Ложность теорий физики комментирует физик

Интервью с Сабиной Хоссенфельдер для журнала GEO Перевод с немецкого Леонида Комиссаренко

«Они все неправы! Вот уже 40 лет!»

GEO: Вы говорите, что потеряли веру в физику. Нет прогресса по фундаментальным вопросам. Физика на неправильном пути?

САБИНА ХОССЕНФЕЛЬДЕР : Да. Общая теория относительности насчитывает более 100 лет. Стандартная модель физики элементарных частиц была закончена в 1970-х годах, по крайней мере в самом существенном. За 40 лет в этих областях теории едва ли было сделано что-то новое.

GEO: Но в базовой физике многое, кажется, происходит. Постоянно статьи о параллельных вселенных…

САБИНА: С наукой это имеет мало общего. Если вы занимаетесь философией, научной фантастикой или рассматриваете это как часть математики, то не возражаю, но это не физика.

GEO: Но эти идеи приходят из теоретической физики.

САБИНА: Теоретики сделали за последние 40 лет много предсказаний, но все они были неверными. В течение 40-а лет, и все не так! Новые симметрии, дополнительные измерения, параллельные вселенные — эксперименты ничего этого не показывают. В какой-то момент придется нарисовать финишную линию и сказать: «Ребята, это не работает».

GEO: Когда вы настолько разочаровались в своей специальности?

САБИНА: Работая над диссертацией по теме&nbsp;<em>Дополнительные измерения</em>, идея из теории струн, в которой мы исходим из предположения о наличии более трёх пространственных измерений. На самом деле предполагалось, что эти дополнительные измерения настолько малы, что их никогда не увидеть. Однако в конце 1990-х годов у физиков появилась супергениальная идея: давайте просто скажем, что дополнительные измерения крупнее. Тогда есть возможность увидеть их, например, на ускорителе частиц, таком как Большой адронный коллайдер.

GEO: «Супергениальная идея», понимать это как иронию?

САБИНА: Да. Я не хотела работать над темой, которую просто положили на мой письменный стол.

GEO: Что вас напугало?

САБИНА: Я считала это абсурдом. Я спросила себя: в экспериментах, которые мы до сих пор проводили, мы не видели этих экс-измерений. С чего им быть быть такими большими, чтобы стать видимыми в следующем ускорителе частиц?

GEO: Что сказали ваши коллеги по этому поводу?

САБИНА: Это и озадачило меня больше всего: вдруг они стали аргументировать красотой.

GEO: Красотой?

САБИНА: Физики исходят из того, что теории должны быть красивыми. И где не хватает информации, они полагаются на этот ненаучный критерий красоты.

GEO: Как и в теории струн?

САБИНА: Да. И вдруг все исследователи убеждены, что на Большом адронном коллайдере найдут эти дополнительные измерения. Просто потому, что этим подтвердится особенно красивый вариант теории.

GEO: Почему физики так заинтересовались эстетикой?

САБИНА: Я цитирую в своей книге дюжины коллег, которые всей этой красотой-бла-бла мне уши прожужжали. Но я никогда не слышала обоснования этих критериев. Есть некоторые исторические причины. Долгое время учёные думали: если мы изучим законы природы, то узнаем что-то о Языке Бога. И то, что исходит от Бога — прекрасно. Поэтому и законы природы должны быть красивыми.

GEO: Вы упоминаете в своей книге Исаака Ньютона, который писал: «Каждая вновь открывшаяся правда, каждый эксперименте или теорема — это новое зеркало Красоты Бога».

САБИНА: К началу 20-го века&nbsp; физики отбросили религиозные обоснования и просто восторгались красотой природы. Когда в начале 20-го века физика достигла успехов с квантовой механикой и позже с полупроводниками, физики начали верить, что эта концепция красоты может принести пользу в развитии теорий. Они попытались рационализзировать её использование.

GEO: Вы считаете это фатальной ошибкой. Потому что природа не так красива, как мы думаем?

САБИНА: Я не хочу кому-либо разъяснять, что красиво, а что нет. Существует общее понятие красоты в том смысле, что природа красива и заполучить представление о ней тоже красиво. Это, конечно, верно. Но ученые хотят найти весьма специфические виды красоты в фундаментальной физике. И это приводит к узколобому мышлению.

GEO: Но теоретические идеалы, такие как простота, не являются средневековыми суевериями, а философски обоснованы. «Бритва Оккама», вероятно, является наиболее известным таким принципом: теории не должны содержать каких-либо лишних предположений.

 САБИНА: «Бритва Оккама» описывает относительную простоту: если вы покажете мне две теории, одна будет стандартной моделью физики элементарных частиц с 25 частицами, а другая — стандартной моделью физики элементарных частиц с 25 частицами и предположением, что все это создал Бог, но тогда я могу сказать: «Не-э, здесь применима бритва Оккама, мне не нужен Бог, это предположение излишне, отбросим его». В физике все еще используют сравнительную простоту, и это правильно.

