Максим Іванович Дідрук - Теорія неймовірності, Максим Іванович Дідрук

не відображає реальності стовідсотково точно. І закон усесвітнього тяжіння досі успішно застосовують для розв’язання більшості задач про взаємодію тіл, які рухаються зі швидкостями, меншими від швидкості світла.

Чи Ейнштейнівська загальна теорія відносності є остаточною теорією гравітації? Ні. Ця теорія, на жаль, не дає змоги розкрити, що відбувається всередині чорних дір, вона нічого не згадує про гравітаційну взаємодію на мікроскопічному рівні. Тобто в майбутньому обов’язково з’явиться нова, розширена теорія гравітації, чи й навіть не одна, проте поява цих теорій аж ніяк не суперечитиме закону всесвітнього тяжіння чи загальній теорії відносності. Нова теорія просто поглине їх.

І гравітація — не єдиний приклад. Так звана Стандартна модель у квантовій фізиці описує, як елементарні частинки на кшталт кварків, електронів і фотонів взаємодіють на фундаментальному рівні. На сьогодні це найточніша теорія за всю історію науки. Її передбачення збуваються з точністю до мільйонної частки відсотка. Але знову ж таки: чи є Стандартна модель вичерпною? Остаточною? Ні. Вона не охоплює темної матерії та нічого не каже про те, що таке темна енергія. Раніше чи пізніше Стандартна модель буде частиною всеосяжної Теорії всього. Втім, це не зробить її хибною. Важко уявити, що вчені майбутнього вважатимуть смішною та недолугою теорію, яка дає нам змогу передбачати результати квантово-механічних експериментів із такою запаморочливою точністю.

Суть у тім, що різні теорії описують реальність на різних рівнях. Це можна пояснити такою властивістю, як емерджентність. Емерджентність — це коли в складній системі проявляються властивості, які не є сумою властивостей її складників.

Візьмімо воду. Безглуздо використовувати характеристику «мокра» для опису окремої молекули води. Одна молекула не може бути мокрою. Мокра — це емерджентна властивість великого скупчення молекул H2O. І ось у чому річ: те, що ми знаємо, що вода складається з дрібних, умовно «немокрих» молекул, аж ніяк не робить її менш мокрою. Перше не суперечить другому. Вода — мокра та текуча. Це теорія, яка описує воду на макрорівні. І водночас вода — сукупність мікроскопічних молекул H2O. Можна продовжити: молекула H2O — це хімічно поєднані два атоми водню й один атом кисню. Атоми водню та кисню своєю чергою — це скомбіновані протони, нейтрони й електрони. А протони й нейтрони — це набір різних кварків. Кожен наступний рівень реальності описує інша наукова теорія, проте вони не заперечують одна одну, а навпаки доповнюють.

Ба більше, зовсім не обов’язково, щоб теорії плавно переходили одна в одну. Чудовим прикладом слугує людський мозок. Це орган, який складається з мільярдів взаємопов’язаних нервових клітин — нейронів, і так само, як щодо води, безглуздо говорити про свідомість окремого нейрона. Свідомість — це емерджентне явище, яке виникає в разі поєднання величезної кількості примітивних нервових клітин. Взаємодію цих клітин чудово описує наука нейробіологія. Дослідженням свідомості ж займається психологія. І поки що вчені не розробили жодної наукової теорії для пояснення, як на основі першого виникає друге. Як саме обмін електричними сигналами між примітивними клітинами дає нам змогу мріяти, усвідомлювати себе й абстрактно мислити. На мою думку, така теорія ніколи й не з’явиться. Свідомість є таким складним емерджентним феноменом, що психологія, яка описує її як явище, практично не має точок дотику з нейробіологією, що описує окремі клітини, з поєднання яких ця свідомість постає. Немає якоїсь мінімальної, порогової кількості нейронів, після з’єднання яких зароджується свідомість. Утім, це не означає, що одна з двох теорій хибна. Вони обидві правильні, просто описують один і той самий об’єкт на цілковито різних рівнях.

Так, наука іноді помиляється. Можна пригадати хибну теорію ефіру, що у XIX столітті постулювала існування фізичного середовища, начебто необхідного для поширення електромагнітних хвиль, чи той же талідомід — колись популярний серед вагітних жінок седативний засіб, який порушував ембріональний розвиток плоду та спричиняв розвиток каліцтв у новонароджених. Попри це треба розуміти, що саме наука знаходить власні помилки першою. Не було й не могло бути такого, що вчені винайшли талідомід, а першими про його токсичність заявили екстрасенси. Чи священики. Чи астрологи написали замітку в районній газетці.

Отож так, нові теорії таки приходять на зміну старим — це природний процес, наука розвивається й коригує сама себе, — проте хибно вважати, що наші нащадки з цих старих теорій сміятимуться.

Чому ми старіємо

Старіння — це природний процес, притаманний майже всім живим організмам. Але чому ми старіємо? Запитання начебто здається безглуздим, адже все, що бачимо довкола — живе чи неживе, — з часом зношується та руйнується. Клітини людського тіла не є винятком. Упродовж життя вони поступово деградують через окислювальний стрес, вплив космічного випромінювання, накопичення відходів життєдіяльності тощо й зрештою гинуть. Така відповідь цілком могла б задовольнити, якби не одне велике «але». Старіння — це процес, притаманний більшості, та все ж не всім живим організмам. У природі існують одноклітинні мікроби, які не старіють. У тілі людини наявні клітини, як-от статеві чи ракові, які здатні ділитися нескінченну кількість разів і залишатися цілковито здоровими, попри космічне випромінювання чи накопичення відходів. Навіть більше, знайдуться багатоклітинні організми, які залишаються вічно молодими. Наприклад, медуза з непоказною латинською назвою Turritopsis dohrnii. Її ще іноді іменують медузою Бенджаміна Баттона або просто безсмертною медузою. Вона вміє повертати старіння навспак. Якщо умови середовища стають несприятливими, безсмертна медуза в буквальному сенсі старіє назад. Молодшає аж до зародкового поліпа. Сам факт її існування означає, що немає ніякого гена старіння. Тобто процес старіння не жорстко запрограмований. І тому запитання, з якого ми почали, аж ніяк не безглузде. Немає біологічного закону, який робив би старіння та смерть неминучими, втім абсолютна більшість організмів усе ж старіє та помирає. Чому?

Треба розуміти: щоразу, коли ми запитуємо, чому щось так, а не інакше в біології, ми ставимо еволюційне запитання. Усе живе на цій планеті постає результатом мільярдів років еволюції, і якби старіння було позбавлене сенсу для біологічних видів, організми не старіли б. На перший погляд, можливість жити та розмножуватися вічно видається колосальною еволюційною перевагою, проте це не так. Уявімо дві колонії мікроорганізмів на ранніх етапах еволюції життя. Припустимо, що перша колонія складається з мікробів, які не старіють і можуть розмножуватися як завгодно довго, тоді як мікроби в другій колонії, навпаки, швидко старіють і помирають. Теоретично перша колонія може дати набагато більше потомства, проте друга постійно еволюціонує, краще реагуючи на зміни в середовищі. Мікроби, які не старіють, безперестану плодять потомство,