Неприятности с физикой: взлёт теории струн, упадок науки и что за этим следует

Физика, таким образом, оказывается неспособной решить свои ключевые проблемы. Пора сменить курс — на поощрение небольших рискованных новых исследовательских программ и на препятствование укоренившимся подходам. Мы должны отдать преимущество эйнштейнам — людям, которые думают сами и игнорируют установленные идеи могущественных вышестоящих учёных.

Но, чтобы убедить скептиков, мы должны ответить на вопрос Фейерабенда о том, как работает наука.

Здесь, кажется, возможны два конфликтующих взгляда на науку. Один рассматривает науку как поле деятельности бунтовщиков, индивидуалов, которые приходят к великим новым идеям и тяжело работают на протяжении жизни, чтобы доказать их правильность. Это миф о Галилее, и мы видим, как он изжил себя сегодня в попытках нескольких в высшей степени достойных восхищения учёных вроде математического физика Роджера Пенроуза, теоретика по сложным системам Стюарта Кауффмана и биолога Линна Маргулиса. Затем имеется взгляд на науку как на консервативное согласованное сообщество, которое допускает малые отклонения от ортодоксального мышления и канализирует творческую энергию на продолжение хорошо определённых исследовательских программ.

В некотором смысле оба взгляда верны. Наука требует как революционности, так и консерватизма. На первый взгляд, это кажется парадоксальным. Как в течение столетий может преуспевать предприятие, чтобы требовать сосуществования революционности и консерватизма? Кажется должен быть какой-то трюк, чтобы привести революционность и консерватизм в долгосрочное и неуютное соседство внутри сообщества и, до некоторой степени, внутри каждого индивидуума тоже. Но как это выполнить?

Наука есть демократия, в которой каждый учёный имеет голос, но это никак не похоже на правление большинства. Однако, хотя высоко ценится индивидуальное суждение, консенсус играет решающую роль. В самом деле, какую позицию я могу занять, когда большинство в моей профессии принимает исследовательскую программу, с которой я не могу согласиться, даже если согласие с ней было бы мне выгодно? Ответ в том, что демократия намного больше, чем правление большинства. Это система идеалов и этики, которая выше правления большинства.

Таким образом, если мы должны доказать, что наука больше, чем социология, больше, чем академическая политика, мы должны иметь понятие, что наука есть то, из чего она состоит, но больше, чем идея самоуправляемого сообщества человеческих существ. Чтобы доказать, что особая форма организации, особое поведение хороши или плохи для науки, мы должны иметь базис для вынесения оценочных суждений, которые проходят за пределами того, что популярно. Мы должны иметь основание для несогласия с большинством, не будучи отмеченными как эксцентричные оригиналы.

Позвольте мне начать, разбив вопрос Фейерабенда на несколько более простых вопросов. Мы можем сказать, что наука прогрессирует, когда учёные достигают консенсуса по вопросу. Каковы механизмы, управляющие тем, как это происходит? Перед тем, как достигнут консенсус, часто имеются разногласия. Какова роль разногласий в подготовке пути для научного прогресса?

Чтобы ответить на эти вопросы, мы должны вернуться к взглядам более ранних философов. В 1920-е и 1930-е в Вене выросло философское движение, названное логическим позитивизмом. Логические позитивисты предполагали, что утверждения становятся знанием, когда они проверены (верифицированы) наблюдениями мира, и они утверждали, что научное знание является суммой таких проверенных (верифицированных) суждений. Наука прогрессирует, когда учёные делают утверждения, которые имеют проверяемое содержание, которое затем верифицируется. Их мотивом было избавление философии от метафизики, которая заполнила огромные тома утверждениями, не устанавливающими контакт с реальностью. В этом они частично преуспели, но их сдержанная характеристика науки была не последней. Имелось много проблем, одна из которых была в том, что не имелось нерушимой взаимосвязи между тем, что наблюдается, и тем, что определяется. Утверждения и предубеждения вползали в описания простейших наблюдений. Не практикуется, а, вероятно, даже и невозможно, разорвать то, что учёные говорят или пишут на мелкие атомы, каждый из которых соответствует наблюдению, очищенному от теоретизирования.

Когда верификационизм потерпел неудачу, философы предположили, что наука прогрессирует, поскольку учёные следуют методу, гарантирующему приход к истине. Предположения о научном методе были предложены такими философами, как Рудольф Карнап и Пауль Оппенхайм. Карл Поппер продвинул своё собственное предположение, которое заключалось в том, что наука прогрессирует, когда учёные предлагают фальсифицируемые теории — то есть они делают утверждения, которые могут быть опровергнуты экспериментом. Согласно Попперу, никогда нельзя доказать правильность теории, но если она выдержала многочисленные попытки доказать её неправильность, мы можем начинать верить в неё — по меньшей мере, пока она окончательно не будет фальсифицирована [127] .

127

См., например, Karl Popper, The Logic of Scientific Discovery <Логика научного открытия> (New York: Routhledge, 2002).

