LEONARD MLODINOV
Euklid’s Window
Здравствуйте, друзья! В очередном выпуске книжной рубрики на канале InvestFuture добавляем немного загадочности и говорим о феномене пространства-времени. Помогает нам в этом замечательная книга Леонарда Млодинова “Евклидово Окно”.
*********
та-да-да-дам, даааам
*********
ВВЕДЕНИЕ
В детстве мы складываем головоломки. Когда вырастаем, живем внутри них и пытаемся понять, как стыкуются кусочки: личные, гражданские, государственные, общемировые...? Эти головоломки - не для отдельных людей, а для единого организма под названием человечество.
Для человеческого мозга, скромного серого комка, который по-прежнему слишком часто спотыкается на “простых” предметах вроде любви, коррупции, мира или приготовления съедобного ризотто, величие и сложность космоса - точно темны невообразимо, немыслимо. И все-таки уже больше ста поколений мы все складываем и складываем эту мозаику. Истинно ли наше понимание физического закона или оно - лишь одно из многих возможных описаний? Что оно отражает: Вселенную или внутреннее восприятие, присущее нашему виду? Леонард Млодинов взялся за попытку максимально нетривиальным и нескучным способом поведать нам ответы на эти вопросы.
ОБ АВТОРЕ
Леонард Млодинов прошел путь от профессора Калифорнийского технологического университета до сценариста “Звездного пути” и вице-президента по развитию образовательной фирмы. Это объясняет его умение представить эволюцию математической мысли с проницательностью инсайдера, причудливым юмором и щекочущими фактами о Великом или почти Великом.
Я уже рассказывала о личности Млодинова во время его первого появления в книжной рубрике (тогда на обзоре была книга “(НЕ)Совершенная случайность”. Посмотрите, если еще не видели. Она того, определенно, стоит. Тем более что ее основная мысль красной нитью проходит через книгу, которую мы разбираем сегодня). Тем не менее, с того момента прошло уже достаточно много времени и я предлагаю еще раз повторить самые интересные факты из биографии автора. Тем более, что - маленький спойлер - Леонард в новом, назовем это по-модному, сезоне книжной рубрики будет едва ли не главным хедлайнером. Таким, каким в сезоне прошлом у нас был Нассим Талеб.
Итак, Леонард Млодинов - американский физик, доктор философских наук Калифорнийского университета в Беркли. В его авторском активе - пять книг-бестселлеров по версии The New York Times и множество аналитических статей для таких журналов как The Wall Street Journal и Forbes.
Млодинов родился и вырос в семье с непростой судьбой. Родители Леонарда пережили Холокост, а отец неоднократно рассказывал, что появление сына на свет - стечение множества случайностей. Взять хотя бы то, что отца Млодинова должны были расстрелять в лагере за воровство. Но, к его удивлению, повар, у которого, собственно, отец и украл буханку хлеба, попросил помиловать вора и даже сделал его своим помощником. Через десять лет родился маленький Леонард. И, совпадение это или нет, именно повзрослевший Леонард Млодинов рассказывает нам об удивительной череде случайностей, двигавших человечество вперед семимильными шагами. Оказывается, математика, физика и знания о пространстве-времени в том виде, в каком они известны нам сейчас - череда случайных событий, которые порой не укладываются в голове, а порой и вовсе поражают воображение. Но обо всем по порядку.
О КНИГЕ
Это отличная книга не только для тех немногих избранных, кто увлекается геометрией, но и для всех, кто интересуется историей науки, философии и человечества. На самом деле я бы рекомендовала ее всем, кто любит хорошую историю. Кто бы мог подумать, что история геометрии будет включать в себя рассказы о жизни, смерти, сексе и налогах?
“Евклидово окно” рассказывает нам, как происходила эволюция нашей способности представлять то, чего мы не видим воочию. Это смесь научного авторитетного труда и веселого балагурства. Она превращает классические теории и понятия геометрии в доступные, поражающие воображение истории. Сюжет этих историй включает в себя жизнь, смерть и революции понимания и веры. Кроме того, здесь мы узнаем о восходе звезды едва ли не самых значимых ученых в истории.
