние века богословы бились с вопросом о вечности мира. Тогдашняя наука говорила, что Вселенная была всегда, а вера учила, что она возникла в какой-то момент. Очевидная аномалия – и чтобы обойти ее, пришлось, в сущности, мириться с двоемыслием, поскольку доступные в то время научные методы не могли разрешить это противоречие. В конечном итоге наука отказалась от идеи вечности Вселенной и придерживается представлений, которые не тождественны религиозной идее сотворения мира, однако ничуть ей не противоречат.
Религия тоже должна работать с аномалиями. В случае христианства такой аномалией – по крайней мере, на первый взгляд – мне кажется существование страдания. Однако христианские теологи всех времен утверждали, что можно найти способ понимать страдание таким образом, чтобы уменьшить интеллектуальное бремя этой проблемы и помочь нам бороться с житейскими невзгодами.
Об этом еще есть что сказать, но нам нужно двигаться дальше и обсудить место данных и доказательства в науке, а также несколько смежных вопросов.
Данные, доказательства и вера в науке
Доказывает ли наука свои теории? Распространенное заблуждение, которого и я когда-то придерживался, гласит, что ученые – люди сверхрациональные и принимают только то, что можно доказать на основании данных. Как и во всех распространенных заблуждениях, здесь есть доля правды. Наука и есть поиск лучшего объяснения наблюдений. Но доказать, что какая-то теория лучше всех, часто бывает трудно, особенно потому, что никак не удается добиться согласия по поводу критериев: простота? Изящество? Доступность? Плодотворность? Впрочем, главное очевидно: наука делает ставку на обоснованные убеждения, полученные в результате публичных обсуждений вопроса о том, какое толкование общедоступных данных считать наилучшим.
Тут философ вправе возразить, что мы говорим о науке и доказательстве как-то слишком вольно, и указать, что в строгом смысле слово «доказательство» применимо лишь к логике и математике. Мы можем доказать, что 2 + 2 = 4 и что «часть меньше целого». Что ж, справедливо. Но все же вполне можно выразиться и так: наука дает нам полные основания верить, что те или иные положения истинны, например что химическая формула воды – Н2О или что среднее расстояние от Земли до Луны – примерно 384 500 километров.
Вспомним уже приводившиеся слова Ричарда Докинза о вере: «Если бы имелись надежные доказательства, то вера как таковая была бы излишней, так как эти доказательства убеждали бы нас сами по себе». Безо всяких сомнений замечу, что надежные свидетельства заставляют меня верить, что формула воды Н2О и что до Луны в среднем 384 500 километров. Просто Докинз путает «полное отсутствие подтверждающих данных» и «отсутствие полностью подтверждающих данных». Данные, как знает любой практикующий ученый, могут быть неоднозначными, уводить в разные стороны и допускать разные толкования.
Яркий пример – нынешние споры космологов о том, сколько Вселенных породил Большой взрыв – одну или много (множественную Вселенную)[100]. Я знаю многих выдающихся ученых, поддерживающих первый вариант, и многих не менее выдающихся ученых – сторонников второго. И те и другие, бесспорно, мыслящие и осведомленные специалисты, принимают решения на основе того, как, по их мнению, лучше всего толковать данные, и верят – хотя и не могут доказать – что их толкование истинно.
Подобная дилемма отнюдь не нова. Это неотъемлемая часть научной деятельности. С похожей проблемой столкнулся Чарльз Дарвин, когда разрабатывал теорию естественного отбора. Чтобы окончательно и бесповоротно убедиться в ее истинности, попросту не хватало данных, более того, у этой теории было несколько крупных недостатков, в частности, она не объясняла, как изменения переходят от родителей к потомству [101]. Более того, все, что было известно о мире природы, вполне объяснялось конкурирующими теориями эволюции, например, трансформизмом[102]. Все мы читали популярные, упрощенные рассказы, как Дарвин триумфально доказал свою теорию. Но гораздо важнее прочитать самого Дарвина, который ясно и недвусмысленно дает понять, что чувствовал, что может доверять своей теории, невзирая на слабость доказательств.
