Банкротство физики - Александр Унцикер
Пролог: Расслабляющая, волнующая и перенапряженная физика — Введение в парадокс
Книга Александра Унцикера и Шейллы Джонс открывается с элегантного парадокса, который задает тон всему последующему повествованию. Физика, утверждают авторы, является одновременно и самым умиротворяющим, и самым волнующим из всех человеческих устремлений. Умиротворение приходит от осознания нашего места во Вселенной. Когда мы поднимаем глаза к звездному небу или размышляем о субатомном мире, наши личные тревоги и амбиции кажутся ничтожными. Этот космический взгляд дарует перспективу и спокойствие. Волнение же исходит от невероятной силы современного научного метода. Мы живем в эпоху, когда технологии позволяют нам с беспрецедентной точностью исследовать как самые далекие галактики, так и самые сокровенные тайны материи. Никогда прежде человечество не было так близко к пониманию фундаментальных законов природы.
Однако этот вдохновляющий пролог — лишь затишье перед бурей. Авторы немедленно заявляют, что их книга — это не панегирик науке, а скорее беспощадный диагноз ее тяжелой, системной болезни. По их мнению, современная фундаментальная теоретическая физика, особенно в ее самых «передовых» областях — космологии и физике элементарных частиц, — предала те самые принципы, которые обеспечивали ее триумфальное шествие на протяжении четырех столетий. Вместо строгого следования эмпирическим данным и логической простоте, она погрузилась в мир «причудливых конструкций», «математических фантазий» и «пост-эмпирической» схоластики, полностью оторвавшись от физической реальности.
Центральная метафора, пронизывающая всю книгу, — это сравнение состояния современной физики с финансовым пузырем. Авторы проводят прямую аналогию: подобно тому, как Уолл-стрит перед крахом 2008 года создавала сложные, непрозрачные и, как оказалось, фиктивные финансовые активы, современная теоретическая физика создает сложные, непроверяемые и, возможно, фиктивные теории. Этот пузырь раздувается эйфорией, подпитываемой взаимным цитированием, престижными премиями, медийной шумихой и, что самое главное, необходимостью оправдывать колоссальные финансовые вложения в мегапроекты.
Ярчайшим симптомом этой болезни авторы называют так называемое открытие бозона Хиггса в ЦЕРНе. Они утверждают, что это событие было не столько научным прорывом, сколько актом отчаяния и мастерской PR-кампанией. Из триллионов протон-протонных столкновений с помощью сложнейших алгоритмов фильтрации был выделен слабый, размытый сигнал — небольшой избыток фотонных пар в определенном энергетическом диапазоне. Этот неоднозначный результат, который мог иметь множество альтернативных объяснений, был немедленно и с огромной помпой объявлен открытием предсказанной полвека назад частицы. Почему? Потому что Стандартная модель, шаткая конструкция с десятками свободных параметров, нуждалась в своем венце. А многомиллиардный Большой адронный коллайдер (БАК) нуждался в оправдании своего существования. Таким образом, «открытие» стало самосбывающимся пророчеством, продиктованным не столько научными доказательствами, сколько институциональной необходимостью.
Авторы заявляют, что их критика направлена не на науку как таковую, а на ее современную деградацию. Они выступают в защиту классического научного этоса — интеллектуальной честности, скептицизма и верности эмпирическим фактам. Книга построена как последовательное разоблачение: от анализа проблем в общепринятых теориях до разгрома откровенно спекулятивных конструкций и, наконец, до исследования социологических и методологических причин, приведших физику в этот интеллектуальный тупик.
Часть I: Кратчайший путь к кризису — Пропасть между наблюдением и пониманием
В первой части книги авторы закладывают фундамент своей аргументации, демонстрируя зияющую пропасть между феноменальными успехами наблюдательной астрономии и удручающим состоянием теоретических моделей, которые пытаются эти наблюдения объяснить.
Глава 1. Неплохо, Homo sapiens, но… — Причины для сомнений: что-то прогнило в королевстве физики
Эта глава начинается с яркой сцены: конференция Астрономического общества в 1990 году, где были представлены первые точные данные со спутника COBE. На экране — простой график: точки, идеально ложащиеся на теоретическую кривую чернотельного излучения Макса Планка. Зал взрывается аплодисментами. Это был триумф: человечество увидело свет реликтового излучения, эхо Большого взрыва, и подтвердило одну из фундаментальных теорий с поразительной точностью. Джордж Смут, руководитель проекта, позже назовет эту карту флуктуаций «ликом Бога».
