Дэвид Дойч

Дэвид Дойч: «… все это, собственно, одно и то же»

Автор: Леонид Левкович-Маслюк
Опубликовано в журнале "Компьютерра" №44 от 06 декабря 2000 года.

http://www.computerra.ru/offline/2000/373

[i37324]

Воскресным вечером 15 октября не без некоторых усилий (выпавших, правда, на долю таксиста) я отыскал на одной из оксфордских улиц дом Дэвида Дойча (David Deutsch). Пробравшись вслед за хозяином сквозь его уже знаменитый на весь мир тотальный беспорядок (см. врезку) и расположившись в самом центре этого хаотического нагромождения всего и вся - в рабочем кабинете с тремя «Макинтошами» разных поколений включая новенький G4 («в ту же сеть включен и PowerBook - он в спальне, наверху», любезно пояснил Дэвид), телевизором, профессиональным видеомагнитофоном (все это работало одновременно), я принялся расспрашивать этого милейшего и терпеливейшего из собеседников - обо всем.

Мультимир

- Речь идет о той картине мира, которую я считаю естественной при современном уровне знаний и которую образуют наши лучшие теории. Я разделил их на четыре «нити», нити знания - компьютерные науки, эпистемология (теория познания), теория эволюции и, конечно, квантовая физика. Я думаю, что эти четыре вещи составляют необычайно глубокий фундамент нашего знания о мире. Более того, невозможно правильно понять ни одну из них без остальных трех. Они очень тесно связаны. Например, квантовые вычисления - совершенно замечательный пример связи между двумя нитями: квантовой теорией и теорией вычислений.

- О, нет. Точнее, физические законы - это законы Мультимира, а то, что применимо к отдельной вселенной, - лишь аппроксимация.

- Прекрасный вопрос. И как интересно - сейчас я занимаюсь именно этой проблемой! Один из возможных ответов: на определенном уровне математический образ Мультимира дается квантовой теорией, с ее формализмом наблюдаемых, состояний, гильбертова пространства и т. д. Однако концепция «вселенной» - это классическая концепция. В универсальной классической физике, которую мы видим вокруг, каждый объект описывается набором чисел. Размеры, форма, цвет, эволюция во времени, вес - все это представляется числом. И для классической физики очень характерно, что любой параметр, который необходим для описания или объяснения, может быть измерен. В квантовой физике это уже не так. Большая часть необходимых в ней параметров не может быть измерена, о них можно судить лишь косвенно. Так вот, чтобы объединить классическую и квантовую картину, можно рассматривать Мультимир как классический ансамбль - это понятие из статистической механики, где мы представляем себе воображаемый набор вселенных, используя это лишь как метафору, чтобы говорить о вероятности (проще иметь дело с воображаемой, но конкретной вещью, чем с реальной, но стохастической). И я думаю, что подход на основе классического ансамбля очень близок к описанию Мультимира, даваемому гейзенберговской квантовой механикой. В статье, которую я сейчас пишу, я пытаюсь придать точный смысл утверждению: классический ансамбль есть хорошее приближение Мультимира. И если это удастся сделать, мы будем точно - математически! - знать, что мы имеем в виду, говоря о параллельных вселенных.

- Начнем с того, что «обычной квантовой теории» не существует. Есть два подхода к интерпретации квантовой теории. При одном говорят, что все, на что способна теория, это давать предсказания, а объяснение нам не нужно. Эта идея имеет множество форм, названий - для меня они все равноценны, и в своей основе сводятся к солипсизму. Поскольку все они отрицают, что реальность существует. Или - что она интересна. Или - что она может быть познана. Но есть другой подход: принять квантовую теорию всерьез, считать ее описанием реальности. И все интерпретации, основанные на этом, - это модели множественных миров. Это интерпретация Бома (Bohm), интерпретация множественных историй (many histories interpretation), множественных сознаний (many minds interpretation), несколько разновидностей эвереттовских (Everett) интерпретаций. В сущности, различие между ними меня не волнует. Ключевой момент для меня таков: квантовая теория, квантовые эксперименты говорят нам, что реальность есть нечто гораздо большее, чем можно описать набором всех переменных, которые мы наблюдаем вокруг.

