Знание-сила

Знание-сила научно-популярный журнал

Вход Вход
iiene     
Он-лайн ТВ Знание - Сила РФ Проекты Фотогалереи Лекторий ЗС

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Горячая новость:
Закрытие раздела "Электронный архив журнала" с 1 июля 2017 г.
 

 





СВЕЖИЙ НОМЕР


Органические молекулы в космосе
 
 

 Самое интересное 
Самые яркие статьи за все годы существования журнала. Пока выложены только статьи 2007-2010 годов, но мы работаем над продолжением этого.
Послесловие: между прошлым и будущим

Геннадий Горелик

История науки помогает видеть нынешние проблемы в той мере, в какой суть научного поиска не изменилась, даже если радикально изменились внешние, социальные обстоятельства. Эйнштейн признал в Галилее коллегу, узнав в его физике свою науку. А как насчет нынешней фундаментальной физики? Ситуацию здесь иногда называют кризисом. При этом имеют в виду разные проявления, но над сценой висит общий вопрос: заканчивается ли четырехвековая история современной физики, и если да – что идет на смену?

Один ответ предложили в Гарвардском университете, где устроили семинар по физике с эпитетом «пост-современная», или «пост-модерновая» (что по-английски – одно слово). Тамошние теоретики, подобно Галилею и Эйнштейну, нацеливались на раскрытие основ устройства Вселенной, но существенно отличались в способе поиска истины. Постмодерновый способ не требует ключевого участия эксперимента, в надежде на то, что истинный вариант теории сам собой гарантирует экспериментальное оправдание, а найти этот вариант можно коллективным перебором всех возможных вариантов. И, значит, чем больше коллектив переборщиков, тем больше шансов на успех. Опубликованным вариантам несть числа. Можно привести и более точную оценку. Библиотека Гарвардского университета содержит более четырехсот книг, изданных за последние три десятилетия, где обсуждается квантовая гравитация. Соответственно, статей на эту тему – многие тысячи. И все это без какого либо реального продвижения, экспериментально подтвержденного или опровергнутого. Столь впечатляющее несоответствие усилий и результатов – самое простое внешнее проявление кризиса нынешней фундаментальной физики.

Иногда от теоретика-инсайдера можно услышать, что из девяти или трехсот двадцати возможных направлений развития теории он считает наиболее перспективным такое-то. Историк науки при этом вспоминает ситуацию 1905-14 годов, когда наиболее перспективным направлением в теории гравитации для большинства было вовсе не эйнштейновское, или ситуацию до 1905 года, когда наиболее перспективным в теории эфира считали какое угодно направление, кроме одного, в котором эфир и все его теории сдавались в архив.

До середины XX века в фундаментальной физике правым оказывалось самое малое меньшинство – один человек. И правоту обнаруживали опыты.

Последние же три десятилетия совершенно несопоставимы с первыми десятилетиями XX века, когда появились теория относительности, квантовая механика и много чего еще, а число фундаментальных физиков измерялось десятками.

В чем же причина столь понизившейся эффективности науки?

Начнем с самой простой – с денег, тем более, что недавно американский теоретик, нобелевский лауреат С. Вайнберг выступил со статьей «Кризис Большой науки», имея в виду отказ Конгресса США финансировать большие – дорогие – экспериментальные установки. Первым решением такого рода было закрытие проекта гигантского ускорителя элементарных частиц – «Суперколлайдера» в 1992 году, за чем последовало закрытие нескольких проектов космических телескопов. Речь идет о приборах для фундаментальной физики стоимостью в миллиарды долларов. Вайнберг упрекает членов Конгресса в том, что те заботятся лишь об интересах своих избирателей и не понимают важность открытия фундаментальных законов природы. И в целом знаменитый теоретик смотрит в будущее с пессимизмом.

Историк же фундаментальной физики, рассматривая и сравнивая разные времена и страны, может прийти к прямо противоположному выводу.