Но именно здесь, в момент величайшего триумфа, по мнению авторов, и зародилась величайшая гордыня. Вместо того чтобы с осторожностью интерпретировать эти фантастические данные, научное сообщество уверилось, что оно стоит на пороге окончательного понимания Вселенной. Этот оптимизм, однако, скрывал тот факт, что для «подгонки» теории под новые, все более точные данные, приходилось вводить все более странные и искусственные сущности.
Авторы знакомят читателя с двумя главными «призраками» современной космологии:
· Темная материя: Концепция, рожденная из наблюдений Фрица Цвикки за скоплениями галактик и позже подтвержденная работами Веры Рубин по вращению галактик. Чтобы объяснить, почему галактики и их скопления не разлетаются на части, пришлось предположить, что они погружены в массивные гало из невидимого вещества.
· Темная энергия: Еще более экзотическая идея, возникшая для объяснения ускоренного расширения Вселенной.
Вместе эти две сущности, по современным представлениям, составляют 96% всей энергии-массы во Вселенной. Таким образом, вся наша «прецизионная космология» построена на том, что мы понимаем лишь 4% мироздания. Авторы задают едкий вопрос: является ли это признаком глубокого понимания или признаком того, что наша базовая модель в корне неверна? Они сравнивают эту ситуацию с попыткой объяснить работу сложного механизма, видя лишь одну его шестеренку из двадцати пяти.
Глава 2. Галилей бы сошел с ума! — Квантовый скачок в измерительных приборах: почему мы живем в фантастические времена
Эта глава — ода наблюдательной науке. Авторы с восхищением описывают технологическую революцию, которая дала нам «новые глаза» для изучения Вселенной. Если телескоп Галилея был прорывом, то современные инструменты — это нечто за гранью его самых смелых мечтаний.
· Космические телескопы: «Хаббл», «Чандра», «Спитцер» и другие позволили нам увидеть Вселенную во всех диапазонах электромагнитного спектра, избавившись от искажающего влияния атмосферы.
· ПЗС-матрицы и цифровая обработка: Замена фотопластинок на цифровые детекторы увеличила чувствительность и точность наблюдений на порядки.
· Интерферометрия и лазерная дальнометрия: Технологии вроде VLBI (радиоинтерферометрия со сверхдлинными базами) позволяют достигать углового разрешения, эквивалентного телескопу размером с Землю. Лунная лазерная дальнометрия измеряет расстояние до Луны с точностью до миллиметров.
· Демократизация данных: Проекты, такие как Sloan Digital Sky Survey (SDSS), систематически картографируют небо и выкладывают терабайты данных в открытый доступ. Это меняет саму социологию науки: теперь любой исследователь, а не только элита с доступом к крупным телескопам, может работать с передовыми данными.
Основной посыл главы: у нас нет недостатка в фактах. Проблема не в данных, а в их интерпретации. Галилей использовал свой примитивный телескоп, чтобы опровергнуть тысячелетнюю догму геоцентризма. Современные же теоретики, имея в своем распоряжении несравненно более мощные инструменты, используют их не для того, чтобы подвергнуть сомнению свои модели, а для того, чтобы «подгонять» их с помощью все новых и новых свободных параметров. Вместо революции происходит усложнение и стагнация.
Глава 3. Стремительная революция — Почему космология идет неверным путем
Здесь авторы фокусируются на истории открытия темной энергии и показывают, как поспешная и эйфорическая интерпретация одного набора данных может направить всю область исследований по ложному пути.
История начинается с «лестницы космических расстояний» — многоступенчатого метода определения расстояний до далеких объектов. От параллакса для близких звезд до цефеид (пульсирующих звезд, которые использовал Хаббл для доказательства существования других галактик) и, наконец, до сверхновых типа Ia. Эти сверхновые — взрывы белых карликов — считаются «стандартными свечами», то есть объектами с известной светимостью, что позволяет определять расстояние до них по их видимой яркости.
В 1998 году две независимые группы астрономов обнаружили, что далекие сверхновые выглядят тусклее, чем должны были бы в модели замедляющейся Вселенной. Вывод был ошеломляющим: расширение Вселенной ускоряется. Это открытие, удостоенное Нобелевской премии, было объявлено революцией.
Но авторы призывают взглянуть на эту «революцию» критически.
· Решение старой проблемы ценой создания новой: Ускоренное расширение решило давнюю «проблему возраста» (в старых моделях Вселенная получалась моложе некоторых звезд). Но оно породило новую, еще более глубокую «проблему совпадений»: почему мы живем именно в ту уникальную эпоху, когда плотность темной энергии стала сравнима с плотностью материи и начала доминировать? Всю предыдущую историю Вселенной доминировала материя, а в далеком будущем будет безраздельно властвовать темная энергия. Наше время — это краткий миг космологического равновесия. Верить в такое совпадение — значит отказаться от поиска более глубоких объяснений.
