Научный взгляд на устройство вселенной
жүктеу/скачать 8,11 Mb. Pdf көрінісі
|
knocking on
ГЛАВА 15 ИСТИНА, КРАСОТА И ДРУГИЕ НАУЧНЫЕ ЗАБЛУЖДЕНИЯ В феврале 2007 г. физик-теоретик и нобелевский лауреат Мюррей Гелл-Манн выступил на конференции TED («Технологии, развле- чения, дизайн») в Калифорнии, где раз в год собираются лидеры науки, техники, литературы, индустрии развлечений и других инновационных сфер, чтобы поделиться новыми достижениями и взглядами по самым разным вопросам. Выступление Мюррея было встречено продолжительной овацией; посвящено оно было истине и красоте в науке. Основную мысль выступления лучше всего можно передать его собственными словами, повторивши- ми мысль Джона Китса: «Истина — это красота, а красота — это истина». У Гелл-Манна были серьезные причины верить в это заявле- ние. Сам он совершил наиболее значительные из своих открытий, принесшие ему в конце концов Нобелевскую премию, в процессе поиска фундаментального принципа, позволяющего элегантно «обуздать» хаос данных, накопленных учеными в 1960-е гг. Опыт Мюррея говорил о том, что поиск красоты привел его к истине. Никто в аудитории не оспорил это громкое заявление. В конце концов, большинству людей нравится думать, что красота и ис- тина неразделимы и что поиск одного чаще всего приводит к дру- гому. Но мне, признаюсь, это утверждение всегда представлялось несколько неоднозначным. Конечно, всем хотелось бы верить, что в основе великих научных теорий лежит красота и что истина 324 МОДЕЛИ, ПРЕДСКАЗАНИЯ И ОЖИДАЕМЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ всегда эстетически прекрасна. Но ведь красота, по крайней мере отчасти, — понятие субъективное и не может быть надежным ар- битром истины. Если бы истина и красота были эквивалентны, выражение «неприглядная истина» в языке никогда бы не возникло. Пусть эти слова не связны напрямую с наукой; очевидно тем не менее, что то, что мы наблюдаем вокруг себя, не всегда красиво. Коллега Дарвина Томас Гексли прекрасно сформулировал это ощущение: «Наука — это исключительно здравый смысл, где множество кра- сивых теорий пало под напором безобразных фактов». Дополнительно осложняет ситуацию то, что физикам прихо- дится признать: далеко не все наблюдаемые элементы Вселенной красивы. Мы видим вокруг путаницу явлений и целый зоопарк ча- стиц, в которых хотелось бы разобраться. В идеале физики с огром- ным удовольствием нашли бы какую-нибудь простую теорию, которая объяснила бы все наблюдения при помощи небольшого числа правил и еще меньшего — фундаментальных ингредиентов. Но, даже посвятив себя поискам простой и элегантной объединяю- щей теории, при помощи которой можно было бы прогнозировать результат любого эксперимента в физике элементарных частиц, ученый понимает: если ему и удастся найти такую теорию, потре- буется еще многое сделать, чтобы согласовать ее с окружающим миром. Вселенная сложна. Как правило, непросто подогнать простую лаконичную формулировку под далеко не простой окружающий мир. Случается, что дополнительные элементы разрушают всю красоту первоначально предложенной формулы, — точно так же, как поправки к законам часто ставят с ног на голову прекрасные намерения авторов законопроектов. Но как же, зная об ожидающих всюду потенциальных ловуш- ках, ученые все же умудряются расширять пределы человече- ских знаний? Как нам удается интерпретировать неизвестные до сего момента явления? Эта глава посвящена идее красоты и роли эстетических критериев в науке, а также преимуществам и недостаткам красоты как критерия истины. Кроме того, в ней говорится о модели познания мира и уделяется внимание эстети- ИСТИНА, КРАСОТА И ДРУГИЕ НАУЧНЫЕ ЗАБЛУЖДЕНИЯ 325 ческим критериям при попытках предсказать наше дальнейшее развитие. КРАСОТА Недавно один художник в разговоре со мной с юмором заметил, что современные ученые едва ли не чаще, чем современные ху- дожники, объявляют своей целью красоту. Конечно, художники не отказались от эстетических критериев, но тем не менее ча- сто говорят об открытиях и изобретениях при обсуждении своих работ. Но, несмотря на значение, которое многие ученые придают эле- гантности, они нередко по-разному