Во что мы верим, но не можем доказать. Интеллектуалы XXI века о современной науке-Джон Брокман




страница13/14
Дата26.02.2016
Размер2.1 Mb.
1   ...   6   7   8   9   10   11   12   13   14
Джон Барроу

      ДЖОН БАРРОУ — профессор математических наук факультета прикладной математики и теоретической физики Кембриджского университета. Автор нескольких книг, посвященных космологии, в том числе «Бесконечная книга: краткое руководство к безграничному, вечному и беспредельному».

       Я верю, но не могу доказать, что наша Вселенная бесконечна в пространстве, но конечна во времени, и она — далеко не единственная. Я не только не могу этого доказать, но считаю, что рано или поздно эти предположения будут признаны недоказуемыми в принципе, и в итоге мы признаем, что этот принцип не требует доказательств.

      Пол Стейнхардт

      ПОЛ СТЕЙНХАРДТ — физик-теоретик, профессор Принстонского университета. Его исследования посвящены проблемам физики частиц, астрофизики, космологии и физики конденсированного вещества.

       Я верю, что наша Вселенная возникла не случайно, но не могу этого доказать.

       Исторически эту точку зрения разделяли почти все физики. Столетиями многие из нас полагали, что Все ленной управляет простой набор физических законов, которые везде одинаковы. И эти законы вписываются в простую общую теорию.

       Однако в последние несколько лет все больше моих наиболее уважаемых коллег попадают под чары антропного принципа — идеи о том, что существует огромное разнообразие вселенных, обладающих самыми разными физическими свойствами. И свойства нашей наблюдаемой Вселенной возникли чисто случайно. Просто так вышло, что особенности нашей Вселенной оказались совместимы с развитием разумной жизни, но кроме этого в ней нет ничего особенного. Такой сдвиг парадигмы возникает отчасти из-за того, что нам не удается (до сих пор) создать общую теорию, которая бы объясняла, по каким причинам наша Вселенная уникальна. Согласно некоторым недавним расчетам теория суперструн, наш главный претендент на звание единой теории, предполагает что число разных вселенных постоянно растет и большинство из них совершенно не похожи на нашу. Отстаивая свои идеи, сторонники теории струн обратились к антропному принципу.

       Откровенно говоря, я рассматриваю это как акт отчаяния. Я не испытываю особого почтения к антропному принципу: эта идея, по сути, ненаучна. Адекватная научная теория всегда основана на поддающихся проверке гипотезах и оценивается по ее способности предугадывать события. Антропный принцип допускает огромное количество предположений, связанных с существованием множества вселенных, со случайностью процесса творения, распределениями вероятности, определяющими правдоподобие тех или иных возможностей и т.д. Ни одно из этих предположений не поддается проверке, потому что все они связаны с гипотетическими участками пространства-времени, которые мы никогда не сможем наблюдать непосредственно. Что касается прогнозов, их почти нет. В случае теории струн антропный принцип позволяет лишь объяснить известные наблюдения, но не предсказать новые. (Если в каких-то версиях антропного принципа делались прогнозы, то они оказывались ошибочными. Например, говорят, что в рамках этого принципа были предсказаны недавние свидетельства существования космологической константы; однако ее наблюдаемая величина не соответствует величине, на которую этот принцип указывал.)

       Отчаяние сторонников теории струн я считаю неоправданным, поскольку мы не видим никаких доказательств того, что наша Вселенная возникла случайно. Как раз наоборот: недавние наблюдения и эксперименты подтверждают, что наша Вселенная проста. Распределение материи и энергии в ней удивительно единообразно. Иерархию сложных структур, от скоплений галактик до субэлементарных частиц, можно описать с точки зрения нескольких дюжин простых элементов и нескольких сил, связанных простой симметрией. Но простая вселенная требует простого объяснения. Зачем же все эти гипотезы о существовании бесконечного числа вселенных, обладающих множеством разных свойств? Неужели только для того, чтобы объяснить существование нашей собственной?

