Гиперпространство: Научная одиссея через параллельные миры, дыры во времени и десятое измерение - Митио Каку

Очередным поворотом этого спора в последние несколько лет стало провозглашение редукционистами победы над холистами. Недавно в популярной прессе прошла волна заявлений редукционистов о том, что успехи Стандартной модели и теорий Великого объединения подтверждают правильность сведения природы к все более мелким и элементарным составляющим. Исследуя элементарные кварки, лептоны и поля Янга – Миллса, физики в конце концов выявили основные составляющие всей материи. К примеру, физик Джеймс Трефил из Университета Виргинии наносит удар по холизму, объявляя о «Триумфе редукционизма» (Triumph of Reductionism):

В 60–70-х гг. XX в., когда сложность мира частиц становилась все более очевидной в ходе многочисленных экспериментов, некоторые физики разуверились в редукционистском подходе и начали поиски руководства к действию за пределами западных традиций. К примеру, в своей книге «Дао физики» (The Tao of Physics) Фритьоф Капра утверждал, что философия редукционизма потерпела фиаско и что пора принять на вооружение более холистический и мистический взгляд на природу… Однако 1970-е гг. можно считать периодом, когда великие традиции западной научной мысли, подвергавшиеся опасности в ходе научного прогресса XX в., полностью реабилитировали себя. Возможно, понадобится некоторое время, прежде чем эта убежденность выйдет за пределы небольшой группы физиков-теоретиков и станет частью нашего общего мировоззрения{139}.

Однако сторонники холизма подошли к этому спору с других позиций и заявили, что идея объединения, вероятно, самая значительная в физике, по своей сути холистическая, а не редукционистская. Они напоминают о том, как редукционисты посмеивались за спиной Эйнштейна в последние годы его жизни, поговаривали, что он, видно, впадает в маразм, если пытается объединить все существующие в мире силы. Идею объединяющих закономерностей в физике первым выдвинул Эйнштейн, а не редукционисты. Более того, неспособность редукционистов предложить убедительное решение парадокса с котом Шрёдингера доказывает, что они просто предпочитают игнорировать более глубокие философские вопросы. Да, редукционисты добились больших успехов в исследовании теории квантового поля и Стандартной модели, но в конечном итоге этот успех построен на песке, так как квантовую теорию нельзя назвать завершенной.

Разумеется, свои достоинства есть и у той и у другой стороны. Просто они обращаются к разным аспектам сложной проблемы. Однако их спор, доведенный до крайности, порой выливается в то, что я назвал бы битвой между воинственной и невежественной наукой.

Воинственная наука орудует тяжеловесными и негибкими представлениями, которые скорее вызывают отторжение, чем убеждают. Она стремится скорее набрать очки в спорах, чем завоевать аудиторию. Вместо того чтобы апеллировать к интуиции непосвященных, представая в роли защитницы просветленного разума и здравого смысла, она выглядит как новоявленная испанская инквизиция. Воинственная наука – это наука, которая только и ждет повода подраться. Ее сторонники обвиняют противников в глуповатости, в нечеткости представлений о физике, в попытках прикрыть невежество псевдонаучной чепухой. Таким образом, воинственная наука, возможно, и выигрывает отдельные сражения, но в конечном счете проигрывает войну. Из схватки один на один воинственная наука может выйти победительницей, забросав противника данными и учеными степенями. Но в долгосрочной перспективе ей аукаются и высокомерие, и самомнение, отчуждая от нее ту самую аудиторию, которую она надеется убедить.

Невежественная наука ударяется в другую крайность, отвергая эксперименты и принимая на вооружение любую причудливую философию, какая попадается. Нежелательные факты для нее – несущественная деталь, основополагающие принципы – всё. Если факты не укладываются в философию, тогда что-то не так с фактами. Невежественная наука следует заранее определенной программе, в основе которой лежит личная реализация, а не объективное наблюдение, и пытается задним числом вместить в нее науку.

Раскол между этими двумя фракциями впервые возник во время войны во Вьетнаме, когда «поколение хиппи» ужаснулось массовому, неоправданному применению смертоносных технологий против аграрной страны. Но в последнее время сферой, в которой этот законный спор разгорается особенно жарко, стало, пожалуй, личное здоровье. К примеру, высокооплачиваемые лоббисты, действующие в интересах могущественных агропромышленных и пищевых предприятий, в 50–60-х гг. XX в. оказывали значительное влияние на конгресс и учреждения здравоохранения, препятствуя тщательному изучению вредного влияния холестерина, табака, животных жиров, пестицидов, некоторых пищевых добавок на развитие сердечных и онкологических заболеваний, что сейчас уже подтверждено документально.