GEO: Вы только что сказали, что критерий простоты вводит в заблуждение.

САБИНА: Это абсолютная простота, которая заставляет физиков работать. 25 частиц? Это слишком сложно для нас. Три взаимодействия в стандартной модели? Мы бы предпочли только одно! Это не сравнение разных теорий друг с другом, а просто говорят, без сравнения размеров: эта теория недостаточно проста для нас!

GEO: Важнейший идеал красоты в физике — это так называемая естественность. Что подразумевается под этим термином?

САБИНА: Представьте себе поле подсолнухов, все примерно одинаковой высоты. Если вы видите один подсолнух в этом поле, который имеет высоту не два метра, а два миллиона километров, то скажете: «Это неестественно. Подсолнухи почти все одинаковой высоты, только этот в степени тысяча миллионов выше?» Физики интуитивно считают, что соотношения, столь далекие от числа 1, маловероятны. Ничего подобного в природе не найти.

GEO: Звучит очень правдоподобно. Что же вас беспокоит по критерию естественности?

САБИНА: Если речь идет не о подсолнухах, а о взаимодействии или элементарной частице, то у меня нет статистики. Тогда я вижу массу частицы, которая находится в соотношении с другой массой. Но в этом случае я не могу сказать, насколько распространены или редки эти соотношения. Тем не менее, физики говорят: отношения, которые далеки от 1, неестественны. И они делают выводы для своих исследований. Только: быть может это хорошо, если все числа примерно порядка 1. Но кого это волнует, красиво это уже или нет? Почему я должна верить в естественность?

GEO: Потому что опыт подтверждает это, как и в случае с подсолнухами!

САБИНА: Да, этим коллеги из физики высоких энергий защищают критерий естественности: «Из опыта мы знаем, что теории естественны». Но данные, к сожалению, не очень хороши.

GEO: Многие исторические прорывы в науке восходят к эстетической оценке теорий. Когда Николай Коперник представлял гелиоцентрический взгляд на мир, его убедили не новые данные — а привлекательность новой теории.

САБИНА: Точно так же аргументируют многие физики: но ведь работает же красота. Альберт Эйнштейн ведь так сильно руководствовался красотой. Но это ненаучно, просто выделять случаи, когда это работает.

GEO: Когда у вас, тогда аспирантки, возникли сомнения относительно вашей работы, как отреагировали ваши коллеги?

САБИНА: Они проигнорировали это. Они только хотели объяснить вещи, которые я и так знала. Ещё и потому, что я была довольно молода, это было пятнадцать лет назад, когда мне было немногим за двадцать. И потом — женщина в физике — вас не воспримут всерьез, если вы подойдёте к мужчинам постарше и скажете им: «Я думаю, всё, что вы здесь делаете, ерунда». Они умирали со смеху.

GEO: Вы цитируете учебник по физике, который гласит: «Почти непреодолимая красота теории струн за последние годы соблазнила многих физиков-теоретиков». Даже «вкрутую сваренные мужчины» были ею «увлечены». Является ли стремление к красоте мужским делом?

САБИНА: Математик Дэвид Оррелл втирал сексизм в нос физикам. Природа понимается как женское существо. Даже на английском физики любят говорить о НЕЙ, как о «Матери-природе». Но я не уверена, действительно ли это обожествление природы является чисто мужским делом.

GEO: Красота природы всегда была утешением в секуляризированном мире. Обнадеживающий принцип, выходящий за рамки повседневности.

САБИНА: Это, вероятно, все еще так. Коллега сказал мне: «Если это некрасиво, так что же я исследую, зачем мне это вообще делать?»&nbsp; Такие люди, как он, работают в областях, которые не имеют практического значения. Они проводят свои дни, роясь в абстрактных теориях. Может быть, они думают: если мы и делаем бесполезные расчёты, то, по крайней мере, красивые.

GEO: Красота делает тебя популярным. Наука становится конкурсом популярности через идеалы красоты?

САБИНА: Сегодня важно, чтобы теория, над которой вы работаете, была популярной. В противном случае вы не получите никаких средств на исследования. В этом заключается большая опасность. Эти искажения есть и в других науках. В биологии, психологии, социологии. Так, как в настоящее время организовано научное сообщество, применение плохих методов можно найти повсюду.

GEO: Как вы лично относитесь к этому как учёный? В вашей книге вы часто звучите отчаянно.

САБИНА: Я оставила надежду, что научное сообщество сможет решить проблему без давления извне. Вот почему я написала книгу. Всё же ожидается, что наука сама поправит себя. Но идеи, которые я критикую? Когда я была ещё студенткой, уже тогда было понятно, что они не работают. Мне уже за сорок, а они все еще делают то же самое. 

http://round-the-world.org/?p=...