       Конечно, мы с коллегами ожидаем дальнейшего редукционизма. Теории струн пока не удается найти уникальную вселенную — возможно, из-за того, что она все еще недостаточно разработана (или ошибочна). Надеюсь, в течение следующих десятилетий физики не оставят попыток воплотить в жизнь свою мечту и найти научно обоснованную «окончательную теорию». И тогда повальное увлечение антропным принципом будет признано просто временным помешательством.

      Ли Смолин

      ЛИ СМОЛИН — физик, основатель и научный сотрудник Института теоретической физики Периметр, Ватерлоо, Онтарио. Ведущий исследователь в сфере квантовой гравитации. Автор книг «Жизнь космоса» и «Три дороги к квантовой теории гравитации».

       Я убежден, что квантовая механика — не окончательная теория. Я верю в это, потому что никогда не встречал интерпретации квантовой механики, которая бы имела для меня смысл. Я тщательно изучил самые разные интерпретации и формулировки, я много о них думал, но до сих пор не могу уловить смысла квантовой теории. В частности, мне кажется, что проблему измерения невозможно разрешить, не меняя самой теории.

       Это значит, что квантовая механика представляет собой только приблизительное описание более общей физической теории. Тогда должны существовать скрытые переменные, усредненные для получения приблизительного, вероятностного описания, которое и является квантовой теорией. Из экспериментальных исследований неравенств Белла мы знаем, что любая теория, которая не противоречит квантовой механике в тех экспериментах, в которых она была проверена, должна быть нелокальной. Квантовая механика основана на нелокальности, как и все другие, более осмысленные теории, которые могли бы ее заменить. Таким образом, любые дополнительные скрытые переменные тоже должны быть нелокальными. Но я думаю, что здесь можно сказать больше. Я верю, что скрытые переменные описывают отношения между частицами, которые мы можем видеть, но отношения между которыми скрыты, потому что они нелокальны и соединяют широко разнесенные частицы.

       Это согласуется с другим моим твердым убеждением, основанным на общей теории относительности. Оно заключается в том, что фундаментальные свойства физических объектов — это ряд отношений, которые развиваются динамически. Не существует никаких неотъемлемых свойств, не связанных с отношениями между объектами, и нет никакого фиксированного контекста — например, ньютонового пространства и времени, — который бы существовал только для того, чтобы наделять вещи теми или иными свойствами.

       Одно из следствий этого предположения заключается в том, что геометрия пространства и времени — также всего лишь приблизительное, неполное описание, применимое только на тех уровнях, где невозможно увидеть фундаментальные степени свободы. Фундаментальные отношения являются нелокальными относительно приблизительного понятия локальности, возникающего на том уровне, где уже имеет смысл говорить о локальности в геометрии.

       Объединяя эти понятия, мы видим, что принцип неопределенности[23] в квантовой теории должен быть остатком возникающей нелокальности (resulting nonlocality), а это ограничивает нашу способность предсказывать будущее любой, даже самой небольшой области Вселенной. Константа Дирака, основная константа квантовой механики, измеряющая квантовую неопределенность, связана с N, количеством степеней свободы во Вселенной. Разумно предположить, что константа Дирака обратно пропорциональна квадратному корню из N.

       Но как описать физику, если не с точки зрения вещей, движущихся в неподвижном пространстве-времени? Над этим ломал голову Эйнштейн, и меня устраивает только один ответ — тот, к которому он пришел незадолго до смерти: фундаментальная физика должна быть дискретной, и ее описание должно быть сделано на языке алгебры и комбинаторики.

       А что можно сказать о времени? Мне также не удалось понять смысла призывов покончить со временем как с фундаментальным аспектом описания природы. Поэтому я верю в существование времени в смысле причинно-следственных связей. Я также сомневаюсь, что Большой взрыв был началом времени. Я почти уверен, что наша история началась задолго до Большого взрыва. Наконец, я верю, что в ближайшем будущем мы сможем делать прогнозы на основании этих гипотез, которые будут проверены в процессе реальных экспериментов.

