Целостность мироздания

«Итак, когда нас что-либо не удовлетворяет в ходе вещей, то возникает это из недостатка нашего понимания. Ибо невозможно, чтобы всякий ум всё понимал отчетливо, и для наблюдающего только некоторые части целого (преимущественно перед остальными) не может быть видна гармония этого целого» (Готфрид Лейбниц: «Порядок есть в природе»).

«Как прекрасно почувствовать единство целого комплекса явлений, которые при непосредственном восприятии кажутся разрозненными» (Альберт Эйнштейн).

«Неразрывное единство мироздания проявляется не только в мире бесконечно малого, но и в мире сверхбольшого» (Эрнст Мах).

С формальной точки зрения, нейронаука (англ. neuroscience), или наука о мозге, и современная космология относятся к двум очень далеким друг от друга областям научного знания. Но с холистической позиции, все явления и объекты мира существуют и имеют смысл только как части целого. На фундаментальном уровне мир един и неделим, но мы воспринимаем его дискретно, как будто он состоит из отдельных частей. Принципу холизма не противоречит и общепринятая в науке теория большого взрыва, согласно которой мир, каким мы его знаем сейчас, возник из состояния сингулярности (от лат. singularis «единственный, особенный»). То есть из этого изначального сверхплотного состояния произошло всё, что мы называем Вселенной, включая человека, его мозг, разум и сознание. Если это так, то все организованные структуры в мире (от нейрона и нейронных сетей до галактики и галактических скоплений) формируются и развиваются по общим законам.

Группа ученых из Калифорнийского университета (Сан-Диего, США), возглавляемая Дмитрием Крюковым, занимается исследованием разных сетевых структур. С помощью компьютерного моделирования им удалось выяснить, что социальные сети и интернет формируются на основе тех же принципов, что и головной мозг. Затем ученые решили узнать, характерно ли это для всех сетей вообще, вне зависимости от их вида и размера. Объектом их исследования стала самая большая и самая древняя сетевая структура – наша Вселенная. Компьютерная симуляция развития ранней Вселенной показала, что по мере ее расширения увеличивалось и количество связей между частицами материи в галактиках. Сравнив картину формирования компьютерной Вселенной с моделями устройства социальных сетей и роста отдельных участков головного мозга, исследователи с удивлением обнаружили принципиальное сходство процессов их развития. Во всех сетевых структурах, будь это интернет, головной мозг или Вселенная, отдельные элементы связываются прежде всего не между собой, а с уже имеющими многочисленные связи крупными узлами. Результаты этой научной работы были опубликованы в 2012 году. Ученые уверены, что поразительное сходство разных по виду и размеру сетей не может быть просто совпадением. Вероятнее всего, что все сетевые структуры развиваются по одним и тем же неизвестным науке законам.

Несколько ранее, в 2011 году, иранские ученые Сейед Хади Анамруз, Дуглас Макконнелл и Хассан Азари из Университета медицинских наук города Керман опубликовали в международном журнале Physical Sciences итоги своего совместного исследования. Их работа представлена в виде сравнительного обзора теоретических и наблюдательных концептуализаций космической истории. Ученые попытались сформулировать основные законы космологии в рамках единой биологической системы, то есть предложили описание Вселенной с точки зрения клеточной биологии. Сейед Хади Анамруз и его коллеги утверждают, что черная дыра, расположенная в центре галактики, напоминает ядро клетки. А горизонт событий вокруг черных дыр напоминает ядерную мембрану. Он двухслойный, как и ядерная мембрана, не позволяет ничему, что вошло в дыру, выйти из нее. А ядерная мембрана защищает клетку и регулирует обмен веществ между ядром и его окружением. Черные дыры и клетки организма имеют еще одно общее свойство – электромагнитное излучение. «Почти всё, что существует в макромире, – заявляют исследователи, – отражается в биологической клетке как микромир. Проще говоря, Вселенная может быть изображена как клетка». Ученые допускают возможность существования неисчислимого множества вселенных, каждая из которых обладает своим набором физических законов. Они возникают из черных дыр, достигших пределов массы и плотности и перешедших в состояние сингулярности или «генома» будущей вселенной. Сначала новая вселенная расширяется, а после завершения цикла своего существования разрушается. «Возможно, – предполагают ученые, – согласно известной формуле Эйнштейна E=mc², метафизические и физические судьбы, воплощенные в энергии и материи, являются двумя обратимыми формами одного и того же». По мнению иранских ученых, современная космология нуждается в разработке новых исследовательских стратегий. Наиболее перспективной стратегией, способной сыграть революционную роль в развитии космологии, они считают голографическое моделирование. Статья исследователей под красноречивым названием «Сотовая вселенная: новая космологическая модель, основанная на голографическом принципе» посвящена раскрытию и обоснованию идеи голографического устройства Вселенной.

