Какое отношение энтропия имеет к человеческим делам? Жизнь и счастье зависят от бесконечно малого количества упорядоченных комбинаций материи среди астрономического числа прочих возможностей. Наши тела – крайне маловероятные сочетания молекул, которые поддерживают свою упорядоченность благодаря другим крайне маловероятным явлениям: нас может питать ограниченный ряд веществ, ограниченное число материалов в ограниченном количестве форм могут служить нам одеждой, жилищем или топливом для перемещения предметов по нашему желанию. Гораздо больше встречающихся на Земле комбинаций материи не имеют для нас никакой практической пользы, поэтому, когда вещи меняются не по воле человека, скорее всего, они меняются к худшему. В повседневной жизни закон энтропии часто проскальзывает в выражениях вроде «рассыпаться в прах», «время все перемелет», «дерьмо случается», «все, что может пойти не так, пойдет не так» и (как говорил знаменитый конгрессмен от штата Техас Сэм Рэйберн) «любой болван может развалить сарай, а новый построить под силу только плотнику».
В глазах ученых второе начало объясняет отнюдь не только неурядицы повседневной жизни. Оно составляет основу нашего понимания Вселенной и места человека в ней. В 1928 году физик Артур Эддингтон писал:
Закон о возрастании энтропии, на мой взгляд, занимает главенствующее место среди законов природы. Если кто-то скажет вам, что ваша любимая теория строения Вселенной не согласуется с уравнениями Максвелла, тем хуже для уравнений Максвелла. Если окажется, что ваша теория не подтверждается наблюдениями, – что ж, экспериментаторы иногда ошибаются. Но, если ваша теория противоречит второму началу термодинамики, надежды больше нет: остается только признать унизительное поражение
[36].
В своей знаменитой кембриджской лекции 1959 года, опубликованной под названием «Две культуры и научная революция», ученый и писатель Чарльз Перси Сноу так отзывался о презрительном отношении к науке среди образованных британцев того времени:
Множество раз мне приходилось бывать в обществе людей, которые по нормам традиционной культуры считаются высокообразованными. Обычно они с большим пылом возмущаются литературной безграмотностью ученых. Как-то раз я не выдержал и спросил, кто из них может объяснить, что такое второе начало термодинамики. Ответом было молчание или отказ. А ведь задать этот вопрос ученому значит примерно то же самое, что спросить у писателя: «Читали ли вы Шекспира?»
[37]
[38]
Химик Питер Эткинс в своей книге «Четыре закона, которые движут Вселенной» (Four Laws That Drive the Universe) под одним из вынесенных в заголовок законов имел в виду второе начало термодинамики. В более близкой мне области недавняя статья эволюционных психологов Джона Туби, Леды Космидес и Кларка Барретта об основах науки о разуме получила название «Второе начало термодинамики – это первое начало психологии»
[39].
Откуда столько благоговения перед вторым началом? С точки зрения космического порядка оно определяет судьбу Вселенной и главную цель жизни, сознания и человеческих усилий: использовать энергию и знания, чтобы бороться с натиском энтропии и создавать островки благотворного порядка. С более приземленной точки зрения ответ может быть поконкретнее, но сначала мне необходимо ввести две другие фундаментальные идеи.
~
На первый взгляд, закон энтропии предполагает обескураживающую картину прошлого и мрачные перспективы в будущем. В момент своего зарождения в Большом взрыве Вселенная находилась в состоянии низкой энтропии при немыслимо высокой концентрации энергии. C тех пор дело шло под гору: Вселенная понемногу превращается в разреженную кашицу из равномерно распределенных в пространстве частиц и продолжит делать это и в будущем. В реальности, разумеется, Вселенная, какой мы ее застали, отнюдь не однородная масса. Ее монотонность оживляют галактики, планеты, горы, облака, снежинки и самые разные формы флоры и фауны, включая нас с вами.
Одна из причин, почему во Вселенной так много всего интересного, заключается в так называемых процессах самоорганизации, которые позволяют возникать ограниченным областям порядка
[40]. Когда в систему поступает энергия и эта система начинает рассеивать энергию, наращивая энтропию, она может на время задержаться в упорядоченной и даже красивой конфигурации вроде сферы, спирали, звезды, вихря, волны, кристалла или фрактала. Тот факт, что мы находим эти конфигурации красивыми, кстати сказать, наводит на мысль, что красота все же существует не только в глазах смотрящего. Такая эстетическая реакция мозга может быть признаком заложенной в нас природой восприимчивости к противостоящим энтропии факторам.
Однако в природе присутствует и иная требующая объяснения упорядоченность: не изящная симметрия и ритмичность материального мира, но функциональное устройство живых организмов. Они состоят из органов с их разнородными частями, которые невероятными образом сформированы и соединены между собой так, чтобы обеспечивать процессы, поддерживающие в организме жизнь (то есть потребление энергии и противодействие нарастанию энтропии)
[41].
Обычно сложность биологических систем иллюстрируют примером глаза, но я хочу продемонстрировать ее на примере моего второго самого любимого органа чувств. В человеческом ухе есть эластичная перепонка, которая вибрирует под действием малейшего колебания воздуха, костяной рычаг, который увеличивает силу вибрации, поршень, который передает вибрации в жидкость в длинном канале (удачно закрученном так, чтобы умещаться в стенке черепа), сужающаяся мембрана, которая тянется вдоль всего канала и физически раскладывает звуковые волны на гармонические составляющие, а также совокупность клеток с крошечными волосками, которые выгибаются вперед и назад под действием вибрации, посылая череду электрических импульсов в мозг. Невозможно объяснить, почему все эти мембраны, кости, жидкости и волоски расположены таким маловероятным образом, не приняв во внимание, что именно такое устройство позволяет мозгу воспринимать упорядоченные звуки. Даже мясистое внешнее ухо (асимметричное и по вертикали, и по горизонтали, со всеми его складками и желобками) имеет именно ту форму, благодаря которой направляет проходящий через него звук таким образом, что мозг способен распознать, где находится то, что шумит, – внизу или вверху, спереди или сзади.
Организмы изобилуют этими маловероятными конфигурациями плоти вроде глаз, ушей, сердец и желудков, каждая из которых прямо-таки требует объяснения. До 1859 года, когда Чарльз Дарвин и Альфред Рассел Уоллес нашли такое объяснение, разумно было полагать, что все это – дело умелых рук всевышнего проектировщика. Возможно, в том числе и по этой причине многие мыслители Просвещения были скорее деистами, нежели рьяными атеистами. Дарвин и Уоллес сделали проектировщика ненужным. Как только физические и химические процессы самоорганизации порождают конфигурацию материи, которая способна воспроизводить саму себя, ее копии начинают копироваться, что, в свою очередь, ведет к появлению копий копий, и так далее по экспоненте. Самовоспроизводящиеся системы должны конкурировать между собой за материю для создания копий и энергию для процесса копирования. А поскольку по закону энтропии никакое копирование не совершенно, в его ходе будут возникать ошибки, и, хотя большинство таких ошибок-мутаций пойдут системе во вред (вновь энтропия), иногда слепая удача породит ошибку, с которой система сможет воспроизводиться более эффективно и вытеснит всех конкурентов. Поскольку ошибки, которые идут на пользу стабильности и скорости копирования, накапливаются от поколения к поколению, такая самовоспроизводящаяся система – мы называем их организмами – в итоге будет оставлять впечатление, будто она изначально проектировалась с расчетом на выживание и размножение в будущем, хотя на самом деле она лишь сохраняла те ошибки копирования, которые способствовали выживанию и размножению в прошлом.