Физики живут и работают в мире экономических проблем и политических решений. Отказ Конгресса США – в 1992 году – дать миллиарды на субъядерную суперфизику надо сопоставить с событиями в Советском Союзе, который прекратил свое существование в конце 1991 года, и с постоянным сокращением расходов США на оборону, начиная с 1987 года (и вплоть до 2001-го, когда Аль-Каида напала на Нью-Йорк). Напомню, что именно в конце 1986-го, освободив академика А. Сахарова из ссылки, советский лидер М. Горбачев доказал лидерам Запада серьезность советской «перестройки».

В период Холодной войны в глазах политиков по обе стороны от линии фронта ядерная физика была наукой ядерного оружия, однако исчезновение многолетнего потенциального противника побудило пересмотреть этот статус и соответственно изменить финансирование. Скорее надо удивиться и позавидовать, что столь здравое переосмысление произошло так быстро.

Конечно, всегда есть проблема оптимального распределения средств между разными областями науки и социальной жизни, но это и есть главная забота членов Конгресса. Если они при этом исходят из интересов своих избирателей, вряд ли их стоит в этом упрекать.

История советской физики помогает увидеть общую ситуацию как через увеличительное стекло, поскольку в Советском государстве основные решения принимались и действовали без таких усложнений, как участие избирателей и их депутатов. В довоенное время в СССР социальный статус и заработок физика были заметно ниже, чем у инженера, поэтому в науку шли в основном по призванию.

В этом будущих физиков поддерживала государственная идеология, знаменем которой был «научный социализм», и государственная политика в образовании, включая популяризацию «техники и науки». Именно в таком порядке тогда они следовали в газетном языке, и лишь после войны порядок изменился: «наука и техника». В изменении этом проявилось радикально новое отношение к науке «Корифея всех наук», коим Сталина провозгласили к его 60-летию накануне войны. Появление ядерного оружия заставило его многократно увеличить финансирование физико-технических наук и троекратно увеличить зарплаты физикам.

Одна из главных оценок всякого расхода – его эффективность. Далеко не всегда рост расхода ее увеличивает или хотя бы сохраняет. Разумеется, для получения конкретного «продукта» – ядерного оружия – количество истраченных средств было не менее важным фактором, чем руководство Берии Атомным проектом. Но если говорить о достижениях в чистой науке, то физики, пришедшие в науку до войны, были несомненно эффективнее послевоенных, многие из которых шли в науку уже не только в силу призвания, а еще и учитывая высокий социальный статус профессии. Проще всего заметить это различие, сравнив нобелевский потенциал советских физиков разных поколений относительно западных коллег.

Большой талант в науке – такая же редкость, как большие таланты иного рода, они рождаются в пропорции, определяемой Всевышним или Природой (ненужное зачеркнуть), а науке пока неизвестной. Поэтому эффективные расходы имеют верхний предел. Если средств на зарплату давать много больше, в науку устремятся не только рожденные для нее, а просто способные к образованию.

В науке есть работа для людей с разными способностями, но в фундаментальной физике, как показывает история, срабатывают лишь штучные идеи, а не самые правдоподобные в глазах большинства.

Автор штучной идеи, конечно, нуждается в критическом обсуждении, но качество обсуждения зависит не от количества его участников, а от их качества. Когда же количество сильно превышает некий уровень, возникает коллективный эффект – от них ожидается, а чаще и требуется, подтверждение их участия в науке в виде публикаций. И чем более подавляющим становится это большинство, тем ниже должны быть критерии того, что годится для публикации. В фундаментальной физике самый легкий путь – ослабить или вовсе не требовать от текста связи с экспериментом. Подобное «перепроизводство» статей и происходит в области квантовой гравитации.

Подавляющий эффект связан не только с тем, что полезный сигнал-идея тонет в шуме бессодержательных по сути текстов. Известно, что нельзя ускорить рождение ребенка, собрав девять женщин в одном коллективе. Если же коллектив толкается локтями, еще и уменьшается шанс родить здорового ребенка в срок. Да и зачатию новой идеи от Святого духа Научного прогресса слишком большой коллектив также мешает.

