Фундаментальная наука

При всей своей гуманитарной ответственности Сахаров оставался человеком науки, убежденным, что «наука как самоцель, отражение великого стремления человеческого разума к познанию», «оправдывает само существование человека на земле». Корень этого стремления физик видел среди корней человеческого рода, рисуя, как «наш обезьяноподобный предок» «по инстинкту любопытства» приподнимал камни под ногами и находил там «жучков, служивших ему пищей. Из любопытства выросла фундаментальная наука. Она по-прежнему приносит нам практические плоды, часто неожиданные для нас».

Эта картинка говорит не столько о детстве человечества (и малоаппетитной диете наших предков), сколько о детстве почти каждого человека, когда любопытство – не порок. Другая важная наука – генетика – установила, что все нынешние люди происходят от одной женщины, жившей около 200 тысяч лет назад. Генетики назвали ее Евой Митохондриальной по причинам, понятным тем, кто знаком с Библией и с устройством живой клетки. Точно не известно, какие именно генетические достоинства эта праматерь передала своим потомкам, что они, плодясь и умножаясь, пережили всех непотомков этой праматери. Подсказку дает загадочный факт археоантропологии: примерно тогда же – 200 тысяч лет назад – резко увеличился объем головного мозга у вида Хомо Сапиенс. Если подсказка эта правильна, то врожденное преимущество праматери человечества Евы Сапиенс – ее интеллектуальные потребности и способности.

Интеллект проявляется не только в любопытстве, и по-детски неистощимое любопытство сохраняется не у каждого повзрослевшего ребенка. Лишь те, у кого сохраняется, рождены для науки, для научных открытий.

Ну, а когда была открыта сама наука? Или изобретена?

Если наукой называть любые знания, которым можно научить другого, то она, вероятно, родилась вместе с первым сообщением человека своему ближнему, какие жучки особенно вкусны. Такого рода практически полезные знания передавались из поколения в поколение вместе с приемами изготовления каменных топоров, кулинарными рецептами, приметами, сказками, песнями и другими элементами народной мудрости, что в совокупности называют народным преданием.

Другое дело – наука фундаментальная, образующая фундамент здания современной науки и техники, на верхних этажах которого изобретен Интернет и все прочие хайтеки. Прикладная наука отвечает на практические вопросы. А фундаментальная задает «бесполезные» вопросы об устройстве мироздания, о его наиболее общих законах. Такая наука родилась совсем недавно в масштабах двухсоттысячелетия. И родилась в два приема.

Кто изобрел фундаментальную физику?

Первым фундаментальным теоретиком можно назвать Фалеса, жившего в VI веке до нашей эры в греческом полисе Милет, что в Малой Азии. Сохранились свидетельства о его мудрости и разнообразной одаренности, был он известен и успешным предпринимательством, и толковыми политическими советами. Но славу первого ученого принес ему ответ на вопрос, что является первоначалом всего сущего. Он учил, что это – вода, из которой все рождается и в которую все возвращается.

В наше просвещенное время такой ответ кажется очень странным, чтобы не сказать смехотворным. Но не зря же Фалеса считали своим предшественником самые разные греческие философы?! Главной его заслугой был даже не странный ответ, а сам вопрос, который он поставил перед собой. Его последователи – Пифагор, Анаксимандр, Демокрит, – размышляли над тем же вопросом, но они еще не знали убедительного способа проверить свои ответы. А возможно, даже не понимали необходимость этого.

Звание первого фундаментального физика больше других заслужил – двадцать веков спустя – Галилей. Он много чего сделал для науки: обнаружил горы на Луне, пятна на Солнце, спутники Юпитера. Но главное – изобрел экспериментально-теоретический метод: познавая устройство мироздания, разум свободен изобретать сколь угодно неочевидные понятия, если опирается на систематически поставленные эксперименты, основанные на измерениях. Именно так Галилей открыл фундаментальные законы инерции и падения.

