Современный физик о парадоксах научного познания

Джон Хорган, автор известных книг «Конец науки» и «Конец войны», ведёт собственную колонку в Scientific American. На этой неделе в своей колонке он опубликовал своё интервью с известным бразильским физиком-теоретиком и популяризатором науки Марсело Глейзером.

Марсело сам себя называет «метафизиком, который удачно замаскировался под физика-теоретика», и это не очень тонкий намёк на стиль мышления этого учёного — ему всегда удаётся выйти за пределы стройных теорий, задуматься о цельной картине мира и смело взглянуть в лицо противоречиям, сопровождающим любое научное познание. Пересказываем мысли Марсело из его интервью Джону Хоргану для Scientific American.

Физика помогает мне размышлять о базовых вопросах, которыми задаётся человек — о природе пространства и времени, взаимоотношениях между сознанием и реальностью. При этом физика дарит чарующий взгляд на материю как постоянное движение энергии. Воистину удивительно само осознание того, что мы можем придать смысл этим моделям энергии, описать их математически и даже предсказать их поведение.

Я вырос в Рио-де-Жанейро, городе, в буквальном смысле укутанном природой. С одной стороны он окружён древними горами и тропическими лесами (по крайней мере, тем, что от них осталось), с другой — соседствует с океаном. С детства я любовался линией горизонта, отделяющей океан от неба, этакой естественной демонстрацией геометрии нашей планеты и бесконечности вселенной.

Да и сама Бразилия, страна богатого культурного разнообразия, рано дала мне понять, что существует множество взглядов на одно и то же явление.

Научный взгляд на мир — это невероятная штука, которая помогает нам понять смысл вещей вокруг нас, смысл нашей жизни и нашего места во вселенной. Я вижу науку как великую трансформирующую культурную силу и именно поэтому хочу делиться своими знаниями с максимально возможным количеством людей — чтобы они не только ценили красоту окружающего мира, но и становились ответственными и зрелыми его участниками.

Есть кое-что в современном популяризаторстве науки, что меня удручает. Например, вера в то, что мы понимаем принцип большого взрыва как момента возникновения вселенной. С большей долей вероятности мы не понимаем в этом процессе ничего. Более того, я склонен полагать, что и не поймём в тех концептуальных рамках, в которых сегодня действует наука. Наука может лишь дать неполный ответ на вопрос о происхождении всего, и то он зависит от существования таких понятий, как время, пространство, энергия, законы энергии…

Ещё одно предположение, которое меня раздражает, — это гипотеза о мультивселенной. У нас нет ни малейших доказательств существования мультивселенной, и, что того хуже — у нас нет шансов получить эти доказательства.

Популяризаторы науки зачастую слишком увлекаются некоторыми откровенно спекулятивными идеями и говорят о них как о доказанных наукой фактах.

Без сомнений, перед наукой стоит множество вопросов, на которые мы не в состоянии ответить. Ещё один пример такого вопроса — возникновение жизни на Земле. Пока мы не получим неопровержимые доказательства того, что существует только один или очень немного биохимических способов перехода неживой материи в живую, мы не можем уверенно судить о том, что произошло 4 миллиарда лет назад.

Чтобы по-настоящему оценить красоту науки, необходимо понимать, как она работает и почему её возможности не безграничны. В конце концов, наука — всего лишь человеческое творение. Все природные явления мы измеряем с помощью инструментов, и у всех этих инструментов есть ограничения в точности и диапазоне измерения. Мы не можем увидеть что-то за пределами этого инструментария — даже если мы будем постоянно повышать его точность, всегда останется что-то за рамкой видоискателя.

Познание — это поиск, который не знает конца. По крайней мере, пока мы в состоянии задавать вопросы и искать на них ответы. Наука создаёт самообновляемое описание окружающего мира, которое, тем не менее, никогда не будет полным.

Люди привыкли размышлять через причинно-следственные связи, поэтому нам сложно понять, как это вдруг что-то происходит просто так, без первопричины. Предположения о том, что квантовая физика сможет объяснить появление вселенной «из ничего», имеют слабое звено — нам не с чего начинать строить теорию из этого предположения. Каждое следующая гипотеза будет ставить перед нами всё новые вопросы — а почему в этой вселенной действуют именно такие законы, а не другие? А если мы примем в качестве точки отсчёта мультивселенную, мы запутаемся в объяснениях ещё больше, поскольку мы вообще не знаем, существует ли она. Науке нет необходимости объяснять происхождение всего. Наука прекрасно справляется с описанием и объяснением природных явлений, и даже здесь остаётся огромное поле для размышлений.

Требуя от науки объяснений о происхождении всего, мы приписываем ей роль новой религии, а это большая ошибка.

Вдумайтесь, как это звучит: учёные ищут ответы на самые важные вопросы человечества. А потом они станут новыми святыми, этакими шаманами современного мира. Но нет, невозможно всё научное знание свести к единой теории. Зная, как работает наука, мы можем ожидать от неё лишь работающих объяснений о функционировании окружающего мира. Мы отлично справились с гравитацией и электромагнетизмом, но застопорились на четырёх фундаментальных взаимодействиях. Но даже если мы справимся и с ними, это будет очень ограниченная версия «теории всего». В конце концов, откуда нам знать, не откроет ли очередной супермощный ускоритель частиц новые частицы и взаимодействия между ними, и не пошатнёт ли это стройную единую теорию? Так что мечтателям о «теории всего» нужно умерить свой пыл и обратиться к эпистемологии. Чтобы понять, сколь многое мы можем узнать, нам необходимо понять, как мы приходим к знанию.

Загадку квантовой механики можно понять, не вмешивая в неё привычную реальность. Некоторые мои коллеги-физики стараются приписать волновые функции окружающему миру, предполагая, что каждое измерение создаёт целый набор параллельных вселенных, чтобы реализовать все свои функции. Вот уж где предполагаемая разгадка оказывается ещё загадочнее, чем сама загадка…

Я же воспринимаю квантовую механику как способ описать возможности для измерения мира очень малых частиц. Ведёт ли этот способ к кошмару возможных интерпретаций? Конечно. Но, кроме этого, он ещё и отражает наше неполное знание о мире. Нужно ли нам идти дальше? Ещё как! Для меня фундаментальная загадка состоит в отношениях между наблюдателем и объектом наблюдения — в том, как факт измерения становится причиной существования квантового объекта. Мы не знаем, существует ли луна, когда мы за ней не наблюдаем, мы лишь предполагаем это. Предполагать — не то же самое, что знать. Наука часто забывает, что жизнь состоит из переживаемого опыта. Возможно, квантовую механику будет легче понять, если мы будем воспринимать её как средство для описания своих отношений с миром.

Я верю, что в ближайшие десятилетия мы переживём возрождение человечества, небывалый подъём, в ходе которого наши отношения с собственной жизнью, другими людьми, прочими существами и нашей планетой станут новый универсальным моральным императивом. Нам необходимо изменить наше отношение к потреблению пищи и использованию ресурсов нашей планеты. Хочется верить, что это произойдёт, пока я жив.

Источник: newtonew