Главная - Наша космическая обитель - Что мы не узнаем из фундаментальной теории

Что мы не узнаем из фундаментальной теории
Космология - Наша космическая обитель

Объединенная теория, если бы ее все-таки разработали, воистину могла бы стать величайшим триумфом разума всех времен, кульминацией всех интеллектуальных поисков, начавшихся задолго до Ньютона и продолжавшихся при Максвелле, Эйнштейне и их преемниках. Она бы про­лила свет на основное вещество, образующее все, что нас окружает, и послужила бы примером того, что великий фи­зик Юджин Вигнер называл «непостижимой эффективно­стью математики в естественных науках». Она также проиллюстрировала бы замечательную случайность — а это непременно была бы случайность — того, что человек сво­им умом может понять основные принципы физической реальности.

Но я надеюсь, что не покажусь грубым, если укажу на то, чего она не сделала бы. Такая теория не означала бы кон­ца науки, способной бросить нам вызов. На самом деле, на большинство наук — даже на бóльшую часть космологии — она оказала бы минимальное воздействие. В популярной литературе часто используются две фразы — «окончательная теория» или «теория всего», — скрытый смысл которых не только высокомерен, но и очень обманчив.

Практически все ученые уже уверились в том, что наш сегодняшний мир, в сущности, сводится к атомной физи­ке. Как каждая из возможных эллиптических орбит каждой планеты есть решение ньютоновых уравнений движения, так и каждый кусок материала, живой или неодушевлен­ный, подчиняется уравнению Шредингера — основному уравнению квантовой теории, описывающему атомы и их скопления. На поверку, однако, оказывается, что мы не мо­жем решить это уравнение ни для чего более сложного, чем отдельная молекула. Сложность решения зависит от коли­чества рассматриваемых атомов, а также от сложности их внутренней структуры (скажем, живая клетка куда сложнее правильного кристалла, содержащего такое же количество атомов).

Кроме того, если бы мы располагали гиперкомпьютером, который смог бы решить уравнение Шредингера для сложной макроскопической системы и воспроизвести поведение этой системы, результат не дал бы нам никакого реального понимания. Для проникновения в суть, к кото­рому стремятся ученые, необходимы разнообразные концепции. Например, водный поток — водовороты, разбивающиеся волны и т.д. — лучше всего объяснять с помощью вязкости, завихренности и турбулентности. Это производные свойства, и они существуют только в достаточно большом масштабе, чтобы мы могли рассматривать жид­кость как сплошную среду и пренебрегать действием квантов. Подобно этому, происходящее в компьютере можно отнести к электронам, движущимся в сложных цепях, хотя это замечание упускает суть: логику, переносимую этими сигналами. И, по выражению Стивена Пинкера, «поведе­ние человека разумнее всего объяснять его верованиями и решениями, а не вольтами и граммами».

Любая наука, от химии до социальной психологии, имеет в арсенале свои собственные неопровержимые и производные концепции, а также отличительные виды объяснения. В макроскопической области существуют общие «законы природы», с которыми связано не меньше вопросов, чем с объектами микромира, и которые концептуально от нее не зависят — например, есть общие математические законы, описывающие переход от регулярного поведения к хаотическому и применяющиеся к явлениям настолько несопоставимым, как протекающие краны и популяции животных.10-3

Науки зачастую сравниваются с различными этажами здания — логика в фундаменте, математика на первом этаже, затем следует физика частиц, после — остальная фи­зика и химия, и так далее по мере того, как мы забираемся выше. Но аналогия со зданием рушится, потому что сверх­структура (наука «более высокого уровня», имеющая дело со сложными системами) не подвергается опасности из-за непрочной основы.

Даже узнав основные законы, мы бы все равно не по­нимали, каким образом их следствия развились за послед­ние 13 миллиардов лет. Нас сбивают с толку сложные модели и взаимные связи — неполное знание о микромире, в общем, не есть препятствие.

