245. Андрей Линде:«я увидел картину раскрашенной Вселенной, и это было потрясающе»
ОГЛАВЛЕНИЕ ЖУРНАЛА ЗДЕСЬ: http://albercul.livejournal.com/49123.html.
Сергей Добрынин
Профессор Андрей Линде о внеземной жизни, важности признания научных заслуг и о том, как будущее фундаментальных исследований зависит от экономики
В июле этого года девять ведущих физиков мира разбогатели на три миллиона долларов каждый. Они стали первыми лауреатами беспрецедентной по размеру финансового вознаграждения научной премии Fundamental Physics Prize (Премия в области фундаментальной физики), учрежденной российским бизнесменом, выпускником физического факультета Московского университета Юрием Мильнером. Профессор Стэнфордского университета, окончивший тот же факультет МГУ в 1972 году, Андрей Линде получил премию за работы в области хаотической теории инфляции и теории множественной Вселенной
Получение Fundamental Physics Prize стало для вас неожиданным?
Премия только что появилась, раньше ее не было, поэтому я не мог ни думать, ни надеяться.
Насколько подобные премии служат развитию науки? Какую они могут принести пользу?
Подобных премий вообще не бывало. Эта самая крупная хотя бы по масштабу вознаграждения. И я уверен, что премия будет науке очень полезна. Вот пример. Мы все ценим Эйнштейна за то, что он изобрел специальную теорию относительности и общую теорию относительности. Другие его открытия большинству либо неизвестны, либо не настолько важны. При этом Нобелевскую премию Эйнштейн получил за открытие фотоэффекта. Когда его об этом оповещали, в 1921 или 1922 году, Эйнштейну сказали: мы вам даем премию за открытие фотоэффекта, а что касается вашей теории относительности, мы это тоже рассмотрим, но только тогда, когда будет получено ее экспериментальное подтверждение.
Эйнштейн умер через тридцать три года после того, как стал нобелевским лауреатом, и за все это время Нобелевский комитет так до конца и не осознал, что две основные работы Эйнштейна имеют отношение к реальности. Были экспериментальные подтверждения и того и другого, но, видимо, этого оказалось мало.
Новая премия может решить важную задачу. Есть ученые, о которых все знают, что они сделали замечательные открытия. Результаты могут либо быть близки к экспериментальному подтверждению, либо даже еще довольно далеки от него. Но сами открытия, независимо от этого факта, признаны научным сообществом: люди работают в связанных с этими открытиями и новыми теориями областях.
Например, есть люди, которые придумали суперсимметрию. Это наука, вытеснившая все другие в своем подходе к теории элементарных частиц. Она была создана уже почти сорок лет назад, и большая часть работ по теории элементарных частиц сегодня идет в рамках суперсимметрии - настолько этот подход лучше, чем все остальные. И все равно предложившие суперсимметрию ученые не получили никаких значительных премий, сравнимых с Нобелевской. Потому что логика такая - ну кто же знает, может, это и неправда, ведь экспериментального подтверждения пока нет. И вот в таких ситуациях премия типа Fundamental Physics Prize способна помочь научной общественности выразить свое мнение о том, что на самом деле происходит.
Вы теперь входите в жюри премии следующего года. По какому принципу будет происходить отбор лауреатов?
Основные принципы отбора описаны на сайте премии. Главный из них таков: нужно выбирать людей, которые являются признанными лидерами в своей области знаний. Не тех, которые были лидерами лет тридцать назад, а тех, кто ведет свою науку и сегодня. Кроме того, задача премии - не просто похвалить человека за то, что он когда-то сделал замечательную вещь. Важна и финансовая составляющая. Это возможность для ученого не думать о деньгах, пока он еще активно работает. Потому что даже если человек - профессор в американском университете, это вовсе не значит, что он не беспокоится, как ему раздобыть денег, когда он уйдет на пенсию. Даже здесь эти вопросы заставляют волноваться. А если сказать сильному ученому: делай то, что ты делаешь, и перестань заниматься другими вещами, - это всей науке может очень помочь.
