Стивен Вайнберг - Всё ещё неизвестная Вселенная. Мысли о физике, искусстве и кризисе науке

После публикации этой статьи Боб Сильверс предложил мне написать короткий ответ на множество комментариев, присланных в Review или непосредственно мне. Письмо, текст которого приводится ниже, было опубликовано в Review 6 апреля 2017 г.

Моя статья «Проблема квантовой механики» вызвала поток комментариев. Некоторые из них пришли от людей, не имеющих отношения к науке, которые были очарованы тем, что иногда физики могут не соглашаться друг с другом. Здесь есть место только для краткого обзора нескольких комментариев от физиков, предложивших аргументы в пользу тех интерпретаций квантовой механики, которые избавляют от необходимости модифицировать теорию. Увы, эти интерпретации отличаются друг от друга, но ни одна не кажется мне достаточно удовлетворительной.

Н. Дэвид Мермин из Корнеллского университета, используя характерную риторику, выступил за то, что я (но не он) назвал бы инструментальным подходом. С его точки зрения, наука имеет непосредственное отношение к связи между совокупным опытом каждого человека и внешним миром, который формирует этот опыт. Я ответил, что надеюсь на появление физической теории, которая позволит нам выяснить, что происходит в процессе измерений, с помощью объективных, применимых ко всему законов, не придавая людям особый статус в этих законах, и предположил, что наши разногласия связаны только с тем, что Мермин считает, будто я слишком сильно надеюсь на это. Он согласился, понимая, что эти надежды мои, а не его.

Томас Бэнкс из Ратгерского университета в нашей переписке и в черновике своей новой книги, напротив, описал свои изящные попытки избежать привнесения фактора человеческих измерений в законы природы. Он описывает измерение как взаимодействие системы, в которой проводится измерение, с макроскопической системой, где вероятности проявляются практически как в классической физике. Однако в этом случае все еще необходимо внести в законы природы предположения об этих вероятностях, которые я могу трактовать только как вероятности результатов измерения, получающихся, когда люди решат, какую величину измерять.

У меня была интересная переписка с Робертом Гриффитсом из Университета Карнеги — Меллона и Джеймсом Хартлом из Калифорнийского университета в Санта-Барбаре, в которой мы обсуждали интерпретацию квантовой механики, известную как подход «последовательных миров» (или «декогерентных миров»). Этот подход был предложен в 1984 г. Гриффитсом, а позже его развивали Хартл и Мюррей Гелл-Манн. Предполагается, что законы природы связывают вероятности с историями развития мира, а не только с результатами одиночного измерения. Я подробно описал этот подход в своем учебнике «Лекции по квантовой механике», но не затрагивал его в своей статье, поскольку решил, что у него те же недостатки, что и у всех инструментальных подходов. Волновые функции для миров с такими историями связаны с усреднением по большей части переменных при некоторых фиксированных величинах, как если бы они были измерены, но истории, в которых фиксируются разные величины, несовместимы, и именно люди должны выбрать конкретный вариант истории, с которым будут соотнесены вероятности. Гриффитс разработал нечто вроде квантовой логики, согласующейся с его подходом, но она меня не удовлетворила. Хартл и Гелл-Манн, вероятно, в некоторой степени разделяют эту неудовлетворенность, поскольку они продвинулись в определении одного «правильного» варианта истории так, чтобы его не нужно было выбирать людям, однако им пришлось ввести странные отрицательные вероятности для описания истории такого типа. Моя неудовлетворенность никуда не делась.

Джереми Бернштейн, сотрудник The New York Review of Books , как и Мермин, считает, что в квантовой механике в ее современном виде нет никаких проблем, но он рассказал анекдот, который говорит об обратном: «В Праге один из посетителей заметил, что окна кабинета Эйнштейна выходят во двор психиатрической лечебницы. Эйнштейн объяснил, что там содержатся те безумцы, которые не думали о квантовой механике».

Бюджет, подготовленный администрацией Обамы в январе 2010 г., дал мне повод нанести еще один удар по расходам на пилотируемую космическую программу, с критикой которой я выступаю многие годы (без особого результата). В 2004 г. президент Джордж Буш — младший объявил о грандиозной программе пилотируемых космических полетов: возвращение на Луну, а затем полет на Марс! Вскоре после этого я опубликовал статью под названием «Не то, что нужно» (The Wrong Stuff) в журнале The New York Review of Books , где критиковал эту программу за ее дороговизну и научную бессмысленность, но при этом делал оптимистичные прогнозы о том, что будущие президенты не станут продолжать ее финансирование. Шесть лет спустя в бюджете, принятом президентом Обамой, были резко сокращены расходы на пилотируемые космические полеты.

Не все в Техасе порадовались этому. Администрирование американской пилотируемой космической программы осуществляется в Космическом центре им. Линдона Джонсона в Хьюстоне, и это дает местным жителям работу и чувство гордости. Но я был рад урезанию бюджета на пилотируемые полеты и написал колонку, в которой объяснил свою позицию. Я был немного удивлен, когда этот текст взяли в Wall Street Journal , поскольку мне казалось, что члены редакционного совета этой газеты не являются поклонниками президента Обамы. Возможно, они не смогли устоять перед статьей, восхваляющей сокращение федерального бюджета, к какой бы его части оно ни относилось. Статья вышла 4 февраля 2010 г. Редакторы добавили подзаголовок «Мы можем отправить сотни роботов на Марс по цене одной пилотируемой миссии», с которым я восторженно согласился. Позже статья была перепечатана некоторыми ведущими техасскими газетами — Dallas Morning News, Houston Chronicle и Austin American-Statesman.

В федеральном бюджете, опубликованном на этой неделе, президент Обама запланировал повышение финансирования NASA на 2 % при сокращении программы пилотируемых космических полетов. Если конгресс одобрит сокращение, скорее всего, это будет означать отказ от планов по возвращению астронавтов на Луну. Некоторые говорят, что сокращение нанесет урон по американским науке и технологиям, однако президентская программа расходов скорее подтолкнет их развитие.

Программа пилотируемых космических полетов только притворяется научной, но на самом деле она вытесняет из NASA настоящую науку, которая целиком построена на беспилотных миссиях. В 2004 г. президент Джордж Буш — младший объявил о новой стратегии для Космического агентства: возвращение астронавтов на Луну, а затем пилотируемая экспедиция на Марс. Через несколько дней NASA объявила о существенных сокращениях в своих важнейших программах беспилотных астрономических исследований Beyond Einstein и Explorer. Они объяснили это тем, что программы «не поддерживают в полной мере цели президентской стратегии космических исследований».