оценивают ее. Точно так же, как вы с соседом можете не сойтись во мнениях относительно ка- кого-нибудь современного художника, такого как Дэмьен Херст, разные ученые по-разному воспринимают одни и те же аспекты своей науки. Я, как и мои единомышленники, предпочитаю искать фун- даментальные принципы, которые раскрывали бы связи между совершенно независимыми на первый взгляд наблюдаемыми явлениями. Большинство моих коллег занимается тем, что раз- бирает при помощи конкретных разрешимых теорий и связанно- го с ними сложного математического аппарата так называемые модельные задачи (то есть задачи, не связанные с реальными физическими условиями). Возможно, позже эти задачи (и ре- шения) найдут себе применение в связи с какими-то наблюда- емыми физическими событиями, а может быть, и нет. Другие физики предпочитают сосредоточиться на одних только теориях с четким и элегантным аппаратом; такие теории дают множество экспериментальных прогнозов, которые можно систематизиро- вать и просчитывать. Интересные принципы, высшая математика и сложные чис- ленные модели — все это составные части физической науки. Большинство ученых ценит их все, но каждый из нас выбирает собственные приоритеты исходя из того, что ему больше всего нравится делать — или какой путь с наибольшей вероятностью 326 МОДЕЛИ, ПРЕДСКАЗАНИЯ И ОЖИДАЕМЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ приведет к научным результатам. В самом деле, часто мы выби- раем свой подход в соответствии с тем, какой метод лучше всего соответствует нашим уникальным склонностям и талантам. Представления о красоте меняются со временем, и не только в искусстве. Собственная специализация Мюррея Гелл-Манна — квантовая хромодинамика — хороший тому пример. Выводы Гелл-Манна о законах сильного взаимодействия были сделаны на основании блестящей догадки о том, как организовать множество частиц, которые в 1960-е гг. открывали одну за дру- гой, в разумную структуру, которая объяснила бы их многочислен- ность и разнообразие. Он предположил существование еще бо- лее фундаментальных элементарных частиц, известных сегодня как кварки, обладающих новым видом заряда — цветовым. В этом случае ядерному взаимодействию должны быть подвержены все объекты, обладающие этим зарядом; оно же должно удерживать кварки с образованием нейтральных объектов — точно так же, как электрическая сила связывает электроны с заряженными ядра- ми в нейтральные атомы. Если это так, то все открываемые ча- стицы можно рассматривать как связанные состояния этих квар- ков — как составные объекты с нулевым суммарным цветовым зарядом. Гелл-Манн понял, что если существует три типа кварков, каж- дый со своим цветовым зарядом, то из них сможет образоваться множество нейтральных («белых») связанных состояний. И это множество состояний должно соответствовать (и действитель- но соответствует) массе частиц, которые ученые находили тог- да едва ли не каждую неделю. Таким образом, Гелл-Манн нашел красивое объяснение тому, что прежде казалось необъяснимым хаосом всевозможных частиц. Однако, когда Мюррей и независимо от него физик (а позже нейробиолог) Джордж Цвейг опубликовали свою идею, многие даже не восприняли ее как настоящую научную теорию. Физика элементарных частиц исходит из того, что частицы на большом расстоянии не взаимодействуют — как следствие, мы можем рас- считать конечные эффекты взаимодействий, которые возникают при сближении. В таком контексте любое взаимодействие можно ИСТИНА, КРАСОТА И ДРУГИЕ НАУЧНЫЕ ЗАБЛУЖДЕНИЯ 327 полностью представить как влияние локальных сил, которые про- являются лишь тогда, когда взаимодействующие частицы сбли- жаются. В то же время сила, о которой писал Гелл-Манн, становилась тем сильнее , чем дальше частицы находились друг от друга. Это оз- начало, что кварки взаимодействуют всегда, даже если расстояние между ними очень велико. По общепринятым тогда критериям догадка Гелл-Манна не подходила даже на роль теории, которую можно использовать для достоверных вычислений. Поскольку кварки взаимодействуют всегда, любое их состояние — даже так называемое жүктеу/скачать 8,11 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|