      Антон Зелингер

      АНТОН ЗЕЛИНГЕР — профессор физики Венского университета. Проводит эксперименты в области квантовой телепортации и квантовой интерференции с «бакиболловыми» молекулами, крупнейшими объектами, когда-либо демонстрировавшими квантовый феномен. Его следующая цель — найти экспериментальные доказательства существования квантового феномена в объектах большего размера, возможно, даже в самой жизни.

       Я верю, но не могу доказать, что квантовая физика требует от нас отказа от разделения между информацией и реальностью.

       Почему я в это верю? Потому что провести функциональную границу между реальностью и информацией невозможно. Когда мы делаем какое-либо утверждение о мире, о каком-то объекте, его качествах, это утверждение исходит из информации, которой мы располагаем. А научные прогнозы по сути — это сообщения об информации, которую мы надеемся получить в будущем. Поэтому очень соблазнительно верить, что все на свете — просто информация; но при этом мы рискуем впасть в солипсизм и субъективизм. Мы знаем (хотя не можем этого доказать), что реальность существует «вне» нас. Для меня главное доказательство того, что реальность существует независимо от меня, — это случайность отдельного квантового явления — распада радиоактивного атома. Нет никаких скрытых причин для того, чтобы атом распадался с той невероятной скоростью, с какой он это делает.

       Следовательно, если реальность существует, и если мы никогда не сможем провести функциональную границу между реальностью и информацией, может оказаться, что реальность и информация — одно и то же. Нам нужна концепция, способная вместить и то и другое.

       Это послание от кванта. Это естественное продолжение так называемой копенгагенской интерпретации квантовой механики, гласящей, что мы не должны приписывать объекту те или иные качества до того, как сможем наблюдать их в реальности. Если мы примем утверждение о том, что реальность и информация — одно и то же, то все квантовые загадки и парадоксы — вроде «проблемы измерения» или девяти жизней кота Шредингера — тут же исчезнут. Но при этом цена объединения реальности и информации будет довольно высокой, ведь, если моя гипотеза верна, многие вопросы окажутся бессмысленными. Станет незачем спрашивать, что «на самом деле» происходит в мире. Кот Шредингера — ни живой, ни мертвый, до тех пор пока у нас нет информации о его состоянии.

       Кстати, я также верю, что настанет день, когда мы научимся преодолевать «декогерентность» и наблюдать квантовый феномен за пределами защищенной среды лабораторий. Я надеюсь (в отличие от неисследованного кота Шредингера) дожить до этого дня.

      Грегори Бенфорд

      ГРЕГОРИ БЕНФОРД — профессор физики плазмы Калифорнийского университета, Ирвин. Автор нескольких научно-фантастических романов. Последний из них — «Рожденный солнцем», сиквел романа «Марсианская раса», опубликованного в 1999 году. Также его перу принадлежит книга «Глубина времени: как люди общаются сквозь тысячелетия».

       Почему вообще существуют научные законы? У меня есть возможный ответ, но пока нет доказательств.

       Мы, физики, объясняем происхождение и структуру материи и энергии, но не происхождение законов, которым они подчиняются. Применима ли идея причинной обусловленности к происхождению самих законов? Мы сузили диапазон полевых теорий, способных объяснить Большой взрыв в нашей Вселенной, но почему считается, что управляющие ею законы не меняются со временем и действуют всегда?

       Можно вообразить Вселенную, в которой законы действуют не всегда. Например, когда мы говорим о чудесах, Вселенная кажется именно такой: чтобы в ней все работало как следует, нужно руководство Господа Бога. Физика, напротив, стремится найти законы в надежде, что они окажутся жесткими и непреложными — например, когда Эйнштейн спрашивал, был ли у Бога выбор, когда Он создавал Вселенную. Сегодня стало модно избегать проблемы выбора: например, утверждать, что существует бесконечное множество вселенных, окруженных другими вселенными, и в них действуют самые разные законы, которые только можно себе представить, со всеми возможными параметрами и последствиями. Само появление этой гипотезы «мультивселенных» указывает на то, что нам до сих пор не удалось достичь нашей великой цели. На мой взгляд, оно противоречит простоте принципа «бритвы Оккама»[24], компенсируя отсутствие понимания бесконечным умножением невидимых сущностей.