Концепцию голографической Вселенной предложил более сорока лет назад Дэвид Бом, специалист в области квантовой физики и любимый ученик Эйнштейна. В отличие от Нильса Бора, он не считал квантовую теорию завершенной и удивлялся, что Бор и его коллеги не уделяют должного внимания вопросу взаимосвязанности в микромире. В начале сороковых годов, еще будучи студентом Калифорнийского университета в Беркли, Дэвид Бом работал в Лоренсовской радиационной лаборатории (Lawrence Berkeley Radiation Laboratory). Там он занимался исследованием плазмы – газа, состоящего из большого количества электронов и положительно заряженных ионов и атомов. Поведение электронов в плазме его крайне озадачило: они вели себя не как отдельные частицы, а как организованные части единой системы. Плазма напоминала живой организм, она регенерировала себя и окружала оболочкой все попадающие в нее инородные тела. Спустя несколько лет, в период работы в Принстонском университете, Дэвид Бом, исследуя поведение электронов в металлах, обнаружил, что их движение только кажется хаотичным, а на самом деле в целом имеет высокоорганизованный характер. Он столкнулся с такой же ситуацией, как и при изучении плазмы: наблюдалась согласованность не только двух электронов, но целого океана электронов, каждый из которых будто знал, что делают остальные электроны. Коллективные движения элементарных частиц Бом назвал плазмонами. Это открытие поставило его в один ряд с выдающимися физиками.

После нескольких лет преподавания квантовой физики в Принстонском университете Дэвид Бом решил написать учебник, чтобы лучше разобраться в предмете. Его книга «Квантовая теория», вышедшая из печати в 1951 году, сразу приобрела статус классического изложения копенгагенской интерпретации квантовой механики. Она получила широкое признание среди физиков и была высоко оценена самим Эйнштейном. Но Бом понимал, что некоторые принципиальные вопросы так и остались без ответа, и поэтому продолжил поиск альтернативного объяснения связанности элементарных частиц. То, которое давала интерпретация квантовой механики, сформулированная Нильсом Бором и Вернером Гейзенбергом, его не удовлетворяло. Дэвид Бом предположил, что субатомные частицы существуют и в отсутствие наблюдателя, а за пределами описанной Бором реальности есть не открытая наукой более глубокая реальность. Исходя из этих допущений, Бом постулировал существование поля на субквантовом уровне, которое назвал квантовым потенциалом. Это гипотетическое поле, по мнению Бома, пронизывает, как и гравитация, всё пространство, но его действие, в отличие от действия других полей, не ослабевает с расстоянием. Сила квантового потенциала, несмотря на его тонкую природу, равномерно распределена по всему пространству. Свой альтернативный взгляд на квантовую механику Дэвид Бом сформулировал и опубликовал в 1952 году. Позже его теорию, предполагающую существование более тонких уровней реальности, назвали причинной интерпретацией квантовой механики (также она известна как интерпретация Бома, квантовая теория с нелокальными скрытыми переменными, механика Бома, теория волны-пилота, теория де Бройля – Бома).

Отношение физиков к идеям Бома было в подавляющем большинстве отрицательным. Его яростно критиковали, а некоторые даже отказались рассматривать предложенную теорию, потому что точка зрения Бора настолько укоренилась в сознании физиков, что они не допускали саму возможность альтернативы ей. Подход Бома казался им непростительной ересью. В общем, это было похоже на сражение не столько физиков, сколько философов. Но, несмотря на острые атаки критиков, Бом стоял на своем. Некоторые физики, вопреки негодующему большинству, всё же заинтересовались «сумасбродными» идеями Бома. Среди них оказался и начинающий физик-теоретик Джон Стюарт Белл, ставший впоследствии известным ученым. Будучи уже знаменитым автором теоремы Белла (она же «неравенства Белла»), он вспоминал: «В 1952 г. я увидел статью Бома. В ней он предлагал ввести некоторые переменные, чтобы дополнить квантовую механику. Это было впечатляюще». Белл понял, что теория Бома предполагает наличие нелокальности. Он сразу же задумался над проблемой ее экспериментальной проверки, но только в 1964 году сумел полностью сосредоточиться на решении этой задачи. Вскоре ему удалось найти математическое обоснование эксперимента. Единственным препятствием для его осуществления был тогдашний уровень развития техники, не позволявший обеспечить необходимую точность измерения. С появлением соответствующих технических возможностей выполнение неравенств Белла многократно проверялось различными группами ученых. Первые успешные эксперименты были проведены в 1972 году Стюартом Фридманом и Джоном Клаузером. В 1981 году эксперимент осуществила группа ученых, которую возглавлял Ален Аспэ (Alain Aspect). Они использовали более совершенную технику, чтобы полностью соответствовать постановке задачи Белла. В последующие годы эксперименты усложнялись с целью добиться большей точности и чистоты. Опыты по проверке теоремы продолжаются до сих пор. Однако все они так или иначе подтверждают предположение Бома, что мир по своей природе нелокален.

