В этом году исполнилось 180 лет
со дня рождения Л. Больцмана
Современник Л. Больцмана, К. Маркс, как-то высказывался в том смысле, что наука, в отличие от обычного архитектора, может сначала создать крышу и, лишь потом подвести под нее стены и фундамент. Так-то оно так, но жить в таком здании было бы затруднительно, а через определенное время и невозможно. То, что такое здание мало приспособлено для проживания, наука наглядно продолжает демонстрировать по сию пору. И в XXI веке не решено, как разные научные направления, претендующие на почетное звание «фундаментальных», соединить воедино. Здание современной науки продолжает стоять на разрозненных и непрочных сваях, которые, благодаря околонаучной конъюнктуре, только для определенности названы фундаментальными.
Один известный учёный как-то сказал о Л. Больцмане: «Его идеал заключался в том, чтобы соединить все физические теории в единой картине мира». Всё верно! Вот только само научное сообщество такой картины мира так и не создало, даже в самом простом варианте. Несмотря на положение изгоя в научных кругах, которое выпало на долю Л. Больцмана, его главная идея так и остается загадкой. Он был добросовестным ученым и остановился всего лишь в шаге от своего идеала – создания единой картины науки. И если бы в свое время научное сообщество не третировало этого ученого, а поддержало его, то, вероятнее всего, уже давно смогло бы совершить настоящий прорыв в фундаментальном направлении. Не пришлось бы периодически имитировать достижения науки разрозненными, в основном прикладными успехами и всевозможными гаджетами. Со дня трагической кончины Л. Больцмана много воды утекло, и теперь всем очень хочется сказать, что наука благодаря своим достижениям стала другой. Но, увы, единственной попыткой создать единую картину мира, к которой шел Л. Больцман, остается статья К. Шеннона «Математическая теория связи», которая появилась только в 1948 году. В этой статье, с помощью выведенной за 70 лет до автора статистической формулы энтропии, была впервые представлена количественная мера информации.
Удивительно выглядело несходство (и одновременно сходство) той истории, которую пережил Л. Больцман, открыв свою «функцию состояний», и К. Шеннон, который был крайне обеспокоен эйфорией в научных кругах в рассуждениях об энтропии и информации. Но надо отдать ему должное, К. Шеннон боролся за строгий подход к использованию, как математического аппарата теории информации, так и выдвинутых новой теорией общих идей. Однако научное сообщество и в этот раз не особенно прислушивалось к доводам добросовестного ученого, продолжая безудержно внедрять понятие «информация» всюду. Очень часто это происходило на основе поверхностных аналогий или в качестве модных терминов, без глубокого проникновения в их суть. Постепенно мало кого стало интересовать, что сложившаяся теория информации имеет не универсальный, а прикладной характер. В этой теории бит, байт, Кбайт, Мбайт, Гбайт, Тбайт и любая другая единица измерения не учитывает главного – фундаментальных свойств информации. В результате:
В нас входят истины святые
Одной случайною строкой.
Но льются в головы пустые
Помои слов густой рекой. (А. Зиновьев)
Обычные сведения обо всем на свете текут теперь в головы людей бесконечным потоком и фактически заменяют им понятие «информация», а погоня за IT-технологиями – ее фундаментальный смысл. Сложившееся представление об информации всё дальше и дальше уводит всех от понимания того, чем она является в действительности. Всё это говорит о том, что рано или поздно придется открывать понятие «информация» вновь, вернуться к теории Л. Больцмана и внимательно посмотреть на его «функцию состояния».
Эта знаменитая формула в явном виде отражает возможность многообразного характера движения в системе, состоящей из громадного количества микроскопических тел. И вот тут важно обратить внимание на то, что в науке «функция состояния» Л. Больцмана является единственной величиной, которая не измеряется физически, а вычисляется. Благодаря этому вероятностная теория энтропии Л. Больцмана может помочь составить представление об уникальном состоянии материальной системы, названной «сингулярность». Минуя энтропию системы, иной возможности проникнуть в ее сингулярность не существует, потому что измерить там физически что-либо невозможно. В известном смысле любой самый технологически сложный физический эксперимент как критерий истины тут не работает. Он в известном смысле бесполезен, потому что количественные и качественные характеристики системы в состоянии сингулярности как бы сосуществуют отдельно друг от друга. В это мгновение два альтернативных состояния системы, быть ей полем или материей, становятся равновероятными – внутреннее движение в системе стремится сосредоточиться в поле, а покой – в ее материи. При этом одна часть системы, ее материя, стремится поглотить любое возможное излучение, но ничего сама не излучает, а другая ее часть, поле, всё излучает, но ничего не поглощает. Материальные объекты, подтверждающие в том или ином виде существование сингулярности, можно наблюдать и изучать, но понять ее из-за многообразия физических взаимодействий невозможно. Все эти объекты как бы случайно «разбросаны» по вселенной и существуют, например, как непонятные до сих пор «черные дыры» и звезды. Сложность понимания физической сингулярности состоит в том, что количественные измерения для этого состояния имеют вторичное вспомогательное значение. Главное в сингулярности, как и в информации, – качественная сущность этих явлений. По этой причине моделирование сингулярности, вопреки сложившимся представлениям, не представляет особой трудности. Сложно не моделировать сингулярность, а воспринимать, интерпретировать получающийся результат в рамках сложившихся в науке представлений. Его сложно совместить с реальностью, поскольку он противоречит привычным представлениям об окружающем мире и информации. Например, для физика-экспериментатора такой результат может показаться немыслимым без традиционных и обычных для него количественных характеристик. Но надо понимать, что в состоянии сингулярности реальная материальная система подобна «абсолютно черному телу» и «абсолютно яркой звезде» одновременно. Реальный объект в этом состоянии становится невидимым наблюдателю и со стороны материи, и со стороны поля, поскольку любой падающий на него свет будет только поглощаться как «абсолютно черным телом», так и его противоположностью, «абсолютно яркой звездой».
Так случилось, что Л. Больцман не успел продолжить свои искания в направлении пояснения масштаба того явления, которое оказалось скрытым за его «функцией состояния». Но, несмотря на это, его вклад в возможность появления реальной основы единой науки уникален. Л. Больцман шел вопреки общепринятым понятиям науки своего времени, которая после него только «слегка» воспользовалась его представлениями о роли хаоса, энтропии, информации. Поверхностный, только прикладной интерес к теории Л. Больцмана стал причиной того, что наука сама заложила под свой нефундаментальный фундамент информационную бомбу. Она еще не сработала пока, но есть все основания надеяться, что рано или поздно это обязательно случится. И мощь её заряда не пойдет ни в какое сравнение с известными сейчас источниками энергии. Причиной такого настоящего информационного взрыва будет качественно иной источник, содержащий бесконечную и «абсолютно чистую энергию», – энергию активации ума, разума, интеллекта человека, коллективного сознания людей.