Согласно закону инерции, тело, на которое не действуют силы, продолжает свое движение вечно и неизменно. Никакого такого тела Галилей не видел – всякое реальное движущееся тело свою скорость меняет: в подлунном мире рано или поздно останавливается, а в надлунном мире астрономии меняет направление движения. Так что закон инерции возник лишь в воображении Галилея. Так же как и закон падения: в пустоте все тела падают по одному закону. Такого тоже реально не бывает – пушинка падает медленнее гирьки. Однако теоретический разум и воображение Галилея питались экспериментами и вместе с тем направляли новые.

Возникшие в воображении Галилея законы стали первыми достижениями новой – фундаментальной – физики и привели к триумфу Ньютона, родившегося в год смерти Галилея. Ньютон, размышляя над экспериментами и астрономическими наблюдениями, разглядел еще несколько «воображаемых» свойств реального мира и на этих наблюдаемых и воображаемых краеугольных камнях построил общую теорию движения – классическую механику. Эта теория блистательно оправдалась и в надлунных предсказаниях небесной механики, и в подлунных инженерно-практических приложениях.

Через три века после Галилея, объясняя его экспериментально-теоретический метод, Эйнштейн высказал нечто неожиданное:

«…наши моральные наклонности и вкусы, наше чувство прекрасного и религиозные инстинкты вносят свой вклад, помогая нашей мыслительной способности прийти к ее наивысшим достижениям».

О вкусах не спорят, как и о чувствах-наклонностях. Ясно лишь, что разнообразие интуиций физиков плодотворно для науки: каждый единоличный взлет новой идеи после коллективной проверки становится общим достоянием и готовит новые взлетные площадки.

Что же касается религиозных инстинктов, то основных известно два – теистический и атеистический. На атеистическое понимание природы, по существу, опирался Фалес (его философские потомки Демокрит и Эпикур уже оформили последовательно атеистическое мировоззрение). Нет сведений, что помогло ему прийти к своему взлету. Но история дает основание думать, что помогло Фалесу как раз теистическое мировоззрение, незадолго и недалеко от него возникшее. И тогда резонно предположить, что он, следуя своему религиозному – атеистическому – инстинкту, дал свой материалистический ответ на недавно и неподалеку поставленный вопрос о «первоначале всего сущего». В культуре взаимодействие идей – это иногда отталкивание или отрицание.

Шагнем на двадцать веков вперед и зададимся вопросом:

Что помогло Галилею открыть фундаментальную науку?

Почему она родилась именно в Европе, а не в других культурах раньше или независимо несколько позже? Китайская, индийская и исламская культуры как минимум сопоставимы с европейской по прикладным инновациям. Китайское изобретение бумаги стало предпосылкой европейского книгопечатания. Индийское изобретение десятичной системы счисления способствовало астрономическим вычислениям, которые были предпосылкой ньютоновской небесной механики. Обе эти и многие другие инновации проникли в Европу благодаря исламской культуре.

Гениальность Галилея, разумеется, сыграла свою роль, но одаренные люди встречаются среди потомков Евы Сапиенс, надо думать, с равной вероятностью во всех частях «ареала» этого вида – во всех культурах. До Галилея закон инерции выдвигали исламский ученый Ибн аль-Хайсам на шесть веков раньше, а китайский философ Мо-цзы на двадцать (!) веков раньше. Однако эти прозрения были забыты, пока их не обнаружили историки.

А прозрения Галилея начали цепную реакцию теоретических идей и экспериментов, которые привели к современной науке. Ясно, что речь должна идти о культурной инфраструктуре в слое образованных европейцев XVI – XVII веков.

Подсказку можно видеть в том, что основоположники новой физики – Галилей и Ньютон – были подлинно верующими людьми, как и основоположники новой астрономии – Коперник и Кеплер, «на плечах» которых они стояли. Все четверо жили в эпоху Реформации – время мощного религиозного свободомыслия, направленного на выяснение великой истины, как надо жить. При этом все христиане признавали источник истины – Библию, но острые дебаты шли о том, как из этого источника истину извлекать. Авторитету и традициям католической церкви противостояли доводы разума и голос чувства реформаторов-протестантов.