- Представьте, да. Когда я впервые написал формулы, математическое описание того, что мы сегодня называем квантовым компьютером, я думал именно о модели множественных миров. А точнее, о том, о чем вы только что спросили: как можно было бы экспериментально проверить эту модель, оценить ее в сравнении с другими интерпретациями. Вы знаете, что в квантовой теории крайне важна роль наблюдателя, влияющего на события микромира, которые он наблюдает. Не углубляясь сейчас в физику, я просто скажу, что для моего гипотетического эксперимента мне было необходимо ввести в картину квантовомеханического наблюдателя. Но как? Ведь мы слишком горячи и некогерентны для квантовых эффектов. А вот как: давайте вообразим «искусственного человека», такого, который может считаться наблюдателем, потому что он обладает сознанием, подчиняется законам физики, может делать эксперименты, - но, с другой стороны, такого, что его мозг работает когерентным образом в смысле квантовой механики. Вот это и была идея: пусть у нас есть программа искусственного интеллекта, работающая на том, что мы сегодня назвали бы квантовым компьютером, тогда можно написать программу для этого компьютера (в сущности, я это и сделал в своей работе), которая бы определила, происходит ли некое явление. И если оно не происходит, вы убеждаетесь, что у вас есть множественные копии наблюдателя.

Я не публиковал это семь лет. Работа была сделана в 1977 году, еще до защиты диссертации. Я написал статью и послал ее в «PhysicalReview», а они сказали: у нас правило - не печатать статьи по интерпретациям квантовой механики. Ну, я и отложил ее в сторону. Но когда мне говорили, что все интерпретации множественных миров экспериментально не проверяемы, я давал этим людям препринт той статьи. Некоторые его читали и соглашались со мной. И вот в 1984 году на конференции по квантовой гравитации я познакомился с Дэвидом Финкельстайном (David Finkelstein), одним из редакторов «International Journal of Theoretical Physics». Я показал ему препринт, он спросил, где это опубликовано, и узнав, что в «Physical Review» статью не взяли, сказал: о’кей, я ее опубликую. В дальнейшем я об этой проблеме не очень много думал: во-первых, я считал, что я ее решил, а во-вторых, в 1982-м или около того я начал размышлять о квантовой криптографии. Впервые я узнал о ней от Чарльза Беннета (Charles Bennett). А потом у меня был тот самый, э-э, теперь уже немного знаменитый разговор с ним…

- Мы оба были на конференции по физике вычислений в Техасе, ее организовал Джон Уилер (John Wheeler). Там много говорили о теории сложности, тогда это было модно, - а я был настроен скептически, я считал, что в теории сложности не может быть ничего фундаментального. Сложность задачи определяется тем, сколько операций нужно для ее решения. Но это зависит от того, какие элементарные операции использовать. И я говорил: если нет ничего фундаментального в самих элементарных операциях, то и в теории сложности тоже ничего такого нет. Она - полезный инструмент, но не более. Я так и сказал Чарльзу Беннету; честно говоря, я сказал ему просто: это все полная чепуха! Но он мне очень вежливо ответил: физика - вот что определяет фундаментальные операции. Фундаментальные операции определяются законами физики. И я… я был потрясен! Я отскочил от него на пару шагов, походил немного, потом вернулся и сказал: если так, то вы используете не ту физику. Вы используете классическую физику - потому что теория Тьюринга основана на классических операциях. Но если вы связываете теорию с физикой через эти операции, то они должны быть квантовыми. И в этот момент я вдруг понял, что квантовая криптография - это новая форма вычислений. Это обработка информации, не имеющая классического аналога. И я понял, что надо создать аналог теории универсальной машины Тьюринга, используя квантовую физику вместо классической. Вот это я и сделал в своей статье 1985 года  [3], и тогда стало ясно, что кроме квантовой криптографии есть много других аспектов квантовой теории вычислений, не имеющих классического аналога. С этого началась теория квантовых вычислений, какой мы ее сегодня знаем…

Система нахождения ошибок

…Я тогда много думал о физической основе математического знания. Математическая истина абсолютна, но математическое познание - это физический процесс. Когда мы занимаемся математикой - что-нибудь обсуждаем с коллегами, доказываем теорему, делаем выкладки на бумаге, то в математическом сообществе, в нашем мозгу, еще где-нибудь происходят физические процессы. В конечном счете знание об объекте абстрактной математики всегда зависит от нашего знания о физике.