       Возможно, это напоминает неспособность философии вообразить, как это делаю я, что, когда мы видим порядок, в его основе обычно лежит определенный принцип. Но каким образом возникли законы физики? Естественный отбор подарил нам безукоризненно структурированную биосферу, и возможно, подобный принцип эволюции действует и при происхождении вселенных. Возможно, наша Вселенная возникла в результате естественного отбора среди разных типов интеллекта. Возможно, в процессе этого отбора победил интеллект, способный создавать новые вселенные.

       Возможно, новые вселенные возникают в процессе физических экспериментов или рядом с черными дырами (как предположил Ли Смолин), где пространство-время искривлено в пластичные формы, способные создавать все новое и новое пространство-время. Возможно, эволюцией физических законов движет некая Высшая вселенная, обладавшая интеллектом, способным создавать другие вселенные с небольшими «генетическими» вариациями. Подобные идеи выдвигал астрофизик Эдвард Харрисон.

       Отбор возникает, потому что только устойчивые законы могут создавать постоянные, благоприятные условия для возникновения новой жизни. Как только формы жизни это поняли, они могли начать намеренно создавать более совершенные вселенные, обладающие набором неизменных законов, способных создавать еще более грандиозные структуры. Такая первичная эволюция могла иметь наблюдаемые последствия. Если мое предположение верно, то мы — неизбежное следствие существования Вселенной, отражающее интеллект, появившийся до нас в какой-то более ранней вселенной и сознательно решивший создать некий устойчивый порядок. Тогда благоприятная для нас космическая среда обитания возникла не случайно. Если мы и дальше будем находить признаки совершенства нашей Вселенной, докажет ли это такую гипотезу?

      Руди Рюкер

      РУДИ РЮКЕР — математик, специалист в сфере компьютерных наук, пионер киберпанка и писатель. Автор книг «Бесконечность и разум» и «Лайф-бокс, морская ракушка и душа».

       Я хотел бы предложить новый вариант теории множества вселенных. Я не стану утверждать, что существует каждая возможная вселенная. Я сказал бы, что есть последовательность возможных вселенных. Это нечто вроде нескольких последовательных черновиков романа. Мы живем в «черновой» версии Вселенной, а окончательной версии не существует. «Роман» все время переписывают.

       Время от времени мы можем это осознавать. Например, когда мы расслабляемся, перестаем обозначать вещи и формировать мнения, наше сознание способно постичь множественность «черновиков» Вселенной. Вещи и события не должны быть именно такими или иными — до тех пор, пока мы не считаем их таковыми.

       Каждый «черновик», каждое пространство-время, каждый проект реальности сам по себе строго детерминирован. В мире нет ничего случайного; наоборот, существует огромная паутина синхронных взаимосвязей, а причины и следствия перетекают вперед и назад во времени. Завязка романа соответствует развязке; прошлое соответствует будущему. Если меняется одна вещь, одно событие, меняется и все остальное. Если мы знаем все о текущем мгновении, то знаем все о прошлом и будущем.

       Поэтому объяснить любой «черновик» Вселенной — значит объяснить содержание единственного мгновения этого «черновика». Это, в свою очередь, означает, что эволюцию можно рассматривать как последовательность «черновиков», как эволюцию последовательных версий проектов отдельного мгновения. Кульминационная сцена разговора между Скарлетт О'Хара и Реттом Батлером переписывалась много раз, а вслед за ней — и весь сюжет «Унесенных ветром».

