Текст книги "Структура реальности. Наука параллельных вселенных"

Возможно, Галилей считал это само собой разумеющимся, но это не так. Это существенное допущение о свойствах физической реальности. Логически реальность вовсе не обязана быть дружественной к науке, но она обладает этим свойством, и оно у нее отчетливо выражено. Вселенная Галилея переполнена данными. Коперник собирал данные для своей гелиоцентрической теории в Польше, Тихо Браге – в Дании, а Кеплер – в Германии. Направив свой телескоп в небо над Италией, Галилео расширил доступ к тем же данным. Каждый кусочек поверхности Земли каждую ясную ночь в течение миллиардов лет утопал в данных, относящихся к фактам и законам астрономии. Для множества других наук данные тоже лежали на поверхности, но рассмотреть их как следует удалось только в наше время с помощью микроскопов и других приборов. Там, где данных физически еще нет, мы можем материализовать их с помощью таких приборов, как лазеры и перегородки с отверстиями, – приборов, которые может построить каждый где угодно и в любое время. И результаты будут одни и те же, независимо от того, кто их обнаружит. Чем более фундаментальна теория, тем доступнее данные, которые на ней основаны (для тех, кто знает, как смотреть), и не только на Земле, но и во всем мультиверсе.

Таким образом, физическая реальность самоподобна на нескольких уровнях: при всей колоссальной сложности вселенной и мультиверса некоторые картины тем не менее бесконечно повторяются. Земля и Юпитер – во многих отношениях совсем непохожие планеты, но они движутся по эллипсам и состоят из одного и того же набора примерно из ста химических элементов (правда, в различных пропорциях). То же самое относится и к их партнерам из параллельных вселенных. Свидетельства, которые произвели столь сильное впечатление на Галилео и его современников, также существуют на других планетах и в отдаленных галактиках. Данные, которые сейчас изучают физики и астрономы, были доступны миллиард лет назад и будут доступны еще через миллиард лет. Само существование общих объяснительных теорий подразумевает, что несравнимые объекты и события некоторым образом физически схожи. Свет, попадающий к нам из отдаленных галактик, – это всего лишь свет, но нам он кажется галактиками. Таким образом, реальность содержит не только данные, но и средства ее понимания (например, наш разум и наши произведения). В физической реальности есть математические символы. И то, что именно мы помещаем их туда, не делает их сколько-нибудь менее физическими. В этих символах – в наших планетариях, книгах, фильмах, в памяти наших компьютеров и в нашем мозге – существуют образы физической реальности в целом, образы не только внешнего вида объектов, но и структуры реальности. Существуют законы и объяснения, редуктивные и эмерджентные. Существуют описания и объяснения Большого взрыва и субъядерных частиц и процессов; существуют математические абстракции; художественная литература; искусство; этика; теневые фотоны и параллельные вселенные. В той степени, в какой эти символы, образы и теории истинны – то есть сходны в определенном отношении с конкретными или абстрактными вещами, к которым они относятся, – их существование дает реальности новый вид самоподобия. Это самоподобие мы называем знанием.

Терминология

Гелиоцентрическая теория – теория о том, что Земля движется вокруг Солнца и вращается вокруг собственной оси.

Геоцентрическая теория – теория о том, что Земля покоится, а все остальные небесные тела движутся вокруг нее.

Реализм – теория о том, что внешняя физическая вселенная объективно существует и воздействует на нас через наши чувства.

Бритва Оккама (в моей формулировке) – не усложняйте объяснения, если в этом нет необходимости, потому что излишние усложнения сами останутся необъясненными.

Критерий д-ра Джонсона (в моей формулировке) – если что-либо дает ответную реакцию, значит, оно существует. Расширенный вариант: если в соответствии с простейшим объяснением некая сущность является сложной и автономной, значит, эта сущность реальна.

Самоподобие – некоторые части физической реальности (например, символы, картины или человеческие мысли) похожи на другие ее части. Сходство может быть конкретным, когда образы в планетарии похожи на ночное небо; но важнее то, что это сходство может быть абстрактным, когда некое положение квантовой теории, напечатанное в книге, правильно объясняет один из аспектов структуры мультиверса. (Возможно, некоторые читатели знакомы с фрактальной геометрией; понятие самоподобия, определенное здесь, гораздо шире понятия, используемого в названной области.)

