Table Of Content10
ЗЗАПОВЕДЕЙ
ННЕЕССТТААББИИЛЛЬЬННООССТТИИ
(cid:2)(cid:3)(cid:4)(cid:5)(cid:6)(cid:3)(cid:7)(cid:5)(cid:8)(cid:9)(cid:10)(cid:11)(cid:5) (cid:12)(cid:13)(cid:5)(cid:12) XX (cid:14)(cid:5)(cid:15)(cid:3)
CChhaarrlleess FFlloowweerrss
IInnssttaabbiilliittyy RRuulleess
The Ten Most Amazing Ideas
of Modern Science
John Wiley & Sons, Inc.
Ч. Флауэрс
10
ЗАПОВЕДЕЙ
НЕСТАБИЛЬНОСТИ
ЗАМЕЧАТЕЛЬНЫЕ ИДЕИ ХХ ВЕКА
2-е издание (электронное)
Перевод с английского
А. В. Хачояна
Москва
БИНОМ. Лаборатория знаний
2014
УДК 50
ББК 20
Ф69
ФлауэрсЧ.
Ф69 10 заповедей нестабильности. Замечательные идеи ХХ века
[Электронный ресурс] / Ч.Флауэрс ; пер. с англ.—2-е изд.
(эл.).—М. : БИНОМ. Лаборатория знаний, 2014.—197с. : ил.
ISBN 978-5-9963-1183-5
В увлекательной форме рассказывается о 10 величайших открытиях
двадцатого столетия: расширяющейся Вселенной, распространении света,
квантовой механике,блужданииконтинентов,теорииБольшоговзрыва, тео-
ремеонеполноте,геномечеловека,открытияхантропологов,искусственном
интеллекте, бессознательном.
Для старшеклассников, преподавателей и широкого круга читателей,
интересующихся состоянием современной науки.
УДК 50
ББК 20
По вопросам приобретения обращаться:
«БИНОМ. Лаборатория знаний»
Телефон: (499)157-5272
e-mail: [email protected], http://www.Lbz.ru
Copyright (cid:13)c 2002 by Charles
Flowers. All Rights Reserved.
Autorized translation from the
English language edition published
by John Wiley & Sons, Inc.
This EBook is published under
license with the original publisher
John Wiley & Sons, Inc.
(cid:13)c Перевод, оформление. БИНОМ.
ISBN 978-5-9963-1183-5 Лаборатория знаний, 2011
Оглавление
Предисловие «Она вертится…» . . . . . . . . . . . . . . . 6
Глава 1. Хаббл и расширяющаяся Вселенная . . . . . . . . . 9
Глава 2. Эйнштейн и чудо распространения света. . . . . . . 23
Глава 3. Нильс Бор и загадочная квантовая механика . . . . . 41
Глава 4. Вегенер и танец континентов. . . . . . . . . . . . 60
Глава 5. Большой взрыв, Великий хлопок и Вечная скука . . . 77
Глава 6. Ферма, Гёдель и нечеткая математика . . . . . . . . 96
Глава 7. Мендель, Уотсон, Крик игеномчеловека . . . . . . 114
Глава 8. Гоминиды, люди и поиски общих предков . . . . . 134
Глава 9. Тьюринг и соревнование человеческого мозга
скомпьютером. . . . . . . . . . . . . . . . . . 152
Глава 10. Фрейд, бессознательное имногоедругое. . . . . . 176
Благодарности . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 197
Предисловие
«Она вертится…»
Нашим учителям
А. Р. Касаванту, Л. Джонсон, Б. Альфреду,
учивших нас думать
«И
все-таки она вертится…» (Eppur si muove…). Считается, что
именноэтисловакогда-тобормоталоченьбольнойиоченьста-
рыйчеловеквуродливомярко-красномбалахоне,напряженноподнима-
ясьсколенсредитолпыразодетыхнеучейсторжественнымиисерьезны-
ми лицами. Старик был великим ученым. Его под угрозой казни только
чтозаставилиотречьсяотзаконовприроды,которыеонустановил,изу-
чая космос подзорной трубой, усовершенствованной им самим. Даже
еслиэтотрассказнесоответствуетисторическойправде,онзаслуживает
права на существование.