Дэвид Бом был не только выдающимся физиком, но и глубоким мыслителем. Он понимал, что мировоззренческая позиция большинства ученых оказывает серьезное влияние на общий ход развития науки. Многие постулаты классической науки создавали препятствия новым идеям. Одним из таких постулатов было допущение, что любая теория, квантовая в том числе, может быть законченной. Но если природа бесконечна в своих проявлениях, рассуждал Бом, то ни одна теория не способна объяснить ее до конца. Поэтому отказ от подобных допущений пошел бы только на пользу научному поиску. Пытаясь обосновать конкретное следствие, наука ограничивается одной или несколькими причинами и игнорирует при этом множество остальных. Тогда как любое следствие может быть обусловлено огромной вереницей причин. Бом считал, что ученый всегда должен помнить, что ни одно из причинно-следственных отношений не возникает и не существует само по себе, все они взаимосвязаны и взаимозависимы. В действительности ничего нельзя отделить от Вселенной. На эту тему Дэвид Бом написал книгу под названием «Причинность и вероятность в современной физике», которая была опубликована в 1957 году.

Физики в целом сдержанно отреагировали на идеи Бома, дополняющие общепринятую интерпретацию квантовой механики. Большинство ученых отвергало существование нелокального взаимодействия. Оно не вписывалось в классическую картину мира и казалось абсурдным в контексте проверенных физических законов. Бом вынужден был приостановить дальнейшие исследования в этом направлении. В шестидесятые годы он сосредоточился на изучении порядка. Есть две категории классических объектов: упорядоченные и неупорядоченные. Упорядоченными называют объекты, части которых находятся в упорядоченном состоянии, а неупорядоченными – части которых находятся в неупорядоченном состоянии. Например, снежинки, какие-либо механические или электронные устройства, живые организмы – это упорядоченные объекты, а разбитая тарелка на полу, разобранный автомобиль или обрушенное здание – это неупорядоченные объекты. Углубившись в изучение закономерностей порядка, Бом обнаружил различные степени его проявлений. Всегда есть что-то более упорядоченное, чем остальное, и эта иерархия порядка продолжается до бесконечности. Он пришел к заключению, что вещи, которые кажутся нам неупорядоченными, могут таковыми и не являться. Возможно, порядок этих вещей имеет недоступную для нашего восприятия величину, и поэтому для нас они становятся неупорядоченными.

Как-то в одной из телевизионных передач Дэвид Бом увидел демонстрацию интересного опыта, который удивительным образом подтверждал его собственные умозаключения о природе порядка. В цилиндрический прозрачный сосуд, наполненный глицерином, помещали каплю чернил. Сосуд был устроен таким образом, чтобы его можно было вращать вокруг собственной оси. Вращение в одну сторону приводило к тому, что капля расползалась и исчезала, но вращение в обратном направлении восстанавливало исчезнувшую каплю. «Странный» эффект возвращения капли в исходное состояние показался Бому замечательным примером того, что порядок может быть как проявленным (явным), так и скрытым (имплицитным). «Этот опыт, – писал он, – поразил меня тем, что в точности соответствовал моим представлениям о порядке, то есть когда чернильное пятно расползалось, оно все-таки имело «скрытый» (то есть непроявленный) порядок, который проявлялся, как только капля восстанавливалась. С другой стороны, на нашем обычном языке мы сказали бы, что чернила были в состоянии «беспорядка», растворившись в глицерине. Этот опыт привел меня к новому определению порядка».