Теория сложности – раздел информатики, занимающийся ресурсами (такими как время, объем памяти или энергия), которые необходимы для выполнения определенных классов вычислений.

Резюме

Несмотря на то что солипсизм и родственные ему доктрины логически самосогласованны, их можно полностью опровергнуть, если просто всерьез принять их как объяснения. Хотя все они заявляют о себе как о более простых мировоззрениях, внимательный анализ показывает, что в действительности они являются переусложненными формами реализма, которые невозможно защитить. Реальные сущности ведут себя сложным и автономным образом, что можно принять за критерий реальности: если нечто «дает реакцию», оно существует. Научное рассуждение, использующее наблюдение не как основу экстраполяции, но чтобы провести различие между равноценными в других отношениях объяснениями, может дать нам истинное знание о реальности.

Таким образом, особое свойство самоподобия физического мира делает возможной науку и другие формы знания. Однако впервые это свойство признали и изучили вовсе не физики, а математики и теоретики в области вычислительных процессов. Они назвали это свойство универсальностью вычислений. Теория вычислений – наша третья нить.

5. Виртуальная реальность

По традиции теорию вычислений изучают почти исключительно абстрактно, как раздел чистой математики. Однако при этом теряется ее смысл. Компьютеры являются физическими объектами, а вычисления – физическими процессами. То, что могут или не могут вычислить компьютеры, определяется только законами физики, а не чистой математикой. Одной из важнейших концепций теории вычислений является универсальность. Универсальный компьютер обычно определяют как абстрактную машину, способную имитировать вычисления любой другой абстрактной машины некоторого конкретного хорошо определенного класса. Однако важность универсальности заключается в том, что универсальные компьютеры, или, по крайней мере, хорошие приближения к ним, можно на самом деле построить и использовать для вычисления поведения не только друг друга, но и интересных физических и абстрактных сущностей. Тот факт, что это возможно, – часть самоподобия физической реальности, о которой я упомянул в предыдущей главе.

Самое известное физическое проявление универсальности – это область техники, которая обсуждалась в течение многих десятилетий, но начинает развиваться только сейчас, – виртуальная реальность. Этот термин относится к любой ситуации, когда у человека искусственно создается ощущение пребывания в определенной среде. Например, пилотажный тренажер – машина, которая дает летчику ощущение полета на самолете без отрыва от земли, – это один из видов генератора виртуальной реальности. Такую машину (или точнее, компьютер, который ею управляет) можно запрограммировать, введя характеристики реального или вымышленного самолета. В программе также можно задать окружающую самолет среду, как то: погоду и схему расположения аэропортов. По мере того, как пилот отрабатывает перелет из одного аэропорта в другой, тренажер выдает определенные изображения в окна, имитирует возникающие при полете толчки и ускорения, соответствующие показания приборов и т. д. Он может воспроизводить такие эффекты, как турбулентность, механическое повреждение и предлагаемые модификации самолета. Таким образом, пилотажный тренажер знакомит пользователя с широким спектром пилотажных ситуаций, включая такие, которые невозможно воспроизвести на реальном самолете. Имитируемый самолет может обладать техническими характеристиками, нарушающими законы физики (например, он может лететь сквозь горы, быстрее света или без горючего).

Поскольку мы воспринимаем окружающую нас среду через наши ощущения, любой генератор виртуальной реальности должен обладать способностью манипулировать нашими чувствами, изменяя или подавляя их нормальное функционирование, чтобы мы могли почувствовать заданную окружающую среду вместо реальной. Это может напомнить фантастику в духе романа Олдоса Хаксли[14]14
  Олдос Леонард Хаксли (1894–1963) – британский писатель, гуманист и пацифист. Интересовался парапсихологией и мистикой. Автор нескольких романов, из которых наиболее известна антиутопия «О дивный новый мир» (Brave New World, 1932). – Прим. ред.


