Демоны, преследующие воображение ученых

Работа мощных компьютеров, понимание эволюции, рыночных отношений, управляющих мировой экономикой — чтобы осмыслить закономерности и силы, приводящие в движение все эти процессы, исследователи зачастую прибегали к мысленным экспериментам, в которых «принимали участие» демоны, дьяволы, големы и джинны.

Эти вымышленные существа не были результатом суеверий ученых и порождением псевдонаучных теорий, а были чем-то вроде полезных аллегорий, сыгравших важную роль в становлении современной науки.

Рене Декарт и его cogito ergo sum

Французский философ XVII века Рене Декарт однажды предположил, что чувством реальности (ощущением реальности) человека может овладеть некий «коварный дух». Этот «злобный демон» способен влиять на то, что мы видим, слышим, осязаем, обоняем. Мысль Декарта заставила его усомниться в своих чувствах и даже в своем существовании. Однако философ нашел выход из этой ситуации. Он выдвинул утверждение, которое, по его мнению, является «первичной истиной, в которой невозможно усомниться» — cogito ergo sum, более известное как «я мыслю, следовательно, я существую».

Согласно Декарту, человек, совершающий «всякий акт мышления», сможет сохранить трезвость ума и помешать «коварному демону» овладеть чувством реальности.

Призраки физики

В начале XIX века, чтобы понять силы природы и с точностью вычислить движение атомов и планет, ученые опирались на физику Иссака Ньютона. Среди исследователей, которые пытались разгадать тайны мироздания, был и французский математик Пьер-Симон Лаплас. В 1814 году исследователь предложил мысленный эксперимент, главным персонажем которого выступал некий демон. Согласно Лапласу, его демон мог бы узнать прошлое и прогнозировать будущее любого объекта во Вселенной, если бы знал положение и скорость всех частиц, а также всех сил, действующих на этот объект.

Английский математик Ада Лавлейс знала об опыте своего французского коллеги, и, возможно, стала первой, кто опирался на этот мысленный эксперимент в своей работе. По ее мнению, подобным демоном могла бы выступить компьютерная программа, и Лавлейс задумалась, можно ли считать такие программы мыслящими существами. Напомним, Лавлейс написала первую в истории человечества компьютерную программу — алгоритм, представляющий собой список операций для вычисления чисел Бернулли.

Таким образом демон Лапласа породил в научном мире дискуссии и споры, которые продолжаются по сей день. В 1867 году шотландский физик Джеймс Клерк Максвелл, пытаясь понять статистическое поведение частиц газа, «создал» еще более могущественное существо. Демон Максвелла управляет «дверцей» в наполненном газом сосуде и выбирает, когда молекулы из одной части емкости могут перемещаться в другую. Демон может открыть «дверцу» быстрым (горячим) молекулам и не выпускать медленные (холодные). Тогда через какой-то промежуток времени «горячие» молекулы окажутся в противоположной части сосуда, а холодные останутся на месте. В результате одна часть сосуда будет нагрета, а другая охлаждена. Получается, что энтропия для системы, состоящей из правой и левой частей сосуда, в начальном состоянии больше, чем в конечном, что нарушает второй закон термодинамики.

*Иллюстрация из книги A Shadow History of Demons in Science автора Химены Каналес / Максвелл за работой*

На практике мысленный эксперимент Максвелла позволил повысить эффективность двигателей, что было, несомненно, плюсом «демона». Но была и другая сторона воображаемого существа шотландского ученого — из идей Максвелла можно было вывести два умозаключения: что может существовать вечный двигатель, и что время можно повернуть вспять. Однако по законам физики такие события невозможны.

Современные демоны

Мысленные эксперименты с участием вымышленных существ ученые проводят и сегодня, причем, в совершенно разных отраслях науки: в генетике, экокомике, в сфере искусственного интеллекта (ИИ). Например, есть такой демон Сёрла, названный в честь американского философа Джона Сёрла. В 1980-х годах философ предположил, что, допустим, в голове человека есть демон в виде мощного наноробота, который может контролировать, какие нейроны в мозге человека стимулировать, а какие нет, что делает работу мозга похожей на работу компьютерных программ. Сёрл объяснял, что если бы такой демон реально существовал, то механизмы ИИ были бы почти неотличимы от человеческого разума.

В своем мысленном эксперименте о противопоставлении сознания и машинного обучения философ подверг критике утверждение, что цифровая машина, наделенная ИИ, способна обладать сознанием в том же смысле, в котором им обладает человек.