Эта идея должна умереть. Научные теории, которые блокируют прогресс

Сборник

Однако, справедливости ради, надо признать, что самые шумные из энтузиастов, настаивающих, что Эйнштейна надо заставить склониться перед Бором, выдвигают вполне резонный довод. Несгибаемые «квантовые» радикалы заявляют, что, несмотря на беспрецедентную историю своих провалов, теория струн (которую сейчас переименовали в М-теорию, где буква М может в разных обстоятельствах означать слова «матрица», «мембрана», «мать» или «магия») остается единственным выбором: фундаментальная физика настолько закостенела, что никто не может предложить альтернативную (и при этом правдоподобную) объединяющую теорию. И если мы хотим разоблачить эти домыслы, то должны предпринять добросовестные усилия, чтобы ответить на вызов выдвижением интересных альтернатив. В противном случае мы останемся вообще ни с чем.

Причина, по которой я верю, что есть

более правильный путь к истине, заключается в том, что – в силу неверно понимаемой лояльности к нашему любимому Эйнштейну – мы питаем излишний пиетет к точной формулировке общей теории относительности. Например, если мы, прежде чем заниматься какими-то улучшениями нашей табуретки, вглядимся в кривизну и взаимное расположение трех ее ножек, то увидим нечто поразительное: еще до того, как было введено понятие кванта, они уже были в некоторой степени несовместимы между собой на уровне классической геометрии. Ножка работы Эйнштейна кажется самой прочной (и при этом наиболее экономно сделанной); она явно отражает внимание к функциональности, которое мы находим в школе «внутренней геометрии», основанной немцем Бернхардом Риманом. Ножки Максвелла и Дирака в определенном смысле более декоративны, они пользуются свободой формы – этим raison d’^etre более эксцентричной школы «дополнительной геометрии», у истоков которой стоял эльзасец Шарль Эресманн.

Это естественным образом наводит нас на совсем другой вопрос: а что, если квантовая несовместимость существующих теорий с точки зрения унификации – это некий ложный след, тогда как на самом деле имеет место скорее конфликт между геометриями математиков Эресманна и Римана, нежели несовместимость между физикой Эйнштейна и физикой Бора? Хуже того: возможно, ни одна из основополагающих теорий не готова к тому, чтобы подвергнуться квантованию. Что, если все три теории несколько недоработаны на геометрическом уровне, и кванты придут только тогда, когда обе геометрические теории будут отправлены в отставку и заменены унифицированной геометрией?

Если ответ на этот вопрос существует, то нельзя ожидать, что им станет некая универсальная геометрическая теория – ведь все три существующие теории в каком-то смысле являются самыми простыми из всего возможного в своих областях. Вместо этого подобный унифицированный подход может включать в себя новый математический инструментарий, сочетающий элементы двух главных геометрических школ и релевантный для физики только в том случае, если удастся показать, что наблюдаемый мир можно отнести к весьма специальному подтипу. По счастью, с обнаружением массы нейтрино, ненулевой темной энергии и темной материи знакомый нам мир все больше начинает походить на особый класс, который может быть описан подобной гибридной теорией.

Я мог бы и дальше развивать эту мысль, но это не единственный интересный путь для размышлений. Хотя к главной вершине может привести в конечном счете лишь одна единая теория, есть несколько интеллектуальных пиков, на которые можно взобраться только по одному склону. Мы должны вернуть физику в естественное состояние индивидуализма, чтобы независимые исследователи не боялись больших научных сообществ, которые, в погоне за ресурсами и интеллектуальным пулом, выталкивают ученых-одиночек, разрабатывающих действительно новые интересные идеи в новых направлениях. К сожалению, трудно с полной ответственностью поощрять теоретиков (большинство из которых не являются финансово независимыми) разрабатывать по-настоящему интересные теории в сообществе, которое сейчас применяет неоправданно жесткие стандарты к новым программам и новым идеям – и в то же время позволяет, чтобы буква «М» в термине «М-теория» с каждым годом всё больше означала слова «мешанина «и ma~nana [14] .