[Закрыть] «О дивный новый мир», но технологии искусственного управления человеческой сенсорикой, конечно, развивались тысячелетиями. Все методики предметно-изобразительного искусства и дальней связи можно считать «изменяющими нормальное функционирование чувств». Даже доисторические пещерные рисунки давали зрителю некоторое ощущение того, что он видит животных, которых на самом деле нет. Сегодня мы можем осуществить это более точно, используя фильмы и звукозапись, хотя и не настолько точно, чтобы имитацию можно было перепутать с оригиналом.

Я буду использовать термин генератор образов для обозначения любого приспособления, вроде планетария, аудиосистемы Hi-Fi или полочки со специями, способного по заказу формировать сенсорный ввод для пользователя: заданные картинки, звуки, запахи и т. п. – все это будем считать «образами». Например, чтобы сгенерировать обонятельный образ (т. е. запах) ванили, нужно открыть баночку с ванилью, которая стоит на полочке со специями. Чтобы генерировать слуховой образ (т. е. звук) двадцатого концерта для фортепьяно Моцарта, нужно воспроизвести соответствующий компакт-диск на аудиосистеме Hi-Fi. Любой генератор образов – это рудиментарный вид генератора виртуальной реальности, но термин «виртуальная реальность» обычно оставляют на тот случай, когда присутствуют и широкий охват сенсорного диапазона пользователя, и существенный элемент взаимодействия («ответной реакции») между пользователем и имитируемыми сущностями.

Современные видеоигры обеспечивают взаимодействие между игроком и игровыми объектами, но, как правило, используют лишь небольшую часть сенсорного диапазона пользователя. Такая воссозданная «окружающая среда» состоит из изображений на небольшом экране и частично звуков, которые слышит пользователь. Однако уже существуют виртуальные видеоигры, более достойные этого названия. Обычно пользователь надевает шлем со встроенными наушниками и двумя телевизионными экранами (по одному для каждого глаза), иногда – специальные перчатки и другую одежду, оснащенную электрически управляемыми эффекторами (устройствами, создающими давление). Имеются также сенсорные датчики, которые регистрируют движение частей тела пользователя, особенно головы. Информация о том, что делает пользователь, передается компьютеру, который вычисляет, что должен видеть, слышать и чувствовать пользователь, и реагирует, посылая соответствующие сигналы генераторам образов (рис. 5.1). Когда пользователь смотрит налево или направо, изображения на двух телевизионных экранах смещаются, подобно реальному полю зрения, и показывают, что находится слева и справа от него в виртуальном мире. Пользователь может протянуть руку и взять виртуальный объект, который будет на ощупь как настоящий, потому что эффекторы перчатки генерируют «тактильную обратную связь», соответствующую положению и ориентации, с которыми виден объект.

В настоящее время игры и имитация средств передвижения – основные области применения виртуальной реальности, но в скором будущем предвидится огромное количество новых ее приложений. Для архитекторов станет обычным делом создавать виртуальные прототипы зданий, по которым клиенты смогут пройтись и попробовать внести изменения на той стадии, когда их можно будет реализовать без особых усилий. Покупатели смогут пройти (или даже пролететь) по виртуальным супермаркетам, не выходя из дома, даже не встречаясь с толпой других покупателей и не слушая музыку, которая им не нравится. Но совсем не обязательно, что они останутся в виртуальном супермаркете в одиночестве: в виртуальной реальности за покупками могут пойти вместе сколько угодно человек, у каждого будут как изображения остальных, так и изображение супермаркета, но никому из них не придется выходить из дома. Концерты и конференции будут проводить без назначения места встречи; и выгода здесь не только в экономии на стоимости аудиторий, гостиниц и перелетов, но и в том, что все участники смогут сидеть на самом лучшем месте одновременно.

