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

«С чем? С коневодством? Нет».

«Коневод перевидал множество лошадей. И теперь, глядя на какую-нибудь лошадь, он говорит “Прекрасная лошадь”, когда знает по опыту, что вот та лошадь, которая побеждает на скачках».

«Полагаю, мы можем отчасти понять свое чувство прекрасного – оно не совсем уж непостижимо. Симметрия точно имеет к нему отношение, а также экономичность. В нем не должно быть незавершенности. Но думаю, пытаться отыскать точное определение – слишком самонадеянно. Вы хотите найти точные нейронные сети в мозге, которые заставляют нас считать что-то красивым? Как правило, люди приходят к одинаковому заключению относительно того, что красиво».

«Ну, устроены-то мы все более или менее одинаково, – говорю я. – Только почему наше эстетическое чувство должно иметь какое-то отношение к законам природы?»

«Думаю, все наоборот, – объясняет Фрэнк. – Людям удается лучше приспособиться к жизни, если они имеют точную модель природы, если их представления соответствуют реальному положению дел. Поэтому в процессе эволюции поощряется ощущение, которое приходит с правотой, – это и есть чувство прекрасного. То, что нам хочется продолжать делать, что мы находим притягательным. Так успешные объяснения становятся привлекательными. И веками люди находили шаблоны, в которые укладывались работающие идеи. Вот мы и выучились считать их красивыми».

«А сейчас мы также проходим процесс обучения, узнавая, что было успешным. Следовательно, мы обучены восхищаться тем, что успешно, и тем, что красиво. А еще мы оттачиваем свое чувство прекрасного по мере накопления опыта, и эволюция поощряет нас воспринимать опыт обучения как вознаграждение».

«Такова моя скромная теория того, почему законы природы красивы. Вряд ли она совершенно ошибочна». После паузы Фрэнк продолжает: «К тому же есть еще аргумент, связанный с антропным принципом. Если бы законы не были красивы, мы бы их не обнаружили».

«И все же вопрос в том, продолжим ли мы находить их, – говорю я. – Мы смотрим на нечто новое, с чем прежде никогда не сталкивались».

«Не знаю, – отвечает Фрэнк, – посмотрим».

«Вы знаете книгу Макаллистера “Красота и революция в науке”? – спрашиваю я 122. – Он предлагает усовершенствованный вариант идеи Куна о том, что наука развивается за счет революций. Согласно Макаллистеру, во время революции ученые отбрасывают не все, а только свои концепции красоты. Поэтому, когда бы ни происходила научная революция, они должны разработать новую концепцию красоты. Он перечисляет несколько примеров: стационарная модель Вселенной, квантовая механика и так далее».

«Если это так, – продолжаю я, – получается, что зацикливаться на концепциях красоты, использовавшихся в прошлом, – ровно то самое, чего делать не стоит».

«Да, верно, – говорит Фрэнк. – Обычно этот руководящий принцип неплох. Но иногда приходится вводить нечто новое. В каждом из этих примеров вы тем не менее обнаруживаете, что новые идеи тоже красивы».

«Но ведь люди обнаруживали новую красоту только после того, как данные вынуждали их взглянуть на нее, – замечаю я. – А я боюсь, что мы можем этого не дождаться. Поскольку уперлись в эту старую концепцию красоты, которую используем для разработки теорий и планирования проверочных экспериментов».

«Может, вы и правы», – отвечает на это Фрэнк.

Меня не очень-то убедила скромная теория Фрэнка Вильчека, объясняющая, почему законы природы красивы. Если восприятие красоты стало развившимся в процессе эволюции ответом на успешную теорию, почему тогда так много физиков-теоретиков жалуются на уродливость Стандартной модели, самой успешной теории из всех? И почему они отыскивают красоту в неуспешных теориях вроде SU(5) – модели объединения? Признаю́: я нахожу объяснение Фрэнка симпатичным, но это не означает, что оно верно.

И в любом случае, если мы выучиваемся считать успешные теории красивыми, это не значит, что мы вправе использовать свое эстетическое чувство для разработки еще более успешных теорий; это значит лишь, что мы настроим еще больше таких же теорий. «Если бы законы не были красивы, мы бы их не обнаружили», – сказал Фрэнк. Вот именно это меня и тревожит. Я предпочла бы иметь уродливое объяснение, чем никакого вообще, но если Фрэнк прав, то мы можем никогда не найти более фундаментальную теорию, если она недостаточно красива.

«Позвольте, – возразите вы мне, – всегда были ученые, застрявшие на красивых, но неверных теориях. Ученые всегда напрасно осуждали своих коллег, которые позднее оказывались правы. Всегда было давление среды, всегда была конкуренция, всегда были предвзятость, шаблонное мышление, склонность выдавать желаемое за действительное, профессиональная самонадеянность. Но в итоге-то это ни на что не повлияло. Хорошие победили, плохие проиграли. Истина восторжествовала, прогресс продолжил идти вперед семимильными шагами. Наука, суки, работает [80] Так сказал Ричард Докинз ( Science works, bitches ), см. подтверждение здесь: www.youtube.com/watch?v=O3v2m4_NHhA . – Прим. перев. . Почему сейчас все должно быть иначе?»

Потому что наука изменилась. И продолжает меняться.

Больше ученых:Самое очевидное изменение состоит в том, что нас стало больше. Количество присуждаемых в США ученых степеней по физике с 1900 по 2012 год выросло примерно в сто раз – с 20 до 2000 степеней в год 123. Подобная же история произошла и с Американским физическим обществом: число членов выросло с 1200 человек в 1920 году до 51 000 в 2016-м. В Германии схожая статистика 124: членов Немецкого физического общества сейчас около 60 000, а в 1900 году было 145. Если судить по количеству авторов в литературе по физике, среднее по миру число физиков выросло даже стремительнее: примерно в 500 раз с 1920 по 2000 год 125.

Больше статей, у́же специализация:А большее число ученых плодит больше статей. В физике годовой прирост количества публикаций составляет 3,8–4,0 % с 1970 года, то есть их число удваивается примерно каждые 18 лет 126. Что делает физику медленно растущей областью науки (признак зрелости).

В то время как общее число публикаций по физике выросло, они разбились на отдельные подобласти (недавнее исследование выявило десять основных), в каждой из которых ученые преимущественно ссылаются на статьи из той же подобласти 127. Наиболее высокая самоцитируемость наблюдается в ядерной физике и в физике элементарных частиц и полей. Большинство обсуждаемых в этой книге тем относится к этой последней подобласти.

Специализация, о которой свидетельствует самоцитируемая литература, повышает эффективность, но может препятствовать прогрессу 128. В статье 2013 года, опубликованной в журнале Science , группа исследователей из США количественно оценила вероятности разных комбинаций тем, попадающихся в списках цитируемой литературы, и проанализировала корреляцию между наличием тех или иных комбинаций тем и шансами конкретной статьи стать «хитом» (при этом учитывался верхний 5-й процентиль цитирований) 129. Ученые обнаружили положительную корреляцию между наличием маловероятных комбинаций в списках цитирований и последующей успешностью статьи. Впрочем, также отмечается, что доля статей с такими «нетрадиционными» комбинациями упала с 3,54 % в 1980-х годах до 2,67 % в 1990-х, «демонстрируя устойчивую и ярко выраженную тенденцию к консерватизму».