Співавтор теорії струнного поля розповів, чому контакт з інопланетянами — погана ідея, як епідемія допомогла ньютону і чи є у фізиці місце вірі

15

З відомим викладачем, вченим і активістом науково-популярного просвітництва поспілкувалося видання the guardian. Книга каку, яка зовсім недавно була опублікована — « «рівняння бога: у пошуках» теорії всього «(the god equation: the quest for a theory of everything). Вона присвячена найбільшим досягненням фізики в минулому і сучасному стану науки, яка знаходиться на порозі своєрідної революції, аналогічної тим, що відбулися після відкриттів ньютона і потім ейнштейна.

На думку вченого, довгоочікувана «теорія всього» вже створена, просто ми її ще не перевірили. Зараз у людства є квантова фізика і теорія відносності — вони відмінно працюють кожна в своїй сфері застосувань і багаторазово підтверджені на практиці. Однак пов’язати всю картину світу воєдино не виходить, необхідний додатковий інструментарій. І як один з» батьків-засновників » теорії струн, зокрема, співавтор теорії струнного поля каку вважає, що це правильний шлях.

Однак навіть серед нобелівських лауреатів, провідних вчених світу, досі немає згоди, який з варіантів теорії струн найбільш коректний. А їх кілька, і у кожного свої переваги. Тому мітіо обґрунтовано припускає, що найближчим часом нові експерименти на найпотужніших прискорювачах виявлять відхилення від стандартної моделі. Саме в цей момент з’являться необхідні для уточнення теорії струн дані, і люди буквально зроблять крок у нову еру. У світлі таких перспектив виникають найрізноманітніші думки і питання, на які каку теж відповів по-своєму.

Навіщо потрібна популяризація науки

Кожна наступна фундаментальна теорія у фізиці все складніше для розуміння людиною без наявності великого багажу специфічних знань. Ньютонівська механіка легко з’ясовна на побутових предметах і досить просто перевіряється в повсякденному житті будь-яким бажаючим. Про теорію відносності в побуті, як правило, мова заходить вже лише в розмові про будь-яких віддалених поняттях астрофізики. І навряд чи переважна більшість населення згадає з робіт ейнштейна хоч щось, крім горезвісної формули e=mc2.

Звичайна людина в кращому випадку стикається з прямими наслідками від побічно і не підозрює про це. Наприклад, коли смартфон або інший gps-пристрій визначає затримку сигналу від супутників для обчислення свого положення в просторі, враховується викликане релятивістськими ефектами відхилення протягом часу. Коли мова заходить про квантову фізику, все стає ще важче: зрозуміти базові її концепції не так-то просто, навіть отримавши профільну освіту. Теорія струн, в свою чергу, нерідко ставить в глухий кут професійних фізиків, які витратили на цю науку чималу частину свого життя.

З іншого боку, всі люди рано чи пізно задаються фундаментальними питаннями — як чисто гіпотетичними, так і екзистенціальними. Чи можливі подорожі в часі? чи існують і що являють собою інші виміри? що таке кротові нори, як вони працюють і чи можна їх взагалі виявити? з чого почалася всесвіт-що було до великого вибуху і що буде після кінця всього (наприклад, теплової смерті)? всю свою історію людство шукало відповіді на подібні загадки і або черпало їх з пізнання об’єктивного світу, або створювало свідомо неперевірювані конструкти.

Наука, очевидно, може дати інформацію першим шляхом, але в сучасному її стані вона занадто складна. Тому необхідно намагатися робити її доступнішою, залишати «вежу зі слонової кістки» і спілкуватися з людьми, на чиї гроші вчені працюють. Розуміння світу на основі перевірених, достовірних і відтворюваних даних (наукових) дозволяє приймати більш зважені і розумні рішення. У перспективі вони мають набагато менше шансів бути неправильними, ніж засновані на сліпій вірі.

© the ceo magazine

Ще одна причина, чому з масовою аудиторією просто необхідно працювати, яку наводить мітіо, взята з життєвого прикладу. У 1990-х, щоб просунути дослідження в галузі фундаментальної фізики, американські вчені розробили проект суперколлайдера. Він повинен був бути значно більшим від всесвітньо відомого великого адронного коллайдера (бак). Але будівництво так і не схвалив конгрес сша з досить комічної причини. Коли рішення про фінансування залежало буквально від декількох голосів, представнику наукової спільноти на слуханнях щодо захисту проекту поставили питання, чи дозволить установка знайти бога.

За словами каку, вчений міг би сказати, що цей колайдер — по суті, «машина буття», що відтворює умови виникнення всесвіту, найбільшої події у всій історії. Але фізики розбираються в науці, а не в умінні проводити політичні дебати, тому відповідь була «вона виявить бозон хіггса». І громадськість в особі конгресменів вирішила, що 10 мільярдів доларів за просто «чергову елементарну частку» — занадто дорого. Іншими словами, не-вчені слабо розуміють, навіщо вченим всі ці «іграшки». Простих людей хвилюють здаються абстрактними питання, наприклад про віру і місце людини в світі. Той конгресмен так і сказав:»якщо ми знайдемо бога за допомогою цієї машини, я проголосую за неї».