Если бы епископ Беркли или инквизиторы знали о виртуальной реальности, они, возможно, ухватились бы за нее как за совершенную иллюстрацию обманчивости чувств, подтверждающую их аргументы против научного рассуждения. Что произошло бы, если бы «летчик» пилотажного тренажера попытался использовать тест на реальность д-ра Джонсона? Несмотря на то, что виртуальный самолет и окружающая его среда в действительности не существуют, они «дают ответную реакцию» летчику, как если бы они существовали. Летчик может дать газу и услышать ответный рев двигателей, почувствовать их тягу через сиденье, увидеть в окно, как они вибрируют и выбрасывают горячий газ, несмотря на то что в действительности их не существует. Летчик может ощутить полет самолета во время шторма, слышать гром и видеть дождь, бьющий по ветровому стеклу, хотя в реальности и этого тоже нет. В реальности снаружи кабины находится только компьютер, несколько гидравлических приводов, телевизионные экраны, громкоговорители и совершенно сухое неподвижное помещение.

Делает ли это опровержение солипсизма д-ром Джонсоном несостоятельным? Нет. Его разговор с Босуэллом мог произойти с тем же успехом и в пилотажном тренажере. «Я опровергаю это вот так», – мог сказать он, давя газ и чувствуя ответную реакцию виртуального двигателя. Но там нет двигателя, а ответную реакцию дает компьютер, отрабатывающий программу, которая вычисляет, что сделал бы двигатель, если бы на него «оказали воздействие». Но эти расчеты, внешние для разума д-ра Джонсона, реагируют на рычаг газа так же сложно и автономно, как это сделал бы двигатель. Следовательно, они выдерживают проверку на реальность, и это справедливо, потому что в действительности эти вычисления – физические процессы внутри компьютера, а компьютер – обычный физический объект (не менее физический, чем двигатель), и объект совершенно реальный. Тот факт, что это не реальный двигатель, не имеет никакого отношения к аргументу против солипсизма. Не все реальное должно легко поддаваться распознаванию. Даже если бы то, что показалось камнем, впоследствии оказалось бы животным, замаскировавшимся под камень, или голографической проекцией, скрывающей садового гномика, это не имело бы особого значения в первоначальной демонстрации д-ра Джонсона. Поскольку реакция была сложной и автономной, постольку Джонсон мог бы совершенно оправданно сделать вывод, что эта реакция была вызвана чем-то реальным, находящимся вне его самого, и, следовательно, реальность состоит не только из него.

Тем не менее осуществимость виртуальной реальности может показаться неудобным фактом для тех, чье мировоззрение основано на науке. Только подумайте, что такое генератор виртуальной реальности с точки зрения физики. Конечно, это физический объект, который подчиняется тем же законам физики, что и все остальные объекты. Но он может «притворяться» чем-то иным! Он может изображать из себя совершенно другой объект, который подчиняется ложным законам физики. Более того, он может имитировать такой объект сложным и автономным образом. Когда пользователь воздействует на него, чтобы проверить реальность того, чем он притворяется, он оказывает ответную реакцию, как если бы он был другим, несуществующим объектом и как если бы ложные законы были истинными. Если бы мы изучали физику только на основе таких объектов, мы вывели бы ошибочные законы. (Или нет? Удивительно, но все не так просто. Я вернусь к этому вопросу в следующей главе, но прежде мы должны более подробно рассмотреть феномен виртуальной реальности.)

На первый взгляд, епископ Беркли мог бы принять ту позицию, что виртуальная реальность – это символ грубости человеческих способностей, что ее возможность должна предупредить нас о присущих человеческим созданиям ограничениях в способности понимать физический мир. Может показаться, что картина, создаваемая виртуальной реальностью, относится к той же философской категории, что и иллюзии, ложные следы и совпадения, поскольку все эти явления также вроде бы показывают нам нечто реальное, но на самом деле вводят нас в заблуждение. Мы уже видели, что научное мировоззрение может принять (а в действительности и предполагает) существование явлений, в высшей степени вводящих в заблуждение. Это мировоззрение par excellence[15]15
  В полном смысле слова (фр.). – Прим. ред.