Какое отношение это может иметь к науке? Дело в том, что важнейшие постулаты науки являются предметом веры:

– наш мир познаваем;

– каждый может участвовать в познании мира, опираясь на собственный разум, интуицию и чувство.

Эти постулаты сейчас кажутся самоочевидными, их «доказывает» сама история науки с ее грандиозными успехами и великими творцами, вышедшими «из народа». А на что могли опираться эти постулаты науки до всей ее успешной истории? Согласно Эйнштейну, «вся научная работа опирается на веру в упорядоченность и познаваемость мира, и это – чувство религиозное. Это – смиренное изумление порядком, который открывается нашему слабому разуму в доступной части реальности». Тем более для религиозных естествоиспытателей XVI – XVII веков. Для них исходные постулаты науки опирались на веру в то, что наш мир и человек созданы Высшим разумом, Творцом-Законодателем, что мир создан для человека, а человек не зря наделен стремлением и способностью к познанию.

Это – истины Библии, которую в эпоху Реформации, благодаря книгопечатанию и новым переводам, читали заново и с новым усердием по всей Западной Европе. Это был универсальный источник знаний тогдашней европейской цивилизации и один из главных бестселлеров, что определялось, помимо религиозного авторитета, увлекательными приключениями , назидательный смысл которых не очевиден и побуждал размышлять самостоятельно. Речь идет об общей инфраструктуре европейской культуры, о культурном «генетическом коде», связавшем разные страны Европы в нечто единое – в библейскую цивилизацию.

Отсюда гипотеза: Библия послужила важной предпосылкой возникновения фундаментальной науки в Европе XVI – XVII веков.

Естествоиспытатель у Древа познания

Представим себе юного естествоиспытателя – молодого человека, одаренного повышенной способностью и потребностью к познанию, а, значит, и повышенной свободой духа. И поясним его «предпосылочное» восприятие текста Библии на примере самой первой библейской истории, где человек – главное действующее лицо. Это история о Древе познания добра и зла. Традиционное понимание смысла этой истории как нарушение запрета, повлекшее за собой наказание, вовсе не исчерпывает ее содержания. Остаются вопросы, зачем Творец посадил в райском саду столь особое дерево, входило ли в Его намерения снять свой запрет в какой-то момент, и так далее.

Единой целостной интерпретации истории о Древе познания нет ни в православной, ни в других христианских традициях. Нет ее и в иудаизме. А предложенные интерпретации настолько разнообразны – от приземленно географических до возвышенно аллегорических, что впору задуматься о самом этом разнообразии.

Взглянем, однако, на эту историю глазами юного естествоиспытателя. Тогда разгадка намерений Творца отступает в тень: естественными материальными действиями не удостоверишь сверхъестественный идеальный замысел. В центре внимания – человеческая сторона истории. Естествоиспытатель легко поймет причины Евы, побудившие ее отведать плоды Древа познания: они были не только красивы и аппетитны, они «открывали глаза» – открывали путь к познанию. Это – инстинкт любопытства, как познания ради познания, о которых говорил Сахаров, и это – модель фундаментальной науки.

Естествоиспытатель своими ушами услышит слова Создателя сада: «Не ешь плодов Древа познания, а то станешь смертным». И увидит в этих словах не запрет, а предостережение или предупреждение: не трогай огонь, а то будет больно. Как известно, даже услышав такое предостережение, ребенок с наклонностями естествоиспытателя все равно, бывает, исследует огневой источник света и тепла, чтобы познать ради познания, и, бывает, обжигается.

Независимо от теологической квалификации происшедшего в райском саду, ясно, что свобода выбора и исследовательский инстинкт Евы были ей даны самим Творцом, ведь то был самый первый ее поступок. Ясно также, что в результате первого свободного поступка у человека «открылись глаза». В глазах естествоиспытателя изгнание из ограниченного райского сада и начало самостоятельной трудовой жизни в неограниченно большом мире – не высшая мера наказания, а начало истории познания.

