Немецкий физик Сабина Хоссенфельдер обвиняет современников в том, что “красота формул” стала главным критерием их теорий. (Вообще-то эти формулы незаконны ни в математике, ни в физике. Ну невозможно умножить массу на массу, время на время, скорость на скорость…)
Аристотель в IV веке до нашей эры, критикуя пифагорейцев, говорил, что те “не ищут объяснений и теорий для фактов, а изыскивают факты для заранее известных теорий и излюбленных ими мнений”. Он предпринял поражающую дерзостью попытку систематизировать факты сущего, но столкнулся со столь гигантским обилием частностей, что ему пришлось отказаться от искомых Пифагором и Платоном единых формальных принципов мироздания. Аристотель выдвинул на первый план описание частностей — благоразумно устранившись от поиска некой «красивой» объединяющей теории.
Так же как Аристотель, Хоссенфельдер отвергает практику поиска фактов для того, чтобы встроить их в уже существующие теории. Она задается вопросом: почему за последние десятилетия в физике не было новых прорывов? Отнюдь не потому, что разгадывать больше нечего.
По ее мнению, негативную роль сыграли укоренившиеся в научном сообществе эстетические представления, согласно которым подлинная научная теория должна быть математически красивой. Это приводит к завышенной оценке правдоподобности неверных теорий. В качестве примеров Хоссенфельдер упоминает «теорию суперсимметрии» и «теорию струн».
Хоссенфельдер считает, что Вселенная не может быть описана математически красивыми теориями, и возмущается, что «в XX веке эстетическая привлекательность трансформировалась из приятного бонуса научных теорий в главного советчика при их построении, пока в конце концов эстетические принципы не переросли в математический критерий».
Сабина вспоминает создание Большого адронного коллайдера (БАК). Он строился, чтобы проверить положения Стандартной модели (принятой физиками в XX веке теории, описывающей взаимодействие всех элементарных частиц) в областях, недоступных предыдущим ускорителям.
Однако кроме сомнительного “бозона Хиггса” коллайдер не дол ничего.
Сабина сказала: «Подвела физиков не математика, а их выбор математики. Они полагали, что мать-природа изящна, проста и щедра на подсказки. Думали, что могут слышать ее шепот, разговаривая с самими собой. И вот природа заговорила — и не сказала ни-че-го…»
Хоссенфельдер приводит конкретные ситуации не только в физике, но и в астрофизике и космологии. Ситуации, когда научный поиск зашел в тупик из-за того, что в свое время в качестве исходной точки были приняты неверные гипотезы. Приняли же их по той причине, что они показались «красивыми».
“В 1930–х годох теоретики решили, что скопления галактик содержат гораздо больше массы, чем может дать все видимое вещество, вместе взятое, и, чтобы объяснить эту несообразность, придумали гипотезу о существовании темной материи… …Начиная с 1980–х годов десятки экспериментальных команд охотятся за гипотетическими частицами темной материи. И до сих пор их не обнаружили. Новые теории так и остаются неподтвержденными”, — заявила Сабина, – “Столь же грустная ситуация и с объяснением причин того, что именно заставляет Вселенную расширяться все быстрее. Есть красивая теория, приписывающая этот факт влиянию некой темной энергии, которую просто ввели в математическую модель Вселенной для объяснения ее наблюдаемого расширения с ускорением. Но космологи не в силах вычислить количество этой энергии. Они вообще мало что о ней понимают…”
Одним из признаков красоты, по понятиям теоретиков, является симметрия, якобы противостоящая хаосу, вносящая в мир гармонию.
Таким образом, современная вера в красоту как ориентир основывается на прежних успехах в применении этого критерия в развитии Стандартной модели. Однако с точки зрения Хоссенфельдер, «как опыт работы с лошадьми не помогает при конструировании гоночных машин, так и опыт теорий прошедшего столетия, вероятно, не поможет при создании теорий лучше прежних».
Хоссенфельдер отмечает, что чем дальше область исследований от экспериментальной проверки, тем больше учитывается эстетическая привлекательность соответствующих теорий.
Есть и некоторые другие физики высказывающие похожие опасения. Так, голландец Герард Хоофт, внесший большой вклад в изучение электрослабых взаимодействий элементарных частиц и удостоенный за это Нобелевской премии, предостерегает: «Красота — опасное понятие, поскольку она всегда может вводить людей в заблуждение. Если у вас есть теория, оказавшаяся красивее, чем вы исходно ожидали, это служит намеком на то, что все верно, что вы правы. Но никаких гарантий и в помине нет. На ваш взгляд, теория, положим, и красива, но она может быть просто ошибочной. И с этим ничего не поделаешь».
Хоофт добавляет: «Разумеется, когда мы читаем о новых теориях и видим, как они красивы и просты, у них есть немалое преимущество. Мы верим, что такие теории имеют гораздо больше шансов оказаться успешными». А это, по мнению нобелевского лауреата, не всегда правильно.
Вообще, как подчеркивает Сабина Хоссенфельдер, Вселенная не желает подчиняться человеческому представлению о ней, она неизмеримо шире этого представления. Так как Вселенная, если угодно, не «красива», а «уродлива» (если здесь вообще уместны такие определения). И если ученые смогут отказаться от эстетического критерия, это сразу пойдет на пользу научному прогрессу, а также позволит преодолеть застой в физической науке и выйти на новые рубежи.
Anthony Sajdler