       И такая эволюция тоже может быть детерминистской. Можно предположить наличие двух разных детерминистских принципов: физического и метафизического. Физический принцип состоит из обратимых во времени законов, которые формируют текущее мгновение по восходящей и по нисходящей, наполняя прошлое и будущее пространства-времени. А на метафизический принцип мы ссылаемся, чтобы объяснить содержание этого мгновения. Принцип метафизики детерминирован, но необратим; он действует в измерении, которое можно назвать «паравременем», превращающим простые «семена» в заполняющий пространство паттерн, который проявляется в текущем мгновении.

       Принцип метафизики... что это? Вполне возможно, он довольно прост. Может быть, так же прост, как принцип восьмибитного клеточного автомата, позволяющий создавать сложные паттерны исключительно на основе вычислений. А может быть, принцип метафизики подобен мозгу автора, пишущего роман, который пытается найти самые точные слова для описания реальности, созданной его воображением. А может быть, главный принцип метафизики заключается в том, что есть некий Единый Космический Разум, Большое Ага! или Вечная Тайна, обитающие в пространстве между нашими мыслями.

      Карло Ровелли

      КАРЛО РОВЕЛЛИ — физик, работает н Цен тре теоретической физики, Марсель. Ведущий сотрудник Institut Universitaire de France[25], про фессор Средиземноморского университета, приглашенный профессор истории и философии науки Питтсбургского университета. Автор книги «Квантовая теория гравитации».

       Я убежден, хотя и не могу этого доказать, что времени не существует. Другими словами, есть последовательный способ рассуждать о природе, когда понятия пространства и времени не нужны. Я верю, что такой способ рассуждать окажется полезным и убедительным. Я думаю, выяснится, что понятия пространства и времени полезны лишь в рамках некоего приближения. Эти понятия похожи на такое понятие, как «поверхность воды»: оно теряет смысл, когда мы описываем динамику отдельных атомов, из которых состоят вода и воздух; на микроуровне никакой поверхности там нет. Я убежден, что пространство и время, как и поверхность воды, — удобные приближения на макроуровне, ненадежные и иллюзорные. Это «экраны», которые наш ум использует для осмысления реальности.

      В частности, я убежден, что время — это артефакт приближения, позволяющего пренебречь основными степенями свободы реальности. Поэтому «время», в каком-то смысле, отражает лишь наше невежество.

      Я также убежден, но не могу доказать, что нет объектов, есть только отношения. Под этим я подразумеваю, что есть последовательный способ рассуждать о природе, который описывает только взаимодействия между системами, а не состояния или изменения отдельных систем. Точно так же я верю, что для физики этот способ рассуждать о природе окажется полезным и естественным.

      Убеждения, которые невозможно доказать, часто ошибочны (как показывают противоречивые представления, приведенные на этих страницах). Но столь же часто они оказываются верными, и в науке они необходимы. Вот хороший пример, приведенный еще 24 столетия назад: Сократ в «Федоне» Платона говорит: «Доказать, что так именно оно и есть, никакому Главку, пожалуй, не под силу. Мне-то, во всяком случае, не справиться... Каков, однако ж, по моему убеждению, вид Земли и каковы ее области, я могу описать: гут никаких препятствий нет... Вот в чем я убедился. Во-первых... Земля кругла...»[26]

      Наконец, я верю, но не могу доказать, что человек обладает инстинктом сотрудничества. Этот инстинкт в итоге победит близорукие, эгоистичные и агрессивные инстинкты, ведущие к эксплуатации и войнам. Благодаря сотрудничеству в истории уже были долгие периоды мира и процветания. В конечном итоге, сотрудничая друг с другом, мы создадим планету без границ, без войн, без патриотизма, без религий, без бедности — и будем жить в одном целостном мире. На самом деле, я не уверен, что в это верю, но мне хотелось бы верить, что верю.

      Джеффри Эпштейн

      ДЖЕФФРИ ЭПШТЕЙН — инвестиционный менеджер и филантроп, поддерживающий научные исследования.

       Я верю, что когда-нибудь будет обнаружен механизм человеческого восприятия времени. Практически еще один орган чувств — способность отличать прошлое от настоящего, с достаточно длительными интервалами, чтобы продумать до конца мысль и создать воспоминания — возводит новую границу для сознания.

