Выбрать главу

Отже, все, що стосується вчення про електрику, акустику й оптику, вмістилось у механіку Ньютона й електрику Максвелла. Крім того, Максвелл і в подальшому Людвіг Больцман показали, що за допомогою математичних законів розрахунку ймовірностей і статистики все вчення про тепло так само може бути включене в механіку Ньютона й електрику Максвелла.

Окрім явищ зміни речовини мертвої матерії, що належали царині хімії, яка на той час рухалась у темряві, а також явищ життя, за якими тодішні біологи вбачали дію vis vitalis, або «життєвої сили», спрямованої на розмноження й збереження виду, рівняння Ньютона і Максвелла, здавалося, охоплювали всю природу. Коли Макс Планк у 1875 році збирався вивчати фізику, його майбутній учитель, фізик і математик Філіпп фон Йоллі, намагався відмовити його від цього не тому, що Планк був нездібним, а навпаки. Він гадав, що Планк не зможе виявити свої таланти у царині фізики, яку Йоллі описував «як високорозвинену, майже повністю розроблену науку… що нині була, так би мовити, увінчана відкриттям енергії і невдовзі набуде свого остаточного стабільного вигляду. Можливо, ще лишається впорядкувати з того чи того погляду якісь пилинки чи бульбашки, але система як ціле є порівняно усталеною, і теоретична фізика помітно наближається до того ступеня завершеності, який уже століттями притаманний геометрії».

Саме Планк у 1900 році «перевірив бульбашку», що виявилася справжнім пузирем. За допомогою коректного математичного опису випромінювання так званого чорного тіла він заснував квантову теорію, тобто математичну теорію матерії, яка дозволяє нам зрозуміти розмаїття матеріального світу. Окрім гравітації та електрики, в атомному і субатомному вимірах з’являються ще два: так звана сильна взаємодія і слабка взаємодія – математичні поняття, що охоплюють за допомогою формул склад субатомних об’єктів. З квантовою теорією хімія, що доти задовольнялася просто описом змін речовини, стала частиною фізики, а отже, й абстрактної математики. Усі зміни речовини, навіть пов’язані з живою матерією, охоплюються математичними рівняннями. Отож не може йтися про якусь vis vitalis. Радше відомо, що такі явища, як селекція і мутація, описані колись Дарвіном і його колегами, можуть бути зведені до атомних процесів у великих органічних молекулах і, зрештою, до квантової теорії, а отже, до абстрактної математичної теорії.

Але не тільки матерія та сили, які на неї діють, а саме простір і час, що становлять сцену п’єси природи й уможливлюють її хід, були включені до цього дійства, починаючи щонайпізніше з теорії відносності Айнштайна. Також вони є змінними у математиці природи. Отож здається, що «математика природи» – тепер озброєна рівняннями і формулами, більш абстрактними і загальними, ніж рівняння Ньютона і Максвелла, – не просто моделює природу, а й є тотожною природі.

Що таке природа? Вона складається з атомів і пустоти, як наполягали Левкіпп і Демокрит. Вона реалізується у просторі, часі і матерії, згідно з математичним законом Ньютона, стверджував Лаплас. Вона є не що інше, як математика, стверджують сучасні дослідники, як-от Стівен Вольфрам або Макс Тегмарк. Але ж математика категорія абстрактна, а простір, час і матерія – конкретні. Як це поєднується?

Проникливий астрофізик сер Артур Стенлі Еддінгтон усвідомлював двоїстість цього поняття природи. З одного боку, ми відчуваємо, що явища природи є безпосередньо даними. З другого боку, через усе детальніший аналіз цих явищ природа губиться, перетворюючись на абстрактну конструкцію. Еддінгтон пояснював цю приголомшливу двоїстість за допомогою банального «природного» об’єкта, а саме свого письмового столу. Спочатку він описує його так, як ми його безпосередньо сприймаємо: «Він довгастий; відносно незмінний; має колір; насамперед він матеріальний». Але як фізик він бачить письмовий стіл іншими очима: «Він не належить до світу, про який ішлося перед тим». Про другий, «науковий», письмовий стіл, що складається з атомів, Еддінгтон говорить: «Мій науковий стіл майже пустий. У цій пустоті розкидані численні електричні заряди, які з великою швидкістю носяться навкруги». Еддінгтон використовує застарілі уявлення вже не актуальної атомної теорії. Сьогодні ж квантова теорія вчить, що згадувані Еддінгтоном електричні заряди у вельми своєрідний спосіб «розмазані», характеризуючись невизначеним місцем і невизначеною швидкістю; лише складний математичний формалізм дозволяє їх коректно зрозуміти. Еддінгтон із подивом відзначає: