Неприятности с физикой: Взлет теории струн, упадок науки и что за этим следует: читать книгу онлайн полностью и бесплатно

–Членство в сообществе науки открыто для любого человеческого существа. Рассмотрение статуса, возраста, пола или любых других персональных характеристик не может играть роли при рассмотрении научных доказательств и аргументов и не может ограничивать доступ члена сообщества к возможности распространения доказательств, аргументов и информации. Вступление в сообщество, однако, базируется на двух критериях. Первый критерий это совершенное владение, по меньшей мере, одним умением в научной подобласти, чтобы обозначить, где вы можете независимо производить работу, расцениваемую другими членами как высококачественную. Второй критерий это лояльность и продолжающаяся приверженность общей этике.

– Хотя временами в заданной подобласти может возникать ортодоксальность, сообщество понимает, что противоположные мнения и исследовательские программы необходимы для сохранения здоровья сообщества.

Когда люди вступают в научное сообщество, они отказываются от определенных детских, но универсальных желаний: необходимости чувствовать, что они правы все время, или уверености, что они обладают абсолютной истиной. Взамен они получают членство в непрекращающемся предприятии которое со временем достигнет того, что индивидуал никогда не достигнет один. Они также получают тренировку экспертов в умении и, в большинстве случаев, изучают намного больше, чем они когда-либо изучили бы самостоятельно. Затем, в обмен на их затраченный труд в применении этого умения, сообщество охраняет право членов на защиту любого взгляда или исследовательской программы, которые, как он или она чувствуют, поддерживаются данными, выработанными из их практики.

Я мог бы назвать этот вид сообщества, в котором членство определяется верностью кодексу этики и практическим умением, выработанным, чтобы понять этот кодекс, этическим сообществом. Наука, я бы предположил, является чистейшим примером такого сообщества.

Но охарактеризовать науку как этическое сообщество является недостаточным, поскольку некоторые этические сообщества существуют, чтобы сохранять старые знания вместо того, чтобы открывать новые истины. Религиозные сообщества во многих случаях удовлетворяют критерию, чтобы быть этическими сообществами. На самом деле наука в ее современной форме развилась из монастырских и теологических школ – этических сообществ, чьей целью было сохранение религиозных догм. Так что, чтобы наша характеристика науки имела смысл, мы должны добавить некоторый критерий, который аккуратно отличит физическое ведомство от монастыря.

Чтобы сделать это, я попытался бы ввести второе понятие, которое я называю творческим сообществом. Это сообщество, чья этика и организация включают в себя уверенность в неизбежности прогресса и открытость в будущее. Открытость оставляет место, творчески и институционально, для инноваций и неожиданностей. Тут не только имеется уверенность, что будущее будет лучше, имеется понимание, что мы не можем предсказать, как это лучшее будущее будет достигнуто.

Ни марксистская страна, ни фундаменталистская религиозная структура не является творческим сообществом. Они могут предвкушать лучшее будущее, но они уверены, что точно знают, как это будущее будет достигнуто. В словах, которые я часто слышал от моей бабушки-марксистки и друзей-марксистов, пока рос, они были уверены, что они правы, поскольку их "наука" учит их "точному анализу ситуации".

Творческое сообщество уверено, что будущее будет приносить неожиданности в форме новых открытий и новых кризисов, которые нужно будет преодолевать. Вместо того, чтобы устанавливать веру в их текущее знание, его члены вкладывают их надежды и ожидания будущего в будущие поколения путем передачи им этических правил и способов мышления, индивидуальных и коллективных, что позволит им победить и извлечь преимущества из условий, которые находятся за пределами нынешних способностей воображения.

Хорошие ученые ожидают, что их студенты превзойдут их. Хотя академическая система дает успешному ученому много оснований для уверенности в его или ее собственной власти, любой хороший ученый знает, что в момент, когда вы поддаетесь уверенности, что вы знаете много больше, чем ваши лучшие студенты, вы перестаете быть ученым.

Научное сообщество, таким образом, является как этическим, так и творческим сообществом.

Что должно быть достаточно ясно из этого описания, что расхождение во мнениях существенно для прогресса науки. Мой первый принцип говорит, что когда мы пытаемся достичь консенсуса при помощи доказательств, мы должны действовать именно так. Но мой второй принцип говорит, что пока доказательство пытается достичь консенсуса, мы должны поощрять широкий разброс точек зрения. Это хорошо для науки – момент, который часто подчеркивал Фейерабенд, и, я уверен, правильно. Наука развивается быстрее, когда есть конкурирующие теории. Более старый, наивный взгляд заключается в том, что теории выдвигаются единовременно, а затем проверяются данными. Это оказывается не верным, если принять во внимание размеры, в которых теоретические идеи, которые мы имеем, влияют на то, какие эксперименты мы делаем и как мы их интерпретируем. Если одномоментно рассматривается только одна теория, мы, вероятно, попадем в интеллектуальную ловушку, созданную этой теорией. Единственный путь выбраться имеется, если различные теории соревнуются в объяснении одних и тех же данных.

Фейерабенд доказывал, что даже в случаях, когда имеется широко признанная теория, которая согласуется со всеми фактами, все равно необходимо придумывать конкурирующие теории, чтобы обеспечить прогресс науки. Это потому, что эксперименты, которые противоречат установленному взгляду, более вероятно будут предложены конкурирующей теорией и, возможно, о них даже не задумаются, если отсутствует конкурирующая теория. Так что конкурирующие теории дают начало экспериментальным аномалиям так же часто, как и неудачам.

Следовательно, настаивал Фейерабенд, ученые не должны быть никогда согласны, исключая то, что они к этому стремятся. Когда ученые приходят к согласию слишком рано, до того, как их к этому вынудят факты, наука находится в опасности. Мы должны тогда спросить, что повлияло на них, что они пришли к преждевременному заключению. Поскольку они только люди, ответом на это будут, вероятно, те же факторы, которые заставляют людей соглашаться по поводу всех сортов вещей, которые не зависят от доказательств, от религиозной веры до модных тенденций в массовой культуре.

Так что вопрос в следующем: хотим ли мы, чтобы ученые пришли к согласию, поскольку они хотят быть или выглядеть похожими на нечто блестящее в глазах других ученых, или поскольку каждый, кого они знают, мыслит одинаково, или поскольку они хотят быть в победившей команде? Большинство людей склоняются к согласию с другими людьми именно по таким мотивам. Нет причин, по которым ученые имели бы иммунитет против этого, оставаясь, как-никак, людьми.

Однако мы должны бороться с такими побуждениями, если мы хотим поддерживать жизнеспособность науки. Мы должны поощрять противоположности, которые приводят к несогласию настолько, насколько позволяют факты. Понимая, насколько люди нуждаются в том, чтобы выглядеть как часть, чтобы войти в часть, чтобы быть частью победившей команды, мы должны прояснить, что когда мы уступаем таким потребностям, мы губим науку.

Имеется и другая причина, по которой здоровье научного сообщества должно поощрять несогласие. Наука двигается вперед, когда мы пытаемся согласиться с чем-то неожиданным. Если мы думаем, что мы знаем ответ, мы будем пытаться встроить каждый результат в заранее представленную идею. Это расходится с тем, что поддерживает жизнеспособность науки, тормозит ее движение. В атмосфере, наполненной спорами между соперничающими взглядами, социологических сил недостаточно, чтобы привести людей к согласию. Так что в тех редких случаях, когда мы приходим к консенсусу по какому-либо поводу, это происходит потому, что у нас нет выбора. Факты заставляют нас сделать это, даже если они нам не нравятся. Именно поэтому прогресс науки реален.

Имеется несколько очевидных возражений на эту характеристику науки. Первое, имеются явные нарушения членами сообщества этики, которую я только что описал. Ученые часто преувеличивают или преуменьшают факты. Возраст, статус, мода, давление равных – все это играет роль в работе научного сообщества. Некоторые исследовательские программы успешны в собирании последователей и ресурсов без всякой поддержки со стороны фактов, хотя другие исследовательские программы, которые, в конечном счете, приносят плоды, подавляются социологическими усилиями.

Но я должен сказать, что достаточно ученых в достаточной степени придерживаются этики, что продолжает делать прогресс в долгосрочной перспективе, несмотря на факт, что время и ресурсы растрачиваются в продвижении и защите ортодоксальных и модных идей, которые позже оказываются неправильными. Должна быть подчеркнута роль времени. Что бы ни могло происходить в краткосрочной перспективе, с течением десятилетий почти всегда собираются факты, которые приводят противоположные утверждения к консенсусу, вне зависимости от моды.

Другое возможное возражение в том, что данная мной характеристика логически неполна. Я не предложил никакого критерия для определения того, какие умения необходимы для мастера. Но, я думаю, это лучше сделать самим сообществам на протяжении многих поколений. Нет способа, которым Ньютон или Дарвин могли бы предсказать диапазон инструментов и процедур, которые используются сегодня.

Следование общей этике никогда не совершенно, так что всегда имеется место для усовершенствования практики науки. Это кажется особенно верным сегодня, когда мода стала играть слишком большую роль, по крайней мере, в физике. Вы знаете, что это происходит всякий раз, когда имеется яркий молодой недавний доктор философии, который говорит вам приватно, что они могли бы скорее делать Х, но делают Y, поскольку это направление или методика поддерживается влиятельными старыми людьми, и они, таким образом, чувствуют необходимость делать Y, чтобы получить финансирование или работу. Конечно, в науке, как и в других областях, всегда есть немногие, кто выберет Х, несмотря на очевидные свидетельства, что те, кто делает Y, будут лучше вознаграждены в краткосрочной перспективе. Среди них есть люди, которые будут, более вероятно, вести следующее поколение. Таким образом, прогресс науки может быть замедлен ортодоксальностью и модой, но пока имеется место для тех, кто делает Х вместо Y, он не может остановиться полностью.

Все это говорит, что, подобно всему другому, что делают человеческие существа, успех в науке в большой степени двигается мужеством и характером. Хотя прогресс науки зависит от возможности достижения консенсуса в долгосрочной перспективе, решения, которые принимают индивидуальные ученые о том, что делать и как оценивать факты, всегда основываются на неполной информации. Наука прогрессирует, поскольку она строится на этическом понимании, что перед лицом неполной информации мы все равны. Никто не может с определенностью предсказать, приведет ли тот или иной подход к определенному прогрессу или к годам растраченного труда. Все, что мы можем сделать, это тренировать студентов в умениях, опыт использования которых показывает, как чаще всего подойти к надежным заключениям. После этого мы должны оставить их свободными следовать их собственной интуиции, и мы должны находить время слушать их, когда они вернутся назад. Пока сообщество непрерывно раскрывает благоприятные возможности для новых идей и точек зрения и придерживается этики, что в конце нам требуется консенсус, основанный на рациональных аргументах из фактов, доступных всем, наука в итоге будет преуспевать.

Задача формирования сообщества науки никогда не закончится. Всегда будет необходимо бороться с доминированием ортодоксальности, моды, возраста и статуса. Всегда будет соблазн выбрать легкий путь, чтобы записаться в команду, которая, кажется, побеждает, вместо того, чтобы снова попытаться понять проблему. В своей высшей форме научное сообщество охватывает преимущества наших лучших побуждений и желаний, одновременно защищая нас от нашего худшего. Сообщество работает, частично используя самоуверенность и амбиции, которые мы в некоторой степени привносим в исследования. Ричард Фейнман смог выразить это лучше всего: Наука есть организованный скептицизм в достоверности экспертного мнения.

18. Пророки и ремесленники

Возможно, имеется что-то неправильное в пути, которым мы идем, чтобы попытаться сделать революцию в физике. Я утверждал в главе 17, что наука является человеческим институтом, подверженным человеческим слабостям, – и хрупким, поскольку она зависит как от групповой этики, так и от индивидуальной этики. Она может быть разрушена, и я уверен, что сегодня дело идет к этому.

Сообщество часто находит, что оно ограничено в мышлении особым образом, следующим из того, как оно организовано. Важной организационной проблемой является: понимаем ли мы и отдаем ли должное правильному виду физики и правильному виду физика, чтобы решить находящуюся под рукой проблему? Ее познавательный двойник таков: задаем ли мы правильные вопросы?

Одна вещь, с которой кажется согласным всякий, кто заботится о фундаментальной физике, в том, что необходимы новые идеи. От самой скептической критики до самой энергичной защиты теории струн вы слышите одну и ту же вещь: мы потеряли что-то важное. Это ощущение необходимости чего-то нового привело организаторов годовой струнной конференции 2005 к предложению секции с названием "Следующая суперструнная революция". И, хотя в настоящее время среди практиков имеется больше уверенности в своих областях, каждый физик, кого я знаю, согласится, что, возможно, по меньшей мере, одна большая идея потеряна.

Как нам найти эту потерянную идею? Ясно, что кто-то или должен осознать неверное предположение, которое мы все сделали, или задать новый вопрос, так что это должна быть личность, в которой мы нуждаемся, чтобы обеспечить будущее фундаментальной физики. Организационная проблема при этом ясна: имеем ли мы систему, которая позволяет кому-то одаренному разыскать это неправильное предположение или задать этот правильный вопрос в сообществе людей, которое мы поддерживаем и (что не менее важно) слушаем? Принимаем ли мы творческих бунтарей с таким редким талантом, или мы исключаем их?

Ясно без обсуждения, что люди, которые могут хорошо задавать неподдельно новые, но существенные вопросы, редки, и что способность наблюдать за технической областью и видеть скрытые предположения или новые пути исследований является умением, совершенно отличным от повседневных умений, которые являются необходимым условием вхождения в физическое сообщество. Одна вещь быть ремесленником, высоко квалифицированным в практике одного умения. И совершенно другая вещь быть пророком.

Это различие не означает, что пророки не являются в высшей степени подготовленными учеными. Пророк должен знать предмет насквозь, быть в состоянии работать с профессиональным инструментарием и убедительно общаться на языке профессии. Хотя пророку нет необходимости быть самым технически сильным из физиков. История демонстрирует, что разновидность личности, которая становится пророком, временами заурядна, когда ее сравнивают с математически искусными учеными, которые выделяются в решении проблем. Лучшим примером является Эйнштейн, который, очевидно, не смог бы получить приличную работу как ученый, когда он был молод. Он был медлителен в обсуждении, легко путался; другие были намного лучше как математики. Сам Эйнштейн, говорят, заметил: "Не то, чтобы я был такой умный. Дело просто в том, что я дольше обращаю внимание на проблемы". Нильс Бор был даже более экстремальным случаем. Мара Беллер, историк, которая детально изучала его работу, отмечает, что в его исследовательской записной книжке не было ни единого расчета, а только словесные аргументы и картинки. Луи де Бройль сделал изумительное предположение, что, если свет является как частицей, так и волной, возможно, что электрон и другие частицы также ведут себя как волны. Он предложил это в 1924 в тезисах на доктора философии, которые не впечатлили его экзаменаторов и потерпели бы неудачу, если бы не поддержка Эйнштейна. Насколько я знаю, он никогда больше не сделал в физике ничего столь же важного. Имеется только одна личность, о которой я могу думать одновременно как о провидце, так и о лучшем математике своего времени: Исаак Ньютон; на самом деле, почти все, что касается Ньютона, уникально и непостижимо.

Как отмечалось в предыдущей главе, Томас Кун ввел различие между "нормальной наукой" и научными революциями. Нормальная наука основывается на парадигме, которая является хорошо определенной практикой с фиксированной теорией и фиксированным массивом вопросов, экспериментальных методов и вычислительных методик. Научная революция происходит, когда рушится парадигма, то есть когда теория, на которой она основана, терпит неудачу в предсказании или объяснении результатов экспериментов. Я не думаю, что наука всегда работает таким образом, но определенно имеются нормальные и революционные периоды, и наука действует в течение этих периодов различным образом. Суть в том, что в нормальной и революционной науке важны различные виды людей. В нормальные периоды вам нужны только люди, которые, независимо от степени их воображения (которая вполне может быть высокой), на самом деле хороши в работе с техническим инструментарием – давайте назовем их мастерами-ремесленниками. Во время революционных периодов вам нужны пророки, которые могут вглядеться прямо в темноту.