Джон Брокман - Эта идея должна умереть. Научные теории, которые блокируют прогресс

Результаты последних экспериментов были просто катастрофическими для адептов этой веры: не обнаружено никаких следов суперсимметричных частиц, новых измерений пространства или какой-либо темной материи – всех этих желанных аргументов в пользу унификационной физики. Может быть, что-то и появится; чтобы найти, надо искать. Проблема с унификацией в физике высоких энергий состоит в том, что ее всегда можно отодвинуть за рамки экспериментальных доказательств: «Большой адронный коллайдер достиг 7 ТэВ (тераэлектронвольт) и ничего не нашел? Не проблема! Кто сказал, что природа предпочитает самые простые версии унификации? Может, все это происходит на гораздо более высоких уровнях энергии, до которых нам еще далеко!»

В таком подходе нет ничего плохого. Вы можете в это верить до самой своей смерти, и вы умрете счастливым человеком. Или вы можете сделать вывод, что лучше всего нам удается создавать примерные модели того, как работает природа, и что симметрии, которые мы находим, – это всего лишь описания того, что на самом деле происходит. Совершенство было бы слишком тяжким бременем для природы.

Люди часто склонны считать такие аргументы пораженческими, исходящими от кого-то, кто разочаровался и сдался (с такой же интонацией говорят: «Он утратил веру»). Это большая ошибка. Поиск простоты – это критически важная часть того, что делают ученые. И я тоже это делаю. У природы есть внутренние организационные принципы, и законы, которые мы открываем, позволяют прекрасно их описать. Но закон не один, их много. Мы – рациональные млекопитающие, которые успешно ищут модели. Уже одно это – повод для празднования. Но давайте не путать наши описания и модели с реальностью. Мы можем хранить образ совершенства в своем воображении как некую небесную музу. А природа между тем делает свое дело. И то, что нам удается уловить отблески ее внутренней работы, – это просто чудесно. И этого вполне достаточно.

Философ. Основатель и директор Нового колледжа гуманитарных наук, Лондон. Внештатный профессор Колледжа Св. Анны, Оксфорд. Автор книги The God Argument: The Case Against Religion and for Humanism («Аргумент о Боге: дело против религии и за гуманизм»).

Когда две гипотезы одинаково подтверждены фактами и обладают равной прогностической силой, то для выбора одной из них могут использоваться ненаучные критерии – например, какая из них лучше сочетается с уже утвердившимися теориями. А также эстетические качества самих конкурирующих гипотез – которая из них более изящна, более элегантна, более красива… и, конечно, какая из них проще.

Простота – это всегда нечто вожделенное в науке, и в поиске простоты мы разбираем сложные явления на составные части. Стремление к простоте покоится на предположении, что в природе должна действовать некая единая сила, а гравитационные, слабые электрические и сильные ядерные взаимодействия – всего лишь ее проявления. А это предположение, в свою очередь, есть следствие общей идеи о том, что может существовать единый тип вещества (или материи, или поля, или пока немыслимого чего-то), из которого вырастает все многообразие – вырастает, следуя принципам столь же фундаментальным и столь же простым.

При всей неотразимой притягательности идеи простоты нет никаких гарантий, что сама природа испытывает к простоте такой же интерес, как и те, кто пытается природу описать и исследовать. И если идея эмерджентных свойств [3] Несводимость свойств системы к сумме свойств ее компонентов. все еще пользуется спросом, то биологические сущности могут быть полностью объяснены лишь исходя из их собственных свойств – то есть во всей полноте их сложности, хотя и с обязательным учетом их структуры и строения.

У сложности есть два измерения: во-первых, это длина сообщения, которое необходимо для описания явления, а во-вторых, продолжительность эволюционной истории явления. С этой точки зрения картина Джексона Поллока сложна по первому измерению и проста по второму, тогда как гладкая галька на пляже проста по первому измерению и сложна по второму. Простоту, к которой стремится наука, можно представить как сокращение длины описания – например, сведение описания к уравнению. Но не получится ли здесь обратной пропорции между достигнутым уровнем простоты и полученным при этом уровнем погрешности?

Конечно, было бы очень хорошо, если бы все в конечном счете оказывалось простым или поддавалось простому описанию. Но некоторые вещи можно лучше и более точно объяснить лишь в их сложности – и тут опять на ум приходят биологические системы. Сопротивление этой слишком диссипативной форме редукционизма поможет опровергнуть нелепые обвинения в том, что наука не видит в жемчужине ничего, кроме симптома болезни устрицы.

Профессор квантовой механики, Массачусетский технологический институт. Автор книги Programming the Universe: A Quantum Computer Scientist Takes on the Cosmos [4] Сет Ллойд . Программируя Вселенную. Квантовый компьютер и будущее науки / пер. Анны Стативки. М.: Альпина нон-фикшн, 2014. .

Да-да, я знаю. Вселенной уже примерно 13,8 миллиарда лет, и она, вероятно, проживет еще 100 миллиардов лет или больше. Кроме того, если Вселенной пора на пенсию, то куда ее поселить? Штат Флорида для нее маловат… Но точно пора отправить на пенсию научную идею, которой всего 2500 лет и которая гласит, что Вселенная – это простой объем пространства и времени, вмещающий в себе все. Космология XXI века решительно настаивает: то, что мы видим в космосе – звезды, галактики, пространство и время от момента Большого взрыва, – не включает в себя всю реальность. Космос, купи себе кондоминиум.

Итак, что же такое Вселенная? Чтобы проверить свои знания, закончите следующее предложение. Вселенная …

(а) … состоит из всех вещей, видимых и невидимых, – то есть она была, есть и будет.

(b) … возникла 13,8 миллиарда лет назад в ходе колоссального Большого взрыва и включает в себя все планеты, звезды, галактики, пространство и время.

(c) … была вылизана с соленых краев первичной огнедышащей ямы языком гигантской коровы.

(d) … это все вышеперечисленное.

(Правильный ответ смотрите ниже.)

Идея Вселенной как наблюдаемого и поддающегося измерению объекта существует уже тысячи лет. Эти наблюдения и измерения были столь успешны, что сегодня мы знаем о происхождении Вселенной больше, чем о происхождении жизни на Земле. Но успех наблюдающей космологии привел нас к тому, что больше невозможно отождествить Вселенную в терминах вышеприведенного ответа ( а ) с наблюдаемым космосом (ответ ( b )). Те самые наблюдения, которые установили подробную историю Вселенной, предполагают, что наблюдаемый космос – это лишь ускользающе малая часть бесконечной Вселенной. Конечное количество времени, прошедшего после Большого взрыва, означает, что наши наблюдения простираются чуть дальше, чем на 10 миллиардов световых лет от Земли. За горизонтом наших наблюдений на еще б о льшие расстояния простирается все то же – пространство, заполненное галактиками и протянутое в бесконечность. Сколько бы времени ни существовала Вселенная, нам будет доступна только ее конечная часть, тогда как бесконечный объем Вселенной будет всегда оставаться вне нашего знания. Вся Вселенная в целом непознаваема, за исключением ее исчезающе малой части.