Конец науки: Взгляд на ограниченность знания на закате Века Науки

Он в задумчивости уставился в окно своего кабинета. К счастью для Вайнберга, из его окна не открывается вид на печально известную башню, откуда сумасшедший студент Техасского университета Чарльз Уитмен в 1966 году расстрелял 14 человек. Окна кабинета Вайнберга выходят на красивую церковь в готическом стиле, которая служит теологической семинарией университета. Но казалось, что Вайнберг не смотрит на церковь — или на что-то еще в материальном мире.

Больше никаких сюрпризов

Даже если у общества будут желание и средства для строительства больших ускорителей и таким образом будет поддержана жизнь физики частиц — по крайней мере временно, — насколько вероятно, что физики узнают нечто по-настоящему новое и удивительное, как, например, квантовая механика? Не очень вероятно, по мнению Ханса Бете (Hans Bethe). Профессор Корнуэльского университета Бете в 1967 году получил Нобелевскую премию за работу по углеродному циклу термоядерного синтеза в звездах; другими словами, он показал, как звезды светят. Он также возглавлял теоретический отдел Манхэттенского проекта во время Второй мировой войны. В этой должности он сделал самые лучшие расчеты в истории планеты (хотя допрос является спорным). Эдвард Теллер (Edward Teller)(по иронии судьбы ставший позднее в научном сообществе самым ярым апологетом ядерного оружия) сделал расчеты, свидетельствующие, что огненный шар атомного взрыва может сжечь атмосферу Земли и вызовет пожар, который уничтожит весь мир. Ученее, изучавшие предположение Теллера, отнеслись к нему очень серьезно: в конце концов, они все исследовали неизвестную область. Затем Бете изучил проблему и сделал свои расчеты. Он определил, что Теллер ошибся: огненный шар не распространится [68] .

68

Бете впервые публично обсуждал свои судьбоносные расчеты в статье «Последняя катастрофа?», опубликованной в «Бюллетене ученых-атомщиков», июнь 1976 г., с. 36–37. Статья была перепечатана в сб.: Bethe, H. The Road from Los Alamos.New York, 1991. Я брал интервью у Бете в Корнуэлле в октябре 1991 года.

Никому не следует делать расчеты, от которых зависит судьба Земли. Но если все-таки кто-то должен, то я v выберу Бете. Он источает мудрость и целеустремленность. Когда я спросил, были ли у него сомнения в том, что произойдет, за несколько мгновений до того, как в Аламогордо была взорвана бомба, он покачал головой. Нет, ответил он. Единственное, что его беспокоило, — это чтобы взрыватель сработал правильно. В ответе Бете не было и следа бахвальства. Он сделал расчеты и доверял им. (Задумываешься, доверил бы Эдвард Виттен судьбу Земли предсказанию, основанному на суперструнах.)

Когда я спросил его о будущем его области, Бете сказал, что в физике есть еще много нерешенных вопросов, включая те, которые поднимает стандартная модель. Более того, будут важные открытия в физике твердого тела. Но, по мнению Бете, никакие из этих шагов вперед не принесут революционных изменений в основах физики. В качестве примера Бете привел обнаружение так называемых высокотемпературных сверхпроводников, являющихся самым удивительным шагом вперед в физике за несколько десятилетий. Эти материалы, первые сообщения о которых появились в 1987 году, пропускают электричество совсем без сопротивления при относительно высоких температурах (которые все равно гораздо ниже нуля градусов по Цельсию).

— Это ни в коей мере не изменило наше понимание электропроводимости или даже сверхпроводимости, — сказал Бете. — Базовой структуре квантовой механики, квантовой механике без относительности, — вот этой базовой структуре пришел конец.

Фактически «осмысление атомов, молекул, химической связи и так далее закончилось к 1928 году». Может ли когда-нибудь в физике произойти еще одна революция, подобная той, что дала квантовую механику?

— Очень маловероятно, — ответил Бете устало.

