Космический ландшафт. Теория струн и иллюзия разумного замысла Вселенной - Леонард Сасскинд

Ричард Фейнман однажды заметил: «Философы много говорят о том, что абсолютно необходимо для науки, и это всегда, насколько можно видеть, довольно наивно и, вероятно, неверно». Фейнман имел в виду среди прочих и Поппера. Большинство физиков типа Фейнмана обычно не жалуют философию своим вниманием, если только они не пытаются использовать её для доказательства ненаучности чужой теории.

Честно говоря, я бы предпочёл избежать философского дискурса, порождаемого антропным принципом. Но проповеди всяких попперацци в сводках новостей и в интернет-блогах о том, что научно, а что ненеучно, стали настолько агрессивными, что я счёл необходимым ответить на это. Моё мнение о ценности строгих философских правил в науке совпадает с мнением Фейнмана. Позвольте мне процитировать фрагмент одной дискуссии с сайта edge.org. Это короткие сообщения, написанные в ответ на работу Смолина. Аргументы Смолина я также привожу, поскольку они продуманны и интересны.

В течение всей моей многолетней карьеры учёного я слышал обвинения в нефальсифицируемости в отношении такого количества важных и интересных идей, что начал склоняться к уверенности, что нет для теории большей заслуги, чем подвергнуться подобной критике. Я приведу несколько примеров:

«Из психологии. Вы, наверное, думаете, что все соглашаются с утверждением, что у каждого человека есть скрытая эмоциональная жизнь. Б. Ф. Скиннер с этим не согласен. Он был гуру научного направления, называемого бихевиоризмом, отрицающим всё, что не может быть непосредственно наблюдаемо, как ненаучное. Единственным предметом психологии, согласно бихевиористам, является внешнее поведение. Заявления об эмоциональном внутреннем мире пациента были исключены как нефальсифицируемые и ненаучные. Большинство из нас сегодня могли бы заявить, что это глупый экстремизм. Современная психология глубоко интересуется эмоциями и их развитием».

«Из физики. В первые дни кварковой теории многие её противники обвиняли теорию в нефальсифицируемости. Кварки постоянно связаны друг с другом в протоны, нейтроны и мезоны. Они не могут быть разделены и зарегистрированы индивидуально. Они, если можно так сказать, постоянно скрыты за вуалями различного рода. Большинство физиков, критиковавших идею кварков, имели свои собственные представления об элементарных частицах, в которые кварки просто не вписывались. Но сегодня уже никто не сомневается в теории кварков, несмотря на то что до сих пор никому так и не удалось зарегистрировать свободный кварк. Сегодня кварковая модель – это часть фундамента современной физики».

«Ещё одним примером является инфляционная теория Алана Гута. В 1980 году казалось невозможным заглянуть в эпоху инфляционного расширения и увидеть прямые доказательства этого явления. Непроницаемая завеса под названием “поверхность последнего рассеяния” предотвращала любые попытки увидеть инфляционный процесс. Многих из нас сильно беспокоило отсутствие хорошего способа проверки инфляционной теории. Некоторые, обычно авторы конкурирующих гипотез, утверждали, что инфляционная теория нефальсифицируема и поэтому ненаучна».

«Я могу представить себе гвардейцев Ламарка, критикующих Дарвина: “Ваша теория нефальсифицируема, Чарльз. Вы не можете отправиться назад во времени, на миллионы лет, в течение которых действует естественный отбор. У вас всегда будут только косвенные доказательства и нефальсифицируемые гипотезы. Напротив, наша ламаркистская теория является научной, потому что она фальсифицируема. Всё, что мы должны сделать, – это выделить популяцию, особи которой будут проводить каждый день по несколько часов в тренажёрном зале, поднимая тяжести, и через несколько поколений их дети станут рождаться с уже накачанными мускулами”. Ламаркисты были правы: их теория легко фальсифицируема – слишком легко. Но это не делает её лучше, чем теория Дарвина».

«Есть люди, утверждающие, что мир был создан 6000 лет назад сразу со всеми геологическими образованиями, распространённостью изотопов и костями динозавров. Почти все учёные тычут пальцем в труды Поппера и заявляют: “Не фальсифицируемо!” И я готов с ними согласиться. Но ведь и противоположная точка зрения, утверждающая, что Вселенная не была создана таким образом, – она тоже нефальсифицируема. Кстати, именно это и говорят креационисты. Строгий критерий фальсифицируемости делает научный и креационистский подход одинаково ненаучными».

Абсурдность этой позиции, я надеюсь, понятна читателю.