[Закрыть], способное принять и свойственную человеку способность ошибаться, и внешние источники ошибок. Тем не менее явления, вводящие в заблуждение, как правило, не приветствуются. Помимо того, что они любопытны, и того, что из них мы узнаем, как впадаем в заблуждение, мы стараемся избегать таких явлений и предпочли бы, чтобы их вовсе не было. Но виртуальная реальность не относится к этой категории. Мы увидим, что ее существование показывает не то, что человеческая способность понимания мира по своей природе ограничена, а наоборот, что она в сущности безгранична. Это не аномалия, привнесенная случайными свойствами человеческих органов чувств, а фундаментальное свойство мультиверса в целом. И тот факт, что мультиверс обладает этим свойством, вовсе не затруднение для реализма или науки, но, напротив, необходимость для них обоих. Именно это свойство делает науку возможной. Это не что-то такое, «без чего мы предпочли бы обойтись»; это нечто, без чего мы буквально не можем обойтись.

Такие заявления могут показаться слишком претенциозными, особенно если учесть, что их делают, основываясь на пилотажных тренажерах и видеоиграх. Но в общей схеме вещей центральное место занимает сам феномен виртуальной реальности, а не какой-то конкретный ее генератор. Поэтому я хочу рассмотреть виртуальную реальность в максимально общем виде. Каковы ее крайние пределы, если таковые имеются? Какую окружающую среду в принципе можно искусственно получить и с какой точностью? Говоря «в принципе», я имею в виду – игнорируя преходящие технические ограничения, но принимая во внимание все ограничения, которые могут быть наложены принципами логики и физики.

По моему определению, генератор виртуальной реальности – это машина, которая дает пользователю ощущение какой-то реальной или вымышленной среды (например, самолета) и которая находится (или кажется, что находится) вне разума пользователя. Я буду называть это внешним опытом. Внешние впечатления должны противопоставляться внутреннему опыту – таким впечатлениям, как нервозность при первой самостоятельной посадке или удивление при внезапном появлении грозы среди ясного голубого неба. Генератор виртуальной реальности косвенным образом вызывает у пользователя и внутренние впечатления, а не только внешние, но его невозможно запрограммировать так, чтобы он обеспечивал вполне определенный внутренний опыт. Например, летчик, который совершает примерно один и тот же полет на тренажере дважды, получит в обоих случаях примерно один и тот же внешний опыт, но во второй раз он, возможно, меньше удивится появлению грозы. Конечно, во второй раз летчик может также по-другому отреагировать на появление грозы, что, в свою очередь, изменит последующие внешние впечатления. Но дело в том, что, хотя и можно запрограммировать машину на появление грозы в поле зрения летчика в любой желаемый момент, невозможно запрограммировать ее так, чтобы вызвать желаемую ответную реакцию летчика.

Можно представить себе технологию уже за пределами виртуальной реальности, которая вызывала бы еще и строго определенный внутренний опыт. Некоторые внутренние впечатления, например, настроения, вызванные определенными наркотиками, уже можно получить искусственно, и в будущем этот диапазон, несомненно, расширится. Но генератору точно задаваемых внутренних впечатлений в общем случае понадобилась бы способность перехватывать нормальное функционирование как разума, так и чувств пользователя. Другими словами, он заменял бы пользователя другой личностью. Это свойство помещает такие машины в категорию, отличную от категории генераторов виртуальной реальности. Для них потребуется совсем другая технология, они поднимут совсем другие философские вопросы, поэтому я исключил их из своего определения виртуальной реальности.

Еще один вид опыта, который, несомненно, нельзя передать искусственно, – это логически невозможный опыт. Я говорил, что пилотажный тренажер может создать впечатление физически неосуществимого полета сквозь гору. Но ничто не сможет создать впечатление разложения на множители числа 181, потому что это логически невозможно: 181 – это простое число. (Поверить, что кто-то разложил число 181 на множители, – логически возможное впечатление, но оно внутреннее, а потому не входит в сферу виртуальной реальности.) Другой логически невозможный опыт – бессознательность, поскольку, когда человек находится в бессознательном состоянии, он по определению ничего не испытывает. Состояние, когда человек ничего не испытывает, отличается от состояния, когда человек испытывает полное отсутствие впечатлений, – это называется сенсорной изоляцией, которая, безусловно, является физически возможной средой.