Фейерабенд начал свою работу в философии с атаки на эти идеи. Например, он показал, что фальсифицирование теории не такая простая вещь. Очень часть учёные сохраняют веру в теорию после того, как она оказалась фальсифицированной; они делают это через изменение интерпретации эксперимента. Или они высказывают сомнение в самих результатах. Иногда это приводит в тупик, поскольку теория на самом деле не верна. Но иногда удержание веры в теорию перед лицом очевидных экспериментальных опровержений оказывается правильной вещью. Как вы можете сказать, в какой ситуации вы находитесь? Фейерабенд доказывал, что не можете. Разные учёные принимают различные точки зрения и принимают свои шансы такими, какими они будут рождаться в разработках. Нет общего правила, когда нужно отбрасывать теорию, а когда сохранять ей жизнь.

Фейерабенд также полностью раскритиковал идею, что метод является ключом для прогресса науки, показав, что в критических ситуациях учёный будет делать прогресс, отбросив правила. Более того, он доказал — убедительно, на мой взгляд, — что наука может дойти до полной остановки, если всегда следовать правилам «метода». Историк науки Томас Кун предпринял другую атаку на понятие «научный метод», когда он доказал, что учёные следуют различным методам в разные моменты. Но он был менее радикален, чем Фейерабенд; он попытался изложить два метода, один соответствует «нормальной науке», а другой соответствует научным революциям [128] .

128

Thomas S. Kuhn, The Structure of Scientific Revolutions <Структура научных революций> (Chicago: Univ. of Chicago Press, 1962).

Другую критику идей Поппера предпринял венгерский философ Имре Лакатос, который доказывал, что имеется не так много асимметрии между фальсификацией и верификацией, как предполагал Поппер. Если вы видите одного красивого красного лебедя, невероятно, что вы обнародуете теорию, которая говорит, что все лебеди белые; вместо этого вы пойдёте искать персону, которая его покрасила [129] .

Эти аргументы приводят нас к нескольким проблемам. Первая, что успех науки всё ещё требует объяснения; вторая (подчёркнутая Поппером), что становится невозможным отличить науку вроде физики и биологии от систем веры, — таких как марксизм, чёрная магия и разумное творение, — которые претендуют на научность [130] . Если не может быть сделано такое разграничение, то остаётся открытой дверь для жуткой разновидности релятивизма, в которой все претензии на истину и реальность имеют одинаковое основание.

129

Imre Lacatos, Proof and Refutations <Доказательство и опровержения> (Cambridge, U.K.: Cambridge Univ. Press, 1976).

130

Леонард Сасскайнд, защищая применимость антропного обоснования, назвал его критиков Попперацци за призывы к необходимости каких-нибудь возможностей фальсификации. Но принять критику установок Поппера, что фальсификация является только частью истории того, как работает наука, это только одно дело, и совсем другое дело защищать применимость научных оснований теории, которая не делает однозначных или специальных предсказаний, с помощью которых она могла бы быть или фальсифицирована, или подтверждена. В этой связи я горд быть Поппераццо.

Хотя я убеждён, как и многие действующие физики, что мы не следуем одному методу, я также убеждён, что мы должны ответить на вопрос Фейерабенда. Мы можем начать с обсуждения роли, которую наука играла в человеческой культуре.

Наука является одним из нескольких инструментов человеческой культуры, которые возникли в ответ на ситуацию, в которой мы, люди, находились с доисторических времён: мы, которые могут мечтать о бесконечном пространстве и времени, о бесконечно красивом и бесконечно хорошем, находимся встроенными в несколько миров: физический мир, социальный мир, воображаемый мир и духовный мир. Это условие человеческого существования, что мы долго стремились открыть умения, которые дадут нам власть над этими различными мирами. Эти умения сейчас называют наукой, политикой, искусством и религией. Сегодня, как и в наши ранние дни, они дают нам власть над нашими жизнями и формируют основу наших надежд.

Что бы кто ни говорил, никогда не было человеческого общества без науки, политики, искусства и религии. В пещерах, чьи стены украшены рисунками древних охотников, мы находим кости и камни с узорами, показывающими, что люди подсчитывали какие-то вещи группами по четырнадцать, двадцать восемь или двадцать девять. Археолог Александр Маршак, автор книги «Корни цивилизации», интерпретирует это как наблюдения за фазами Луны [131] . Это также могли быть записи раннего метода контроля за рождаемостью. В любом случае они показывают, что двадцать тысяч лет назад человеческие существа использовали математику чтобы организовать и концептуально представить свои ощущения о природе.

131

Alexander Marshack, The Roots of Civilization: The Cognitive Beginnings of Man's First Art, Symbol, and Notation <Корни цивилизации: познавательные начала первого человеческого искусства, символа и понятия> (New York: McGraw-Hill, 1972).

Наука не была изобретена. Она эволюционировала во времени, когда люди открывали инструменты и традиции, которые работали, чтобы привести физический мир в сферу нашего понимания. Наука, таким образом, есть путь, который является следствием способа существования природы — и следствием способа нашего существования. Многие философы ошибочно искали объяснение, почему наука работает, которое было бы применимо к любому возможному миру. Но такая вещь не может быть. Метод, который работал бы в любой возможной вселенной, будет подобен креслу, которое было бы удобным для любого возможного животного: он годился бы одинаково плохо в большинстве случаев.