Подобная дилемма отнюдь не нова. Это неотъемлемая часть научной деятельности. С похожей проблемой столкнулся Чарльз Дарвин, когда разрабатывал теорию естественного отбора. Чтобы окончательно и бесповоротно убедиться в ее истинности, попросту не хватало данных, более того, у этой теории было несколько крупных недостатков, в частности, она не объясняла, как изменения переходят от родителей к потомству [101]. Более того, все, что было известно о мире природы, вполне объяснялось конкурирующими теориями эволюции, например, трансформизмом[102]. Все мы читали популярные, упрощенные рассказы, как Дарвин триумфально доказал свою теорию. Но гораздо важнее прочитать самого Дарвина, который ясно и недвусмысленно дает понять, что чувствовал, что может доверять своей теории, невзирая на слабость доказательств.
Дарвин верил, что его теория верна и когда-нибудь удастся это показать. Разве может теория быть ошибочной, писал он, если она позволяет так великолепно осмыслить наблюдения? Конечно, концы с концами не сходятся и пока что полно проблем. Зато главная идея, как видно, верна, несмотря на то, что это невозможно доказать.
Уже задолго до того, как читатель дошел до этого раздела моей книги, он столкнулся с множеством трудностей. Некоторые из них настолько серьезны, что я до сих пор не в состоянии был подумать о них без некоторого трепета; но, насколько я могу судить, большая часть из них только кажущиеся, а реальные не являются, я думаю, роковыми для теории[103]. (Пер. К. Тимирязева.)
Так вот, признание аномалий и трудностей ни в коем случае не должно наталкивать нас на своего рода вольный релятивизм, позволяющий верить во что заблагорассудится. Это просто готовность реалистично признать неоднозначность своих наблюдений и опыта. Вот почему даже в общепринятых учебниках по физике пишут, что «наука основана на вере»[104]. Мы верим, что те или иные теории истинны, и имеем на то все основания, но не можем этого доказать. Неспособность признать, что подобная вера неотделима от научного метода, в конечном итоге объясняется упорным нежеланием признавать неоднозначность данных и невозможность вырваться из порочного, по сути дела, круга опыта и толкования.
Наука пребывает в постоянном движении, в поисках наилучших объяснений и отражений реальности. Она в первую очередь метод, а во вторую – результаты его применения. Истину, которую какое-то поколение ученых считает надежно установленной, следующее может просто отвергнуть.
Итак, научные теории временны. Но это не значит, что они произвольны. Просто ничего нельзя считать истиной в последней инстанции, так просто не может быть. Ричард Докинз справедливо указывает, что и дарвинизм – явление такое же временное, как и любая другая научная теория. «Даже если конец XX века стал временем торжества Дарвина, мы должны признать возможность того, что на свет выйдут какие-то новые факты, которые заставят тех, кто в XXI веке придет к нам на смену, отказаться от дарвинизма или изменить его до неузнаваемости»[105] (здесь и далее пер. П. Петрова).
Теперь-то я понимаю, что Бертран Рассел был прав: нам надо «жить без уверенности и в то же время не быть парализованным нерешительностью». Вот почему ученые, склонные к рефлексии, так ценят книгу Майкла Поляни «Личностное знание» (1958). Из-за нее разгорелся давно назревший спор о пределах уверенности в науке и о том, как ученые должны подходить к этому вопросу. Поляни (1891–1976) – английский химик венгерского происхождения, который затем занялся философией, поскольку его все больше тревожила необходимость быть преданным идеям, которые он (с научной точки зрения) считал верными, хотя понимал, что что-то из этого впоследствии окажется ошибочным[106]. Он утверждал, что науку следует понимать как «личностное знание», в котором нельзя быть абсолютно уверенным, но в которое можно обоснованно верить.
Труд Поляни всесторонне освещает не только природу науки, но и человеческие слабости. Научное знание не генерируется при помощи механического процесса, не дающего сбоев, но требует, чтобы мы вынесли личное суждение, которое вполне способно дать сбой и согласно которому некоторые представления надежны и им следует доверять. Поляни утверждал, что нам следует понимать, что преданность представлениям, не только научным, неизбежно распространяется и на данные, на которых они основаны. И частенько появляются доказательства, что то, во что ученые верили, то, что они считали истинным, и в самом деле правда. Яркий тому пример – бозон Хиггса.