· «Темная энергия» как ярлык для невежества: Что такое темная энергия? Ответ: мы не знаем. Это просто название для эффекта, который мы наблюдаем. Введение этого термина — это не научное объяснение, а акт переименования проблемы.
· Иллюзия консенсуса: Решение было принято слишком быстро и единодушно. Авторы цитируют скептиков внутри самого сообщества, чьи голоса были заглушены общим хором эйфории. Они рассказывают историю о «консенсусной космологии», которая формируется не в результате строгих дебатов, а на престижных конференциях, где «несколько парней из Принстона, которые пьют вместе слишком много чая», решают, как должна выглядеть Вселенная.
Таким образом, первая часть книги подводит читателя к выводу: современная космология, несмотря на внешние атрибуты успеха, построена на шатком фундаменте из двух гипотетических сущностей — темной материи и темной энергии, которые являются не столько открытиями, сколько признаниями в непонимании. Это современная, математически сложная версия системы Птолемея.
Часть II: На перепутье — Фундаментальные трещины в устоявшихся теориях
Показав проблемы на уровне космологических моделей, во второй части книги Унцикер и Джонс копают глубже, подвергая сомнению сами основы — наше понимание гравитации, пространства, времени и материи. Они утверждают, что кризис не наверху, в кроне дерева, а в самых его корнях.
Глава 4. Основная история — Что Эйнштейн рассказал нам о гравитации и пространстве-времени
Эта глава представляет собой краткий, но концептуально насыщенный экскурс в теории относительности Эйнштейна, но с критическим подтекстом. Авторы хотят напомнить читателю, что даже самые великие теории — это не священные тексты, а модели, имеющие свои пределы применимости и свои внутренние концептуальные проблемы.
· Специальная и общая теория относительности (СТО и ОТО): Авторы объясняют ключевые идеи: постоянство скорости света, относительность времени (замедление времени), эквивалентность массы и энергии (E=mc²) в СТО; и принцип эквивалентности (неразличимость гравитации и ускорения), искривление пространства-времени материей в ОТО. Они подчеркивают, что Эйнштейн пришел к этим идеям через «мысленные эксперименты» и глубокие размышления о фундаментальных принципах, а не через сложные математические выкладки.
· Принцип Маха: неприкаянный призрак: Особое внимание уделяется принципу Маха — идее, которая сильно повлияла на Эйнштейна при создании ОТО, но так и не была полностью в нее интегрирована. Принцип Маха гласит, что инерция тела (его сопротивление ускорению) не является его внутренним свойством, а возникает как результат гравитационного взаимодействия со всей остальной материей во Вселенной. Проще говоря, далекие звезды «говорят» телу, как ему двигаться. Если бы Вселенная была пуста, понятия инерции и ускорения потеряли бы смысл. ОТО не до конца реализует этот принцип: в ее уравнениях существуют решения для пустой Вселенной (пространство Минковского), где инерция все еще существует. Это, по мнению авторов, может быть фундаментальным недостатком теории.
· Время и пространство: не абсолюты, а отношения: Размышления о принципе Маха приводят к более глубоким вопросам о природе времени и пространства. Являются ли они абсолютной «сценой», на которой разыгрывается драма Вселенной (как думал Ньютон), или же они являются лишь системой отношений между объектами? Авторы знакомят читателя с идеями физика Джулиана Барбура, который утверждает, что времени как фундаментальной сущности не существует вовсе, а есть лишь совокупность «моментов» — статических конфигураций Вселенной. «Течение времени» — это иллюзия нашего сознания.
Эта глава готовит почву для последующей критики, показывая, что даже в основе ОТО лежат нерешенные концептуальные вопросы, которые были «забыты» мейнстримом, увлеченным решением технических задач.
Глава 5. Все еще загадка — Гравитационная постоянная Ньютона: от Англии до края Вселенной
Здесь авторы наносят удар по самому, казалось бы, незыблемому параметру — гравитационной постоянной G.
· Экспериментальная неопределенность: Унцикер и Джонс рассказывают историю измерения G, начиная с эксперимента Генри Кавендиша в 1798 году. Они подчеркивают, что, несмотря на 200 лет технологического прогресса, G остается самой неточно измеренной фундаментальной константой. Более того, результаты различных современных высокоточных экспериментов систематически расходятся друг с другом, причем расхождения превышают заявленные погрешности. Это скандальная, но малоизвестная ситуация.
· G — константа или переменная? Эта экспериментальная неопределенность открывает дверь для радикальной гипотезы: а что, если G — это не константа? Если верен принцип Маха, то G должна быть связана с глобальными свойствами Вселенной — ее массой (Mᵤ) и радиусом (Rᵤ). Авторы приводят знаменитое соотношение Денниса Шиамы: G ≈ c²Rᵤ / Mᵤ. Это означает, что G может меняться со временем по мере расширения Вселенной. Если это так, то вся стандартная космологическая модель, основанная на постоянстве G, неверна.
· Экстраполяция и ее опасность: Мы измеряем G в лаборатории с помощью килограммовых шаров, а затем экстраполируем этот результат на галактики и всю Вселенную — на 20-30 порядков по массе. Авторы спрашивают: на чем основана такая уверенность? Они описывают эксперименты по измерению G на больших масштабах (например, в шахтах или с использованием водохранилищ), которые также давали противоречивые и аномальные результаты, часто списываемые на неизвестные геологические особенности.
Глава подводит к выводу, что один из краеугольных камней современной физики может оказаться вовсе не камнем, а зыбучим песком.
Глава 6. Загадка малых ускорений — Действительно ли галактики — это просто большие планетные системы?
Эта глава посвящена феноменологии MOND и ее значению как ключа к разгадке тайны темной материи.
· Проблема кривых вращения: Авторы детально описывают наблюдения Веры Рубин, показавшие, что звезды на окраинах галактик вращаются слишком быстро. Это прямое противоречие законам Кеплера и Ньютона.
· MOND как феноменологический закон: Вместо того чтобы вводить темную материю, Мордехай Мильгром предположил, что сам закон динамики (или гравитации) меняется в режиме очень малых ускорений. Он ввел фундаментальное ускорение a₀ (около 10⁻¹⁰ м/с²) и постулировал, что при ускорениях, значительно меньших a₀, гравитационная сила убывает медленнее, чем 1/r².
· Поразительный успех MOND: Эта простая модификация, с одним-единственным новым параметром, смогла предсказать и объяснить кривые вращения для сотен самых разнообразных галактик — от карликовых до гигантских спиральных. Она также объяснила соотношение Талли-Фишера (эмпирическую связь между светимостью галактики и скоростью ее вращения). Этого стандартная модель с темной материей сделать не может без многочисленных «подгоночных» параметров для каждой отдельной галактики.
· MOND как симптом: Авторы не утверждают, что MOND — это окончательная теория. У нее есть свои трудности (особенно с описанием скоплений галактик). Но ее успех — это неопровержимое свидетельство того, что феномен «темной материи» связан не с какой-то экзотической частицей, а с поведением гравитации при малых ускорениях. Это указывает на то, что проблема лежит в самой динамике, а не в составе Вселенной.
Глава 7. Затерянные во тьме — Темная материя и темная энергия: невидимы или плод нашего воображения?
Эта глава представляет собой сводку наблюдательных данных, которые противоречат стандартной модели ΛCDM, даже с учетом темной материи.
· Проблема карликовых галактик-спутников: Компьютерные симуляции в рамках модели холодной темной материи (CDM) предсказывают, что вокруг больших галактик, таких как Млечный Путь, должны вращаться тысячи маленьких галактик-спутников. Наблюдается же всего несколько десятков. Более того, эти спутники вращаются не в хаотическом сферическом гало, как предсказывает модель, а в одной плоскости, подобно планетам вокруг Солнца. Это серьезнейшая аномалия.
· Проблема пустот (voids): Наблюдаемая крупномасштабная структура Вселенной представляет собой «космическую паутину» из нитей и скоплений галактик, разделенных огромными пустотами. Модели с темной материей не могут объяснить, почему эти пустоты настолько пусты — в них почти нет даже карликовых галактик.
· Разнообразие галактик: Модель CDM с трудом объясняет все разнообразие наблюдаемых галактик. Она предсказывает определенный профиль плотности темной материи в центрах галактик («каспы»), который не соответствует наблюдениям.
Каждая из этих проблем требует от теоретиков вводить новые, еще более сложные механизмы («обратная связь от сверхновых», «самовзаимодействующая темная материя» и т.д.), что превращает изначально простую модель в громоздкую и неэлегантную конструкцию.
Глава 8. Прецизионность на кофейной гуще — Послание реликтового излучения: сколько в нем шума?
Эта глава нацелена на святая святых современной космологии — данные о космическом микроволновом фоне (реликтовом излучении).
· Иллюзия точности: Термин «прецизионная космология» создает впечатление, что мы измеряем параметры Вселенной с невероятной точностью. Авторы утверждают, что эта точность — во многом иллюзия. Статистические погрешности, которые с гордостью демонстрируются (например, «возраст Вселенной 13.7 ± 0.1 млрд лет»), малы. Но они полностью игнорируют гораздо большие систематические погрешности.
· Проблема вычитания фона: Основная систематическая проблема — это вычитание излучения от нашей собственной галактики и других источников переднего плана. Этот «шум» в тысячи раз интенсивнее, чем крошечные флуктуации реликтового излучения, которые и являются предметом изучения. Процедура вычитания основана на моделях, которые могут быть неполными или неверными.
· Круговая логика: Космологические параметры (доля темной материи, темной энергии и т.д.) извлекаются из данных реликтового излучения с помощью анализа так называемого «спектра мощности». Но этот анализ сам по себе основан на предположении, что модель ΛCDM верна. Возникает порочный круг: модель используется для интерпретации данных, которые затем используются для подтверждения этой же модели.
· Аномалии как свидетельство: Необъяснимые аномалии в данных (уже упомянутая «Ось зла», асимметрия между северным и южным полушариями неба, отсутствие крупномасштабных корреляций) могут быть признаками либо того, что с данными что-то не так, либо того, что неверна сама модель. В любом случае, они подрывают доверие к заявленной «прецизионности».
Таким образом, вторая часть книги последовательно разрушает уверенность в основах современной физики, показывая, что и теория гравитации, и космологическая модель страдают от глубоких внутренних противоречий и несоответствия наблюдениям.
Часть III: Тупик — Эпидемия нефальсифицируемых теорий
Третья часть книги является кульминацией критики. Если в предыдущих частях авторы указывали на трещины в фундаменте и стенах здания современной физики, то здесь они утверждают, что целые этажи этого здания — это воздушные замки, построенные на чистой спекуляции и оторванные от какой-либо экспериментальной реальности. Эта часть — анатомия того, как научные направления могут превращаться в псевдонаучные культы.
Глава 9 и 10. Мутная вода и Пузыри спекуляций — Компьютерные симуляции и теория инфляции
Эти главы посвящены двум мощным, но, по мнению авторов, методологически порочным инструментам современной космологии.
· Компьютерные симуляции: красивые картинки вместо понимания. Авторы анализируют проекты вроде «Millennium Simulation», которые моделируют эволюцию крупномасштабной структуры Вселенной на суперкомпьютерах. Результаты выглядят впечатляюще: из начальных флуктуаций вырастает космическая паутина, похожая на наблюдаемую. Однако дьявол кроется в деталях.
1. Неверные исходные данные: Симуляции основаны на модели холодной темной материи (CDM), которая, как было показано ранее, имеет серьезные проблемы с наблюдательными данными (проблема спутников, каспов и т.д.). Симуляция, основанная на неверной физике, может дать красивую картинку, но не прибавит понимания. Это классический пример «мусор на входе — мусор на выходе».
2. Свободные параметры и «подгонка»: Чтобы симуляции соответствовали реальности, в них вводится множество «полуэмпирических» параметров, таких как «bias» (смещение), которые описывают сложную физику образования галактик. Эти параметры подбираются так, чтобы результат совпал с наблюдениями. Таким образом, симуляция перестает быть предсказанием и становится упражнением в подгонке.
3. Игнорирование сложности: Симуляции прекрасно справляются с гравитацией темной материи, но почти полностью игнорируют сложнейшую физику барионного (обычного) вещества — гидродинамику, звездообразование, обратную связь от сверхновых. Это упрощение делает задачу решаемой, но результат — далеким от реальности.
· Теория инфляции: панацея, которая лечит все, но не существует. Инфляция — гипотеза о периоде экспоненциально быстрого расширения Вселенной в первые 10⁻³⁵ секунды — была предложена Аланом Гутом для решения двух фундаментальных проблем стандартной модели Большого взрыва: проблемы плоскостности (почему Вселенная так близка к критической плотности, что является крайне неустойчивым состоянием) и проблемы горизонта (почему разные области Вселенной, которые не могли обменяться информацией, имеют одинаковую температуру).
Инфляция «решает» эти проблемы, постулируя, что вся наблюдаемая Вселенная раздулась из крошечной, причинно-связанной области. Но критика авторов беспощадна:
1. Ad hoc гипотеза: Инфляция вводит новую, никогда не наблюдавшуюся сущность — инфлатонное поле — со свойствами, специально придуманными для решения этих проблем. Это не теория, выведенная из первых принципов, а «заплатка».
2. Бесконечная гибкость и нефальсифицируемость: Существует бесчисленное множество моделей инфляции. Варьируя форму потенциала инфлатонного поля, можно получить практически любой результат. Когда данные со спутника WMAP не совпали с предсказаниями простейшей модели инфляции, теоретики не отказались от идеи, а просто выбрали более сложную модель, которая подошла. Теория, которая может объяснить все, не объясняет ничего.
3. Абсурдная логика: Классический пример, приводимый авторами, — это проблема магнитных монополей. Многие теории Великого объединения предсказывают их существование в ранней Вселенной, но их не наблюдают. Инфляция «объясняет» это тем, что она так сильно «разбавила» их плотность, что в нашей наблюдаемой Вселенной их, скорее всего, нет. Затем этот аргумент переворачивается с ног на голову: «Тот факт, что мы не видим монополей, является одним из главных доказательств инфляции!». Это, как саркастически отмечают авторы, равносильно утверждению, что не-наблюдение драконов доказывает существование фей, которые их прогнали.
Главы 11, 12, 13. Затмение, Невеста, на которой не женятся, и Хроника предсказанного сюрприза — Квантовая гравитация, Стандартная модель и бозон Хиггса
Этот блок глав посвящен кризису в физике элементарных частиц.
· Квантовая гравитация: игровая площадка для теоретиков. Попытки объединить ОТО и квантовую механику привели к созданию таких направлений, как петлевая квантовая гравитация. Авторы утверждают, что за десятилетия существования эта область не дала ни одного проверяемого предсказания. Она оперирует на планковских масштабах (10⁻³⁵ м), которые на 16 порядков меньше того, что доступно БАК. Это делает ее идеальным «интеллектуальным убежищем»: здесь можно заниматься сложнейшей математикой, не рискуя быть опровергнутым экспериментом.
· Стандартная модель: византийская сложность. Авторы подробно разбирают недостатки Стандартной модели. Это не просто наличие 20+ свободных параметров. Это концептуальная громоздкость. Почему три поколения фермионов, являющихся почти точными копиями друг друга, но с разными массами? Почему кварки имеют дробные заряды, но никогда не наблюдаются в свободном состоянии («конфайнмент»)? Почему им нужно приписывать дополнительное свойство «цвет», чтобы спасти теорию от противоречий? Модель выглядит как сложный, но произвольный набор правил, а не как элегантное отражение фундаментальной реальности.
· Хиггстерия: триумф PR над наукой. Детально разбирается «открытие» бозона Хиггса.
1. Банальность механизма Хиггса: Он не объясняет, почему частицы имеют массу, а лишь предоставляет механизм, как они ее приобретают. Вопрос о иерархии масс (почему топ-кварк в 350,000 раз тяжелее электрона?) остается без ответа.
2. Ненадежность данных: Сигнал в БАК был чрезвычайно слабым и широким, что указывает либо на очень короткое время жизни частицы (в 1000 раз короче, чем предсказывает Стандартная модель), либо на плохую разрешающую способность детекторов. В любом случае, уверенность, с которой было объявлено об открытии, была неоправданной.
3. Нефальсифицируемость: Даже если бы обнаруженная частица имела свойства, немного отличающиеся от предсказанных, это было бы объявлено не провалом Стандартной модели, а «намеком на новую физику». Модель настолько гибка, что может «переварить» почти любой результат.
Главы 14 и 15. Новые измерения в бессмыслице и Прощай, наука, здравствуй, религия — Суперсимметрия и теория струн
Это апогей критики, где авторы утверждают, что самые модные направления теоретической физики перестали быть наукой и превратились в нечто среднее между математической философией и религиозным культом.
· Суперсимметрия (SUSY): зомби-теория. SUSY — это эстетически привлекательная идея, которая, однако, не имеет никакого экспериментального подтверждения. После каждого неудачного поиска на ускорителях ее сторонники просто заявляют, что «мы еще не обыскали все пространство параметров». Это превращает научный поиск в бесконечную игру в прятки.
· Теория струн: окончательное банкротство. Здесь авторы собирают воедино все свои аргументы:
o Отсутствие предсказаний: Ни одного за полвека.
o Отсутствие теории: Нет ни фундаментальных принципов, ни центральных уравнений (для М-теории).
o Проблема ландшафта: 10^500 возможных решений делают теорию бесполезной для описания нашей уникальной Вселенной.
o Социология культа: Теория струн доминирует на теоретических факультетах ведущих университетов не благодаря своим научным заслугам, а благодаря престижу, сложности и авторитету ее лидеров. Критиков маргинализируют, а молодых ученых заставляют присягать на верность, чтобы получить работу.
o Замена научных критериев: Вместо экспериментальной проверки критериями истинности становятся «математическая красота», «элегантность» и «непротиворечивость». Это те же аргументы, которые использовали средневековые схоласты в своих доказательствах бытия Божия.
