ДэвидДойч.
СтруктураРеальности.
Оглавление
Предисловие редакции. 2
Благодарности. 2
Предисловие. 2
Глава 1. Теория Всего. 3
Терминология. 16
Резюме. 16
Глава 2. Тени. 17
Терминология. 27
Резюме. 28
Глава 3. Решение задач. 28
Терминология. 35
Резюме. 35
Глава 4. Критерии реальности. 36
Терминология. 47
Резюме. 47
Глава 5. Виртуальная реальность. 47
Терминология. 59
Резюме. 60
Глава 6. Универсальность и пределывычислений. 60
Терминология. 68
Резюме. 68
Глава 7. Беседа о доказательстве(или Дэвид и Крипто-индуктивист). 68
Терминология. 80
Глава 8. Важность жизни. 80
Терминология. 92
Резюме. 93
Глава 9. Квантовые компьютеры. 93
Терминология. 106
Резюме. 107
Глава 10. Природа математики. 107
Терминология. 123
Резюме. 124
Глава 11. Время: первая квантоваяконцепция. 124
Терминология. 139
Резюме. 140
Глава 12. Путешествие во времени. 140
Терминология. 154
Резюме. 155
Глава 13. Четыре нити. 155
Терминология. 165
Резюме. 165
Глава 14. Конец Вселенной. 166
Библиография. 176
Это должен прочитать каждый. 176
Для дальнейшего прочтения. 176
David Deutsch
The Fabric of Reality
Allen lane the penguin press
Перевод с английского Н.А.Зубченко
под общей редакцией академика РАНВ.А.Садовничего
РХД - Москва-Ижевск 2001
Посвящается памяти Карла Поппера, ХьюЭверетта и Алана Тьюринга, а также Ричарду Доукинсу. В этой книге их идеивосприняты всерьез.
Предисловие редакции.
Предлагаемая Вашему вниманию книгаизвестного специалиста по квантовым компьютерам и квантовым вычислениям ДэвидаДойча своим выходомво многом обязана поддержке ректора Московского Государственного университетаакадемика РАН В. А. Садовничего. В этой книге автор не только систематическирассматривает физические принципы нового описания реальности, но и предлагает своилюбопытные философские рассуждения. Более подробно с различными аспектамиквантовых компьютеров и квантовых вычислений читатель может ознакомиться настраницах журнала Квантовые компьютеры и квантовые вычисления, которыйвыпускается научно-издательским центром Регулярная и хаотическаядинамика.
Благодарности.
Развитию идей, описанных в данной книге, взначительной степени способствовали беседы с Брайсом ДеВиттом, Артуром Экертом,Майклом Локвудом,Энрико Родриго, Деннисом Скиамой, Фрэнком Типле-ром, Джоном Уилером и КолейВольфом.
Я выражаю благодарность своим друзьям иколлегам Рут Чанг, Артуру Экерту, Дэвиду Джонсон-Дэвису, Майклу Локвуду, ЭнрикоРодриго и КолеВульфу, своей маме Тикве Дойч и своим издателям Кэро-лайн Найт и РавиМирчандани (издательство Penguin Books) и Джону Вудрафу, и особенно Саре Лоренсза внимательное и критичное чтение первых черновиков этой книги, а также завнесение множества исправлений и улучшений. Также я признателен всем, кто читал икомментировал частирукописи, включая Харви Брауна, Стива Грэхема, Роселлу Лупачини, Свена ОлафаНюберга, Оливера и Гарриет Стримпел и особенно Ричарда Доукинса и ФрэнкаТиплера.
Предисловие.
Если и существует единая мотивациямировоззрения, изложенного в этой книге, она заключена в том, что сейчас мыобладаем несколькимичрезвычайно глубокими теориями о структуре реальности, главным образомблагодаря ряду экстраординарных научных открытий. Если мы хотим понять мир неповерхностно, а более глубоко, нам помогут эти теории и разум, а не нашипредрассудки, приобретенные мнения и даже не здравый смысл. Наши лучшие теориине только более истинны, чем здравый смысл, в них гораздо больше смысла, чем в здравомсмысле. Мы должны воспринимать их серьезно: не просто как практическую основу относящихся к нимобластей, а как объяснения мира. Я полагаю, что мы сможем достигнутьвеличайшего понимания, если будем рассматривать их не по отдельности, а совместно,поскольку между ними существует сложная связь.