- Обычно неявно, поскольку мы не даем себе труда проследить все эти физические связи. Но я хочу подчеркнуть, что есть две разные вещи: математическая истина и математическое знание.

- Совершенно верно, хотя и сам Платон смешивал эти две вещи. Тут, скорее, надо сослаться на Карла Поппера: по его мнению, в политике, в естественных науках и, я добавлю, в математике надо различать два вопроса. Первый: является ли теория объективно верной или неверной, какое количество истины в ней содержится. И второй: что и как мы можем знать об этой истине. Философия веками смешивала эти два вопроса, поэтому мир разделился на тех, кто говорит, что мы можем постигать вещи до конца, и тех, кто считает, что мы не можем знать ничего. Кстати, политическое следствие этой идеи таково: раз мы не можем ничего знать, мы можем решить, какой должна быть истина…

- Да. А другая точка зрения: истину не только можно познать, но мы ее уже познали. И это точно так же ведет к тирании. Обе стороны (несмотря на взаимную ненависть!) согласны в одной фундаментальной ошибке: они не видят разницы между тем, что объективно существует, и тем, что может быть объективно познано. А Поппер абсолютно твердо стоял на позициях объективного существования мира, существования объективной истины, он считал, что наши теории могут содержать объективное знание - но так же твердо он считал, что нет ни одного аспекта нашего знания, который не мог бы в принципе подвергнуться ревизии, быть изменен. То есть мы обладаем объективным знанием, но не можем указать на конкретную вещь и сказать: вот это мы знаем точно, мы никогда не изменим своих взглядов на это, никто никогда не опровергнет этого. Не знаю, Поппер ли автор этого подхода, но уж точно, он самый крупный его сторонник в XX веке. Благодаря ему мы избавлены от выбора между лишь двумя жесткими, жуткими взглядами на мир, ведущими в политике к тирании, а в науке - к застою.

- Во-первых, попперовская философия познания - это одна из моих четырех «нитей». Она тесно связана и с другой нитью, теорией эволюции. К тому же Поппер сильно повлиял на мои взгляды, когда я только начинал изучать естественные науки. Но, кстати, вот у меня на стене портреты: справа - Поппер, а слева - не очень известный философ XVIII-XIX веков Уильям Годвин (William Godwin). Собственно, он достаточно известен, но не тем, чем следовало бы, - его знают как одного из первых анархистов. Но если вы вычтете все экономическое из его писаний (он абсолютно не понимал экономику, и оправданий ему нет - он должен был читать Адама Смита, но не читал!), короче, если вы посмотрите не на его выводы, а на его методы аргументации в философии, науке, политике, теории познания - вы увидите поразительную вещь: у него уже есть все то, что появилось потом у Поппера. Только Годвин ставит вопросы гораздо шире. У него, например, есть очень глубокие идеи в области образования. Руссо, который произвел революцию в образовании, использовал десятую часть идей Годвина, да еще и неправильно их понял - и этого хватило для революции. Но вернемся к Попперу. Для него наука - система нахождения ошибок. Не надо искать окончательно верных теорий. Важно создавать и использовать методы, позволяющие находить ошибки в существующих теориях. В этом все дело. Поппер говорит, что мы должны отказаться от концепции науки, при которой требуется обосновать нечто правильное, и впоследствии полагаться на эти незыблемые истины. Вместо этого мы должны критиковать и искать ошибки, которые - мы знаем! - есть. Собственно, так всегда и было, даже когда господствовали совсем другие идеи в философии науки и когда любили выдумывать истории о том, как делались открытия при помощи, скажем, индуктивных рассуждений - совсем как в советские времена, когда, насколько я знаю, многие утверждали, что работы Сталина подсказали им их научные идеи. Я не хочу сказать, что все эти люди врали, - ведь сначала вы получаете научный результат, а потом пытаетесь понять, как вы его получили, - но 90% процесса научной деятельности происходит бессознательно. Можно убедить самого себя, что теория создана на основе наблюдений - хотя на самом деле теория у вас была еще до первых наблюдений!