Эти соображения можно подкрепить личными свидетельствами очевидцев-инсайдеров. Прежде всего, книга «Неприятности с физикой: взлет теории струн, упадок науки и что за этим последует» видного американского теоретика Ли Смолина, долго и – по всем внешним признакам – успешно работавшего в мировом сообществе постмодерновой физики. После четверти века бесплодных – по гамбургскому счету – стараний, он отверг (постмодер)новый способ поиска фундаментальных законов и убедительно обрисовал социальную психологию самоподдержки сообщества. В сообществе эту книгу встретили без восторга и, в силу той же психологии, быстро нашли корыстные эгоистические мотивы «предателя». Однако в доверительных беседах, которые у меня случались с некоторыми представителями сообщества, они признавали, что «в сущности, играют в игры», надеясь на нечаянное попадание в цель.

Могу добавить еще свидетельство, не столь весомое, но зато абсолютно достоверное, поскольку оно мое собственное. Заканчивая кафедру теоретической физики в начале 1970-х годов, я писал дипломную работу по так называемой скалярно-тензорной теории гравитации, или СТТ. Тогда она считалась обобщением и конкурентом теории гравитации Эйнштейна, а экспериментально обе теории проверялись совместно. Я знал, что истоком СТТ была гипотеза великого Дирака, знал и другие доводы в обоснование, но, на мой взгляд, все эти доводы были не убедительны. Это омрачало мои размышления и выкладки, однако я говорил себе, что дипломная работа лишь показывает владение методами науки. Удивляло меня то, что некоторые взрослые кандидаты и докторанты с серьезным видом публиковали исследования в той же области как-бы-физики. Диплом с отличием нисколько не увеличил моего уважения к предмету дипломных исследований, и с тех пор помню привкус имитационной науки.

Таким образом, приходим к историко-научной гипотезе: низкая эффективность нынешней фундаментальной физики объясняется не нынешним недостатком финансирования, а его избытком в десятилетия холодной войны и «перепроизводством кадров». В СССР гордились числом ученых на душу населения, но в постсоветское время, когда включились механизмы конкурентной экономики, обнаружилось перепроизводство научных кадров (на фоне недопроизводства экономистов в широком смысле слова). Часть этих перепроизведенных кадров ушла в другие сферы деятельности и в другие страны. На Западе физики-теоретики также стали менять профессию.

Эффективность фундаментальных физиков нельзя назвать производительностью труда, поскольку речь идет не о массовом производстве статей, а об изобретении штучных идей, которые подобны шедеврам художников. Людей, способных на такие творения, всегда мало, ни за какие деньги нового гения не сделаешь, да и шедевры от оплаты не очень зависят. Эйнштейн свои первые научные шедевры вообще сотворил бесплатно – «на общественных началах», работая патентным экспертом. Если же фундаментальную физику финансировать сверх меры, привлекая все новые кадры «званых, но не избранных», то это можно сравнить с поливкой растения сверх меры.

Эффективность экспериментальной части нынешней фундаментальной физики выше, чем теоретической, об этом говорит тот факт, что нобелевские премии за исследования в космологии уже трижды присуждались экспериментаторам и ни разу теоретикам. Однако вопрос об эффективности касается также и экспериментаторов. Установка, с помощью которой в 1911 году Резерфорд открыл структуру атома с крошечным ядром в центре, помещалась у него на коленях и стоила меньше сотни фунтов. Спустя двадцать лет неизбежно и вполне оправданно стали строить установки, в сотни раз более масштабные, – ускорители. Но эффективность установки определяется людьми, которые придумывают эксперименты.

И опять поучителен советский пример. В стремлении «догнать и перегнать» советское правительство дважды находило средства, чтобы построить ускоритель, превосходящий по своим параметрам все другие в мире, и такое первенство держалось на протяжении нескольких лет. На этих рекордных установках, однако, не удалось получить результаты, сопоставимые с западными. Причиной была косная – неконкурентная – система организации советской науки.

