Современное искусство и современная наука (в лице математики, теоретической физики и некоторых других областей) достаточно сильно оторвались от «нужд простых граждан», бытового опыта и здравого смысла (вспомним эйнштейновское: «Здравый смысл – это сумма предубеждений, приобретенных до восемнадцатилетнего возраста»). Поэтому их трудно воспринимать, если не потратить какое-то время на изучение «матчасти».
Это не значит, что теперь наука и искусство достигли каких-то невообразимых высот. Конечно, они стали сложнее, но главное то, что в ряде случаев просто пропал «нулевой уровень понимания». Если мы смотрим на картину эпохи Возрождения, то можем не понимать, что на ней изображено, кто все эти люди, о чем говорит символика, какие художественные решения использованы, вообще – в чем был замысел автора. Но мы видим «красивую картинку» (и подозреваем, что сами так нарисовать не сможем). Видим привычные образы – людей, здания, пейзаж, и это успокаивает, дает некоторую иллюзию понимания. Вот он – нулевой уровень.
Подобным образом и наука, скажем, до середины XIX века кажется нам привычной. Во-первых, она еще не слишком далека от бытовых представлений. Здесь, правда, необходима ремарка: наших бытовых представлений. Мы пользуемся электроприборами, а потому нам понятны некоторые рассуждения про электрический ток. Мы накачиваем шины и готовим еду в скороварках, поэтому что-то понимаем про давление. Представьте себя на месте простого горожанина начала XIX века. Электрического утюга у него нет, что такое пневматические шины, он не знает. Так что современная ему физика времен Ома и Клапейрона заметно оторвана от бытового опыта 1800-х гг. – примерно в той же степени, как сейчас мы далеки от всяких аксионов и нейтралино. Во-вторых, нам физика до начала XX века включительно знакома по школьному курсу, а кое-что из более свежих достижений (пусть и в искаженном виде) – по научно-фантастическим произведениям. Привычные вещи не пугают, поэтому мы готовы их если не воспринимать, то хотя бы терпеть.
Теперь, если мы посмотрим на картину Пауля Клее или задумаемся об относительности одновременности, ситуация изменится. Что на картине – непонятно (и многим кажется, что они нарисовали бы не хуже), а рассуждения о восприятии события в разных системах отсчета напоминают неудачную попытку объяснить опоздание на работу или урок.
Тем не менее и парадоксальная наука XX века, начиная с ОТО и квантовой механики, и современное искусство (включая, скажем, супрематизм, кубизм и другие авангардные течения, в том числе и более современные) постоянно оказывают влияние на нашу жизнь, хотя многие этого не замечают (особенно если речь идет об искусстве). Гаджеты и системы навигации, МРТ и чип в транспортной карте – все это включает в себя новую физику. И, конечно, мы живем в мире, внешний облик которого во многом сформирован современным искусством. Возможно, не именно современным нам искусством XXI века. Ну так и теория относительности, и квантовая механика – наука начала XX века, а МРТ – его второй половины. Практически весь дизайн бытовых вещей – от мебели до шариковой ручки, от принта на футболке до формы стакана из магазина «ИКЕА» – испытал сильное влияние искусства XX века. Все вокруг было бы совсем иным, если бы не ученые и художники последних 100 лет.
Отвечая на вопросы журналистов и публики, скажем, о гравитационных волнах, я регулярно сталкиваюсь и с такими: «Можно ли сделать, используя их, систему связи?», «Можно ли применить энергию этих волн в промышленности?» и «Зачем вообще тратить столько денег на эти исследования?». Ответ на первые два: «Нет», по крайней мере в сколь-нибудь обозримом будущем (а скорее всего, так будет всегда). Ответ на третий не может быть кратким, если хочется, чтобы он был и содержательным, и небанальным. Фундаментальная наука приходит в нашу жизнь через прикладную, а искусство – через дизайн. В итоге приходится доверяться специалистам, решающим, например, что финансировать, а что – нет, причем как в науке, так и в искусстве. Попытки ширнармасс диктовать, каким должно быть современное искусство, похожи на попытки «с лопатами и с вилами» помочь физикам.