Эта проблема возникла при спорах о Сверхпроводящем суперколлайдере (SSC) — гигантском и неимоверно дорогом ускорителе, который разрабатывался в Техасе; но разработки были прекращены решением Конгресса США после того, как на них уже было потрачено 2 миллиарда долларов. Преувеличение значения SSC его защитниками привело к негативной реакции других ученых — даже неко­торых физиков, понимающих, что сложные материалы, по­токи жидкостей и теория хаоса ставят такие же значитель­ные задачи, как и физика частиц, а ресурсы, необходимые для SSC, при этом несоразмерно велики.10-4

Тем не менее, как подчеркнул Стивен Вайнберг, некоторые науки могут заявить о своем особом статусе, особой «глубине».10-5 Если вы беспрестанно будете спрашивать «почему?», в итоге вы придете к фундаментальному вопросу либо из физики частиц, либо из космологии: наук об очень малом и очень большом. Это важная характеристика нашей Вселенной. Мы ищем объединенные теории космоса и микромира не потому, что остальная наука (или даже остальная физика) зависит от них, но потому, что они связаны с таинственными аспектами реальности.

Привлекательность «окончательной теории» велика. Честолюбивые студенты бьются над проблемой №1. Но чрезмерная сосредоточенность усилий талантливых людей лишь в одной, чисто теоретической области, скорее всего, принесет чувство неудовлетворенности всем, за исключением некоторых особо одаренных (или удачливых) индивидуумов. Своим студентам я советую умножить важность проблемы на малую вероятность того, что они разрешат ее, и произведение довести до максимума. Я также напоминаю им мудрое замечание Питера Медавара о том, что «ни одним ученым не восхищаются за то, что он не может разрешить задачу вне пределов своей компетенции. Большее, на что он может рассчитывать, — это жалость, подобная той, что вызывают у сердобольных людей политики-утописты».10-6

Не принимая во внимание афоризм Эйнштейна о постижимости Вселенной, который я привел в прологе этой книги, было бы поразительно, если бы человеческий разум «справился» со всеми аспектами внешнего мира. Некоторые загадки природы навсегда могут остаться необъясненными или непонятыми.

 


Читайте:


Добавить комментарий


Защитный код
Обновить

Планеты соседи:

Хромосфера

News image

Обширная и очень яркая вспышка на Солнце, наблюдавшаяся 9 марта 19...

Наблюдение Венеры. Прохождение Венеры по диску Сол

News image

Найти Венеру на небе проще, чем любую другую планету. Ее пл...

Венера. Атмосфера планеты

News image

Атмосфера Венеры крайне жаркая и сухая. Температура на поверхности достигает св...

Изучение Венеры КА

News image

В 1930 году о Венере появилась некоторая информация. Было установлено, чт...

В космосе...

Ученые объясняют красный цвет Марса сильными ветрами

News image

Ученые предложили новую гипотезу, объясняющую красный цвет Марса. По мнению исследователей, поверхность планеты приобрела характерный цвет из-за сильных ветров. О св...

Обнаружена сверхновая, обладающими свойствами гамма-всп

News image

Астрономам удалось обнаружить сверхновую, обладающими свойствами гамма-всплеска. Причем этот объект ученые нашли, не используя детекторы гамма-излучения. Работа специалистов опубликована в жу...

Взгляд на Вселенную глазами инопланетян

News image

Физики описали, как Вселенная может представляться инопланетным цивилизациям, если таковые, разумеется, существуют. Это стало возможным после описания космоса на основании пр...

Зонд LCROSS подтвердил наличие воды на Луне

News image

Лунный зонд LCROSS, в октябре столкнувшийся с поверхностью спутника Земли, нашел доказательства присутствия там значительного количества воды. Об этом в пя...

Авторизация



Новости космонавтики:

Однокомнатные квартиры на Посёлке Котовс

Посёлок Котовского — один из самых густонаселённых и динамично развивающихся районов Одессы. Здесь отлично сочетаются доступные цены на жильё, удобная транспортная развязка и развитая инфраструктура, ...

Автошкола на Позняках: перший крок до вп

News image

Початок навчання в автошколі — важливий етап у житті кожного, хто прагне стати водієм. Для мешканців Дарницького району, зокрема мікрорайону Позняки, важливо знайти школу, яка ...

Курсы вождения на автомате – удобное обу

Почему важно пройти курсы вождения? Обучение в автошколе – это не просто формальность для получения водительских прав. Это залог вашей безопасности и уверенности на дороге. Курсы ...

Квартира в Одессе без посредников — реал

Покупка квартиры в Одессе без посредников — тема, вызывающая большой интерес у многих потенциальных покупателей. Отказ от услуг агентств недвижимости позволяет сэкономить на комиссии, которая ...