Насколько я понимаю, премия подразумевает, что вы должны прочитать научно-популярную лекцию?
Это было высказано как пожелание, я как раз за два дня до получения премии прочитал популярную лекцию в институте SETI, который занимается поиском внеземного разума.
И вы говорили о поиске внеземной жизни?
Я рассказывал о том, чем занимаюсь. Это теория множественной Вселенной. Тех, кто пригласил меня прочесть лекцию, интересовал вопрос: что говорят наши исследования о существовании жизни во Вселенной? Ведь люди обычно понимают жизнь в узком смысле, в том, который в окошке виден. А в принципе, жизнь - понятие намного более широкое, и в разных частях Вселенной оно может сильно отличаться, тем более что и сами разные части Вселенной могут быть полностью непохожи друг на друга. Мы просто видим только одну часть и думаем, что везде все одинаково.
А что может быть в других частях Вселенной?
Давайте я немного расскажу о том, что я делаю, за что мне, собственно, дали эту премию. Примерно тридцать лет назад возникла новая наука об образовании Вселенной - инфляционная космология. Эта наука смогла объяснить, почему наша Вселенная такая, какой мы ее сейчас видим, и слева, и справа от нас примерно выглядит одинаково. И многие другие вещи о нашем мире, например о параллельных линиях.
В основе теории лежит идея, что в очень ранний момент существования Вселенной, когда она только-только родилась, был период чрезвычайно быстрого расширения в очень специальном неустойчивом энергичном вакуумоподобном состоянии. После того как это расширение произошло, Вселенная стала огромной, очень сильно растянулась.
Представьте себе глобус. Если на его поверхности я проведу линии, перпендикулярные экватору, то рядом с экватором они будут выглядеть как параллельные друг другу. Но на северном и южном полюсах они встретятся, пересекутся. Всегда возникал вопрос: почему параллельные линии не пересекаются в нашей Вселенной? Оказывается, ответ состоит в том, что Вселенная - снова представьте себе глобус, где-то на поверхности которого мы живем, - неимоверно экспоненциально быстро расширилась в самом начале существования. И после этого расстояния от нас до южного и северного полюса стали такими большими, что никто этих полюсов никогда не увидит. А мы живем рядом с экватором, и, да, нам кажется, что параллельные линии рядом с нами параллельны. Так же можно объяснить и то, почему Вселенная однородна, - просто потому, что все неоднородности этим расширением растянуло и вынесло за пределы той части, которую мы можем видеть.
Словом, за счет инфляционной теории было решено много проблем, которые не решались в других космологических теориях. Кроме того, было сделано большое количество предсказаний и многие из них за последние годы были подтверждены наблюдениями.
Впервые модель такого типа предложил Алексей Старобинский в 1979-м, затем Вячеслав Муханов сделал те самые предсказания, которые позже были подтверждены экспериментально. В России эта теория сразу стала очень популярной, но была она довольно сложной, и на Западе ее знали меньше. В 1980-м в США Алан Гут придумал гораздо более простую теорию - он как раз и предложил термин «инфляция». По разным причинам его теория не работала, и он сам это знал, но сумел всем объяснить, почему инфляция была бы очень полезна. Затем я придумал, как ее исправить. Исправлять пришлось очень много, так что в конце теория не очень походила на ее первый вариант. Потом я увидел, что в самом простом варианте моей теории инфляция продолжает идти бесконечно в некоторых частях Вселенной, и Вселенная сама себя воссоздает во всех ее возможных вариантах. Вот за все это мне и дали сейчас премию.
Что это значит - разные варианты Вселенной?