Недавний пример – скандал вокруг пестицида алара, обнаруженного в яблоках. Объявив, что нынешнее содержание пестицидов в яблоках способно убить до 5000 детей, защитники окружающей среды из Национального совета по охране природных ресурсов вызвали взрыв беспокойства среди покупателей и возмущение представителей пищевой отрасли, последние обвинили их в распространении паники. В дальнейшем выяснилось, что в отчете, на основании которого были сделаны данные выводы, использовались цифры и сведения, которыми располагали федеральные правительственные органы. Это, в свою очередь, подразумевало, что Управление по надзору за продуктами и медикаментами могло принести в жертву жизнь 5000 детей, сочтя такой риск «допустимым».

Вдобавок сенсационное известие о широчайшем распространении загрязнения питьевой воды свинцом, способным вызвать серьезные неврологические заболевания у детей, привело лишь к снижению авторитета науки в глазах большинства американцев. Медицина, пищевая и химическая промышленность перестают пользоваться доверием у довольно внушительной части общества. Эти и другие скандалы также внесли свой вклад в распространение модных диет, многие из которых предлагаются с лучшими намерениями, но с точки зрения науки неубедительны.

Высший синтез в высших измерениях

Две вышеупомянутые и явно непримиримые философские позиции следует рассматривать в более широком масштабе. Антагонистическими они становятся лишь в своих крайних проявлениях.

Вероятно, высший синтез обеих точек зрения находится в высших измерениях. Геометрия, почти по определению, не может соответствовать традиционному редукционизму. Изучая микроскопическую частицу нитки, мы вряд ли сумеем представить себе гобелен целиком. Аналогично, рассматривая микроскопический участок некой поверхности, мы не определим общую структуру этой поверхности. Высшие измерения, по определению, подразумевают возможность выбрать точку, с которой открывается более широкий, глобальный обзор.

Подобно этому, геометрия не может быть исключительно холистической. Просто обратить внимание на то, что поверхность в высших измерениях сферическая, недостаточно, чтобы получить информацию, необходимую для определения свойств кварков, которые она содержит. Способ скручивания этого измерения в шарик определяет природу симметрии кварков и глюонов на этой поверхности. Таким образом, сам по себе холизм не дает нам данных, необходимых для преобразования десятимерной теории в физически релевантную теорию.

В каком-то смысле геометрия высших пространств заставляет нас признать единство холистического и редукционистского подходов. Это просто два способа смотреть на одно и то же – геометрию. Две стороны одной медали. С точки зрения геометрии не имеет значения, выбираем мы редукционистский (объединяя кварки и глюоны в пространстве Калуцы – Клейна) или холистический подход (взяв поверхность Калуцы – Клейна и открывая симметрию кварков и глюонов).

Можно предпочесть один подход другому, но лишь в исторических или педагогических целях. По историческим причинам можно подчеркнуть редукционизм истоков физики субатомных частиц, указывая, как специалисты по физике частиц за 40 лет сумели свести вместе три из фундаментальных сил, разгоняя атомы. Или можно придерживаться более холистического подхода и утверждать, что окончательное объединение квантовых сил с гравитацией подразумевает глубокое понимание геометрии. В итоге к физике частиц мы подходим через теории Калуцы – Клейна и струн, а Стандартную модель рассматриваем как следствие скручивания многомерного пространства.

Оба эти подхода правомерны. В книге «За пределами научной мысли Эйнштейна: Космические поиски теории Вселенной» (Beyond Einstein: The Cosmic Quest for the Theory of the Universe) мы с Дженнифер Трейнер избрали более редукционистский подход и рассказали о том, как открытие тех или иных явлений в зримой Вселенной в конце концов привело к геометрическому описанию материи. Здесь же мы придерживаемся противоположного подхода, начинаем с незримой Вселенной, а концепцию упрощения законов природы в высших измерениях рассматриваем как главную тему. Так или иначе, оба подхода дают одинаковый результат.