Что же до названия, то отмечу: труд Евклида “Начала”, не является основной повесткой этой книги. Более того, несмотря на его подчеркнутую важность для всех упомянутых героев, в повествовании фигурирует лишь опосредованно. Тем не менее, его заслуга вот в чем: он открыл окно, в котором нам была явлена природа Вселенной. Главный же предмет данной книги - пять геометрических революций в мировой истории, и их пророки. Книга, пусть и не без наличия научных определений, легким и доступным языком пытается дать нам ответы на следующие вопросы:
Что можно доказать о пространстве? Как узнать, где находишься? Может ли пространство искривляться? Сколько в нем измерений? Как геометрия объясняет естественный порядок и единство космоса? Что за сила обязывает Вселенную и все объекты в ней следовать определенным особым правилам? И почему законы не меняются со временем или с местом - миллиарды лет и триллионы миль?
Книга начинается с того, что некий грек наблюдает, как корабли в море исчезают за горизонтом. "На плоской Земле корабли должны были уменьшиться целиком и исчезнуть, превратившись в нераспознаваемую точку. Но корпус исчезал первым, а уже потом - все остальное”, - размышлял грек. И это подтолкнуло его к озарению: Земля - искривлена! Тем греком был Аристотель. Это создает сцену для рассказа Млодинова о том, как геометрия сформировала человеческую историю: "чтобы наблюдать крупномасштабную структуру нашей планеты, Аристотель заглянул в 'окно" геометрии." Книга рассказывает о том, как мы продолжали смотреть через это "окно", чтобы понять реальность, в которой мы живем, и как оно, это "окно", изменилось по пути.
Структурирована книга как серия из пяти рассказов о "пяти геометрических революциях мировой истории". Они раскрываются сквозь призму личных историй их главных фигур, пророков соответствующей революции - Евклида, Декарта, Гаусса, Эйнштейна и Виттена. В контексте их времени, места и культуры. Это одна из причин, по которой эта книга стоит особняком относительно других работ по истории математики и естественных наук. Она рассказывается как серия личных историй, открытий и скачков понимания, сделанных людьми.
Эта, возможно, неожиданно человеческая сторона геометрии усиливается доступным стилем Млодинова. Он способен воплотить исторические ситуации и математические или физические понятия в жизнь языком сегодняшнего дня. Например, вот как он объясняет не самое простое понятие энтропии: "Энтропия - мера беспорядка системы. Например, если у Алексея (один из двух сыновей автора) в комнате беспорядок, у нее есть множество возможных состояний, в которых она может пребывать. Тут - хомячки, там - гора грязной одежды, еще где-нибудь - старые комиксы, а также все эти объекты могут быть перемешаны, и тогда “состояние” у системы будет иное. Чем больше у него в комнате всякого барахла, тем больше возможных состояний. Но если бы в его комнате было пусто, она могла бы находиться лишь в одном состоянии, поскольку ничто в ней нельзя поменять местами, и энтропия при этом равнялась бы нулю”.
Ремарка: почему я привожу именно пример с энтропией? До публикации исследований Стивена Хокинга считалось, что черные дыры не имеют внутренней структуры и представляют собой нечто вроде пустой комнаты. Но теперь кажется, что они похожи на настоящую комнату Алексея. "Если бы Хокинг спросил, Млодинов это ему подтвердил бы, т.к. всегда говорил сыну, что его комната похожа на черную дыру", - уверяет Млодинов.
В таком же непринужденном стиле Млодинов выдает вполне понятные объяснения теории относительности и теории струн. Помещенные в контекст эволюции геометрии и рассказанные как триумфальные открытия Эйнштейна, Виттена и их коллег, эти теории предлагают ответы на вопросы, возникающие в нашей борьбе за понимание нашей реальности. Те самые вопросы, которые я озвучила в начале обзора.
Там же, в начале, я подвесила в воздухе интересное наблюдение. О том, что имеющиеся в данной точке пространства-времени данные о физике, геометрии и, собственно, пространстве-времени - череда случайностей. Почему я это сделала? Посудите сами.
Евклид, создавший монументальный тысячелетний труд “Начала”, вероятно, не открыл ни одного существенного закона геометрии. Он просто агрегировал информацию сотен манускриптов, написанных до него. И на основе этих знаний вывел и доказал несколько десятков теорем. На счету Евклида ровно один персональный постулат - о невозможности пересечения двух параллельных прямых. Но именно этот постулат тысячелетия был камнем преткновения ученых по всему миру. Самые светлейшие умы не могли найти его доказательство. До тех пор, пока этому миру не явился Гаусс.