Когда я говорю о разных вариантах, я имею в виду, что во Вселенной возможны различные вакуумные состояния, разные реализации одной и той же теории. Это трудно вообразить, но можно представить себе воду, которая может быть жидкой, может быть твердой, как лед, может быть газообразной, как пар. И все это химически одна и та же вода. Примерно так же может быть одна и та же физическая теория, которая предсказывает разные состояния. Смотрите, может существовать мир, в котором есть те же самые взаимодействия, которые есть в нашей Вселенной, то есть, правильнее сказать, в нашей части Вселенной. Это электромагнитное взаимодействие - то, что мы видим, когда зажигаем электрическую лампочку; слабое взаимодействие, то есть то, как с нами взаимодействуют нейтрино; сильное взаимодействие - то, как взаимодействуют протоны и нейтроны друг с другом. А вот в другой части Вселенной может не быть ни того, ни другого, ни третьего, но будет что-то четвертое. И это вытекает из той же самой фундаментальной теории, просто это другая ее реализация, как жидкая вода и твердая вода - реализация одной и той же химии.
Представьте, что в начале инфляционного расширения, вы находились в кусочке Вселенной, где законы науки были реализованы каким-то конкретным способом. За счет расширения и так называемых квантовых флуктуаций эти законы могут локально измениться. После этого маленькая часть, где они изменились, например, та, в которой вы находитесь, растягивается, становится огромной. Те части, где возникли другие законы, точно так же растянулись, как цветные пятна на надуваемом воздушном шарике. Вселенная начинает походить на шахматную доску, только с большим количеством разных цветов, каждый цвет - какой-то из типов физических законов. В одной из частей один тип законов, в другой - другой тип законов, в третьей - третий тип законов. И разных типов законов, согласно самой популярной теории элементарных частиц, основанной на теории струн, может быть неимоверно огромное количество, оно оценивается как десять в пятисотой степени.
Итак, ваша Вселенная надувается и становится неимоверно пестрой, и каждое из цветовых пятен само по себе огромно. Это и называется множественной Вселенной. Она состоит из кусков настолько гигантских, что если вы в одном из них находитесь, то другие уже не видите. И поэтому вам кажется, что вся Вселенная одного и того же типа. Но это иллюзия, вы просто не видите других частей. Это представление о строении мира намного более общее, чем то, что было у людей раньше, когда считалось, что вся Вселенная покрашена краской одного цвета.
Что можно сказать о жизни в этой многоликой Вселенной?
У нас как бы многоцветная Вселенная, в которой реализованы одновременно все возможные законы физики. Мы живем в той ее части, где реализуются как раз такие законы, которые позволяют нам существовать. А кто-нибудь еще живет в той части, где он может жить по законам той части. Так же, как мы, например, живем на суше, а дельфины живут в воде. Мы не станем утверждать, что все должны жить на суше исходя только из того, что вокруг себя на сто километров видим сплошную сушу. Мы просто знаем, что кое-где имеется вода. Во Вселенной то же самое. Есть области, где жизнь нашего типа возможна, а есть части, где возможна жизнь абсолютно другого типа. А есть части, где жизнь совсем невозможна.
Почему для человечества вообще важно что-то знать о тех частях Вселенной, покрашенных другой краской, которые мы все равно никогда не сможем чувственно познать, с которыми никогда не сможем иметь какое-то взаимодействие?
Для нас очень важно знать, что эти части, в принципе, есть. Вот смотрите. Разница в массе междупротоном и нейтроном меньше одного процента. Если бы она отличалась чуть-чуть больше, хоть на процент в одну или другую сторону, то жизнь нашего типа была бы невозможна, даже химия знакомого нам типа была бы невозможна. Почему тогда мы живем в мире, где масса этих двух частиц разделена как раз таким подходящим маленьким интервалом? Вот другой вопрос. Почему мы живем в мире, где масса электрона почти в две тысячи раз меньше, чем масса протона? Что за странное такое число? Если бы мы массу электрона увеличили вдвое или уменьшили ее вдвое, жизнь нашего типа опять же была бы невозможна. Вот еще один вопрос. Мы живем в мире, где энергия пустого места, вакуума, не обязана быть равной нулю, но она ничтожно маленькая, ее значение как раз было недавно измерено. Если бы оно было примерно в сто раз больше, то мы жить не могли бы, потому что наши галактики попросту бы разорвало. Если бы эта энергия оказалась отрицательной, мы опять же жить не могли бы, потому что Вселенная быстро бы сколлапсировала.