Для физика-христианина естественно думать, что раз Бог сотворил для человека Вселенную и дал ему Библию, то Вселенная не менее познаваема, чем Библия. Такую параллель можно видеть в знаменитом высказывании Галилея о том, что «книга Вселенной написана на языке математики».

Текст Библии в своих историях несет идеи о Едином законодателе, о свободе воли всякого человека – и царя, и раба – на своем жизненном пути и об ответственности за выбор пути. На эти идеи опирались реформаторы в обновлении религиозного мировоззрения. При этом центральное понятие неосязаемого Творца-законодателя встраивалось в понимание жизни человека и в сознании верующего подтверждалось жизненным опытом. Естественный инструмент проверки – самосознание, душа, внутренний аршин человека, поскольку речь шла о внутреннем знании, о человеческих ситуациях, описанных в Библии, о вопросе «Как надо жить».

Физика же занимает вопрос, как устроена природа – внешний мир, где внутренние чувства неприменимы, а внешние чувства ненадежны. Путь к надежности знания Галилей нашел в методе измерительных экспериментов. Что же касается теоретического понимания внешнего мира, то здесь работал тот же разум, что и в понимании моральных законов жизни человека. Понятие о движении в отсутствии всяких сил требовало не больше смелости, чем понятие о Боге.

Естествоиспытатели Галилей и Ньютон были свободомыслящими и в своем религиозном мышлении. Об этом говорит и конфликт Галилея с церковной бюрократией, и расхождение Ньютона с церковной доктриной о Троице. Они отделяли божественный авторитет Библии от людских ее интерпретаций и считали, что Бог дал две книги: книгу слов Божиих – Библию и книгу Мироздания. Когда Галилей говорил, что Библия учит о том, как попасть на небо, но не о том, как небо устроено, он фактически защищал Библию от неправомерных противоречий с реальностью, считая, что отвечать на вопросы об устройстве неба и земли должны естествоиспытатели. Если церковная бюрократия стремилась к тому, чтобы сделать науку «служанкой богословия», то по меньшей мере для первых поколений новых физиков XVII века слово Божие, воплощенное в Библии, служило опорой для познания сотворенного Богом мироздания.

Почему фундаментальная наука не родилась в других культурах?

Итак, Библия учит не только тому, как попасть на небо, но также и тому, что мир познаваем и что каждый человек имеет право без особого разрешения заниматься таким познанием. Галилей не говорил о втором и третьем лишь потому, что эти постулаты были очевидны и общеизвестны – закреплены в инфраструктуре европейской культуры.

По той же причине миссионеры-иезуиты, впервые прибывшие в Китай во времена Галилея, были поражены, обнаружив, что китайцам было совершенно чуждо европейское понятие «законов природы». При этом вполне привычны были законы государственные. Можно думать, что причина этого различия состоит том, что в китайской культуре не было аналога Библии и представления о едином Боге-законодателе. Государственные законы устанавливает император, а кто установил законы природы? В приведенной таблице виден огромный контраст встречаемости слова «БОГ» между китайской и англо-русской зонами Интернета.

Гораздо показательней, однако, с христианской культурой сопоставить исламскую, где был и монотеизм и Священное писание – Коран. Исламская культура возникла по соседству и развивалась в контакте с христианской. Главные персонажи и многие библейские истории присутствуют в некоторой форме в Коране. Почувствовать разницу можно, сопоставив две версии истории о Древе познания.

Кораническую версию, впрочем, точнее было бы назвать «Дерево запрета», поскольку там запретное дерево никак не названо, вовсе не говорится о познании и есть прямой запрет: «не приближайтесь к этому дереву, не вкушайте от его плодов, чтобы не оказаться из неправедных, не повинующихся Аллаху». Нет также ничего похожего на роль Евы в ситуации выбора и на конкретные «соблазнительные» причины, включающие познание. Роль Змея исполняет падший ангел Иблис, он же Шайтан: «из-за зависти и ненависти Иблис обманул их [Адама и его жену] и соблазнил отведать плодов от запретного дерева, и они совершили грех, поддавшись этому соблазну. Таким образом, шайтан привел их к утрате блаженства, дарованного им Богом».

