Что беспокоит физиков?

Известность декану физического факультета университета западного резервного района Лоуренсу крауссу (Lawrence Krauss) принесло его пророчество о том, что таинственная темная энергия может стать ключом к пониманию начальной стадии развития вселенной. Многие знают его как активного общественного деятеля. Краусс - один из 60 известных ученых, подписавших в феврале 2004 г. открытое письмо, в котором подвергается резкой критике неправильное отношение администрации Буша к науке
. Однако широкой публике он больше знаком как автор серьезных критических статей и научно-популярных книг. Его бестселлер "Физика Звездного Пути" (The Physics of Star Trek) переведен на 15 языков.

Ученый дал интервью корреспонденту Scientific American Клаудии Дрейфус (Claudia Dreifus.

Scientific American (SA: что же сегодня беспокоит физиков больше всего?

Лоуренс краусс (ЛК: сегодня перед нами стоят три насущных вопроса: какова природа темной энергии, как согласуется испарение черных дыр с квантовой механикой и, наконец, существуют ли дополнительные измерения? Все они связаны между собой и требуют пересмотра взглядов на квантовую теорию гравитации. Кто-нибудь непременно должен выдвинуть совершенно новую идею. Трудно предсказать, когда это произойдет. В 1904 г. нельзя было предвидеть, что годом позже появится замечательная теория Альберта Эйнштейна.

Я думаю, что эти вопросы, скорее всего, будут решены теоретическим, а не опытным путем, поскольку пока мы не в состоянии проводить эксперименты, результаты которых помогли бы нам найти правильный ответ. Готов держать пари, что решение не будет похоже ни на одну из известных ныне теорий, включая теорию струн.

SA: теория струн не оправдала ожиданий?

ЛК: Не совсем так. Но я считаю, что ее время уже прошло. И теория струн, и теория петлевой квантовой гравитации выросли из математических затруднений в общей теории относительности.

Когда вы пытаетесь исследовать физические явления во все меньших масштабах, гравитация действует все хуже и хуже. В конечном счете получаются бесконечно большие значения. Почти все попытки создать квантовую теорию гравитации сводятся к объяснению природы таких бесконечностей. В теории струн и в теории петлевой квантовой гравитации эта трудность преодолевается "в лоб": расстояния меньше некоторой величины попросту не рассматриваются. Обе теории основаны на предположении, что частицы не могут уменьшаться до нулевых размеров и превращаться в точечные объекты - верный способ избавиться от математических бесконечностей. По-моему, главное различие между двумя теориями состоит в том, что теория струн значительно богаче интеллектуально и математически. Она не справилась со многими физическими проблемами, но зато вдохновила ученых на целый ряд интересных математических открытий. Мне кажется, что петлевая квантовая гравитация не дала даже этого.

SA: вы утверждаете, что теория струн действительно ни к чему нас не привела?

ЛК: Ни теория струн, ни петлевая квантовая гравитация не помогли нам в решении основных физических проблем, среди которых я бы особо выделил существование загадочной темной энергии. Теория струн подарила нам идею о множественности миров или дополнительных измерений, поскольку именно на них она и основана. Сначала в ней было целых 26 измерений, потом оказалось, что и 10 достаточно. Но наша вселенная четырехмерна (три пространственных измерения плюс время), и много сил было потрачено только на то, чтобы объяснить невидимость дополнительных измерений. Кое-кто даже пытался превратить недостаток в достоинство, заявляя, что дополнительные измерения можно как-то обнаружить.

SA: вы только что закончили книгу о параллельных вселенных. Думаете, они существуют?

ЛК: Я бы ответил так: параллельные миры - захватывающая область физики, особенно для молодых ученых. Но мне кажется, что дополнительные измерения не стоят того. Предлагаемые модели параллельных вселенных не очень - то согласуются с тем, что мы знаем из физики элементарных частиц об объединении сил природы. Как ни заманчива идея о существовании больших дополнительных измерений, она скорее всего неверна. Впрочем, время покажет.

SA: почему вы решили написать книгу "Физика Звездного Пути"?

ЛК: Все началось с шутки. В 1993 г. я закончил "Страх Перед Физикой" (Fear of Physics), и мы с моим редактором обсуждали тему следующей книги. В разговоре она упомянула, что ее дочь без ума от фантастических сериалов, и засмеялась: "Как Насчет Физики"звездного пути"? Сначала я решил написать о телепортаторе, который может разобрать объект на атомы, почти мгновенно переместить их в другое место и снова собрать в единое целое. Как создать такое устройство? В конце концов, я составил список всех феноменов из "Звездного Пути", которые могли бы заинтересовать читателя и натолкнуть его на размышления о физике. Таким образом, если людям нравится фантастика, им наверняка будет любопытно познакомиться с наукой, которая в тысячу раз удивительнее!