Авторы заключают, что теория струн — это не «даже не ошибка» (Not Even Wrong, как назвал ее критик Питер Войт), это фундаментальный отход от научного метода. Это превращение физики в ветвь чистой математики, паразитирующую на ее былой славе и ресурсах. Это и есть интеллектуальное банкротство в его чистом виде.
Часть IV: Возвращение к основам — Анатомия научного заблуждения и пути к выздоровлению
В заключительной, четвертой части книги, Унцикер и Джонс переходят от критики конкретных теорий к более общему анализу: как научное сообщество в целом, и физика в частности, могло дойти до такого состояния? Эта часть посвящена философии, методологии и социологии науки, а также поиску путей выхода из сложившегося кризиса.
Глава 16. Чистая вода — Разум против круговой логики: как должна работать наука
Эта глава — своего рода ликбез по научной методологии, в котором авторы противопоставляют здоровые принципы научного познания тем порочным практикам, что укоренились в современной теоретической физике.
· Фальсифицируемость Карла Поппера: Авторы возвращаются к этому ключевому критерию. Научная теория должна делать смелые, конкретные и рискованные предсказания, которые в принципе могут быть опровергнуты экспериментом. Теории, которые могут объяснить любой исход (как инфляция) или чьи предсказания лежат за пределами досягаемости (как теория струн), не являются научными. Они подобны утверждению «где-то в мире существуют невидимые драконы». Такое утверждение невозможно опровергнуть, но оно и не несет никакой научной ценности.
· Бритва Оккама: Принцип простоты, гласящий, что «не следует умножать сущности без необходимости», был полностью забыт. Вместо того чтобы объяснять известные явления через уже существующие принципы, современные теории вводят целый зоопарк новых сущностей: инфлатоны, аксионы, суперпартнеры, дополнительные измерения, мультивселенные. Каждая новая проблема решается введением новой «заплатки», что делает общую картину все более сложной и уродливой.
· Круговая логика и эстетические критерии: Авторы вскрывают порочную логику, на которой держатся многие современные построения. «Теория струн должна быть верна, потому что она красива». Но что такое «красота» в физике? Исторически это означало простоту, предсказательную силу и способность объединять разрозненные явления. Сегодня же это свелось к абстрактной математической симметрии. Возникает замкнутый круг: мы ищем симметричные теории, потому что считаем симметрию признаком истины, а затем объявляем найденную симметричную теорию истинной, потому что она красива.
· Антропный принцип как интеллектуальная лень: Сильный антропный принцип («Вселенная обладает такими свойствами, чтобы в ней мог появиться наблюдатель») объявляется авторами высшей формой интеллектуальной капитуляции. Он подменяет объяснение тавтологией и закрывает путь к дальнейшему познанию.
Глава 17. Добро пожаловать в Византию — Усложнение на усложнении: как физика превратилась в свалку
Здесь авторы используют историческую метафору Византии — некогда великой империи, которая в поздний период своего существования погрязла в бесконечных, бесплодных теологических спорах и бюрократической сложности, утратив динамизм и творческую энергию.
· Парадигмы Томаса Куна: Авторы обращаются к концепции научных революций Томаса Куна. Кун показал, что наука развивается не плавно, а скачками. Периоды «нормальной науки», когда ученые работают в рамках общепринятой парадигмы, решая головоломки, сменяются кризисами, когда накапливается слишком много аномалий. Кризис завершается научной революцией — сменой парадигмы (как переход от Птолемея к Копернику).
· Физика в фазе «поздней нормальной науки»: Современная фундаментальная физика, по мнению авторов, застряла в затянувшейся фазе кризиса. Старая парадигма (Стандартная модель + ОТО) трещит по швам под грузом аномалий (темная материя, темная энергия и т.д.). Но вместо революции происходит то, что характерно для упадка парадигмы: ее бесконечное усложнение. Подобно византийским теологам, спорившим о природе Троицы, современные физики спорят о количестве измерений в теории струн.
· Потеря простоты: Фундаментальные теории прошлого (механика Ньютона, электродинамика Максвелла, ОТО) были революционными упрощениями. Они объясняли огромное количество явлений с помощью нескольких простых принципов. Современные же «теории» — это чудовищные усложнения. Стандартная модель сложнее, чем любая из ее составных частей. Суперсимметрия удваивает число частиц. Теория струн вводит новые измерения. Физика перестала быть поиском простоты и превратилась в нагромождение сложности.