Радикально различаются также назначения человека. В Библии человек создан по образу и подобию Божию, венец творения, наделенный активно-свободной волей и стремлением к познанию. В Коране «Аллах сотворил человека, поставил его наместником на земле и одарил его знаниями о вещах», а главная обязанность человека – покорность, что и означает слово Ислам. Хотя постулат обеих Книг – монотеизм, но роли Бога представлены существенно по-разному: в Библии – Творец, Законодатель, Высший разум; в Коране – прежде всего Всесильный правитель. Ясно, какая культурная инфраструктура более благоприятствует призванию естествоиспытателя.

Для истории науки особое значение имеют установки познаваемости мира и свободы личности, способной к познанию. Получая такие установки «с молоком матери», из воздуха культуры, человек может вовсе не быть религиозным, чтобы усвоить эти установки и в дальнейшем опираться на них. А общество, в котором такие установки глубже укоренены, лучше подготовлено для цепной реакции научного прогресса. Конечно, даже в обществе без таких установок может родиться выдающаяся личность (как, например, Мо-цзы и Ибн аль-Хайсам), которая самостоятельно выработает научно-оптимистическое мировоззрение и выдвинет важные идеи, но чтобы эти идеи были подхвачены и развиты другими естествоиспытателями, нужна подходящая культурная инфраструктура.

Довод в пользу библейской инфраструктуры можно найти и в пределах христианской культуры, воспользовавшись статистикой нобелевских лауреатов по их религиозному происхождению. Согласно этой статистике, лауреаты протестантского происхождения составляют 30% при доле в мировом населении 7%, а лауреаты католического происхождения – 9% при доле в населении 17%. Это различие в нобелевском потенциале можно объяснить тем, что протестантская традиция включала в себя гораздо большее участие текста Библии, чем католическая, где самостоятельное, без присмотра священника, чтение Библии не поощрялось.

В Библии действительно можно «вычитать» основные идеи либерализма. Например, зародыш идеи универсальных прав человека дает одна из десяти заповедей – заповедь о субботе: «не совершай никакой работы, ни ты, ни сын твой, ни дочь твоя, ни раб твой, ни рабыня твоя, … чтобы отдохнул раб твой и рабыня твоя, как ты». Значит, Бог заповедал право на день отдыха даже для рабов. Что не удивительно, поскольку все люди произошли от одного Адама, созданного по образу и подобию Божью, и, значит, все люди – братья и сестры, хотя бы и тысячеюродные, и, как подобия Божьи, все заслуживают уважения. Можно найти в Библии идею разделения властей – фактическое разделение государственной и религиозной власти в древнем Израиле, а также аналог конституции – закон Моисеев, который распространялся на всех, включая царя. Механизмы ограничения власти царя включали в себя деятельность пророков, подвластных лишь Богу и обличающих неправедные действия, не взирая на лица.

Характерное для Библии сочетание высшей закономерности и стремления к свободе, проявившись в истории исхода из Египетского рабства и в отважной свободе пророков, несло с собой представление об историческом прогрессе. Это представление подкрепляло и прогресс в познании мира, и прогресс в социальном переустройстве, что проявилась в Реформации, в рождении новой фундаментальной науки и в новой социально-политической программе либерализма. Таким образом, библейская инфраструктура западноевропейской культуры поддержала не только зарождение новой – фундаментальной – науки, но также и зарождение новой либеральной модели социального устройства, которое благоприятствовало развитию новой науки.

Куда ведет прогресс?

Будущее фундаментальной науки за горизонтом нашего времени – скажем, на четыре века вперед – не менее загадочно, чем ее рождение четыре века назад. Кажется немыслимым, что темп прогресса сохранится. Всякий быстрый рост когда-то заканчивается. Особенно веские свидетельства этого дает фундаментальная физика, которой мы, для определенности, ограничимся.