Я уже говорил, что в попперианской науке мы не можем считать никакую теорию окончательной. Даже теорию о том, что Земля круглая. Я не думаю, что именно эта теория когда-нибудь рухнет, но я могу назвать вам полдюжины теорий, которые казались столь же, если не более незыблемыми, - и рухнули! Мой любимый пример - сила тяжести. Лет сто назад вы бы могли сказать: тот факт, что существует сила тяжести, физики не подвергнут сомнению никогда, ведь я чувствую ее - здесь, сейчас!Но факт, ошеломляющий факт, установленный Эйнштейном, состоит в том, что это неверно! Когда я держу вот этот предмет, я ощущаю совсем не силу тяжести, я ощущаю силу своих мышц. А причина того, что предметы притягиваются, когда между ними не действует никакая сила, - в кривизне пространства.

Город перестановок

- Любопытный вопрос, и не такой простой, как кажется. На первый взгляд, если бы мы были моделью, то не было бы способа узнать, так ли это, - если модель не противоречит физике. Однако мы можем изучить законы вычислимости в нашей вселенной. Эти законы должны быть подмножеством либо законов физической реальности, либо законов компьютера, на котором работает модель. Далее, если мы посмотрим на теоремы Тьюринга, теоремы Геделя, то увидим, что они выводят за пределы модели, за пределы виртуальной реальности - если мы в ней находимся. Дело в том, что предсказания не могут выйти за эти пределы, а объяснения - могут. Здесь то же, что с солипсизмом: откуда мы знаем, что есть мир за пределами этой комнаты? На уровне предсказаний мы не можем этого узнать. Но не существует объяснений существования этой комнаты, отрицающих существование внешнего мира, притом сложно устроенного.

Давайте рассмотрим игру в шахматы. Наблюдая за игрой, можно выработать теории о том, каковы ее правила. В случае шахмат эти теории могут оказаться правильными. Поначалу вы можете пропустить некоторые редко применяемые правила, вроде взятия пешки на проходе. Но посмотрев десять тысяч партий, вы и это правило угадаете. Но вы можете угадать еще больше. Вы можете угадать, что когда-то правила были иными! Потому что обдумывая правила не в предсказательном, а в объяснительном духе, вы можете увидеть, что некоторые из них аномальны. Рокировка, взятие пешки на проходе - аномальные ходы. Можно угадать, и правильно угадать, что эти ходы имеют другое происхождение (на самом деле они появились на сотни лет позже, чем остальные). Значит, если вы поставите задачу объяснения аномалий, вы можете - зная только лишь правила - выйти за рамки простого изучения правил. В данном случае - выйти в историю шахмат. Более того, вы можете пойти дальше. Вы можете сказать, что каждый ход подчинен цели поставить мат как можно быстрее, и сделать вывод, что бывают хорошие и плохие игроки. Что здесь нуждается в объяснении? Намерение игрока. И просто поставив задачу об объяснении действий игрока, вы увидите, что некоторые полны решимости выиграть любой ценой, а другие стремятся сделать партию как можно интереснее. Предсказание вам об этом не скажет.

Итак, вот пример, когда вы имеете доступ только к формальной системе, но требуя объяснений, вы узнаете нечто об окружении, в котором работает эта система. Пытаясь объяснить игру, вы придете к выводу, что она изобретена людьми. Однако характер шахматных правил не таков, как характер физических законов. Законы физики не имеют признаков сконструированности. А законы шахмат имеют - из-за аномальных ходов.