Инквизиция смогла вынудить Галилея, знаменитого физика и астро-
нома из Пизы, отказаться от утверждения, что Земля вращается вокруг
Солнца.Земляпо-прежнемупризнаваласьцентромВселенной,посколь-
куименносюдаводрузилееБогиоставилдоскончаниявремен.Такова
была ортодоксия — правильная, официальная точка зрения.
Длямногихпоколенийученыхапокрифическая,нонеотразимаяреп-
ликаГалилеясталаутверждениемидеигелиоцентрическоймоделиСол-
нечнойсистемы,всоответствиискоторойЗемляипятьизвестныхвнача-
леXVIIвекапланетвращаютсявокругСолнца.Людинеожиданноосозна-
ли,чтоздравыйсмыслиорганычувств,которымионируководствовались
примерно 100 000 лет своей истории, являются очень ненадежными и
даже обманчивыми слугами разума. Вдруг выяснилось, что ощущение
незыблемостипочвыподногамиявляетсячистейшейиллюзией,таккак
движется именно Земля, а Солнце остается на месте. Другими словами,
Солнце (или, если угодно, олицетворяющее его божество, подобное
сияющемуФаэтонунасвоейколесницеилиацтекскомубогуКецалькоат-
лю, бегущему над древним Тенотчитланом) в действительности всегда
былонеподвижно,аименномы,люди,согромнойскоростьювращались
вокруг него.
Однакознаменитаярепликавеликогостарцаимелаидругой,болееглу-
бокийсмысл,ккоторомумынеожиданноприходимпослепоразительных
7
Предисловие
научныхоткрытийXXвека,когдавыяснилось,чтопостоянноедвижение
является наиболее существенным свойством не только Земли, но и всего
окружающего мира. Основными характеристиками Вселенной оказались
стремительное и непрерывное изменение, неточность и нестабильность,
разнообразие вариантов развития. В мире нет ничего постоянного.
Первые три столетия, прошедшие после смерти Галилея, стали эпо-
хойбурноговзлетанауки,достижениякоторойвновьивновьдоказывали
ученым, что Вселенная всегда оказывается больше, сложнее и старше,
чемкажетсянамнаосновенепосредственногоопытаиздравогосмысла.
Но Солнце продолжало оставаться в центре нашего мира неподвижным
до начала XX века.
Впредлагаемойкнигерассказываетсяотом,какпозднеелюдямпри-
шлось осознать, что Солнце стремительно несется в пространстве не
только вместе со всей галактикой Млечного Пути, но и с гигантским
звезднымскоплением,вкотороеэтагалактикавходит.Оказалось,чтови-
димуюнамчастьмираможносравнитьлишьспесчинкой,котораявместе
совсемостальнымвеществомВселеннойразлетаетсявпространствепо-
сленемыслимоговзрыва,произошедшего12–15миллиардовлетназад.
Людисизумлениемузнали,чтонашапланетапостоянноинепрерыв-
но меняется: континенты скользят и дрейфуют по поверхности Земли,
горы непрерывно растут, океаны расширяются, а вулканы готовятся к
следующимизвержениям.Постоянноменяютсянашисобственныетелаи
мысли, одновременно с незаметными мутациями и действиями генов,
принимающих какие-то собственные решения относительно роста или
гибеликлетокнашихорганизмов.Некоторыеизэтихрешениймогутпри-
вести к раковым заболеваниям или смертельным недугам.
Мыузнали,чтовпросторахкосмоса,нарасстояниисотенмиллионов
световых лет от нас целые галактики могут рождаться, развиваться, за-
хватыватьсячернымидырамииливзрыватьсясогромнойэнергией,поро-
ждая множество новых объектов.