Физики, рискующие заглядывать за горизонт, высказали два принципиально разные прогноза о будущем своей науки. Не раз обсуждалась идея о том, что фундаментальная физика когда-то завершится: будут открыты все фундаментальные законы, появится так называемая Теория великого объединения, или «Теория Всего», и останутся лишь задачи приложения этих законов к конкретным частным – прикладным – ситуациям. С другой стороны, выдающийся физик-теоретик Фримен Дайсон высказал гипотезу, что столь великая Теория невозможна и, более того, что «бессмысленно» даже объединение теории гравитации и квантовой теории. Такая теория квантовой гравитации, как считается, необходима для описания вполне мыслимых на сегодняшний день явлений, таких как первая стадия рождения Вселенной и последняя стадия «умирания» достаточно массивной звезды.

В обоих прогнозах нынешняя – «библейская» – научно-оптимистичная картина мира стала бы неадекватна состоянию науки. Тогда, вероятно, потребовалась бы какая-то иная и, возможно, пригодились бы иные – неевропейские – парадигмы.

Вернувшись из далекого загоризонтного будущего в наше время, подчеркну, что гипотеза о библейских предпосылках научного и социального прогресса в новое время не означает какую-то оценку библейской инфраструктуры и самого прогресса.

Любая оценка необходимости, неизбежности и желательности прогресса – вопрос веры. Но не зря народная мудрость гласит: «Вера творит чудеса». Как показывают уже обстоятельства рождения фундаментальной науки, вера – важный фактор в ее истории. В действительности вера и ее рабочий аналог – интуиция – участвуют в любой творческой деятельности, в том числе и в научной.

Завершим мнением гуманитарного физика Андрея Сахарова, вполне осознававшего опасности, связанные с научно-техническим прогрессом. Помимо главной его заботы – опасности мировой ракетно-термоядерной войны, он ясно видел проблемы экологии. Первое проявление его социальной ответственности было связано с радиоактивным загрязнением атмосферы. Поучительным было и его участие в защите Байкала. Тем не менее он писал:

«Если человечество в целом – здоровый организм, а я верю в это, то именно прогресс, наука, умное и доброе внимание людей к возникающим проблемам помогут справиться с опасностями. Вступив на путь прогресса несколько тысячелетий назад, человечество уже не может остановиться на этом пути и не должно, по моему убеждению».

Он верил, что «человечество найдет разумное решение сложной задачи осуществления грандиозного, необходимого и неизбежного прогресса с сохранением человеческого в человеке и природного в природе». А свою нобелевскую лекцию завершил надеждой, что осознание взаимосвязи мира, прогресса и прав человека поможет «осуществить требования Разума и создать жизнь, достойную нас самих и смутно угадываемой нами Цели».

Эпитет «смутно угадываемой» совершенно не технократичен, но сама фундаментальная наука, наука ради познания, тоже в высшей степени гуманитарна, поскольку, по мнению Сахарова, она «оправдывает само существование человека на земле».

Такое отношение к прогрессу разделял близкий коллега и друг Сахарова – Е.Л. Фейнберг, хотя на мир они смотрели по-разному: Сахаров не мог «представить себе Вселенную и человеческую жизнь без какого-то осмысляющего их начала, без источника духовной «теплоты», лежащего вне материи и ее законов», а Фейнберг называл себя «естественным, органическим и полным атеистом». Но в своем различии оба видели проявление духовной свободы, ограниченной моральной ответственностью. Это – ответственность перед своей совестью, источник которой невидим. Оба жили в соответствии с заповедью «Возлюби ближнего своего» не потому, что так написано в Библии, а потому, что для них это было самоочевидно. Невидимые и самоочевидные ценности, выращенные европейской культурой из зерен библейского происхождения, – это инфраструктура западной цивилизации. Цивилизация эта открыта ко всем другим культурам, и в ней свободно вырастают артисты и атеисты, биологи и теологи, историки и плотники, клирики и конечно же физики.