И тогда приходит довольно естественная идея. А может быть, существует много различных миров и мы живем именно в том, в котором наше существование возможно? Миры, где, например, энергия вакуума большая, но жить мы там не можем, хотя они тоже возможны. Там, где масса протона и нейтрона отличаются сильнее, чем у нас, мы жить тоже не можем, но и эти миры могут существовать. Этот способ думать, что человек живет в той части Вселенной, где его существование возможно (он называется антропным принципом), имеет смысл, только если у Вселенной есть возможность себя по-разному реализовать. Если бы мир был везде одинаков, то мала была бы вероятность того, что нам по дурости повезло, что мы оказались в мире, где все так специально под нас тонко подогнано. Пришлось бы думать, что, наверное, это Бог так специально все устроил, чтобы мы в этом мире жили. А в нашей теории сама Вселенная подобрала все нужные условия, в одном месте подходящие для нас, в другом - для кого-то другого. Если отказаться от идеи множественности во Вселенной, то эту проблему - почему произошло много подгонки специально под нас - решить очень сложно. А ведь это реальная физическая проблема.
Получается, факт существования других частей Вселенной, которые устроены по другим законам, нужен для того, чтобы объяснить, почему в привычном нам мире все так, как оно есть?
Когда-то Ньютон придумал принцип, который позже стали называть космологическим принципом. Он заключается в том, что Вселенная всюду должна быть одинакова, в некотором смысле однородна. Эйнштейн этим принципом вовсю пользовался. Это было просто такое предположение, что Вселенная всюду одинакова, как бы введенное для простоты, но почему это на самом деле так, ни Ньютон, ни Эйнштейн объяснить не могли. Просто принцип. Я даже иногда шутил, что люди, которые не имеют хороших идей, иногда имеют принципы.
И только когда возникла теория инфляционной Вселенной, мы узнали, почему этот принцип правилен. Все просто: вы берете маленький кусочек красного цвета и растягиваете его очень-очень сильно. Все вокруг вас становится одинаково красного цвета. Это замечательный результат, но оказалось, что эта же теория инфляционной космологии, которая объясняет, почему вокруг нас мы видим все одинаково, предсказывает, что далеко от нас все должно быть на сто процентов другое. Понимаете, мы не из пальца высосали идею раскрасить нашу Вселенную и сделать ее этакой цветной матрешкой. Наоборот, мы хотели объяснить, почему всюду все одинаковое, и когда нам это удалось, а другого объяснения никто пока не смог предложить, оказалось, что та же теория предсказывает, что на очень больших расстояниях она выглядит пестро раскрашенной. Матрешка, которая порождает новые матрешки, которые порождают новые матрешки до бесконечности. То есть вместо сферы получился такой замечательный красивый фрактал.
Наша теория - это единственный известный нам способ описать ряд экспериментальных фактов. Если у вас есть только одно теоретическое объяснение, почему энергия вакуума такая маленькая, почему масса протона и нейтрона так точно подогнаны и так далее, это экспериментально подтверждает, что теория имеет право на жизнь. Нашлась теория, которая дает ответы на множество вопросов устройства нашего мира, но только при условии, что на больших расстояниях во Вселенной все устроено совершенно иначе. Я был в экстазе, когда все это понял, это было еще давно, в 1986 году. Я сидел в Москве и вдруг увидел эту картину раскрашенной Вселенной, и это было совершенно потрясающе.
