Конец науки: Взгляд на ограниченность знания на закате Века Науки - Хорган Джон
С этого момента Виттен стал рассказывать о себе. Говоря мне о своей работе в области физики, он переходил на очень абстрактный, безличностный тип повествования. Он декламировал, а не говорил, представляя мне историю суперструн, подчеркивая не собственную роль, а роль других. Он говорил очень тихо, и я опасался, что из-за работающего кондиционера мой диктофон не сумеет записать слова. Он часто делал паузы (в одном случае на 51 секунду), опуская глаза вниз и поджимая губы, как робкий подросток. Казалось, что он стремится к той же точности и абстракции в речи, которой он добился в своих трактатах о суперструнах. То и дело — по неясным для меня причинам — он начинал икающе смеяться, вероятно, в его мозгу проносилась какая-то понятная только ему шутка.
Виттен сделал себе имя в середине семидесятых при помощи острых, но достаточно традиционных статей по квантовой хромодинамике и слабым электрическим взаимодействиям. О теории суперструн он узнал в 1975 году, но его первоначальные усилия ее понять были загнаны в угол «непонятной» литературой. (Да, даже самый умный человек в мире с трудом понял теорию суперструн.) Однако в 1982 году обзор Джона Шварца (John Schwarz), одного из пионеров этой теории, помог Виттену понять имеющий критическое значение факт: теория суперструн не просто учитывает возможность силы тяжести; она утверждает, что сила тяжести существует. Виттен назвал это осознание «самой великой интеллектуальной победой в своей жизни». Через несколько лет все сомнения, которые имелись у Виттена относительно потенциала теории, исчезли.
— Было ясно, что если я не потрачу жизнь, сконцентрировавшись на струнной теории, то я просто откажусь от своего призвания, — сказал он.
Затем он публично провозгласил теорию чудом и предрек, что она «будет доминировать в физике следующие 50 лет». Он также написал массу работ на эту тему. Девяносто шесть статей, написанные Виттеном с 1981 по 1990 год, цитировались другими физиками 12105 раз; ни один другой физик в мире не приблизился к такому уровню влияния.
В своих ранних работах Виттен концентрировался на создании модели суперструн, которая была бы разумным факсимиле реального мира. Но он все больше убеждался, что лучший способ достичь цели — это открыть «основные геометрические принципы» теории. Эти принципы, сказал он, могут быть аналогами неевклидовой геометрии, которую использовал Эйнштейн для создания своей теории относительности. Разработка этих идей Виттеном завела его глубоко в топологию, изучающую фундаментальные геометрические свойства предметов, несмотря на их частную форму или размер. В глазах тополога пончик и кофейная чашка с одной ручкой — эквиваленты, потому что у каждого только одна дырка; один предмет может быть трансформирован в другой без разрыва. Пончик и банан не являются эквивалентами, потому что для того, чтобы превратить пончик в предмет, подобный банану, его потребуется разорвать. Топологи особенно увлекаются, определяя, могут ли кажущиеся неодинаковыми узлы быть трансформированы друг в друга без разрезов. В конце восьмидесятых Виттен создал технологию — заимствованную из топологии и теории квантового поля, — которая позволяет математикам открывать глубокие симметрии между жутко запутанными узлами высоких мерностей. За эту находку Виттен получил в 1990 году Филдсовскую медаль, самую престижную награду в математике. Виттен назвал это достижение своим «единичным, принесшим самое большое удовлетворение трудом».
Я спросил Виттена, как он отвечает на заявления критиков, утверждающих, что теория суперструн не поддается тестированию и поэтому на самом деле не является физикой. Виттен ответил, что эта теория предсказала силу тяжести.
— Хотя она и является, если быть абсолютно точным, постпредсказанием, в том смысле, что эксперимент был проведен до теории, тот факт, что сила тяжести — следствие теории суперструн, для меня — один из великих теоретических примеров проницательности за все времена.
