Книга Почему сердце находится слева, а стрелки часов движутся вправо. Тайны асимметричности мира - Крис Макманус
Шрифт:
Интервал:
Закладка:
Хотя допущение симметричности часто кажется тривиальным, тем не менее это только предположение, требующее проверки строгими экспериментальными данными. Эти данные зачастую не собирают из-за обманчивой красоты симметричных теорий[538].
Человеческому разуму может нравиться симметрия, но в природе она присутствует не всегда. В результате даже в случаях явного нарушения симметрии разум прибегает к разнообразным теоретическим ухищрениям, чтобы восстановить утраченную чистоту симметрии. Джордж Джонсон писал об этой потребности в книге «Огонь в разуме»:
«Мы совершаем эти героические подвиги воображения, чтобы сохранить истину, в которую верим в глубине души: что вселенная в конечном итоге столь же симметрична, как созданная нами музыка, как ограненные нами бриллианты, как нечто созвучное человеческому разуму… Мы, искатели узоров, создатели узоров, инстинктивно жаждем симметрии.
Хотя Ли и Янг показали, что четность в физике элементарных частиц не сохраняется, очень скоро появились предположения, что даже если четность (P) и зарядовое сопряжение (C) не сохраняются, существует более глубинная симметрия, CP-инвариантность (комбинированная четность), которая обнаруживается одновременным обращением левого и правого и положительного и отрицательного. Ричард Фейнман иллюстрирует эту концепцию зеркальным изображением обычных часов – с циферблатом задом наперед, винтиками с левой резьбой, с закрученной в противоположную сторону пружиной и так далее. Такие зеркальные часы не будут идти так же точно, как и обычные часы, потому что четность не сохраняется. Однако, если зеркальные часы сделать из антиматерии, они будут идти так же точно, как те, что сделаны из обычного вещества. Симметрия восстановлена. Идея казалась элегантной, если не считать, что экспериментаторы вскоре показали, что она не выдерживает проверки фактами. Ничего, тут же теоретики предложили куда более сложное творение, CPT-инвариантность, при которой зарядовое сопряжение и четность можно рассматривать как симметричные, если добавить в уравнение еще и время (T); левое, положительное и прямой ход времени эквивалентны правому, отрицательному и обратному ходу времени. Левосторонние часы из антиматерии должны идти назад, чтобы показывать точное время.
Итак, CPT-инвариантность, похоже, работает, хотя еще ожидает ключевой экспериментальной проверки. Теория CPT-инвариантности может оказаться весьма плодотворной, среди прочего позволив объяснить, почему Вселенная полна материи, а не антиматерии. В то же время она удовлетворяет очевидную психологическую потребность теоретиков. «Физики, жаждущие симметричности Вселенной, не будут счастливы, пока все не будет учтено и все составляющие не будут сбалансированы», – заметил физик Фрэнк Клоуз. Другими словами, предположение, что Вселенная должна быть симметричной, или, точнее, суперсимметричной, все еще остается в силе. Предполагается, что суперсимметрия, недавнее дополнение к теоретическому кругу понятий, должна как-то связать два очень разных семейства элементарных частиц, фермионы и бозоны, предсказывая при этом возможность существования множества новых частиц с самыми экзотическими названиями, от селектронов и гравитино до скварков и глюино. Писатель Владимир Набоков согласился бы с таким подходом: «Что есть ваш космос, как не инструмент… который, благодаря расположению зеркал, проявляется в разнообразии симметричных форм?»[539]
В поисках симметрии нет никого тоньше и изощреннее физиков, но они не одиноки в своем стремлении. Где бы люди ни находили асимметрию, они стараются уравновесить ее. Племя тораджей на острове Целебес (Сулавеси), например, почти все действия совершает правой рукой, но при этом считает, что у мертвых все наоборот: и слова они произносят задом наперед, и делают все левой рукой. Антропологи называют это «инверсией символов», что можно представить в виде оппозиций «Правое: Левое:: Живое: Мертвое:: Вперед: Назад», что читается как «Правое соотносится с левым как живое – с мертвым и как переднее с задним». Инверсия в некотором смысле восстанавливает симметрию асимметричной системы точно так же, как для физиков соотношения заряд-четность или заряд-четность-время снова оказываются симметричны. Действительно, замените Положительный: Отрицательный на Живое: Мертвое в системе тораджей – и соотношение окажется очень похожим на CPT-инвариантность. Тот же процесс можно наблюдать и у индоевропейцев, чей похоронный обряд обсуждался в главе 2. Мужчин хоронили на левом боку, головой на север и лицом на восток, женщин – на правом, головой на юг и лицом на запад, то есть: Мужчина: Женщина:: Север: Юг:: Восток: Запад:: Левое: Правое. Инверсия символов хорошо заметна и в рассказе Эдгара Аллана По о несчастном юном Тони Даммите, чья мать считала, что регулярная порка – лучший способ сделать ребенка хорошим. Но:
«…бедная женщина! – на свое несчастье, она была левшой, а детей лучше вовсе не пороть, чем пороть слева. Мир вертится справа налево, и если пороть дитя слева направо, ничего хорошего из этого не выйдет. Каждый удар в нужном направлении выколачивает из дитяти дурные наклонности, а отсюда следует, что порка в противоположном направлении, наоборот, вколачивает в него определенную порцию зла. Я часто присутствовал при этих экзекуциях и уже по тому, как Тоби при этом брыкался, понимал, что с каждым разом он становится все неисправимее»[540].
Сюжет легко сводится к последовательности: Правое: Левое:: Хорошее: Дурное:: Зло выбивают: Зло вколачивают:: Пороть: Не пороть [541].
Инверсия символов встречается даже в биохимии. Например, в 1930-х годах Кёгль предположил, что в белках при раке присутствуют «неестественные» D-аминокислоты. Симметрия на этот раз выражена соотношением Левое: Правое:: Естественное: Неестественное:: Здоровье: Рак. Из тех же соображений в 1980-х годах предполагали, что не встречающуюся в природе левостороннюю форму сахара, L-глюкозу, можно использовать в качестве подсластителя, который не будет усваиваться и, следовательно, позволит людям с ожирением похудеть: Правое: Левое:: Усваивается: Не усваивается:: Толстый: Тощий. Если что-то в каком-то смысле плохо, то, возможно, хорошим окажется зеркальный вариант этого[542].
Самый очевидный и важный случай инверсии символов в биологии произошел в XIX веке, после того как Брока показал, что у большинства людей область мозга, контролирующая язык и речь, расположена в левом полушарии. Во Франции это стало настоящей теоретической проблемой, потому что со времен Декарта мозг было принято считать симметричным: «Я полагаю… мозг двойным органом, так же как у нас два глаза, две руки, два уха, да и все органы наших внешних чувств двойственны». В 1800 году французский физиолог и врач Биша выразил эту идею еще точнее, подчеркнув анатомическую симметрию мозга, а затем обосновав ее теоретически: «Гармония для функций органов то же самое, что симметрия для их строения; это предполагает совершенное равенство силы и действия… Две части, по сути, схожие в своем строении, не могут отличаться по способу действия». Биша допустил ту же ошибку, что и Эрстед примерно десять лет спустя, предположив, что если органы внешне симметричны, то должны быть симметричны и функционально. Основываясь на