Вот есть антропный принцип: мы живем в той Вселенной, в которой можем существовать. Нашим чувствам не дано увидеть то, что находится за пределами нашей части, выкрашенной одной краской. Но наш разум способен проникнуть дальше. Вам не кажется это странным?
На разум вы не можете наложить ограничение, что мысль не способна распространяться со скоростью, большей скорости света. Мы чего-то не можем увидеть, но это не означает, что мы об этом чем-то не можем подумать.
Но с другой стороны - две важнейшие научные концепции XX века, теоремы Геделяо неполноте в математике и принцип неопределенности в физике, дали нам понять, что человеческие возможности к познанию ограничены. Не может ли быть такого, что сам наш основанный на логике способ познания ограничен?
Это вполне возможно. Но пока в том, что мы делаем, мы не находим противоречий, мы можем продолжать двигаться дальше. В той области науки, которой мы занимаемся, пока что не видно, чтобы мы дошли до стенки. То есть встречаются части, в которых мы действительно утыкаемся в какие-то противоречия, в которых приходится разбираться и с которыми приходится мучиться. Это может быть болезненный процесс. Через что-то подобное прошла в свое время квантовая механика. Ведь и до сих пор есть сомнения, что мы правильно понимаем, как ее нужно интерпретировать. Но с другой стороны, какова бы ни была интерпретация, результаты вычислений сходятся с экспериментами, поэтому давайте просто будем продолжать считать.
Какое, по-вашему, будущее у интерпретации квантовой механики? Сумеют ли ученые договориться о том, как соотнести ее математический аппарат с материальным миром?
Если говорить о существующих интерпретациях, мне гораздо ближе так называемая многомировая. Но у меня есть ощущение, что, может быть, этим объяснением все равно не обойдется. У меня есть сомнение, что можно выкидывать сознание за рамки современной науки. Обычно мы считаем, что мир состоит из материи, а сознание нужно для того, чтобы понять, что такое материя. Я думаю, что эта точка зрения немножечко примитивная, и нам придется как-то все вместе объединять. Это революционные шаги, которые нам предстоит еще сделать и о которых еще можно только с робостью мечтать.
В связи с этим вопрос - есть ли ощущение, что передний край науки близок к каким-то тектоническим прорывам, каким-то глубинным переменам?
Этого никто не знает. Чаще всего великие прорывы происходят там, где вы их не ожидаете и не можете предсказать. Например, картина, о которой я вам рассказал, хотя я не хотел бы сам про себя говорить, что это был великий прорыв, но эта картина раскрашенной многими цветами и самовоспроизводящейся Вселенной у меня возникла после того, как я около полугода был в депрессии. Казалось, что у меня вообще ничего не получается, что, наверное, эта часть науки закончена и мне остается только сесть и написать книжку. И я начал писать книжку, и мне это ужасно не нравилось, потому что приходилось повторять те же самые слова, что я раньше писал в статьях. И вдруг в какой-то момент у меня возникла эта многомировая картина. Пришлось полностью книжку переписывать.
Бывает так, что мы не можем угадать или предсказать, когда состоится какой-то значительный прорыв. Но когда он все же происходит - это настоящее душевное потрясение.
