Почему сердце находится слева, а стрелки часов движутся вправо. Тайны асимметричности мира - Крис Макманус

Космологи Джон Бэрроу и Джозеф Силк в книге «Левая рука творения» пишут, что многие физики опасаются утраты «рая… состояния абсолютной и совершенной симметрии» – совершенной симметрии, которая, возможно, когда-то существовала, но была «обречена на недолговечность», просуществовав всего лишь долю секунды после Большого взрыва. После этого «рай был безвозвратно утерян», и в апокалиптическом духе «в мире элементарных частиц господствовал распад, и в результате возникла окружающая нас разнообразная вселенная с нарушенной симметрией». Однако Бэрроу и Силк смотрят дальше очевидного совершенства такого чистого, завершенного и симметричного мира, осознавая потенциальные возможности асимметрии: «Крошечные бреши в идеальном узоре, которые мы, возможно, ожидаем найти, – это винтики сияющего в центре мироздания механизма, одна из причин возможности самого нашего существования»[555].

Рис. 15.1. a. Рисунок ассирийского рельефа, созданного около 670 года до н. э. b. Тот же рисунок, сделанный полностью симметричным

Хотя некоторые физики-теоретики, возможно, предпочли бы симметричный мир, напоминающий безликий и не представляющий интереса ри. 15.1b, Вселенная, похоже, полна асимметрий, как на гораздо более тонком рис. 15.1a. Бэрроу и Силк предполагают, что идеально симметричный и правильный мир оказался бы также миром без истории, миром вне времени, что прекрасно видно в настоящем воплощении симметрии, кристалле, который, несмотря на его глубокую и элегантную геометрию, ничего нам не говорит о себе. Однако когда в кристалле есть дефект, неправильность или несовершенство структуры, тогда кристалл может рассказать нам о своем прошлом. С асимметрией приходит история (и, возможно, как еще один довод в пользу симметрии, будущее): «[Несовершенства] как бы рассказывают застывшую историю появления кристалла. Поэтому они представляют собой как раз то, чем кристалл интересен и чем отличается. Правильные кристаллы универсальны и не имеют истории, они нам ничего не говорят».

Ледяную безупречность совершенных кристаллов – снежинок – отвергает и Ганс Касторп в «Волшебной горе» Томаса Манна:

«…ни одна не была похожа на другую. Здесь наличествовала беспредельная изобретательность, нескончаемое рвение видоизменять, скрупулезно разрабатывать одну и ту же основную схему – равносторонний и равноугольный шестиугольник. Но каждое из этих студеных творений было в себе, безусловно, пропорционально, холодно симметрично, и в этом-то и заключалось нечто зловещее, антиорганическое, враждебное жизни; слишком они были симметричны, такою не могла быть предназначенная для жизни субстанция, ибо жизнь содрогается перед лицом этой точности, этой абсолютной правильности, воспринимает ее как смертоносное начало, как тайну самой смерти»[556].

Физик Ричард Фейнман в своих лекциях для студентов в начале 1960-х аналогичным образом разъяснил недавно обнаруженные асимметрии субатомного мира и поместил их в более широкий, более человечный контекст:

«В японском городе Нейко есть ворота, которые японцы называют самыми красивыми воротами страны. Они были построены в те времена, когда Япония находилась под сильным влиянием китайского искусства. Ворота выполнены весьма искусно, с фронтонами и многочисленными колоннами; они покрыты красивой резьбой, с драконьими головами и принцами, вырезанными на колоннах, и тому подобным. Но если приглядеться к сложному узору, вырезанному на одной из колонн, можно увидеть, что один из элементов узора перевернут вверх ногами, остальная часть узора полностью симметрична. Как гласит предание, это было сделано для того, чтобы боги не заподозрили человека в совершенстве. Так что в узор была намеренно внесена ошибка, чтобы боги не рассердились на людей».

Мы можем подхватить эту мысль и считать, что объяснение почти полной симметрии природы таково: Бог создал законы не совсем симметричными, чтобы мы не стали завидовать Его совершенству!

В своих лекциях Фейнман также подошел к проблеме симметрии и с другой стороны, заявив, что дело не в том, чтобы объяснить, почему мир иногда асимметричен, а в понимании того, почему он в столь многих случаях должен быть симметричным. Симметричность по-настоящему удивляет, потому что в норме мы должны ожидать асимметрии[557].

Люди придают символическое значение всему, с чем соприкасаются, как ясно понимал Роберт Герц. Так же как правое и левое вызывают мириады прямых и косвенных ассоциаций, окружены ими и понятия симметрии и асимметрии, как и все другие бинарные оппозиции. Историк искусства Дагоберт Фрей обобщил некоторые из них, а Герман Вейль повторил их в своей по праву знаменитой книге «Симметрия». Лучше всего представить их в виде табл. 15.1:

Таблица 15.1. Понятия, связанные с симметрией и асимметрией

Здесь нам вспоминается Гёте, который сказал, что «отсутствие симметрии, по-видимому, свидетельствует о прогрессе эволюции», или несколько нелестное описание учеником Гёте, Томасом Карлейлем, литературного стиля Вольтера, который он сравнивал с «простой искусственной симметрией салонной люстры». В этом стиле была «не красота, а в лучшем случае регулярность», и его едва ли можно было сравнить с «глубокой естественной симметрией растущего в лесу дуба» – под «естественной симметрией» Карлейль понимал свойственную жизни и свободе неупорядоченность[558].

Каковы бы ни были теоретические достоинства симметрии, она, несомненно, позволяет науке проще объяснять Вселенную – нет и особых сомнений в том, что для обитателей Вселенной все приятное и интересное в основном вызвано асимметрией. В самом деле, если взять одну из пар в таблице Дагоберта Фрея, то сама жизнь оказывается неукротимо асимметричной; настолько, что приходится задуматься, может ли какая-либо форма какого-либо химического состава быть полностью симметричной. Асимметричности жизни присутствуют в нашем мире повсеместно, как уже говорилось в предыдущих главах этой книги. Основанные на одной из самых простых наших асимметрий, берущей начало в физике элементарных частиц, они затем проявляются в химии углерода и биохимии аминокислот, сахаров, ДНК и белков, в наших телах с их асимметричными внутренностями, в функциональных асимметриях нашего мозга и рук, в таких культурных артефактах, как письменность и правила дорожного движения, а также в право-левых дуальных символических классификациях. Поэтому пора задаться главным вопросом: связаны ли эти бесчисленные асимметрии между собой или все они являются независимыми и самостоятельными случаями нарушения симметрии?[559]

Ученые давно с осторожностью относились к идее о каком-либо всеохватывающем механизме, объединяющем асимметрии на всех уровнях, от физики и биологии до нейрологии и антропологии, в духе представленной здесь цепи:

Слабые взаимодействия → L-аминокислоты → Белки → Клетки → Ткани → Органы → Тела → Мозг → Культуры.

Иен Стюарт и Мартин Голубицкий обдумывали идею мира, в котором «слабый бог-левша создает левосторонние аминокислоты, из которых строятся левосторонние белки, которые образуют левосторонний эмбрион, который вырастает во взрослого левшу», но тут же сдали назад, заявив: «Мало кто из биологов полагает, что хиральность у животных имеет что-то общее с хиральностью в химических молекулах». Майкл Корбаллис и Айвен Бил также поиграли с этой идеей, применив ее к самому