Гаусс, который, очевидно, от рождения имел какое-то Высшее призвание к математике, и уже в 3 года умел производить арифметические вычисления, а в 9 был умнее своего школьного преподавателя. Гаусс, отец которого считал, что он должен рыть канавы, а не развивать свои способности. Гаусс, которого - из глубокого уважения к “величайшему математику всех времен” - не стал убивать Наполеон, захвативший его родную Германию. И, наконец, Гаусс, открывший искривленные, неевклидовы пространства, но боявшийся негативной общественной реакции на обнародование своих исследований, и потому скрывавший их. До нас они дошли благодаря его старости и открытости своим ученикам, прославившим его своими фамилиями. Среди учеников - через несколько рукопожатий - был наш Лобачевский
До Гаусса был Рене Декарт, явивший миру, как вы уже, вероятно, догадались, декартову систему координат, ставшую базисом для открытия Гауссом искривленного пространства. На момент его рождения, мать была больна туберкулезом, и вскоре умерла. Маленький Декарт был слабым и болезненным. Врачи предсказывали, что неровен час младенец отправится вслед за матерью, но отец не желал сдаваться. Он восемь лет не выпускал сына из дома и почти все время держал в кровати, приставив сиделку и заботясь со всей родительской любовью. Списанный ребенок протянул пятьдесят три года, за которые он успел войти в историю как один из величайших философов и архитектор очередной математической революции.
И, наконец, не было бы никакой теории струн, если бы ее отец-основатель - Джон Шварц - сдался под натиском общественного гнета. Но Юный Джон знал лишь одно: такая красивая теория, как струнная, не может ни на что не сгодиться, и потому даровал ей всю свою жизнь, гордо перенося все насмешки коллег по цеху. Ныне целое поколение исследователей смотрит на природу и видит ее струны. И по-старому смотреть на мир уже вряд ли получится.
А почему я сопоставила это с личностью самого автора? Вспомните, если бы не удивительная милость фашистского повара к отцу Млодинова, белый свет не увидел бы ни Леонард, ни, тем более, эта книга, рассказавшая нам историю великих оикрытий, тщательно сотканную из случайностей. Мы говорили о мозаике, помните? Кажется, в этом случае пазл сложился.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Что ж, давайте подводить итоги.
Двадцать четыре века назад Аристотель стоял у берега моря и смотрел, как исчезают вдали корабли. Двадцать четыре века спустя мы исследуем космос так же, как когда-то Аристотель и его современники познавали Землю.
В физике XXI века природа пространства определяет силы природы. Физики заигрывают с дополнительными измерениями, а суть идеи в том, что… на фундаментальном уровне…. пространства и времени… может, и не существует вовсе.
Постулат параллельности не мог быть доказан в пределах евклидовой теории, и поэтому нам неизбежно явилось искривленное пространство, пусть и запоздав на 2000 лет из-за непросвещенности стремящихся лишь воевать римлян. Относительность и квантовая механика были полностью независимы. Они противоречили друг другу философски, однако, согласно теории струн, похоже, существует третья, совершенно другая теория, из которой можно вывести первые две. Люди, стоящие за главными революциями в истории математики и физики пространства, могли не совершить этих революций, если бы не целая цепочка удивительных случайных обстоятельств.
В том, что миру известно под названием “Евклидово окно” нам открылись многие чудеса. Но мы, как вид, и представить себе не могли, куда они заведут. Постигать звезды, воображать атом и пытаться понять, как фрагменты этой головоломки складываются в космический порядок, быть может, величайшее для нашего биологического вида удовольствие. К 21 веку наше знание о Вселенной охватывает расстояния столь обширные, что нам никогда не преодолеть их, и расстояния настолько малые, что для нас невозможно их узреть даже с помощью самых передовых технологий. Мы осмысливаем времена, которых не счесть никаким часами, измерения, которых не уловить никаким инструментом, и силы, которых никому не почувствовать.
Если современные теории окажутся верными, мы приблизимся к грандиозному озарению о пространстве, к пониманию игр материи и энергии, пространства и времени, мельчайшего и бесконечного. Звучит красиво и немного загадочно, не правда ли?!) И этим закончила бы я. Но Млодинов - ученый и, судя по всему, большой романтик, поэтому давайте дадим финальное слово ему:
Перед Евклидом и гениями после него, перед Декартом, Гауссом, Эйнштейном и - кто знает, время покажет - Виттеном, а также перед всеми, на чьих плечах они стояли, мы в большом долгу. Мы им благодарны. Они пережили радость открытия. А нам дали возможность ощутить радость не меньшую - радость понимания.