Я рассказал о вымышленных устройствах, которые не будут работать, но также указал читателям на еще более интересные вещи, возможные в нашей вселенной. Сегодня наука предлагает нам такие идеи, о которых не додумался бы ни один фантаст. Я, например, сейчас занимаюсь космической антигравитацией: никто не понимает, откуда в пустом пространстве может взяться энергия. В мире нет ничего более сверхъестественного!

SA: почему?

ЛК: Если спросить ребенка, сколько энергии содержится в абсолютной пустоте, он скорее всего скажет: "Нисколько", потому что это - разумный ответ. Но мы убеждаемся в обратном: если все убрать, кое-что все-таки останется.

Более того, если в пустом пространстве содержится хотя бы немного энергии, то по законам физики ее там может быть и гораздо больше. Возникает вопрос: каким количеством энергии обладает пустота, так сказать, по природе? Согласно нашим представлениям о гравитации и о квантовой механике, пространство должно содержать примерно на 120 порядков больше энергии, чем удается обнаружить экспериментальным путем. Пока неизвестно, чем объясняется такой чудовищный разрыв между теоретическими и опытными данными. Это самая сверхъестественная и потому самая захватывающая физическая проблема.

SA: сегодня немногие известные ученые занимаются общественной деятельностью. Полвека назад журналисты никогда не упускали возможности расспросить Альберта Эйнштейна о его взглядах на многие проблемы - от ядерного разоружения до сионизма. Как вы думаете, почему представители научных кругов перестали принимать активное участие в общественной жизни?

ЛК: Я считаю, что помимо научных исследований ученые непременно должны заниматься популяризацией своей деятельности. Мы живем в обществе, где невежественный в вопросах науки человек может считать себя интеллигентом. Так было не всегда: в начале ХХ в. интеллигентность подразумевала способность к обсуждению современных научных проблем. Сегодня в журналах для, казалось бы, мыслящих людей можно встретить отзыв о научной книге, в котором рецензент без малейшего стыда пишет: "потрясающая вещь! Я не понял ни единого слова". В том случае, если бы речь шла о трудах Джона Кеннета гэлбрейта (John Kenneth Galbraith), обозреватель не осмелился бы щеголять экономической безграмотностью.

SA: как же невежественность в науке стала приемлемой для общества?

ЛК: Всем известно, что научные дисциплины преподаются во многих школах из рук вон плохо, а некоторые преподаватели не имеют даже базовой научной подготовки. Я был в шоке, когда узнал, что школьный учитель моей дочери не в состоянии внятно изложить даже самые простые научные понятия. По-моему, это типичный случай. С каждым днем наука становится все более эзотерической и потому труднее воспринимается людьми.

Вряд ли я скажу что-то новое, если замечу, что после второй мировой войны американские ученые превратились в изолированную элиту. Аура секретности позволяет им закрывать глаза на гражданскую ответственность. Представители науки стали особой кастой.

До 1970-х гг. многие американские ученые даже не задумывались о важности контактов с обществом. В те старые добрые времена государство не жалело денег на науку. Эйфория закончилась в 1993 г., когда конгресс похоронил в техасских прериях сверхпроводниковый суперускоритель на встречных пучках. Стало ясно, что физики что-то делают не так.

Мы не смогли убедить налогоплательщиков - и даже многих своих коллег - в том, что на постройку сверхпроводникового ускорителя стоило потратить миллиарды. Ученые поняли: чтобы получить деньги на свои исследования, им необходимо объяснить широкой публике, зачем это нужно. Я, например, предпочитаю рассказывать людям, как прогресс науки связан с их повседневной жизнью.

SA: вы выступаете против преподавания креационизма в школах и жестко оспариваете изменения учебного плана, предлагаемые креационистами. Вам нравится этим заниматься?

ЛК: Вовсе нет! Приятно прививать людям интерес к науке, а защищать ее от нелепых нападок - пустая трата времени и сил.

Меня пригласили после того, как несколько креационистов были назначены в комитет стандартов обучения при министерстве образования штата огайо. Они предложили ввести учебный курс, посвященный разумному замыслу, в котором совершенно неоправданно ставится под сомнение теория эволюции.