Виттен признал, даже подчеркнул, что никто по-настоящему не вник в теорию и могут пройти десятилетия до того, как она даст точное описание природы. Он не желал предсказывать, как другие, что теория суперструн может привести к концу физики. Тем не менее он был уверен, что в конце концов она приведет к существенно новому пониманию реальности.
— Хорошие неправильные идеи очень редки, — сказал он, — и хороших неправильных идей, которые хотя бы отдаленно могут соперничать с величием струнной теории, никто никогда не видел.
Я продолжал задавать Виттену вопросы о невозможности тестирования, и он пришел в отчаяние.
— Кажется, мне не удалось показать вам, насколько она изумительна, как невероятно последовательна, удивительно элегантна и красива.
Другими словами, теория суперструн слишком красива, чтобы быть неправильной.
Затем Виттен открыл, насколько сильна его вера.
— В общем и целом, все по-настоящему великие идеи физики на самом деле являются побочными результатами струнной теории, — начал Виттен. — Некоторые из них обнаружили раньше, но я считаю это просто случайностью развития на планете Земля. На планете Земля их обнаруживали в таком порядке.
Отойдя к доске, он написал: теория относительности, теория квантового поля, суперструны, суперсимметрия (концепция, играющая жизненно важную роль в теории суперструн).
— Но если во Вселенной много цивилизаций, то я не верю, что эти идеи были открыты в таком порядке в каждой из них. — Он помедлил. — Кстати, я верю, что эти идеи открыты в любой развитой цивилизации.
Я не мог поверить, что мне так повезло. Кто теперь провоцирует? Я спросил.
— Я не провоцирую, — ответил Виттен. — Я провоцирую в той же мере, в какой кто-то провоцирует, говоря, что небо голубое, если где-то есть писатель, сказавший, что небо в розовый горошек.
Эстетика частиц
В начале девяностых годов, когда теория суперструн была относительно нова, некоторые физики писали популярные книги о ее последствиях. В «Теориях всего» (Theories of Everything)британский физик Джон Барроу (John Barrow)доказывает, что теоремы о неполноте Геделя подрывают само понятие полнойтеории природы. Гедель установил, что любая сравнительно комплексная система аксиом неизбежно порождает вопросы, на которые аксиомы ответить не могут. Подразумевается, что у любой теории найдутся несошедшиеся друг с другом концы. Барроу также указал, что унифицированная теория физики частиц на самом деле не будет теорией, объясняющей всё, а только теорией всех частиц и всех сил. Этой теории будет нечего сказать о явлениях, которые придают смысл нашей жизни, таких, как любовь или красота, или же она сможет сказать о них совсем немного.
Но Барроу и другие аналитики, по крайней мере, допускали, что физики могут достичь унифицированной теории. Этому предположению был брошен вызов в книге «Конец физики» (The End of Physics), написанной Дэвидом Линдли (David Lindley), физиком, ставшим журналистом. Физики, работающие над теорией суперструн, заявил Линдли, больше не занимаются физикой, потому что их теории никогда не могут быть подкреплены экспериментами, а только субъективными критериями, такими, как элегантность и красота. Физике частиц, пришел к выводу Линдли, грозит стать ветвью эстетики.
История физики подтверждает прогноз Линдли. Однако предшествующие теории, на вид причудливые, получили признание среди физиков и даже в массах не потому, что имели смысл, а скорее потому, что их предсказания рождались — часто драматичным путем — из наблюдений. В конце концов, даже ньютоновская версия силы тяжести находится вне здравого смысла. Как одна вещь может тянуть другую через огромное пространство? Джон Мэддокс (John Maddox), редактор «Нейчур», однажды заявил, что если бы Ньютон представил свою силу тяжести в журнал в наши дни, то ее, почти наверняка, отвергли бы, как слишком нелепую, чтобы в нее поверить. Тем не менее формализм Ньютона обеспечил удивительно точные средства расчета планетных орбит; теория была слишком эффективной, чтобы ее отрицать.
