Фундаментальный кризис физики

Мимоходом упомянутый спецвыпуск Nautil.us, посвященный «неприятной» теме ERRORS, имеет множество содержательных статей со свежими взглядами на то, сколь огромную роль играют ошибки и ошибочные методологии, прочно закрепившиеся фактически во всех областях науки – от геологии до лингвистики, от археологии до фармакологии, от архитектуры до психологии.

Как своего рода обобщение, о дефективной методологической основе научных исследований в целом (с точки зрения психологии) рассказывает материал «Scientific Method: The Trouble With Scientists «.

Есть в этом выпуске, конечно же, и тексты про большие проблемы у физиков. Но куда более обширный и обстоятельный обзор этих проблем можно найти в двух других исследованиях, также появившихся почти синхронно в конце весны 2015. Обе работы очень полезно читать совместно, потому что они наглядно демонстрируют тотальный размах кризиса, охватившего физику на всех масштабах – от недоступного для экспериментов микромира теории струн до космологических построений теоретиков для всего космоса.

Летний выпуск сборника Perspectives on Science или «Перспективы науки «, издаваемого Массачусетским технологическим институтом, поместил на своих страницах глубокое-интересное исследование австралийских ученых под названием «Спорные границы: Дебаты вокруг струнной теории и научные идеологии» («Contested Boundaries: The String Theory Debates and Ideologies of Science» – by Sophie Ritson and Kristian Camilleri, Perspectives on Science, Volume 23, Number 2, Summer 2015, pp. 192-227).

Интересен не только размах исследования, затрагивающего самые разные аспекты проблем вокруг струнной теории и ее доминирующей роли в современной теоретической физике – ибо тут важны и исторические, и философские, и социологические моменты. Интересно также и то, что авторам определенно удается оставаться вне схватки, не принимая как свою ни одну из остро конфликтующих сторон и не выдавая суждений, кто тут прав, а кто нет. Но при этом тщательно изучаются узловые точки конфликта и основные пути, которые избирают люди, чтобы доказать свою правоту.

В широко развернувшихся ныне стычках вокруг струнной теории один из наиболее любопытных моментов заключается в том, что конкретно на этом поле обычные роли «настоящих ученых» изменяются на прямо противоположные во всем, что касается трактовки важнейшего вопроса: «Что является наукой, а что нет».

Цитируя наблюдения авторов дословно:

В большинстве научных конфликтов и споров там, где мы видим ученых, занимающихся пограничными задачами, свара по преимуществу затевается вокруг того, как надлежит расценивать взгляды и подходы неортодоксального меньшинства – как науку, как псевдо-науку или же вообще как патологическое извращение науки. Такие направления, как уфология, парапсихология, разумное творение мира и холодный синтез – все это типичные случаи подобного сорта.

Идеологические попытки определить, что такое есть наука, главным образом мотивированы желанием обосновать и защитить позиции научных авторитетов и властей – предлагая принципиальные границы отмежевания от всяких там жуликов и самозванцев. Однако, в случае струнной теории мы имеем дело с прямо противоположным – когда доминирующая исследовательская программа в прочно утвердившейся области науки вынуждена постоянно защищать свои полномочия на то, чтобы именоваться «научной».

Такая ситуация представляет собой любопытный отход от общеизвестных эпизодов науки, связанных с работой на пограничных рубежах. Струнная теория в настоящее время пользуется привилегированным статусом – как доминирующая парадигма в сфере теоретической физики. Но при этом струнные теоретики все чаще вынуждены защищать научную легитимность своих исследований – отбиваясь от обвинений в том, что они выродились в некую форму «метафизики», «дурной науки» и «вообще не науки». При этом, занимаясь подобной обороной, именно струнные теоретики ныне пытаются «ослабить» методологическое определение науки, в то время как их критики пытаются настаивать на более строгих определениях…

Тема активной модификации устоявшихся, казалось бы, представлений о том, для чего нужна наука, как она работает и как доказывает свою правоту – это тема намного более широкая, чем теория струн. На сайте «книги новостей» ранее достаточно много и конкретно об этом рассказывалось, в частности, в тексте «Бунт ученого (раздел Философия Стандартных Моделей) «. Ну а ныне появился довольно большой материал, где на свежем примере демонстрируется глубина кризиса конкретно в стандартной космологической модели.

Статья опубликована онлайн—журналом Aeon («In the beginning: Is cosmology having a creative crisis? «– by Ross Andersen, Aeon, 12 May 2015), и рассказывает о текущем состоянии дел на передовых рубежах космологии, где в прошлом году едва не произошло «величайшее открытие». Однако после более тщательной проверки в данных наблюдений была найдена систематическая ошибка и открытие пришлось закрыть обратно – что попутно обнажило весьма странную ситуацию и в этой области «точных наук».

Для более резкого взгляда на проблему, статья сфокусирована на позиции Пола Стейнхардта – когда-то давно одного из отцов теории инфляции, а ныне ее энергичного противника. Постигнув ошибочность концепции, Стейнхардт настаивает, что прочно утвердившийся в космологии и весьма популярный среди теоретиков сценарий «мультиверса и вечной инфляции» не объясняет того, для чего был сконструирован. Но при этом манипуляции математикой позволяют делать его совместимым практически с любыми экспериментальными результатами.

Большая научная сомнительность такого подхода предельно ярко проявилась в 2014, в «фиаско с экспериментом BICEP2», когда адепты теории мультиверса поначалу бурно провозглашали, что получили в данных BICEP2 неопровержимое свидетельство своей правоты. А затем, когда все свидетельства из этих данных исчезли после перепроверок, эти люди столь же уверенно заявили, что и новые результаты точно так же подтверждают их теорию, как и прежние:

Поначалу Стейнхардт удивлялся, наблюдая, как инфляционные теоретики стали чокаться бокалами шампанского, когда команда BICEP2 объявила о подходящих для них цифрах в наблюдениях. Они провозгласили победу. Якобы, это было именно то, что надо. Именно то, что ожидалось в теории!

Но затем прошло несколько месяцев, данные BICEP2 начали выглядеть все более и более сомнительными. И тогда лидеры инфляции, Линде и Гут, стали давать интервью с заявлениями о том, что результаты BICEP2 просто не следует увязывать с инфляцией. Раз данные не подтвердились, для теории становится в общем-то неважным, что показали результаты эксперимента BICEP2.

Стейнхардта такие перевороты приводят в ярость: «Ну как это можно, сначала говорить, что если не видно гравитационных волн – это прекрасно, а затем, когда их вроде как зафиксировали – это стало убедительным подтверждением теории, ну а теперь, когда их опять не увидели – все снова стало прекрасно?»…

Стейнхардт убежден и готов доказывать, что в основе очевидных проблем нынешней космологии лежит непроверяемая экспериментами парадигма, совместимая с чем угодно. И он уверен, что это отчетливый признак глубочайшего кризиса. Но ученый отнюдь не считает, что это плохо:

«Нам следовало бы ощущать сильную взволнованность от того, что теория инфляции ныне в такой беде. Обычно такие вещи означают, что мы на пороге большого открытия. Это означает, что мы упускаем какую-то идею, действительно важную идею… Нечто такое, что просто накроет нас, когда дойдет. Неужели люди не хотят в этом поучаствовать?»…