Может показаться странным, почему этопредложение попытаться сформировать рациональное и понятное мировоззрение на основенаших лучших основных теорий должно быть новым или противоречивым. Тем не менее, на практике онотаковым и является. Одна из причин заключается в том, что каждая из этих теорий, когда еевоспринимаютсерьезно, дает результаты, противоречащие тому, что подсказывает нам интуиция. Поэтомупредпринимаются всевозможные попытки избежать столкновения с этимирезультатами: теории специально изменяют или объясняют иначе; произвольно сужают область ихприменения или простоиспользуют их на практике, не делая общих выводов. Я буду критиковать некоторыеподобные попытки (ни одна из которых, по-моему, и гроша ломаного не стоит), нотолько в том случае, когда такая критика будет целесообразна для объяснениясамих теорий. Главнаяцель этой книги — незащищать эти теории, а исследовать, какой была бы структура реальности, если быэти теории оказались истинными.
Глава 1. Теория Всего.
Помню, когда я был еще ребенком, мнеговорили, что в древние времена очень образованный человек мог знать все, что было известно. Крометого, мне говорили, что в наше время известно так много, что ни один человек нев состоянии изучить больше крошечной частички этого знания даже за всю своюжизнь. Последнее удивляло и разочаровывало меня. Я просто отказывался в этоповерить. Вместе с тем, я не знал, как оправдать свое неверие. Но такоеположение вещей меня определенно не устраивало, и я завидовал древнимученым.
Не то чтобы я хотел заучить все факты,перечисленные в мировых энциклопедиях: напротив, я ненавидел зубрежку. Не такимспособом я надеялсяполучить возможность узнать все, что только было известно. Даже если бы мнесказали, что ежедневно появляется столько публикаций, сколько человек не сможетпрочитать и за целую жизнь, или, что науке известно 600000 видов жуков, это неразочаровало бы меня. Я не горел желанием проследить за полетом каждоговоробья. Более того, я никогда не считал, что древний ученый, который, какпредполагалось, знал все, что было известно, стал бы занимать себя чем-топодобным. Я иначе представлял себе то, что следует считать известным. Подлизвестным я подразумевал понятым.
Сама мысль о том, что один человек всостоянии понять все, что понято, может показаться фантастической, однакофантастики в ней куда меньше, чем в мысли о том, что один человек сможетзапомнить все известные факты. К примеру, никто не сможет запомнить всеизвестные результатынаучных наблюдений даже в такой узкой области, как изучение движения планет, номногие астрономы понимаютэто движение настолько полно, насколько оно понято. Это становитсявозможным, потому чтопонимание зависит не от знания множества фактов как таковых, а от построенияправильных концепций, объяснений и теорий. Одна сравнительно простая и понятнаятеория может охватить бесконечно много неудобоваримых фактов. Лучшей теориейпланетарного движенияявляется общая теория относительности Эйнштейна, которая в самом начале двадцатого века вытеснилатеории гравитации и движения Ньютона. Теория Эйнштейна точно предсказывает нетолько принципдвижения планет, но и любое другое влияние гравитации, причем точность этогопредсказания соответствует нашим самым точным измерениям. Дело в том, что,когда теория предсказывает что-либо в принципе, это означает, что предсказание логически истекаетиз теории, даже если на практике для получения некоторых таких предсказаний необходимо произвестибольше вычислений, чем мы способны осуществить технологически или физически втой вселенной, которую мы себе представляем.
Способность предсказывать или описыватьчто-либо, даже достаточно точно, совсем не равноценна пониманию этого. В физикепредсказания иописания часто выражаются в виде математических формул. Допустим, что язапомнил формулу, из которой при наличии времени и желания мог бы вычислитьлюбое положение планет, которое когда-либо было записано в архивахастрономов. Что же я в этом случае выиграл бы по сравнению с непосредственнымзаучиванием архивов Формулу проще запомнить, ну а дальше: посмотреть число в архивах можетбыть даже удобнее, чем вычислить его из формулы. Истинное преимущество формулы в том, что ее можноиспользовать в бесконечном множестве случаев помимо архивных данных, например, для предсказаниярезультатов будущих наблюдений. С помощью формулы можно также получить болееточное историческое положение планет, потому что архивные данные содержат ошибкинаблюдений. Однако даже несмотря на то, что формула суммирует бесконечнобольшее количество фактов по сравнению с архивами, знать ее — не значит понимать движениепланет. Факты невозможно понять, попросту собрав их в формулу, так же какнельзя понять их, просто записав или запомнив. Факты можно понять только послеобъяснения. К счастью, наши лучшие теории наряду с точными предсказаниямисодержат глубокие объяснения. Например, общая теория относительности объясняет гравитацию на основеновой четырехмерной геометрии искривленного пространства и времени. Она точно объясняет, какимобразом эта геометрия воздействует на материю и подвергается воздействиюматерии. В этом объяснении и заключается полное содержание теории; апредсказания относительно движения планет — это всего лишь некоторыеумозаключения, которые мы можем сделать из объяснения.