       Будут обнаружены (в дополнение к энтропии) затраты или проблемы, связанные с путешествиями во времени. Устойчивые состояния станут классическим ограничением. Мы откроем формулу отношения времени к жизни, определив его так же однозначно, как отношение времени к пространству.

      Говард Рейнгольд

      ГОВАРД РЕЙНГОЛЬД — эксперт в сфере электроники и компьютерных коммуникаций. Автор нескольких книг, в том числе «Виртуальное сообщество» и «Умная толпа. Новая социальная революция»[27].

       Я считаю, что мы — люди, так много знающие о космологии и иммунологии, до сих пор плохо представляем себе, почему и как люди сотрудничают друг с другом. Я думаю, что отчасти так происходит из-за старой и привычной истории о том, как устроен мир: успеха достигают фирмы и страны, которые хорошо умеют конкурировать. Биология — это война, в которой выживают сильнейшие; политика — это искусство побеждать; рынки развиваются только на основании личных интересов их участников. Эта история отражает дух времени эры Адама Смита и Чарльза Дарвина. Научные, социальные, экономические и политические теории прошлого века подразумевали, что эволюцией, прогрессом, торговлей и обществом движет конкуренция.

       Я верю, что сейчас формируется сценарий нового рассказа — истории, в которой сотрудничество, взаимозависимость и коллективные действия играют более важную роль. А истории о конкуренции (важной, но не всесильной) и выживании сильнейших пора потесниться.

       Сегодня нам доступны новые данные об эволюции альтруистического поведения и симбиотических отношений, новое понимание экономического поведения, полученное с помощью экспериментов по теории игр и нейроэкономических экспериментов, социологических исследований в сфере коллективных действий и компьютерных технологий (таких как система сетевых вычислений, смешанных сетей и онлайн-рынков). Но я не думаю, что кто-нибудь когда-нибудь сможет сформулировать алгоритм или рецепт человеческого сотрудничества. Сложная взаимозависимость человеческого мышления, поведения и культуры, несомнен но, имеет ограничения, подобные тем, которые Вернер Гейзенберг обнаружил в физике, а Курт Гёдель — в математике, а именно: общественное поведение человека — сложная адаптивная система, и поэтому она не является жестко детерминированной.

       Я верю, что более обширные знания, вместе с концептуальной структурой, не являющейся ни редукционной, ни теологической, когда-нибудь позволят нам создать более эффективные экономические и политические структуры и институты. Институциональные и концептуальные барьеры для этого столь же серьезны, как и методологические. Это напоминает мне проблему, с которой в 1950-х годах столкнулся Дуглас Энгельбарт, человек, который изобрел почти все современные интерактивные технологии (графический пользовательский интерфейс, мышь, гипертекст, текстовый редактор, групповые онлайн-конференции). Он не мог убедить инженеров-компьютерщиков, библиотекарей и представителей государственных организаций, что вычислительные машины можно использовать для того, чтобы помогать людям думать, а также выполнять научные вычисления и обработку коммерческой информации. Ни один человек, ни одно учреждение никогда не рассматривали вычислительные машины с этой точки зрения. А традиционные идеи о том, для чего нужны такие машины, были наивными и устаревшими. Энгельбарту пришлось создать концепцию интерактивных технологий, позволяющих расширять возможности человеческого интеллекта. Только после этого разработчики аппаратных средств, программного обеспечения и пользовательского интерфейса смогли создать первые персональные компьютеры и сети.

       Новое понимание того, как люди сотрудничают (или не могут сотрудничать), требует междисциплинарного сотрудничества. Такие усилия очень важны, но это не гарантирует успеха. Ведь все организации, занимающиеся сбором и проверкой знаний, — университеты, корпоративные научно-исследовательские лаборатории, фонды — до сих пор поощряют и поддерживают узкую специализацию.

      

1   ...   6   7   8   9   10   11   12   13   14


База данных защищена авторским правом ©uverenniy.ru 2016
обратиться к администрации

    Главная страница