Чи зрозуміє ньютон теорію струн і як її перевірити

Майже 400 років тому, коли людство мислило магічними поняттями і щосили полювало на відьом, ісаак ньютон створив першу повноцінну теорію всього. Він розробив математичний апарат, що описує взаємодії на всіх відомих тоді масштабах-від піщинок під ногами до зірок на небі. Його відкриття багато в чому визначило індустріальну революцію і стало відправною точкою для безлічі наукових робіт, включаючи теорію відносності. Що цікаво, вченому допомогла пандемія: в 1666 році кембриджський університет закрили на карантин через чуму і 23-річний ньютон відправився додому.

За легендою, коротаючи час за своїми захопленнями — математикою і натурфілософією, — він побачив падаюче яблуко і задався питанням, чому предмети завжди падають перпендикулярно землі. На ділі, звичайно, як видно з аналізу його записів, своє розуміння механіки ньютон розвивав довгі роки (в цілому — майже все життя). Тоді, під час чумного карантину, він вперше сформулював квадратичну пропорційність тяжіння планет до сонця в залежності від відстані до нього. І описав це математично.

На думку каку, виявися цей великий вчений раптово в нашому часі, він оцінив би книгу «рівняння бога». А точніше, те, як думка ньютона пройшла через століття і розвинулася в складну науку сучасності. Що цікаво, нинішні фізики навряд чи в захваті від сформованого становища — вони буквально розділені на два табори. І хоча це досить стресова ситуація, вона корисна для науки. Як зазначає каку, схоже відбувалося на знаменитих сольвеевских конгресах на початку xx століття. На одній з таких конференцій нільс бор і альберт ейнштейн буквально зчепилися в найбільшій фізичній дискусії навколо квантової теорії.

Багато з цих суперечок і ключових розбіжностей, як небезпідставно вважає каку, дозволять прийдешні експерименти на бак. Вони присвячені відхиленням в стандартній моделі, яка чудова всім, крім своєї складності. З практичної точки зору ця теорія багаторазово підтверджена дослідами і добре описує структуру матерії на субатомному рівні. З теоретичної-вона являє собою потворну конструкцію, повну складних побудов, покликаних пов’язати одні фізичні ідеї з іншими.

Коли величезний масив експериментальних даних вдасться обробити, найменші відхилення від стандартної моделі зрушать шальки ваг. Вийде з’ясувати, яка з варіацій теорії струн краще описує їх. У них все математично набагато простіше, і більшість описаних стандартною моделлю явищ виводяться з теорії струн порівняно просто і зрозуміло. Як було згадано вище, єдине, чого не дістає цим викладкам — — практичних підтверджень. Ясна річ, ніхто не застрахований від того, що доведеться взагалі переробляти відомі моделі і будувати нову «теорію всього». Але вже така наука.

© afp

Про інопланетян, релігію і філософію

Як і інших людей, американського вченого хвилюють екзистенціальні питання, так що журналісти не змогли пройти повз них. Наприклад, каку пригадали, що він вважає контакт з інопланетянами неминучим протягом найближчого століття. Популяризатор науки зазначив, що з кожним роком ми отримуємо все більше інструментів для вивчення все більш віддалених куточків всесвіту. Наступного року запрацює космічний телескоп джеймса вебба-і вчені побачать безліч інших планет, недоступних погляду наземних приладів і «хаббла».

Цей крок наблизить нас до контакту з позаземними цивілізаціями, як ніколи раніше. При цьому форсувати події і взагалі горіти бажаннямЗустріти інопланетян — не найкраща ідея. Каку нагадав, чим для ацтеків закінчилося знайомство з іспанськими конкістадорами. І вже неважливо, чия цивілізація буде більш розвинена, наша або їх, ефект може бути катастрофічним в будь-якому випадку. Так що до питань контакту варто ставитися максимально обережно і серйозно.

За своє життя каку познайомився відразу з кількома релігійно-філософськими світами. Він народився в буддистській родині, але в дитинстві навчався в пресвітеріанській церковній школі. У незміцнілому розумі зіткнулися відразу дві абсолютно різних картини пристрою всесвіту: нірвана-універсальний метафізичний простір без початку, кінця, часу, що існував завжди, і християнський міф про створення світу богом за сім днів.

Як вважає каку, це відмінна ілюстрація, чому на рівні абстракцій наукові теорії більш повні філософськи. Так, відповідно до теорії струн, в багатовимірному просторі постійно відбуваються події великого вибуху. Процес створення світу йде постійно в якомусь вимірі, що скидається на божу працю.

Те ж саме з апокаліпсисами — в якихось вимірах всесвіти закінчили своє життя і повторюють цикл знову. А 11-мірний гіперпростір, що включає всі ці явища одночасно — — і є нірвана. Не потрібно вибирати і сперечатися про відмінності в філософії, якщо реальність набагато складніше, цікавіше і вже включає в себе всі ці умоглядні побудови. Як теорія всього.