- Ну, если говорить о том, что Бог сотворил законы физики, то это совсем другой вопрос, я имел в виду не это. Если вы думаете, что Бог сотворил законы физики, то надо признать, что они созданы совсем иначе, чем законы шахмат. Законы шахмат очевидным образом развивались, эволюционировали. Если бы можно было усмотреть в законах физики признаки такой эволюции, нечто аномальное, вроде закона рокировки в шахматах, это был бы аргумент в пользу того, что мы - компьютерная симуляция. Но давайте подойдем с другой стороны: как вы можете себя убедить, что мы находимся внутри большой машины? Ответ: вырабатывая на этой основе объяснения наших наблюдений. И если эти объяснения - лучшие из возможных, мы признаем, что… Я, между прочим, только что читал одну очень хорошую научно-фантастическую книгу на эту тему.

- Как вы угадали? Вы тоже ее читали?

- Здорово. Так вот, в «Городе перестановок» среди множества сюжетов есть и такой: люди живут в смоделированном мире, и в конце концов они логически приходят к выводу, что их мир - симуляция, так как космология в нем абсурдна. Сначала они открывают законы физики, потом экстраполируют их назад во времени и видят, что нет подходящей космологической теории для их вселенной - но есть подходящая теория для более широкой вселенной, в которой содержится их вселенная. Таким путем и мы могли бы узнать, что мы симуляция.

- Может быть. Но до сих пор таких признаков нет, потому что, в частности, нет признаков того, что законы физики эволюционировали.

«Чтобы быть счастливым, нужна практика!»

- О, да!

- Я люблю абстрактные игры в реальном времени. Такие, как «Тетрис», но он уже сильно устарел. Есть еще игра «Бабл-трабл», я на своих «Маках» люблю в нее играть. Вы там двигаетесь по экрану и взрываете пузыри, и при этом надо, например, убить враждебную рыбу, или еще что-нибудь в этом духе. Сюжет роли не играет. В играх важна ло-ги-ка! Я люблю игры, где много уровней. Если нет развития, это скучно с самого начала.

Как известно, многие считают видеоигры бездумными, родители ненавидят, когда дети играют в них, потому что это глупо, развивает склонность к насилию, отвлекает от учебы и т. д. По-моему, это полная чушь. Все как раз наоборот. Я думаю, видеоигры крайне полезны для учебы, настоящей учебы. Игра - это сложная автономная система, которая требует использовать все ментальные силы, полезные и в естественных, и в гуманитарных областях. Вы не можете выбрать продолжение, вы должны открыть, каким будет продолжение. Вы все время формируете теории, отбрасываете их, заменяете новыми! Заметьте, что игра привлекательна ровно до тех пор, пока вы приобретаете знание - о том, как двигаться дальше. Кроме того, игра почти не требует предварительных знаний, а наказание за проигрыш чрезвычайно мало, и это очень хорошо! Ведь и в реальности, в науке, например, когда мы ставим эксперимент, мы хотим получить максимум знания при минимуме усилий.

- Нет. TCS расшифровывается как Taking Children Seriously (Принимать Детей Всерьез). Это маленькая организация, которая мне очень по душе (www.eeng.dcu.ie/~tcs). Идея TCS в том, чтобы воспитывать детей, не делая ничего против их воли. Но это не сводится к попустительству, наоборот, при такой системе нагрузка очень велика. В частности, если дети не хотят ходить в школу - они не ходят в школу, и вам приходится организовать обучение иным способом.

- Главным образом, да. Это их обязанность. Ведь это их вина, если в мире что-то плохо - школа, например. Система TCS очень изощренная, хотя один из ее принципов в том, чтобы не придерживаться жесткой системы. Существует небольшое сообщество энтузиастов такого воспитания и обучения, включающее несколько сот семей по всему миру, объединенных онлайновым журналом. Фактически все держится на одном человеке, моей приятельнице Саре Лоренс (Sarah Lawrence). Мы с ней записали курс лекций на CD, в том числе и три моих лекции по развитию творческих способностей. Но там нет ответов на обычные возражения против таких методов воспитания: «а как быть, если он не хочет читать?», «а как быть, если он бьет свою сестру?»… Эти вопросы, как правило, возникают из-за непонимания базовых принципов. Вот вам аналогия: допустим, есть коммунистическое общество. И люди решают, что им не очень хорошо живется, и хотят ввести у себя капитализм. Не потому, что их убивают, ссылают в Гулаг, - а потому, что они бедны, везде бюрократия и т. д. Сразу возникает проблема перехода. Над какими общественными институтами надо начинать работать? Что создать сначала - биржу или банковскую систему? Если сделать все это неправильно, переход может не состояться или будет очень болезненным.