После исключения логически невозможных и внутренних впечатлений у нас остался обширный класс логически возможных внешних впечатлений – впечатлений от внешней среды, получение которых логически возможно, но физически не всегда осуществимо (табл. 5.1). Нечто является физически возможным, если оно не запрещено законами физики. В этой книге я буду считать, что «законы физики» включают одно еще неизвестное правило, определяющее начальное состояние или другие дополнительные данные, необходимые в принципе для того, чтобы дать полное описание мультиверса (иначе эти данные были бы набором принципиально необъяснимых фактов). В таком случае некая среда физически возможна тогда и только тогда, когда она действительно существует где-то в мультиверсе (т. е. в какой-то вселенной или нескольких вселенных). Нечто является физически невозможным, если этого не происходит нигде в мультиверсе.

Я определяю репертуар генератора виртуальной реальности как набор реальных или вымышленных сред, ощущение присутствия в которых генератор может создавать у пользователя. Мой вопрос о крайних пределах виртуальной реальности можно сформулировать следующим образом: какие ограничения, если таковые имеются, накладывают на репертуар генераторов виртуальной реальности законы физики?

Виртуальная реальность всегда включает создание искусственных ощущений – генерацию образов, – с них-то мы и начнем. Какие ограничения накладывают законы физики на способность генераторов образов создавать искусственные образы, передавать детали и охватывать соответствующие сенсорные диапазоны? Существуют очевидные способы улучшения передачи деталей по сравнению с современным пилотажным тренажером, например, применение телевидения высокой четкости. Но возможно ли, хотя бы в принципе, воспроизвести реалистичный самолет и его среду с предельной степенью детализации, т. е. с максимальными подробностями, которые чувства летчика могут распознать? Для слуха этот наивысший предел был почти достигнут в системах Hi-Fi, а что касается зрения, то этот предел достижим. А как с другими чувствами? Очевидно ли, что физически возможно построить универсальную химическую установку, которая сможет в одно мгновение воспроизводить по команде любую точно определенную комбинацию миллионов различных душистых химикатов? Или создать машину, которая, будучи помещена в рот гурмана, передаcт вкус и консистенцию любого возможного блюда, не говоря уже о создании чувств голода и жажды, предшествующих приему пищи, и последующего физического удовлетворения? (Голод, жажда и другие ощущения, например, чувство равновесия или напряжение мускулов, воспринимаются как внутренние по отношению к телу, но они являются наружными по отношению к разуму и потому потенциально относятся к сфере виртуальной реальности.)

Сложность при создании таких машин может заключаться просто в технологии, но не всегда. Предположим, что летчик пилотажного тренажера направляет виртуальный самолет вертикально вверх на высокой скорости, а затем выключает двигатели. Самолет должен продолжать подниматься до тех пор, пока его восходящий импульс не будет исчерпан, а потом он начнет с возрастающей скоростью падать. Все движение в целом называется свободным падением, несмотря на то что первоначально самолет двигается вверх, потому что движение происходит только под влиянием тяготения. Когда самолет находится в состоянии свободного падения, его обитатели невесомы и могут плавать по кабине, как космонавты на орбите. Вес восстанавливается только тогда, когда к самолету снова прикладывается направленная вверх сила, что вскоре должно произойти под действием аэродинамики или от встречи с не прощающей ошибок Землей. (На практике состояния свободного падения обычно достигают при полете самолета под тягой, но по той же параболической траектории, по которой он летел бы при отсутствии и тяги двигателя, и сопротивления воздуха.)

Свободно падающие самолеты используют для тренировки космонавтов в условиях невесомости перед полетом в космос. Настоящий самолет может находиться в состоянии свободного падения пару минут или даже больше, потому что он располагает несколькими километрами высоты, в пределах которых может подниматься и падать. Но наземный пилотажный тренажер может находиться в состоянии свободного падения лишь мгновение, если его опоры сначала максимально раздвигаются, а потом позволяют ему упасть. Пилотажные тренажеры (по крайней мере, современные) не позволяют тренироваться в условиях невесомости: для этого необходим реальный самолет.