Общий вывод из этой истории с политической географией состоит в том, что эффективность расходов на науку – законный вопрос государственной политики, открытый для обсуждения. Фундаментальные физики должны быть готовы к конкуренции за государственный бюджет с физиками других областей, представителями других наук и других сфер социальной жизни. А разумное уменьшение расходов на фундаментальную науку может даже повысить ее эффективность в соответствии с русской пословицей «Голь на выдумки хитра» и с несколько более слабой английской «Necessity is the mother of invention».

Лучший источник научного оптимизма – сравнение нынешней ситуации с историей фундаментальной физики. Если за прошедшие четыре века возможны были столь поразительные успехи познания природы при весьма скромных средствах, то преодолимы, можно надеяться, и последствия избыточного финансирования. Тогда заработает способ развития науки, проверенный во времена Галилея-Эйнштейна, а «постмодерновый» способ станет курьезным объектом изучения историков. Если же эффективность фундаментальной физики восстановится до уровня первых десятилетий ХХ века, то, можно надеяться, и путь к теории квантовой гравитации откроется новому эйнштейну или сахарову.

На исторический источник оптимизма опираются и нынешние физики. Так, например, недавний обзор проблемы «темной материи» (в журнале «Успехи физических наук») констатировал, что «Теоретическая физика, предоставив обширный перечень возможных направлений и методов поиска частиц темной материи, исчерпала себя», а закончили авторы неожиданно оптимистически: «Почему Природа столь щедра к нам и позволяет открывать свои секреты?». Задав ненаучный вопрос и приписав Природе человеколюбие, авторы, похоже, деликатно выразили свои теистические чувства, но основание им дала именно четырехвековая история успехов физических наук.

В ней же черпал оптимизм Андрей Сахаров, физик-теоретик, изобретатель термоядерных источников энергии – взрывной и контролируемой, социальный мыслитель и защитник прав человека. В науке он видел средство улучшения жизни и основу единства человечества. Но прежде всего, он верил, что «наука как самоцель, отражение великого стремления человеческого разума к познанию… оправдывает само существование человека на Земле». Корень этого стремления Сахаров видел в корнях человеческого рода, представляя себе, как «наш обезьяноподобный предок по инстинкту любопытства» приподнимал камни под ногами и находил там «жучков, служивших ему пищей. Из любопытства выросла фундаментальная наука. Она по-прежнему приносит нам практические плоды, часто неожиданные для нас».

Картинка эта говорит не столько о детстве человечества, сколько о детской любознательности человека науки, каким себя ощущал Андрей Сахаров. Именно этот оптимизм познания был ему опорой в то время, когда советские газеты обливали помоями его и его друзей – правозащитников. В те годы Сахаров писал о своей вере в то, что «человечество найдет разумное решение сложной задачи осуществления грандиозного, необходимого и неизбежного прогресса с сохранением человеческого в человеке и природного в природе», а свою нобелевскую лекцию завершил надеждой, что люди смогут «осуществить требования Разума и создать жизнь, достойную нас самих и смутно угадываемой нами Цели».

Слова «смутно угадываемой» побуждают к размышлениям и к свободе, без чего невозможны ни наука, ни достойная жизнь.

Этой статьей завершается публикация в нашем журнале некоторых материалов из книги Г. Горелика «Драма идей и драмы людей: от маятника Галилея до квантовой гравитации». Книга готовится к печати в издательстве Corpus.

ЗС 06/2013

Номера журнала

 

Читать номера on-line

 

вернуться


Карта сайта | Контактная информация | Условия перепечатки | Условия размещения рекламы

«Сайт журнала «Знание-сила»» Свидетельство о регистрации электронного СМИ ЭЛ №ФС77-38764 от 29.01.2010 г. выдано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор)
© АНО «Редакция журнала «Знание-сила» 2012 год

По техническим вопросам функционирования сайта обращайтесь к администратору

При поддержке медицинского портала ОкейДок


Rambler's Top100
av-source