Считавшиеся когда-то неделимыми атомы оказались способными
сталкиваться, сливаться, распадаться и непрерывно переходить из од-
нихэнергетическихсостоянийвдругие.Болеетого,внутрисамихато-
мов,вэтихкрошечныхвселенныхобнаруживаютсявиртуальныечасти-
цы,выскакивающиеизнебытияилиускользающиевнегостольбыстро,
что мы не способны их заметить, а можем лишь догадываться о таких
процессах.
ВсеэтипоразительныеоткрытияXXвекаговорятнамоглавномзако-
неприроды,согласнокоторомусуществованиеозначаетпостоянноеиз-
менение.
8
Предисловие
Этот закон противоречит нашим интуитивным представлениям и,
возможно,вглубинедуши…намнеприятнопризнаватьегосилуизначе-
ние.Действительно,чтодолжендуматьосебечеловек,осознающийми-
молетностьинеустойчивостьсобственнойличности?Каждоемгновенье
мыизменяемсяфизическиидуховно,такчтомынеспособныдажесохра-
нитьулыбкунасобственномлицеилиудержатьвсознаниименяющиеся
мыслиипереживания.Мирменяетсяслишкомбыстро,настоящеемгно-
венностановитсяпрошлым.Окакихзаповедяхможноговоритьвпосто-
янноизменяющемсямире?Чтоможетозначатьвтакоммиреслово«ис-
тина»?
КвозникшейвXXвекекартинемираоченьподходитзнаменитоеиз-
речениедревнегреческогомыслителяГераклита(«Всётечетиизменяет-
ся, и никто не может войти в одну и ту же реку дважды!»), которое
почему-то любили цитировать художники-концептуалисты начала
70-хгодов.НозаложеннаявсловахГераклитаидеявнашиднипредстав-
ляетсяещеболееглубокойиважной,ибонаукавыяснила,чтоежесекунд-
но в мире происходят важные события, в результате которых действи-
тельно существенно меняется всё: человек, река, вода, Солнце в небе и
даже …вся Вселенная.
Я пишу эти строки в конце августа. Из окон оборудованного под
жильеамбаравпригородеНью-Йоркаявижуголубоенебо,напоминаю-
щееокартинахДжотто,увядающийклениодинокиеосыпающиесяфлок-
сы.Кругомцариттишина,оченьредконарушаемаядоносящимсясзали-
ва шумом моторных лодок или моим постукиванием по клавишам
компьютерной клавиатуры. Все остальные звуки мира сливаются в сла-
быймонотонныйшум,подобныйровномугудениюраковины,поднесен-
нойкуху.Кажется,чтомирвокругменянеподвижнозамер,иянахожусь
вегоцентре.Нояпонимаю,чтоэтовсеголишьиллюзия.Вмиренетни
покоя, ни центра.
Глава 1
Хаббл и расширяющаяся
Вселенная
В
семысошкольныхвремен знаем,чтовокружающемнаснечетком
ирасплывчатоммиреотсутствуютпрямыелинииистрогиеформы,
нозатосуществуютнекоторыеограничения,механизмыизакономерно-
сти,которыеивыступаютвкачествезаконовприроды.Равномерноевра-
щениенебеснойсферыпозволяетоцениватьтечениевремениисоздавать
календариилиточнотикающиечасы.Внекоторыхгорныхпородахпро-
исходятпроцессырадиоактивногораспада,стольжеточноотсчитываю-
щие миллионы лет геологических эпох. Огромные сверхплотные ней-
тронные звезды, пульсары излучают радиоволны с высокой точностью,
подобно радиомаякам в «черных ящиках» авиалайнеров. Точность при-
ходящих от них сигналов обеспечивается вращением пульсаров вокруг
оси с частотой до нескольких сотен оборотов в секунду. Космические
расстояния настолько велики, что их измеряют световыми годами, т. е.