Для TCS проблема перехода тоже очень важна, но обычно задают совсем не те вопросы, что следовало бы, - из-за непонимания самой идеи. В нашей аналогии это был бы, например, такой вопрос: если распределение продуктов будет доверено свободному рынку, что делать, если в нашем городе не откроется ни одного магазина? Наверно, надо «их» заставить открыть магазин? Но ведь ответ не такой! По новым правилам «их» заставить нельзя! Принять закон, сколько супермаркетов должно быть в том или ином месте, - значит возвратиться к прежней системе. Которая всем не нравилась именно из-за того, что не могла обеспечить снабжение! Точно так же, если «дети не читают» - это следствие господствующей принудительной системы обучения.

- Он немного напоминает либертарианские идеи. Но либертарианство - утопия. Либертарианская теория сводится к концепции того, как должен выглядеть окончательный ответ. Я - либертарианец, я, если угодно, - анархист, но бесполезно использовать эти ярлыки для описания моих взглядов. Потому что, будучи фаллибилистом (сторонником попперианского принципа подверженности любого знания ошибкам. - Л.Л.-М.), я не интересуюсь утопиями.

- TCS исключает тесты, мониторинг, но очень ценит приватность - поэтому мы не можем объявлять результаты.

- TCS - не домашнее обучение. Это другая концепция. Домашнее обучение лишь вариант общепринятой системы. Вместо того, чтобы подчиняться тому, что общество считает для них наилучшим, дети в этом случае подчиняются тому, что родители считают для них наилучшим - а это может быть еще более узкое поле. Если TCS-дети хотят ходить школу, они ходят в школу. Но если не хотят - не ходят.

- Типичный вопрос из той самой серии - он предполагает, что все проблемы от того, что детей не заставили делать правильные вещи. Я думаю, что для того, чтобы быть счастливым, нужна практика. А сейчас царит совершенно извращенный подход: представьте себе жизнь, где человек не делает выбора, вся его жизнь кем-то полностью расписана на 18 лет, или на 21 год, или на сколько там, - а потом он меняет свой образ жизни и - становится счастливым. Пытаться достичь счастья на этом пути так же неэффективно, как пытаться открыть новый закон физики, заставив сто обезьян печатать на машинке.

- Счастье - это улучшение. А мы всегда хотим улучшить теории окружающего мира, теории самих себя. Акт успеха в таких попытках и есть счастье. Но нельзя написать список шагов, механическое исполнение которых научит вас быть счастливым. Для этого необходимо знание, относящееся именно к вашей ситуации, к вашей беде, если угодно. Не существует творчества «общего назначения». Творчество всегда ориентировано на заданную область, заданный предмет. И выбор этого предмета - тоже творчество. Если же вы в течение долгого времени работаете на творческие интересы кого-то другого, шансы, что знание и креативность, выработанные при этом, помогут решить ваши проблемы, астрономически малы. Напротив, если вы всю жизнь работали над тем, чтобы стать специалистом по достижению вами счастья, то ваши шансы выше. Конечно, мы, фаллибилисты, считаем, что любая теория может оказаться неверной. Может оказаться, что вы зайдете в тупик, - но с наибольшей вероятностью ведет к успеху создание знания о том, как сделать то, что вы хотите сделать.

Одно и то же

- Да, почти исключительно дома. Хотя «работаю» - не очень удачное слово. Скорее, я здесь просто… занимаюсь тем, чем мне хочется. Решаю задачи, смотрю телевизор, программирую, снимаю анимационные фильмы, играю в компьютерные игры. Все это, собственно, одно и то же.

- Конечно.

Когда Дэвид вызывал такси, на котором я должен был вернуться в гостиницу, он любезнейшим образом предупредил оператора, что на его 19-м доме висит табличка «15». В стране Эллиота и Кэрролла (тем более в городе, где была сочинена «Алиса») такие вещи встречают всеобщее благожелательное понимание где-то на уровне подкорки.