Сабина Хоссенфельдер - Уродливая Вселенная [Как поиски красоты заводят физиков в тупик]

Проходит стайка болтающих студентов. Я спрашиваю усердного юношу, не знает ли он, с какой лекции они могли выйти. «Нет, простите», – отвечает он и добавляет, что сам тут только две недели. Решил ли он, спрашиваю, в какой области физики хочет специализироваться? Он рассказывает, что читал книги Брайана Грина и очень интересуется теорией струн. Я замечаю, что на теории струн свет клином не сошелся, что физика – не математика и что одной логики недостаточно для того, чтобы найти верную теорию. Не думаю, правда, что мои слова много значат против гриновских.

Я оставляю молодому человеку адрес своей электронной почты, затем встаю и иду по коридору без окон, мимо поблекших объявлений о семинарах и постеров с давно минувших конференций, пока не нахожу дверь с табличкой, на которой написано: «Проф. Стивен Вайнберг». Я заглядываю, но Вайнберга еще нет. Его секретарь меня игнорирует, так что я жду, разглядывая свои ноги, пока не слышу шаги в коридоре.

«Я должен сейчас общаться с писателем, – говорит Вайнберг и оглядывается вокруг, но, кроме меня, никого не замечает. – Это вы?»

Всегда радуясь новой возможности почувствовать себя совершенно не в своей тарелке, я отвечаю утвердительно, а сама думаю про себя: меня не должно здесь быть, я должна сидеть за своим столом, читать статью, писать заявку на грант или, на худой конец, рецензию. Мне не следует подвергать психоанализу сообщество, которое не нуждается в терапии и не жаждет ее. И не стоит притворяться кем-то другим.

Вайнберг приподнимает бровь и указывает на свой кабинет.

Его офис, оказывается, вдвое меньше моего. Я окидываю его взглядом, и все зачаточные амбиции получить Нобелевскую премию, какие у меня когда-либо были, испаряются. Нет у меня, разумеется, на стенах всех этих дипломов о присуждении почетных званий. И собственных книг, чтобы выстроить их на столе. Вайнберг написал уже дюжину.

Его «Гравитация и космология» ( Gravitation and Cosmology ) была первым учебным пособием, которое я даже купила, потому что захотела иметь собственный экземпляр. Книга была такой шокирующе дорогой, что я больше полугода повсюду таскала ее с собой, боясь, что она куда-нибудь денется. Я ходила с ней в спортзал. Ела над ней. Спала с ней. Я даже в конце концов ее открыла.

У этой книги незатейливая темно-синяя обложка с золотым тиснением, слой пыли на нее так и просится. Вообразите себе мое волнение, когда я поняла, что автор еще жив и не является, как я полагала, давно усопшим современником Эйнштейна и Гейзенберга, ученых, чьи труды на тот момент составляли бо́льшую часть читаемой мною литературы. Более того, автор не просто был все еще жив, а в ближайшие годы выпустил три тома квантовой теории поля. С ними я тоже спала.

Сейчас, в свои восемьдесят с лишним лет, Вайнберг продолжает заниматься исследованиями и продолжает писать книги, на днях как раз должна выйти новая. Если на этой планете есть человек, способный объяснить мне, почему я должна полагаться на красоту и естественность в своей работе, то это он. Я хватаю свой блокнот, усаживаюсь и надеюсь, что выгляжу достаточно по-писательски.

Итак, думаю я, включая диктофон, наконец-то я могу спросить про того треклятого коневода.

«Вы приводите аналогию с коневодом. Вы хотите этим сказать, что внимание к красоте при разработке теорий основано на опыте?»

«Да, я думаю, что это так, – отвечает Вайнберг. – Если мы обратимся к грекам классического периода, вплоть до Аристотеля…»

Вайнберг говорит не с вами, предупреждали меня, он говорит сквозь вас. Теперь-то я знаю, что имелось в виду. И поверьте, он говорит как по книге, его речь фактически готова к публикации – хоть тут же печатай.

«Если мы обратимся к грекам классического периода, вплоть до Аристотеля, то увидим, что они чувствовали, будто обладают неким внутренним ощущением правильности, которое имело моральную составляющую. Например, Парменид выдвинул потрясающе простую теорию о природе: ничто никогда не меняется. Опыт ей противоречил, но Парменид никогда не брал на себя труд примирить наблюдения со своей теорией неизменяемости. Он вывел ее исключительно из соображений простоты и элегантности, а еще, думаю, в какой-то степени снобизма, ведь перемены всегда менее величавы, чем постоянство».

«С тех пор мы многому научились. Мы усвоили, что, какие бы теории ни порождались нашими эстетическими представлениями, они так или иначе должны сопоставляться с реальным опытом. И с течением времени мы поняли, что не просто теории, вызванные к жизни нашим чувством прекрасного, должны подтверждаться опытом, – но и что само наше чувство прекрасного постепенно меняется, направляемое опытом».

«Вот, скажем, чудесная концепция целостного взгляда на природу, согласно которой те же понятия, что влияют на человеческую жизнь, – любовь, ненависть, справедливость и прочие – неким образом приложимы и к неодушевленному миру, эта всеохватная картина природы, представленная астрологией (творящееся в небесах напрямую связано с тем, что происходит с людьми), считалась очень красивой, поскольку была единой теорией всего. Но мы поняли, что от нее нужно отказаться. Мы больше не ищем человеческие ценности в законах природы. Не говорим о величавых элементарных частицах или о рассеянии в ядерных реакциях, происходящем, дабы достичь некоего “справедливого” результата – в духе Анаксимандра».

«Наше чувство прекрасного изменилось. И, как я объяснял в своей книге, красота, которую мы ищем сегодня – не в искусстве, не в интерьере (или коневодстве), а в физических теориях, – это красота жесткости. Нам бы хотелось теорий, которые, насколько это только возможно, нельзя изменить, не вызвав тем самым каких-то невероятностей вроде математических несообразностей».

«Например, в нынешней Стандартной модели элементарных частиц у нас есть шесть типов кварков и шесть типов лептонов [60] Лептоны – это фермионы Стандартной модели, не относящиеся к кваркам. . То есть их поровну. Вы могли бы сказать, что это очень красиво – соответствие один к одному. Но вот что тут действительно красиво: если бы соответствия один к одному не было , пропала бы математическая согласованность. В уравнениях возникла бы проблема – физики называют это «аномалией» – и непротиворечивость исчезла бы. В рамках общего формализма Стандартной модели мы должны иметь одинаковое количество кварков и лептонов».

«Мы находим это красивым потому, что, прежде всего, утоляется наша жажда объяснения. Зная, что есть шесть типов кварков, мы можем понять, почему лептонов тоже шесть типов. Но еще это тешит наши чувства: то, с чем мы имеем дело, почти непреложно. Теория, которая у нас есть, объясняет сама себя. Не полностью – мы не знаем, почему число именно шесть, а не четыре, двенадцать или любое другое четное, – но до некоторой степени она объясняет саму себя на языке математической согласованности. И это замечательно, поскольку сильно продвигает нас в объяснении мира (если использовать заголовок моей последней книги 71 [61] Вайнберг С. Объясняя мир: истоки современной науки . М.: АНФ, 2017. – Прим. перев. )».