расстоянием,проходимымсветомзаодингод,хотяэтаскоростьявляется
фантастически высокой и составляет около 300 тысяч километров в се-
кунду(всоответствиисизвестнойшуткой,редакторылитературныхили
искусствоведческих журналов обычно автоматически исправляют эту
цифру, зачеркивая «секунду» и вписывая «час»). Говоря о событии,
происшедшемнарасстояниисветовогогода,следуетпомнить,чтоононе
только удалено от нас почти на 10 триллионов километров, но и
случилосьзадвенадцатьмесяцевдонаблюдения,что,кстати,создаетеще
одну удобную и точную систему отсчета в пространстве-времени. Воз-
можно,чтоточностьтакихприродныхпроцессовсовременемнарушает-
ся,ноеевполнедостаточнодляпокамимолетногоприсутствиячеловече-
ства во Вселенной.
Однимизнаиболеезаметныхпериодическихобъектоввастрономии
являютсятакназываемыецефеиды(желтыезвезды-гиганты,обычнопре-
восходящиенашеСолнцепоэнергииизлучениявтысячиилидажевсот-
ни тысяч раз). Их яркость меняется с периодичностью от 3 до 50 дней,
причемпродолжительностьциклаиможетбытьнепосредственносвяза-
10
Глава1
насосветимостьюсрасстояниемдоЗемли.Вастрономическиекаталоги
ужезанесенытысячицефеидизначенияихабсолютной(усредненнойпо
времени,напримерза10-дневныйцикл)яркости.Сравниваясреднююи
наблюдаемую величины яркости цефеиды, астрономы давно научились
примернооцениватьрасстояниядоконкретныхзвездэтоготипа,такчтоих
можносравнитьскилометровымистолбамивмежзвездномпространстве.
Эти небесные объекты давно пользовались вниманием астрономов,
но их роль особенно возросла после того, как в самом начале XX века
Генриетта Сван Ливитт, молодая женщина-астроном из обсерватории
Гарвардскогоколледжа(Кембридж,штатМассачусетс),сумелатщатель-
но систематизировать и каталогизировать тысячи фотоснимков отдель-
ныхзвездитемсамымсоздатьнадежныеориентирывкосмическомпро-
странстве.Ееработуможносравнитьспостройкоймаяковдляморских
судов или разработкой единой всемирной системы для летчиков-лю-
бителей,основаннойнаточномориентированиисуказаниемкоординат.
Кстати, работа по учету и регистрации цефеид продолжается и, напри-
мер,запусккосмическоготелескопа«Хаббл»позволилрасширитьихка-
талогивключитьвнеговсецефеидыврадиуседо56миллионовсветовых
лет от Земли.
Вначале20-хгодовпрошлоговекаусовершенствованныеоптические
телескопы позволили ученым значительно расширить свои познания о
космосевообщеиоцефеидахвчастности.Однойизсамыхзаметныхфи-
гурвэтомпоколенииастрономовсталнесравненный,«великийиужас-
ный»ЭдвинХаббл.Онбылдействительностраннымипротиворечивым
человеком:будучиуроженцемСреднегоЗападаСША,Хаббилюбилго-
воритьсподчеркнутоанглийскимакцентом,хвасталсяшрамом,получен-
нымякобынадуэли,ходилснеизменнойвересковойтрубкойи…вооб-
ще,относилсякпороделюдей,окоторыхприятночитатьилиузнавать,
но с которыми очень трудно общаться в обыденной и научной жизни.
ВнешнеХабблвыгляделатлетом,велсебяподобноспорсмену-одиночке
(ниокакойкоманднойигренемоглобытьиречи!)ибылкрайнеамби-
циозен,ноегочестолюбие,ксчастью,былосвязанотолькосизучением
далеких звезд.
Когда в начале 20-х годов молодой Хаббл начал изучать звездное небо
припомощиновейшего100-дюймовоготелескопавобсерваторииМаунт
Вильсон (Южная Калифорния), астрономы не знали очень многого, что