Общая теория относительности так важна непотому, что она можетчуть более точно предсказать движение планет, чем теория Ньютона, а потому, чтоона открывает и объясняет такие аспекты действительности, как искривлениепространства и времени, о которых ранее не подозревали. Это типично длянаучного объяснения. Научные теории объясняют объекты и явления в нашей жизни на основе скрытойдействительности, которую мы непосредственно не ощущаем. Тем не менее,способность теории объяснить то, что мы ощущаем, — не самое ценное ее качество.Самое ценное ее качество заключается в том, что она объясняет саму структуруреальности. Как мы увидим, одно из самых ценных, значимых и полезных качествчеловеческой мысли —ее способность открывать и объяснять структуру реальности.
Однако некоторые философы, и даже ученые,недооценивают роль объяснения в науке. Для них основная цель научной теориизаключается не вобъяснении чего-либо, а в предсказании результатов экспериментов: все содержание теориизаключено в формуле предсказания. Они считают, что теория может дать своимпредсказаниям любое не противоречащее ей объяснение, а может и вовсе не даватьтакового до тех пор, пока ее предсказания верны. Такой взгляд называетсяинструментализмом (поскольку в этом случаетеория — всего лишьлинструмент дляпредсказания). Саму мысль о том, что наука может помочь нам понять скрытуюреальность, объясняющую наши наблюдения, инструменталисты считают ложной итщеславной. Они не понимают, каким образом то, о чем говорит научная теория помимо предсказаниярезультатов экспериментов, может быть чем-то большим, чем пустые слова.Объяснения, в частности, они считают простой психологической опорой: чем-товроде художественных вкраплений, которые мы включаем в теории, чтобы сделать ихболее занимательными и легко запоминающимися. Лауреат Нобелевской премии, физик Стивен Вайнберг,явно говорил с позиций инструментализма, когда следующим образомпрокомментировал объяснение гравитации Эйнштейном:
Важно иметь возможность предсказать картинызвездного неба на фотоснимках астрономов, частоту спектральных линий и т. п., ато, припишем ли мы эти прогнозы физическому воздействию гравитационных полей на движение планет ифотонов [как это было в физике до Эйнштейна] или искривлению пространства ивремени, просто не имеет значения. (Gravitation andCosmology, с. 147).
Вайнберг и другие инструменталистыошибаются. То, чему мы приписываем изображения на фотошаблонах астрономов,имеет значение, и не только дляфизиков-теоретиков вроде меня, у которых желание в большей степени понять мирстановится мотивацией для выражения теорий в виде формул и их изучения. (Я уверен, что этамотивация присуща иВайнбергу: вряд ли его стимулирует одно лишь желание предсказать изображения испектры!) Дело в том, что даже для чисто практического применения прежде всеговажны объяснительные возможности теории, а уж потом, в качестве дополнения,— ее предсказательныевозможности. Если это вас удивляет, представьте, что на Земле появилсяинопланетный ученый и преподнес нам ультратехнологичный предсказатель, которыйможет предсказать результат любого эксперимента, но без каких-либо объяснений.Если верить инструменталистам, то как только мы получим этот предсказатель, нашинаучные теории нам будут нужны разве что для развлечения. Но так ли этоКаким образомпредсказатель можно было бы использовать практически В некотором смыслепредсказатель содержал бы знания, необходимые для того, чтобы построить,скажем, космический корабль. Но насколько он бы пригодился нам пристроительстве этого корабля, или при создании другого подобногопредсказателя, или даже при усовершенствовании мышеловки Предсказатель всеголишь предсказывает результаты экспериментов. Следовательно, чтобы получитьвозможность пользоваться предсказателем, нам, прежде всего, нужно знать, орезультатах какихэкспериментов его можно спрашивать. Если бы мы задали предсказателю чертежкосмического корабля и информацию о предполагаемом испытательном полете, онмог бы сказать нам, как поведет себя корабль во время этого полета. Носпроектировать космический корабль предсказатель не смог бы. И даже если бы онсообщил нам, что спроектированный нами космический корабль взорвется призапуске, он не смог бы сказать нам, как предотвратить этот взрыв. Этупроблему сновапришлось бы решать нам. А прежде чем ее решить, прежде чем приступить хоть ккакому-то усовершенствованию конструкции, нам пришлось бы понять, кроме всего прочего, принципработы космическогокорабля. И только тогда у нас появилась бы возможность выяснить причину взрывапри запуске. Предсказание — пусть даже самое совершенное, универсальное предсказание— не способнозаменитьобъяснение.
Pages: | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | ... | 58 | Книги по разным темам