Часть III
Метаморфозы и варианты
А. В СОВРЕМЕННОЙ ФИЗИКЕ ОБЫЧНО ДЛЯ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ ИДЕИ НА ВСЕОБЩЕЕ ОБОЗРЕНИЕ ЕЕ НЕОБХОДИМО РАЗВИТЬ И ХОРОШО АРГУМЕНТИРОВАТЬ, СОГЛАСОВАТЬ С ДАННЫМИ НАБЛЮДЕНИЙ И ЭКСПЕРИМЕНТА, А ТАКЖЕ ПРЕДСТАВИТЬ В ВИДЕ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ.
Б. ФАНТАЗИЯ ТЕОРЕТИКОВ ОГРАНИЧИВАЕТСЯ НЕ ТОЛЬКО ДАННЫМИ ЭКСПЕРИМЕНТОВ, НО И СВОЙСТВАМИ МАТЕМАТИКИ.
В. ПРЕДСТАВЛЕНИЕ ГИПОТЕЗЫ В ВИДЕ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ПОЗВОЛЯЕТ ПРОВОДИТЬ РАСЧЕТЫ, НЕОБХОДИМЫЕ ДЛЯ СРАВНЕНИЯ ПРЕДСКАЗАНИЙ С НАБЛЮДЕНИЯМИ.
Глава 9
Агрегатные состояния идей
По мнению некоторых экспериментаторов, теоретики могут предлагать и публиковать все что угодно. Один наблюдатель мне так и сказал: «Вам легко: придумал идейку – написал статью, а тут человек спектры мерил!» Разумеется, не все думают столь прямолинейно, но бывает. Так вот, это не очень-то легко! Теоретики могут пробовать придумывать что угодно. Но потом приходится считаться с некоторыми ограничениями, а главное – нельзя опубликовать (в приличном месте) «просто идейку».
Во-первых, ограничения связаны с совокупностью известных данных экспериментов и наблюдений. Как говорится, «уродливый факт уничтожает прекрасную теорию». Но для многих областей это не слишком существенное ограничение. Ведь если фактов мало, то они не очень-то и мешают. И тогда на передний план выходит второй тип ограничений, связанный уже с внутренней кухней теоретических методов.
Эти внутренние ограничения условно можно разделить на физические и математические. Первые говорят о том, что, согласно нашему пониманию, нечто невозможно (или не реализуется) в нашем мире, а вторые – что это невозможно нигде.
Например, самые разнообразные наблюдения (космические лучи, фон неба в гамма-лучах и т. д.) свидетельствуют о том, что в нашей вселенной антивещества очень мало. Теоретический анализ говорит, что довольно трудно представить себе вселенную, в которой вещество и антивещество присутствуют примерно в равном количестве и скопления галактик из вещества соседствуют с конгломератами звездных систем из антивещества. Таким образом, с физической точки зрения у нас есть жесткое ограничение на количество антивещества в нашем мире и на возможную структуру миров с близкими долями обычного вещества и его антипартнера. Однако нет жесткого запрета на существование вселенных с антивеществом с точки зрения математики.
Математика, т. е. решения уравнений физической теории, может в некотором смысле диктовать свойства объектов (или же утверждать, что наши уравнения недостаточно хороши для полного описания всех параметров). Здесь в качестве примера можно рассмотреть свойства черных дыр в общей теории относительности. Стандартным является утверждение о наличии сингулярности (в случае невращающейся черной дыры это точка в ее центре
[55]). Этот вывод основан на решениях уравнений ОТО, т. е. на математической процедуре, а не на качественных (т. е. словесных) рассуждениях. В данном случае математика говорит нам, какими должны быть параметры объекта в рамках заданной модели. Мы понимаем, что в реальном мире это недостижимо: плотность не может достигать бесконечной величины. Но уравнения формально приводят к такому выводу. Значит, как минимум мы можем утверждать, что в недрах черной дыры формируется нечто очень плотное и компактное, и мы не можем это описать с помощью той физики, которую заложили. Иначе говоря, математика показывает нам ограниченность наших физических моделей.
