Сборник - Эта идея должна умереть. Научные теории, которые блокируют прогресс
Я подозреваю, что эти теории не получили бы признания, которым они пользуются сегодня, если бы названные мной проблемы широко обсуждались уже в момент появления этих теорий. Исторически, если какая-либо теория не достигала своих целей, ее улучшали или с ней расставались. В данном случае, однако, приверженность этим теориям стала так сильна, что некоторые известные их сторонники вполне всерьез предлагают вообще поменять правила игры. Они говорят, что мы должны быть готовы к тому, чтобы отказаться от старомодной идеи о том, что научные идеи должны давать четко определенные предсказания, и признать, что Теория Чего Угодно – это наилучшее из всего, чего только можно достичь.
Подведем итог. Наука полезна, пока и поскольку она объясняет и предсказывает, почему дело обстоит именно так, а не иначе. Ценность научной теории измеряется количеством бескомпромиссных, критических экспериментов, которые она выдерживает. Теория Чего Угодно бесполезна, потому что она не исключает ни одну возможность и не имеет никакой ценности, поскольку ее нельзя подвергнуть бескомпромиссным экспериментальным проверкам. (Во многих работах обсуждаются потенциально наблюдаемые последствия, но это лишь возможности, а не определенности, так что Теория ничем не рискует.)
Приоритетная задача теоретиков сегодня – определить, можно ли спасти инфляцию и теорию струн от сползания в Теорию Чего Угодно, и если нет – то искать новые идеи им на смену. Поскольку неопровержимая Теория Чего Угодно недобросовестно конкурирует с подлинно научными теориями, то лидеры научного сообщества могут сыграть важную роль, возвысив свой голос, дав ясно понять, что Теория Чего Угодно неприемлема, и тем самым вдохновить талантливых молодых ученых на новые поиски. Чем раньше мы отправим в отставку Теорию Чего Угодно, тем скорее теоретическая физика сможет двигаться дальше.
М-Теория / Теория струн – это оптимальный вариант
Эрик Вайнштейн
Математик и экономист, управляющий директор инвестиционной компании Thiel Capital.
Если взглянуть на науку с точки зрения экономиста, приходишь к выводу, что первым кандидатом на вылет будет та научная теория, к которой будет больше всего претензий на рынке идей. Поэтому недостаточно искать просто неправильные идеи; вместо этого мы должны искать проблемные научные идеи, которые препятствуют прогрессу, возбуждая чрезмерные, почти религиозные страсти и то, что биологи вежливо именуют «межвидовой интерференционной конкуренцией». И здесь трудно найти более подходящего кандидата, чем интеллектуальный пузырь, возникший вокруг поисков состоятельной Физической Теории Всего, которая интерпретируется таким образом, словно это синоним квантовой гравитации. И если природа пыталась тактично дать нам понять, что, прежде чем квантовать гравитацию, надо выполнить еще кое-какую работу, она не могла подать более ясный сигнал, чем отвергнутые нобелевские притязания двух поколений блестящих наследников Нильса Бора.
Напомним: современная физика покоится на табуретке с тремя геометрически расположенными ножками, которые каждую по отдельности лично выточили из классической геометрии Альберт Эйнштейн, Джеймс Клерк Максвелл и Поль Дирак. Две ножки, сделанные последними, можно вместе модернизировать в квантовую теорию силы и материи, известную как Стандартная модель, а вот ножка работы Эйнштейна упорно сопротивляется любым попыткам модернизации, что делает весь этот полуквантовый табурет валким и не слишком полезным. Именно поэтому дети Бора сочли необходимым любой ценой обратить детей Эйнштейна в квантовую религию, чтобы табуретка не шаталась.
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’être 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 mañana[14].
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.