14

Завтра (исп.).

Убежденные «струнные» теоретики могут с искоркой в глазах в шутку кричать своим молодым конкурентам: «Предсказания!», «Опровергаемость!» или «Экспертная оценка!» Однако потенциально конкурентные исследовательские программы «молодой отрасли», как говорится, гибнут не в шутку, а всерьез. Зная историю научной исключительности,

окружавшую исследования квантовой гравитации, трудно считать желательным или необходимым однозначный отказ от М-теории, поскольку в ней содержится много замечательных идей. Мы просто должны настоять на том, чтобы те подпорки, которые традиционно предоставляют новичкам, чтобы добавить энергии научному сообществу, передали новым кандидатам, отобрав эти подпорки у тех, кто монополизировал их на целые десятилетия. И потом мы можем спокойно ждать, как сложится судьба «единственного выбора», когда он лишится роскоши особого заступничества влиятельных сторонников, и сможет ли он устоять, найдя вместо этого поддержку у самой Природы.

Теория струн

Фрэнк Типлер

Профессор математической физики Тулейнского университета. Соавтор (с Джоном Бэрроу) книги The Anthropic Cosmological Principle («Антропный космологический принцип»). Автор книги The Physics of Immortality («Физика бессмертия»).

В своей «Научной автобиографии» Макс Планк вспоминает, как он не мог убедить химика Вильгельма Оствальда в том, что второй закон термодинамики не выводится из первого закона термодинамики:

При этом я смог установить один, по моему мнению, замечательный факт. Обычно новые научные истины побеждают не так, что их противников убеждают и они признают свою неправоту, а большей частью так, что противники эти постепенно вымирают, а подрастающее поколение усваивает истину сразу [15] .

Планк также писал о своем конфликте с Оствальдом:

Горьким испытанием в моей научной жизни являлось то, что лишь изредка мне удавалось – а точнее, никогда не удавалось – получить всеобщее признание какого-нибудь нового утверждения, правильность которого я мог доказать совершенно строго, но только теоретически. Так же вышло и на этот раз. Вся моя аргументация не была услышана. Ведь нельзя было выступать против таких авторитетов, как В.Оствальд, Г.Гельм, Э.Мах.

15

Здесь и далее «Научная автобиография» Макса Планка цитируется в переводе В. С. Кудрявцева.

К счастью, Планк смог добиться всеобщего признания своего закона излучения – опять же благодаря не теоретическому доказательству, а экспериментальному подтверждению.

В последние годы среди физиков-теоретиков, особенно теоретиков струн, проявляется тенденция принижать значение экспериментальных подтверждений. Многие даже заявляют, что Коперник по предсказательной силе не превосходил Птолемея. Я решил сам проверить это утверждение, заглянув в записи Тихо Браге. Я обнаружил, что с 1564 до 1601 года Тихо провел 294 собственных наблюдения, сравнивая предсказания Коперника и предсказания Птолемея. Как я и ожидал, превосходство было за Коперником. Так что экспериментальное превосходство теории Коперника над теорией Птолемея было подтверждено задолго до Галилея. Можно сказать, что я проверил теорию «Коперник был не лучше Птолемея» при помощи ретроспективного эксперимента и нашел ее ошибочной: Коперник побеждает Птолемея.

Как было при зарождении современной науки, так должно быть и сейчас. Экспериментальное подтверждение – это критерий подлинной науки. Поскольку теоретики струн не смогли предложить никакого метода экспериментального подтверждения теории струн, то теория струн должна быть отправлена на пенсию – сегодня, сейчас.

У нашего мира всего три измерения в пространстве

Гордон Кейн

Почетный профессор физики Массачусетского технологического института. Автор книги Super Symmetry and Beyond: From the Higgs Boson to the New Physics [16] .

16

Гордон Кейн. Суперсимметрия. От бозона Хиггса к новой физике / пер. Е. А. Литвиновича. М.: Бином. Лаборатория знаний, 2015.