Ли Смолин - Неприятности с физикой: взлет теории струн, упадок науки и что за этим следует

Возможно, имеется что-то неправильное в пути, которым мы идем, чтобы попытаться сделать революцию в физике. Я утверждал в главе 17, что наука является человеческим институтом, подверженным человеческим слабостям, – и хрупким, поскольку она зависит как от групповой этики, так и от индивидуальной этики. Она может быть разрушена, и я уверен, что сегодня дело идет к этому.

Сообщество часто находит, что оно ограничено в мышлении особым образом, следующим из того, как оно организовано. Важной организационной проблемой является: понимаем ли мы и отдаем ли должное правильному виду физики и правильному виду физика, чтобы решить находящуюся под рукой проблему? Ее познавательный двойник таков: задаем ли мы правильные вопросы?

Одна вещь, с которой кажется согласным всякий, кто заботится о фундаментальной физике, в том, что необходимы новые идеи. От самой скептической критики до самой энергичной защиты теории струн вы слышите одну и ту же вещь: мы потеряли что-то важное. Это ощущение необходимости чего-то нового привело организаторов годовой струнной конференции 2005 к предложению секции с названием "Следующая суперструнная революция". И, хотя в настоящее время среди практиков имеется больше уверенности в своих областях, каждый физик, кого я знаю, согласится, что, возможно, по меньшей мере, одна большая идея потеряна.

Как нам найти эту потерянную идею? Ясно, что кто-то или должен осознать неверное предположение, которое мы все сделали, или задать новый вопрос, так что это должна быть личность, в которой мы нуждаемся, чтобы обеспечить будущее фундаментальной физики. Организационная проблема при этом ясна: имеем ли мы систему, которая позволяет кому-то одаренному разыскать это неправильное предположение или задать этот правильный вопрос в сообществе людей, которое мы поддерживаем и (что не менее важно) слушаем? Принимаем ли мы творческих бунтарей с таким редким талантом, или мы исключаем их?

Ясно без обсуждения, что люди, которые могут хорошо задавать неподдельно новые, но существенные вопросы, редки, и что способность наблюдать за технической областью и видеть скрытые предположения или новые пути исследований является умением, совершенно отличным от повседневных умений, которые являются необходимым условием вхождения в физическое сообщество. Одна вещь быть ремесленником, высоко квалифицированным в практике одного умения. И совершенно другая вещь быть пророком.

Это различие не означает, что пророки не являются в высшей степени подготовленными учеными. Пророк должен знать предмет насквозь, быть в состоянии работать с профессиональным инструментарием и убедительно общаться на языке профессии. Хотя пророку нет необходимости быть самым технически сильным из физиков. История демонстрирует, что разновидность личности, которая становится пророком, временами заурядна, когда ее сравнивают с математически искусными учеными, которые выделяются в решении проблем. Лучшим примером является Эйнштейн, который, очевидно, не смог бы получить приличную работу как ученый, когда он был молод. Он был медлителен в обсуждении, легко путался; другие были намного лучше как математики. Сам Эйнштейн, говорят, заметил: "Не то, чтобы я был такой умный. Дело просто в том, что я дольше обращаю внимание на проблемы".[1] Нильс Бор был даже более экстремальным случаем. Мара Беллер, историк, которая детально изучала его работу, отмечает, что в его исследовательской записной книжке не было ни единого расчета, а только словесные аргументы и картинки.[2] Луи де Бройль сделал изумительное предположение, что, если свет является как частицей, так и волной, возможно, что электрон и другие частицы также ведут себя как волны. Он предложил это в 1924 в тезисах на доктора философии, которые не впечатлили его экзаменаторов и потерпели бы неудачу, если бы не поддержка Эйнштейна. Насколько я знаю, он никогда больше не сделал в физике ничего столь же важного. Имеется только одна личность, о которой я могу думать одновременно как о провидце, так и о лучшем математике своего времени: Исаак Ньютон; на самом деле, почти все, что касается Ньютона, уникально и непостижимо.

Как отмечалось в предыдущей главе, Томас Кун ввел различие между "нормальной наукой" и научными революциями. Нормальная наука основывается на парадигме, которая является хорошо определенной практикой с фиксированной теорией и фиксированным массивом вопросов, экспериментальных методов и вычислительных методик. Научная революция происходит, когда рушится парадигма, то есть когда теория, на которой она основана, терпит неудачу в предсказании или объяснении результатов экспериментов.[3] Я не думаю, что наука всегда работает таким образом, но определенно имеются нормальные и революционные периоды, и наука действует в течение этих периодов различным образом. Суть в том, что в нормальной и революционной науке важны различные виды людей. В нормальные периоды вам нужны только люди, которые, независимо от степени их воображения (которая вполне может быть высокой), на самом деле хороши в работе с техническим инструментарием – давайте назовем их мастерами-ремесленниками. Во время революционных периодов вам нужны пророки, которые могут вглядеться прямо в темноту.

Мастера-ремесленники и пророки приходят в науку по разным причинам. Мастера-ремесленники приходят в науку, большей частью, потому, что они открыли в школе, что это для них хорошо. Они являются обычно лучшими студентами в своих математических и физических классах от начальной школы и на всем пути до аспирантуры, где они, наконец, встречают равных себе. Они всегда были в состоянии решить математические проблемы быстрее и более аккуратно, чем их одноклассники, так что решение проблем есть именно то, на основании чего они склонны оценивать других ученых.

Пророки совершенно другие. Они мечтатели. Они идут в науку потому, что у них есть вопросы о природе бытия, на которые школьные учебники не отвечают. Если они не становятся учеными, они могут быть артистами или писателями, или могут окончить богословскую школу. Однако стоит ожидать, что представители этих двух групп не понимают друг друга и не доверяют друг другу.

Общая неудовлетворенность пророков в том, что стандартное образование в физике игнорирует исторический и философский контекст, в котором развивается наука. Как указывал Эйнштейн в письме молодому физику, который противился его попыткам добавить философию в его курс физики:

Я полностью согласен с Вами по поводу существенности и образовательной ценности методологии, равно как и истории и философии науки. Так много людей сегодня – даже профессиональных ученых – кажутся мне подобными тому, кто видит тысячи деревьев, но никогда не видит леса. Знание исторического и философского основания дает этот вид независимости от предубеждений его поколения, от которого страдают большинство ученых. Эта независимость, создаваемая философским прозрением, является – по моему мнению – знаком различия между простым мастеровым или специалистом и настоящим искателем истины.[4]