«Хорошая научная методология не является абстрактным набором правил, продиктованным философами. Она обусловлена и определяется самой наукой и учёными, которые эту науку создают. То, что могло представлять научное доказательство для физика 1960-х годов, а именно обнаружение изолированной частицы, не подходит для современного специалиста по квантовой хромодинамике, который не может надеяться на обнаружение свободного кварка. Давайте не будем ставить телегу впереди лошади. Наука – это лошадь, которая тянет телегу философии».

«В каждом конкретном случае, который я описал – кварки, инфляция, дарвиновская эволюция, – обвинители делали ошибку, недооценивая человеческую изобретательность. Всего через несколько лет после создания теория кварков была косвенно подтверждена с высочайшей точностью. Понадобилось 20 лет, чтобы появились наблюдения, подтверждающие теорию инфляции. И 100 лет пришлось ждать экспериментального подтверждения идей Дарвина (кое-кто считает, что решающая проверка дарвинизма ещё впереди). Мощные методы исследования, ставшие доступными биологам спустя столетие, были просто немыслимы во времена Дарвина. Станет ли когда-нибудь возможной проверка теории вечной инфляции и Ландшафта? Я, разумеется, думаю, что да, хотя, как и в случае с кварками, это окажутся только косвенные подтверждения, опирающиеся на чисто теоретические выкладки в большей степени, чем нам бы того хотелось».

После того как был написан этот материал, я вспомнил о ещё нескольких примерах чрезмерного попперизма. Наиболее ярким примером является теория S-матрицы,[69] господствовавшая в 1960-х годах, утверждающая, что поскольку элементарные частицы слишком малы, то любая теория, которая пытается описать их внутреннюю структуру, является нефальсифицируемой и потому ненаучной. Опять же никто сегодня уже не воспринимает это всерьёз.

Показательный пример из конца XIX века связан с одним из знаменитых учёных – Эрнстом Махом. Мах был физиком и философом. Его работы вдохновляли Витгенштейна и логических позитивистов. В то время, когда он активно занимался научной деятельностью, гипотеза молекулярного строения вещества всё ещё оставалась недоказанной гипотезой, и так продолжалось вплоть до 1905 года, в котором Эйнштейн опубликовал свою знаменитую работу о броуновском движении.

Несмотря на то что Больцман уже показал, что свойства газов могут быть объяснены атомистической теорией, Мах настаивал на том, что до сих пор никому не удалось доказать реальность атомов. Он допускал, что атомистическая теория могла служить полезной математической моделью, но упорно утверждал, что невозможность фальсификации подрывает её статус настоящей научной теории.

Фальсификация – это, на мой взгляд, отвлекающий манёвр, но подтверждение – уже совсем другая история (возможно, это то, что на самом деле имел в виду Смолин). Под подтверждением я имею в виду прямые положительные доказательства гипотезы, а не отсутствие опровергающих её данных. Теория вечной инфляции, описанная в главе 11, и существование множества карманных вселенных не могут быть подтверждены таким же способом, каким умные рыбы могли бы подтвердить свою версию ихтиотропного принципа. Не нарушая законы природы, осетрологи способны построить заполненные водой сверхпрочные корабли, подняться в них на поверхность океана и наблюдать другие планета, звёзды и галактики. Возможно, им даже удалось бы посетить эти небесные тела и подтвердить существование огромного разнообразия различных условий. К сожалению, есть непреодолимые препятствия (см. главу 12) для осуществления подобной программы исследований в отношении карманных вселенных. Принципиальным моментом является существование космических горизонтов, отделяющих нас от других карманов. В главах 11 и 12 мы обсудим горизонты и вопрос, являются ли они действительно непреодолимым барьером для получения информации. Но критики, безусловно, правы в том, что в обозримом будущем мы застряли в нашем собственном кармане без какой бы то ни было возможности непосредственного наблюдения других вселенных. Как в случае с кварками, подтверждение не будет прямым и будет опираться преимущественно на теоретические доказательства.

Что касается строгих философских правил, было бы верхом глупости отказываться от какой-либо идеи только потому, что она нарушает чьи-то философские изречения о фальсифицируемости. Как правильно отвечать критикам, когда происходит нечто подобное? Я думаю, единственное, что нужно сказать, – что мы делаем всё возможное, чтобы найти объяснения закономерностям, которые наблюдаем в окружающем мире. Время отделит хорошие теории от плохих, и они станут частью науки. Плохие теории займут своё законное место на свалке истории. Как подчеркнул Вайнберг, у нас нет никаких объяснений малости космологической постоянной, кроме антропной аргументации. Станет ли антропный принцип частью науки или будет списан в утиль? Ни строгие философские правила, ни учёные не смогут помочь ответить на этот вопрос. Подобно тому, как генералы всегда готовятся к прошедшей войне, философы всегда разбираются только в прошлых научных революциях.