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:

Венера. Общие сведения

News image

Венера, вторая по счету планета Солнечной системы. Она имеет такой же...

Фотосфера

News image

Видимая поверхность Солнца. Достигая толщины около 0,001 RD (200-300 км), пл...

Наблюдение Венеры. Прохождение Венеры по диску Сол

News image

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

Меркурий

News image

Меркурий - самая близкая к Солнцу планета. Среднее расстояние от Ме...

В космосе...

Cуборбитальные полеты за 95 тысяч долларов

News image

Американская туристическая компания RocketShip Tours объявила первые тарифы на суборбитальные туристические полеты, сообщается в пресс-релизе на ее официальном сайте. В ка...

На Марсе найден след от астероида

News image

Американские специалисты обнаружили на Марсе вмятину огромного размера. Ранее она была скрыта огромной вулканической областью - нагорьем Фарсида . До настоящего мо...

Отель на орбите начал принимать предварительные заказы

News image

Компания Galactic Suite Ltd. приступила к регистрации всех желающих провести отпуск в еще не построенном космическом отеле Galactic Suite Space Re...

Марсианские татуировки

News image

Специалисты, работающие с зондом Mars Reconnaissance Orbiter (MRO), опубликовали новые снимки, сделанные камерой HiRISE этого аппарата. Фото и их краткое оп...

Авторизация



Новости космонавтики:

Пластична операція в Рівному. Лазерне лі

News image

Як кажуть у людей “Скрипуче колесо довго їздить”. Тобто треба наглядати за собою. Медичний центр Тарасюка є одним з кращих в Рівному. Головними напрямками роботи ...

Печать на табличках в Киеве (Форвард При

News image

Если вы работали с типографиями, скорее всего, в курсе, что многие из них даже не обладают собственными станками для печати. В такой типографии работает штат ...

Найти и купить щеповоз (ЛОГИНТЕХ): мнени

News image

В современном мире, в век сравнительно глобального прогресса инженерной мысли, человеку уже непросто обойтись без своих главных компаньонов: без специализированных механизмов, созданных чтобы облегчать зачастую ...

Найти и календари в Киеве: рекомендации

News image

Новые должности и работники – незаменимый атрибут компании, которая старается расти и систематически создает свежие вакансии. Следовательно, это создает постоянно новые красные даты в году ...