Глава 18 и 19. Первый неверный поворот и Математический туман — Отклонение десятилетий назад: как вычисления заменили мышление
Авторы пытаются определить исторический момент, когда физика свернула не туда.
· Послевоенный прагматизм: Они датируют этот поворот эпохой после Второй мировой войны. Успех Манхэттенского проекта и создание атомной бомбы навсегда изменили статус физики и ее отношения с государством. Наука стала «Большой наукой» (Big Science) — индустрией с огромными бюджетами и тысячами сотрудников.
· «Заткнись и считай!»: Этот новый прагматизм изменил и интеллектуальный стиль. Философские размышления о природе реальности, характерные для поколения Эйнштейна и Бора, стали считаться пустой тратой времени. Главным достоинством физика стала виртуозность в проведении сложных вычислений. Успех квантовой электродинамики, которая давала феноменально точные предсказания, но ценой сомнительной с концептуальной точки зрения процедуры «перенормировки» (избавления от бесконечностей), закрепил этот подход.
· Математика как самоцель: Постепенно математический аппарат из инструмента для описания реальности превратился в самоцель. Теоретики стали исследовать математические структуры ради них самих, лишь постфактум пытаясь найти им применение в физике. Это привело к полному отрыву от эмпирии. Если в начале XX века физика ставила задачи математике, то в конце XX века математика начала диктовать повестку дня физике. Теория струн — апофеоз этого процесса, где сложнейшая математика (о которой говорят, что ее понимают лишь несколько десятков человек в мире) существует в полном вакууме, без всякой связи с наблюдаемым миром.
Глава 20 и 21. Большая наука, большие деньги, большие пузыри и Перспектива — Готовьтесь к краху
В заключительных главах авторы подводят итоги и дают свой прогноз на будущее.
· Социология упадка: Авторы анализируют порочные механизмы современной научной среды.
o Система рецензирования (Peer Review): Из инструмента контроля качества она превратилась в механизм подавления инакомыслия. Рецензенты, как правило, являются конкурентами автора и представителями мейнстрима, поэтому они с большей вероятностью «зарубят» радикальную идею и пропустят стандартную, пусть и бессодержательную, работу.
o Публикационная гонка: Критерием успеха стала не глубина идей, а количество публикаций в «престижных» журналах и индекс цитируемости. Это стимулирует производство огромного количества малозначимых статей и конформизм.
o Финансирование: Грантовые агентства не любят рисковать. Они скорее дадут деньги на десятый год бесплодных поисков суперсимметрии, чем на рискованную проверку альтернативной идеи.
· Прогноз: неизбежность краха. Авторы уверены, что эта система неустойчива. Пузырь лопнет. Это может произойти по нескольким причинам:
1. Провал БАК: Если Большой адронный коллайдер, стоивший 10 миллиардов долларов, после многих лет работы не найдет ничего, кроме «похожего на Хиггс» сигнала, это вызовет серьезные вопросы у общества и правительств о целесообразности таких трат.
2. Накопление аномалий: Рано или поздно количество наблюдательных данных, противоречащих стандартной модели, достигнет критической массы, и игнорировать их станет невозможно.
3. Смена поколений: Новое поколение молодых физиков, не обремененное карьерными обязательствами перед старыми теориями, может просто объявить, что «король голый».
· Что после краха? Возрождение. Этот крах, по мнению авторов, будет не концом науки, а ее возрождением. Он создаст интеллектуальный вакуум, который можно будет заполнить новыми, смелыми идеями. Они призывают к немедленным действиям:
o Полная прозрачность: Все необработанные данные и программный код для их анализа должны быть в открытом доступе.
o Поддержка инакомыслия: Необходимо создавать механизмы для финансирования рискованных, немейнстримных исследований.
o Возвращение к философии: Физики должны снова начать задавать фундаментальные вопросы о природе реальности, а не только решать технические головоломки.
В конечном итоге, «Банкротство физики» — это не просто книга критики. Это страстный манифест, призывающий к интеллектуальной революции. Это напоминание о том, что настоящая наука — это не догма и не консенсус, а вечный, беспокойный поиск истины, требующий не только ума, но и мужества ставить под сомнение все, включая самые, казалось бы, незыблемые основы. Это призыв к физикам вспомнить о своем наследии и снова стать не жрецами застывших догм, а бесстрашными исследователями неизведанного.
Summarizator — это Telegram-канал, где мы собираем саммари самых актуальных и захватывающих книг об ИИ, технологиях, саморазвитии и культовой фантастике. Мы экономим ваше время, помогая быстро погружаться в новые идеи и находить инсайты, которые могут изменить ваш взгляд на мир. 📢 Присоединяйтесь: https://t.me/summarizator