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

Конечно, некоторые люди являются смесью того и другого. Аспирантуры не готовят никого, кто не был бы в высшей степени компетентен с технической стороны. Но большинство физиков-теоретиков, которых я знаю, попадают в ту или в другую группу. Как насчет меня? Я думаю о себе как о потенциальном пророке, который, к счастью, достаточно хорош в своих умениях, чтобы время от времени делать вклад в решение проблем.

Когда я впервые, будучи студентом, столкнулся с категориями Куна о революционной и нормальной науке, я был сбит с толку, поскольку не мог сказать, в каком периоде мы находились. Если я рассматривал группы вопросов, которые оставались открытыми, мы явно прошли часть пути через революцию. Но если я рассматривал, как работали люди вокруг меня, мы с той же очевидностью делали нормальную науку. Имелась парадигма, которой была стандартная модель физики частиц и экспериментальная деятельность, которая эту модель подтверждала, и все это нормально прогрессировало.

Теперь я понимаю, что мое замешательство было свидетельством кризиса, который мной исследовался в настоящей книге. Мы на самом деле находимся в революционном периоде, но пытаемся выйти из него, используя неадекватные инструменты и организацию нормальной науки.

Итак, это моя основная гипотеза по поводу последних двадцати пяти лет физики. Не может быть сомнений, что мы находимся в революционном периоде. Мы капитально застряли, и нам нужны настоящие пророки, причем очень сильно. Но прошло много времени с момента, когда понадобились пророки. У нас было несколько монументальных провидцев в начале двадцатого столетия: Эйнштейн среди них, но также Бор, Шредингер, Гейзенберг и несколько других. Они не смогли завершить революцию, которую они начали, но они создали частично успешные теории – квантовую механику и ОТО, – чтобы мы их достраивали. Развитие этих теорий требовало много тяжелой технической работы, которая для нескольких поколений физиков была "нормальной наукой", в которой преобладали мастера-ремесленники. На самом деле переход от доминирования европейцев к доминированию американцев, который имел место в 1940е, был очень большим триумфом ремесленников над пророками. Как отмечалось, он свелся к полному изменению стиля теоретической физики от задумчивой основательной манеры Эйнштейна и равных ему людей к прагматической агрессивной манере, которую нам дала стандартная модель.

Когда я изучал физику в 1970е, было почти так, как если бы мы были научены смотреть свысока на людей, которые размышляли над основополагающими проблемами. Когда мы задавали вопросы о фундаментальных проблемах в квантовой теории, нам говорили, что их никто полностью не понимает, но это касалось тех, кто не составлял большой части науки. Работа заключалась в принятии квантовой механики как данности и применении ее к новым проблемам. Образ мышления был прагматическим; "Заткнись и вычисляй" было мантрой. Люди, которые не могли уйти от своих опасений по поводу смысла квантовой теории, рассматривались как неудачники, которые не могли делать работу.

Как тот, кто пришел в физику через чтение эйнштейновских философских мечтаний, я не мог бы принять такие рассуждения, но несовершеннолетие было простодушным, и я следовал им как можно лучше, насколько мог. Вы могли сделать карьеру, только работая в рамках квантовой теории как данной, не подвергая ее вопросам. Счастливые обстоятельства дали мне некоторое время в Институте перспективных исследований в Принстоне, но здесь не имелось памяти об эйнштейновском способе делать науку – только пустой бронзовый бюст, молчаливо вглядывающийся куда-то около библиотеки.

Но революция была не завершена. Стандартная модель физики частиц определено была триумфом прагматического стиля развития физики, но ее триумф, как теперь кажется, также отмечает и ее пределы. Стандартная модель и, вполне возможно, инфляция осуществляется, пока мы могли идти путем нормальной науки. С тех пор мы завязли, поскольку то, в чем мы нуждались, это вернуться к революционной разновидности науки. Еще раз, нам нужно несколько пророков. Проблема в том, что сегодня таких вокруг очень немного, так как наука очень долго делалась таким образом, который редко понимает и едва терпит их.

Между началом и последней четвертью двадцатого столетия наука – и академия в целом – стала намного более организованной и профессиональной. Это означает, что деятельность нормальной науки культивировалась как единственная модель хорошей науки. Даже если каждый может видеть, что необходима революция, наиболее влятельная часть нашего сообщества забыла, как ее делать. Мы пытались сделать это с помощью структур и стилей исследований, более подходящих для нормальной науки. Парадоксальная ситуация теории струн – так много обещаний, так мало исполнения – это как раз то, что вы получаете, когда множество в высшей степени подготовленных мастеров-ремесленников пытаются делать работу пророков.

Я уверен, что некоторые струнные теоретики будут возражать против такой характеристики. Определенно, они работают над фундаментальными проблемами физики, и вся их работа нацелена на открытие новых законов. Почему струнные теоретики не являются пророками? Разве червоточины, высшие размерности и множественные вселенные не являются творческими идеями? Да, конечно, но суть не в этом. Вопрос таков: каков контекст и каковы идеи по этому поводу? Скрытые размерности и червоточины едва ли являются новинкой более чем через три четверти века после Калуцы и Кляйна. Не требуется много предвидения или смелости, чтобы думать об этих вещах, когда сотни других людей обдумывают те же мысли.

Другой способ взглянуть на нашу сегодняшнюю ситуацию в том, что пророки из-за своей страсти к ясности принуждаются к схватке с глубочайшими проблемами в основаниях физики. Последние включают основания квантовой механики и проблемы, связанные с пространством и временем. Много статей и книг было написано по проблемам обоснования квантовой механики за последние несколько десятилетий, но, насколько я знаю, ни одна из них не принадлежит ведущему струнному теоретику. Нет, насколько мне известно, ни одной статьи, написанной струнным теоретиком, которая пытается связать стоящие перед теорией струн проблемы с более старыми трудами физиков и философов о великих проблемах в основаниях пространства, времени и квантовой теории.

Лидеры фоново-независимых подходов к квантовой гравитации, наоборот, склонны быть людьми, чьи научные взгляды формировались размышлениями длиною в жизнь о глубоких основополагающих проблемах. Легко перечислить тех, чьи раздумья привели к статьям и даже книгам, обращенным к фундаментальным проблемам: Роджер Пенроуз, вероятно, лучше всех известен публике, но можно назвать многих других, включая Джона Баеза, Луиса Кране, Брюса деВитта, Фэй Даукер, Кристофера Исхама, Фотини Маркопоулоу, Карло Ровелли, Рафаэля Соркина и Герарда т′Хоофта.