Частица веры. Бозон Хиггса
Четвертого июля 2012 года физики, работавшие на Большом адроном коллайдере в Женеве, пребывали в сильнейшем волнении. Удалось увидеть бозон Хиггса! То есть они думали, что, возможно, видели его или что-то очень на него похожее. Четырнадцатого марта 2013 года физики из ЦЕРНа («Европейской организации ядерных исследований») подтвердили это открытие. Из-за чего же поднялся весь этот шум? Бозон Хиггса – загадочная частица, гипотезу о которой выдвинул физик Питер Хиггс и его коллеги еще в шестидесятые годы XX века, чтобы объяснить происхождение массы. Подтвердив его существование, ученые должны были поставить на место очередной фрагмент затейливой мозаики, составляющей картину нашего понимания Вселенной.
Журналисты были в восторге. Но не из-за науки. Большинство газет давно обнаружили, что читателей наука не очень-то интересует. Она не помогает продавать тиражи! Причиной интереса журналистов стало всего-навсего название, которое еще в 1994 году дал бозону Хиггса нобелевский лауреат Леон Ледерман: «частица Бога»[107]. Журналистам это прозвище пришлось по душе. А большинству ученых – совсем нет, поскольку они считали, что оно упрощенческое и не имеет отношения к делу. Пожалуй, да. Зато оно заставило людей говорить о физике. И может быть, оно не такое уж и плохое. Ледерман говорил, что придумал название «частица Бога», потому что бозон Хиггса «определял нынешнее состояние физики, был необходим для понимания структуры вещества – и при этом оставался неуловимым».
Так вот, иногда считают, что наука – это то, что можно доказать. Однако, повторяю, все отнюдь не так просто. Наука зачастую предполагает существование невидимого (а иногда и не поддающегося регистрации), например, темного вещества, потому что иначе не может объяснить видимое. (Темное вещество – это субстанция, гипотезу о существовании которой выдвинули космологи и астрономы, поскольку иначе не объяснить гравитационные эффекты, вызванные, судя по всему, невидимой массой.) Специалисты по физике элементарных частиц восприняли гипотезу о бозоне Хиггса так серьезно в основном потому, что научные наблюдения благодаря этой частице обретают настолько законченный смысл, что сомневаться в ее существовании вроде бы и не приходится. Иначе говоря, способность объяснять видится как показатель истинности.
Налицо очевидная и очень важная параллель с тем, как верующие думают о Боге. Некоторые требуют доказательств, что Бог существует, однако большинство совершенно справедливо полагает, что это нереалистично, поскольку не учитывает ни природы Бога, ни ограниченности человеческой логики. Верующие считают, что существование Бога задает лучшую систему отсчета для осмысления мира. Бог для них – словно линза, позволяющая увидеть окружающее в фокусе. И Бог – это не только способ осмыслять. Однако для верующих это прекрасная отправная точка. Бозон Хиггса, несомненно, помогает нам понять, как устроена Вселенная. Однако он не отвечает на несколько более интересный вопрос: откуда взялась такая Вселенная, в которой можно заниматься физикой элементарных частиц.
Мы посвятили довольно много времени размышлениям о роли теорий в физике. А как же религиозные теории? Что они делают? Найдутся ли там еще параллели с научными теориями?
Теории в религии. Найти смысл жизни
Вопрос об осмыслении реальности глубоко коренится и в естественных науках, и во многих разновидностях религиозной веры, особенно в христианстве. Более того, главной силой, которая заставила меня так решительно уйти от юношеского атеизма в христианство, было крепнущее понимание, что христианская вера придавала всему, что я видел и переживал, больше смысла, чем ее атеистические альтернативы.
Тогда как же действует вера в Бога? Что она делает? Теологи дают самые разные ответы на этот вопрос, но мне хотелось бы рассказать, что это значит лично для меня. Я перечислю свои соображения в порядке ценности – опять же лично для меня – а читатель волен переставлять пункты или добавлять в список все, что покажется уместным.
1. Вера помогает мне осмыслять мир, дает способ смотреть на реальность, который подтверждает, что она и постижима, и непротиворечива.