Поведение чернильной капли подтверждало все предыдущие выводы Дэвида Бома, к которым он пришел, изучая движение электронов в плазме и металлах. Он понимал, что все эти явления подчиняются какому-то общему принципу, и искал способ объяснить свою догадку, не вступая в противоречие ни с общей теорией относительности, ни с квантовой механикой. Бом заинтересовался методом объемной фотографии, который был предложен Деннисом Габором в 1947 году. Этот необычный фотографический метод, который назвали голографией, стал интенсивно развиваться уже после создания в 1960 году первых лазеров. Первоначально в качестве источника света использовались газоразрядные лампы, которые, в отличие от лазеров, не обладали стабильной длиной электромагнитной волны в достаточном временном диапазоне и поэтому не могли обеспечить приемлемое качество изображения. Голографический метод позволяет с помощью лазера регистрировать, а затем восстанавливать с очень высокой степенью точности изображения трехмерных объектов. Интерференционные изображения на голографической фотопластинке кажутся хаотичными для невооруженного глаза. Однако голограмма обладает скрытым порядком, как и расплывшаяся в глицерине чернильная капля, и плазма, в которой движения электронов кажутся случайными, но на самом деле имеют высокоорганизованный характер.

Голограмма стала для Бома мощной метафорой, наглядно объясняющей его понимание порядка. Чем больше он размышлял об этом, тем сильнее утверждался в идее, что устройство Вселенной основано на голографическом принципе. Бом предположил, что наша обычная реальность представляет собой некое подобие голографического изображения. Эта иллюзорная видимость физического мира возникает из более глубокого порядка бытия. Изначальный уровень реальности Бом назвал имплицитным, или скрытым, порядком, а наш повседневный уровень существования – эксплицитным, или раскрытым, порядком. Проявление и исчезновение любых физических форм – это результат беспрерывного и бесконечного процесса развертывания и свертывания двух порядков. Поэтому Бом предпочитал говорить о Вселенной не столько как о голограмме, сколько как о голономном движении (англ. holonomic movement).

В рамках своей концепции Бом нашел объяснение многим загадкам квантовой механики, даже такому «каверзному» явлению, как квантовая запутанность. Он был уверен, что элементарные частицы мгновенно взаимодействуют на сколь угодно большом расстоянии не потому, что обмениваются информацией со сверхсветовой скоростью, а потому, что их разделённость иллюзорна. Частицы кажутся нам отдельными объектами по той причине, что мы воспринимаем лишь часть действительности, тогда как они являются продолжением, или проекцией, более фундаментального единства, которое остается для нас невидимым. Также Бом по-своему объяснил влияние наблюдателя на субатомный мир. Отвергая идею Бора, что элементарные частицы существуют только в момент их наблюдения, он всё же признавал связь сознания и физической материи. Однако он был уверен, что большинство физиков заблуждается, разделяя реальность на части и утверждая, что сознание и элементарная частица взаимодействуют как две независимые сущности. Если все вещи – это не отдельные объекты, а аспекты голономного движения, то тогда нет смысла говорить о взаимодействии сознания и материи. Скорее можно сказать, что наблюдатель и есть само наблюдаемое. Наблюдателя невозможно отделить от всего, с чем он связан в момент наблюдения: это и измерительные приборы, и сама лаборатория, и результаты эксперимента, и даже то, что он ощущает, чувствует и думает. Сознание имеет материальную природу, но это тонкая форма материи, которая взаимодействует с другими формами не на нашем уровне реальности, а на уровне имплицитного порядка. Сознание присутствует всюду и всегда, во всех степенях свертывания и развертывания материи. Как заметил Бом: «Способность формы быть динамичной – это наиболее характерный признак сознания, и мы уже видим нечто сознательное в поведении электрона».

В естественных науках принято разделять все материальные объекты на живые и неживые. Бом считал ошибочным такое деление. Жизнь, как и сознание, присутствует в скрытом или раскрытом состоянии во «всей ткани вселенной», во всём, что мы привыкли абстрактно вычленять из голодвижения и ошибочно определять как независимые объекты. Поскольку всё состоит из элементарных частиц, а их разделенность и объектность – это иллюзия, то все вещи в мире на фундаментальном уровне бесконечно взаимосвязаны. Природа являет собой неразрывную паутину, в которой всё взаимодействует со всем. А там, где ничто не отделено друг от друга, даже время и пространство теряют качество основы и становятся не более чем проекциями. На этом глубинном уровне реальности прошлое, настоящее и будущее существуют одновременно. Мало того, мы не можем быть уверенными, что на этом строение Вселенной заканчивается. Возможно, голографический уровень – это лишь одна из ступеней бесконечной эволюции. Первые статьи на эту тему Дэвид Бом опубликовал в начале семидесятых годов, а законченный труд, представляющий радикально новую картину мироздания, был издан в 1980 году под названием «Целостность и имплицитный порядок».