Фактически все, кто верит в окончательную теорию, соглашаются: что бы ни формировало ее, это в любом случае будет квантоваятеория. Стивен Вайнберг в разговоре со мной предположил, что окончательная теория в физике «может быть так же удалена от того, что мы теперь понимаем под квантовой механикой, как квантовая механика от классической механики». Но он так же, как и Ханс Бете, не думал, что окончательная теория в каком-либо виде вытеснит квантовую механику.

— Я думаю, что квантовая механика навсегда останется с нами, — сказал Вайнберг. — Так что в этом смысле развитие квантовой механики может быть более революционным, чем что-либо до нее или после.

Замечания Вайнберга напомнили мне об эссе, опубликованном в «Физике Тудей» в 1990 году, в котором физик Дэвид Мермин (David Mermiri)из Корнуэльского университета вспоминает, как некий профессор Моцарт (фактически эксцентричное альтер эгоМермина) пожаловался, что «физика частиц за последние 40–50 лет была разочарованием. Кто бы мог предположить, что за полвека мы не узнаем ничего поистине глубокого!» Когда Мермин спросил фиктивного профессора, что он имел в виду, тот ответил: «Все, чему научила нас физика частиц об основной тайне, — это то, что квантовая механика до сих пор работает. Идеально, насколько может судить каждый. Ну и разочарование!»

Джон Уилер и «Это из частицы»

Как кажется, Бете, Вайнберг и Мермин предполагали, что квантовая механика, по крайней мере в качественном смысле, и есть окончательная теория физики. Некоторые физики и философы предположили, что они смогут пенять квантовую механику, если только определят ее смысл, найдут Ответ. Один из самых влиятельных и изобретательных интерпретаторов квантовой механики и современной физики в целом — Джон Арчибальд Уилер (John Archibald Wheeler). Уилер — это архетипичный физик из тех, кто считает физику поэзией. Он известен своими аналогиями и афоризмами, собранными и придуманными им самим. Когда теплым весенним днем я брал у него интервью в Принстоне, он завалил меня высказываниями типа:

«Если я не могу это представить, я не могу это понять».

(Эйнштейн);

«Унитарианизм (религия Уилера) — это пуховая перина для ловли падающих христиан».

(Дарвин);

«Никогда не беги за автобусом, женщиной и космологической теорией, потому что через несколько минут появится еще одна».

(приятель Уилера по Йельскому университету);

«Если тебе за весь день не встретилось ничего странного, то это был потерянный день».

(Уилер).

Уилер также славится своей физической энергией. Когда мы вышли из его кабинета, расположенного на третьем этаже, чтобы пообедать, он презрительно отказался от лифта, заявив, что они «ужасны для здоровья», и побежал вниз по лестнице. На каждой площадке он хватался рукой за перила и разворачивался, увеличивая тем самым центробежную силу на вираже, и несся вниз по следующему пролету лестницы.

— У нас проводятся соревнования, кто быстрее сбежит по лестнице, — бросил он через плечо.

На улице Уилер, скорее, маршировал, чем шел, размахивая руками в такт шагам. Он остановился, только когда мы дошли до двери, причем он, как всегда, был первым. Уилер открыл ее передо мной. Войдя внутрь, я остановился, думая о нем с почтением — в то время Уилеру было почти 80, — но через мгновение он пронесся мимо меня, направляясь к следующей двери.

Метафора была настолько очевидной, что я понял, что Уилер имел в виду. Он сделал карьеру, убегая вперед от других ученых и открывая им двери. Он помог получить признание — или по крайней мере внимание — некоторым из самых причудливых идей современной физики, от черных дыр до множественности Вселенных и до самой квантовой механики. Уилера уже давно могли бы уволить, как веселого, но чокнутого, если бы у него не было таких отличных рекомендаций. В начале двадцатых он отправился в Данию, чтобы поучиться у Нильса Бора («потому что он видит дальше, чем любой другой живой человек» — написал Уилер в заявлении на стипендию). Бор оказал самое глубокое влияние на мысль Уилера. В 1939 году Бор и Уилер опубликовали первую статью, успешно объяснившую деление атомного ядра в терминах квантовой физики [69] .

69

Эссе и статьи Уилера были собраны в сборнике «Во Вселенной как дома» (At Homein the Universe.New York, 1994). Я брал интервью у Уилера в апреле 1991 года.