Целый год я был в центре событий, сильно напоминавших политическую кампанию. Когда все закончилось, оказалось, что мы выиграли, потому что не допустили теорию разумного замысла в учебные классы, и вместе с тем проиграли, поскольку "из Чувства Справедливости" комитет добавил в общеобразовательные стандарты формулировку: "школьники должны изучить, как ученые критически исследуют эволюционную теорию". Я настоятельно выступал против этого: в нормах должно быть сказано, что ученые вообще все исследуют критически!

Как я и боялся, принятая формулировка открыла лазейку для креационистов, утверждающих, что есть все основания сомневаться в справедливости эволюционной теории. И все началось сначала: мне опять пришлось бросить свои дела, потому что креационисты снова затеяли свои игры в штате огайо. Вы только подумайте, одно из занятий в учебном плане было посвящено резкой критике дарвинизма!

Иногда хочется просто махнуть на все рукой. Но именно этого ждет от нас Филипп Джонсон (Phillip Johnson), адвокат, предложивший такую стратегию: "Мы Будем Стоять на Своем до тех пор, Пока не Исчезнет Последний Эволюционист".

SA: не попадают ли ученые в ловушку, когда пытаются быть "Справедливыми" и "дают всем равное время" в своих дебатах с антидарвинистами?

ЛК: Совершенно верно. Наука не на справедливости основана. В ней все проверяется эмпирическими методами; то, что не согласуется с результатами экспериментов, беспощадно отбрасывается. Точка. На этом зиждется прогресс.

Я не против изучения креационизма в классах с религиозным уклоном. Но ни в коем случае нельзя выдавать его за научную дисциплину! Меня тревожит то, что филантропы вроде Билла Гейтса финансируют креационистов. Недавно одна из покровительствующих им организаций, именуемая институтом открытий, получила уже второй грант от фонда Гейтса в размере $10 млн. Правда, деньги, как правило, выделяются не на поддержку теории разумного замысла, но фактически такие гранты повышают доверие к людям, цели и действия которых вызывают сомнение. Во время дебатов по поводу общеобразовательных стандартов штата огайо сотрудники названного института умудрялись находить противоречия в теории эволюции даже там, где их вовсе нет, и все время твердили о беспристрастности, которая здесь совершенно ни при чем. (Пресс-секретарь фонда Билла и Мелинды Гейтс Эми Лоу (Amy Low) заявила, что фонд "Принял Решение не Отвечать на Комментарии Доктора Краусса". - прим. ред. SA: почему вас так встревожил именно этот грант?

ЛК: Дело в том, что сейчас многие вопросы, связанные с наукой, превращаются в PR - кампании, в которых истина отходит на второй план, уступая место грызне и спорам о сфабрикованных противоречиях. Это опасно для науки и для общества, потому что научные доказательства, полученные в результате наблюдений и испытаний, не могут быть предметом торга или орудием политической борьбы.

Подвергая сомнению наши методы, креационисты подрывают доверие к науке и облегчают возможность искажения научных результатов в тех областях, где еще есть спорные вопросы. Вы посмотрите, что происходит вокруг таких проблем, как стволовые клетки, аборты, глобальное потепление и противоракетная оборона. Когда провалились испытания новой системы про, представители пентагона заявили, что их больше не будет до тех пор, пока систему не достроят полностью.

SA: вы пишете популярные книги и много времени уделяете общественной деятельности. Когда же вы наукой занимаетесь?

ЛК: В тихие ночные часы и во время занятий со студентами и аспирантами. Вы не представляете себе, сколько мы успеваем сделать, когда собираемся вместе!

Иногда я месяцами поглощен совершенно другими делами, которые страшно изматывают меня. Говорить о науке нужно, и это, возможно, самая важная моя работа. Но если бы я не занимался наукой, то чувствовал бы себя мошенником. Вместе с тем я считаю своим долгом уделять внимание общественности.

SA: почему вы так категоричны?

ЛК: Потому что наука не может существовать в изоляции. Она развивается в социальном контексте, и ее результаты имеют большое значение для общества, порой просто помогая нам осознать наше место в мироздании. Приобретая новые знания, мы непременно должны заниматься их распространением и разъяснением. Естественно, не каждый ученый в состоянии тратить время на популяризацию своих идей. Но поскольку в нынешнем обществе наука играет жизненно важную роль, а многие не жалеют сил, стремясь исказить достигнутые ею результаты, очень важно, чтобы некоторые из нас все же поднимались на трибуну.