Можно ли исправить этот недостаток пилотажных тренажеров, наделив их возможностью имитировать свободное падение на Земле (и в этом случае их можно было бы использовать и в качестве тренажеров космических полетов)? Это не так просто, поскольку на пути встают законы физики. Известная физика даже в принципе не дает другого способа устранения веса тела, кроме свободного падения. Единственный способ поместить пилотажный тренажер в состояние свободного падения, когда он одновременно остается неподвижным на поверхности Земли, – это каким-то образом подвесить над ним массивное тело, например, другую планету такой же массы или черную дыру. Но даже если бы это было возможно (не забывайте, что нас занимает не немедленный практический интерес, а вопрос о том, что позволяют или не позволяют законы физики), реальный самолет также способен осуществлять частые, сложные изменения в величине и направлении веса находящихся в нем людей путем маневрирования и включения и выключения двигателей. Для имитации этих изменений наше массивное тело пришлось бы перемещать почти с такой же частотой, и, по-видимому, скорость света (если не что-то другое) наложила бы абсолютный предел на скорость этих перемещений.

Однако, чтобы имитировать свободное падение, пилотажный тренажер не должен создавать настоящую невесомость, но лишь ощущение невесомости, и используются различные методы, не включающие свободное падение, чтобы приблизиться к этому состоянию. Например, космонавты тренируются под водой в космических скафандрах, вес которых подобран так, чтобы их плавучесть равнялась нулю. Другой метод заключается в использовании специальной подвески, в которой космонавт парит в воздушном потоке под управлением компьютера для имитации невесомости. Но все это весьма грубые методы, и ощущения, которые они обеспечивают, вряд ли можно спутать с реальными, не говоря уже о том, чтобы не почувствовать различий. Тело человека обязательно должны поддерживать силы, воздействующие на кожу, которых он не может не чувствовать. Точно так же совсем не воспроизводится характерное ощущение падения, испытываемое через органы чувств внутреннего уха. Можно представить дальнейшие усовершенствования: использование несущих жидкостей с очень низкой вязкостью и лекарств, создающих ощущение падения. Но возможно ли вообще передать ощущение свободного падения безупречным образом в пилотажном тренажере, который прочно стоит на земле? Если нет, то мы нашли абсолютный предел достоверности искусственной передачи впечатлений полета. Чтобы отличить реальный самолет от имитации, летчику достаточно направить его по траектории свободного падения и посмотреть, появится состояние невесомости или нет.

В общей формулировке задача заключается в следующем. Для того чтобы подменить нормальное функционирование органов чувств, мы должны посылать им образы, похожие на те, которые произвела бы имитируемая среда. Мы также должны перехватывать и подавлять образы, произведенные реальной средой, окружающей пользователя. Но такие манипуляции с образами представляют собой физические операции, которые можно осуществить только при помощи процессов, имеющихся в реальном физическом мире. Свет и звук можно довольно просто физически поглотить и заместить. Но как я уже сказал, это не относится к тяготению: законы физики этого не позволяют. Пример с невесомостью как будто наводит на мысль о том, что точная имитация невесомости с помощью машины, которая в действительности неподвижна, может нарушить законы физики.

Но это не так! Невесомость и все другие ощущения в принципе можно создать искусственно. Ведь в конечном итоге станет возможным обойти все органы чувств и оказать непосредственное воздействие на нервы, связывающие их с мозгом.

Таким образом, нам не нужны будут универсальные химические генераторы или невозможные машины искусственной гравитации. Как только мы поймем органы обоняния настолько, чтобы расшифровать код сигналов, которые они посылают в мозг при обнаружении запахов, компьютер, должным образом подсоединенный к соответствующим нервам, сможет посылать в мозг те же самые сигналы. Тогда мозг сможет ощутить запахи, хотя соответствующих химических соединений не будет существовать. Точно так же мозг сможет испытать настоящее ощущение невесомости даже при нормальном тяготении. И, конечно, не нужны будут ни телевизоры, ни наушники.