Проблема состоит в том, однако, что в физике становится труднее рассчитывать на такого типа чудеса. Даже если ваши исследования происходят в теоретической физике, очень часто они опираются на точные данные, которые возникают из эксперимента. А эксперимент в физике становится все дороже и дороже. Вот сейчас, например, чего мы все ждем? Мы ждем данных от LHT, большого ускорителя, который находится в ЦЕРН, где, судя по всему, нашли хиггсовский бозон. Еще ученые очень ждут данные от спутника «Планк». И то и другое - огромные эксперименты, каждый из которых стоит миллиарды долларов. Если они обнаружат нечто потрясающе важное и будет ясно, что в этом пути науке имеет смысл развиваться, то как-нибудь, наверное, получится в конце концов найти дополнительные миллиарды, когда экономика наладится. И будут продолжены эксперименты такого масштаба. А вот если ничего сногсшибательного не обнаружится, люди начнут думать, на что им лучше потратить деньги: продолжать делать многомиллиардные эксперименты такого типа или заняться чем-то еще, что подешевле. Вопрос деликатный. Если наука перестанет субсидироваться на том уровне, к которому она привыкла, то велика вероятность, что экспериментов нужного для фундаментальной науки типа станет меньше. И тогда фундаментальная наука просто постепенно засохнет. Есть, конечно, замечательная математика, для которой не нужны эксперименты. Вот она будет существовать. А физика станет ее областью, не связанной с новыми открытиями. Это будет скверно.
Если же прогресс в экспериментальной области продолжится, то все время будет добавляться свежий поток данных, который будет требовать постоянного обдумывания, и тогда какой-нибудь фундаментальный прорыв станет более вероятным.
Какое место в предложенной теорией множественной Вселенной картине мира могут занимать религиозные представления?
Я могу предложить такую аналогию. Когда Колумб открывал Америку, он приплыл к ее берегам на корабле. То, на что была способна его экспедиция, - это сделать карту побережья. Для того чтобы узнать, что там внутри, нужно было слезть с кораблей и пойти вглубь материка и там уже работать другими методами. Так же и наука: она старается сначала исчерпать все те методы, которые есть под рукой, а уже после этого думает, нужно ли нам искать какие-то другие, чтобы пойти дальше. Пока практика такова, что мы можем понять мир все глубже и глубже, не привлекая идей более абстрактного типа, к которым я отношу идею о Боге, а также тот вопрос о сознании, о котором я сказал немного раньше. Прогресс идет настолько быстро, что для решения большинства вопросов, которые люди задают, достаточно инструментария, который у нас есть. Но если будет такой момент, когда мы уткнемся в стенку, чего пока что не произошло, то люди начнут думать - какие еще гипотезы нужно привлечь. Я полагаю, первое, что начнут делать, это объединять физику с теорией сознания. Может быть, потом и это придется расширить, но как, я пока не знаю.
Расскажите, как вы пришли в науку?
Когда я был школьником, я хотел стать геологом. Специально таскал на себе рюкзак с камнями - тренировался для будущих экспедиций. Но однажды мы с родителями поехали на машине на юг и ехали долго, целую неделю. Я тогда учился в седьмом классе. У меня и мама, и папа были физиками. Маме сейчас 92 года, она только недавно закончила преподавать в Московском университете. Так вот, у меня с собой две книжки: одна - Сергея Вальдгарда «О Земле и Вселенной», про астрофизику, другая - популярная книжка о специальной теории относительности, по-моему, написанная Ландау и Лифшицем. Я сидел на заднем сиденье машины, неделю мне делать было нечего, и я был вынужден читать эти две книжки. Когда мы доехали до места, до Черного моря, я уже был конченым человеком. Я понял, что, когда приду осенью в школу, в восьмой класс, моя репутация будет подорвана, ведь она отчасти основывалась на том, что я, молодой мальчик, уже знал о своем будущем - я стану геологом. А я все уже - я не могу быть геологом, мне физика так интересна, что мое будущее изменено. И я ничего с собой поделать не смог. Пришел в школу и сказал: «Ребята, я изменщик». И с тех пор для меня было ясно, что физика - это мое. Потом был еще один эпизод. Это было в девятом классе, уже в другой школе. Мы собрали клуб научной фантастики и стали читать разные научно-фантастические вещи. Дошли до некоторого рассказа Лема, который я прочитал и был совершенно потрясен. В рассказе герой размышлял, реален ли наш мир. Или на самом деле нам в мозг электродики вставили, и мы только воображаем, что живем в этом мире и отличить ничего не можем, потому что так это все умно сделано. Я начал тогда задумываться о реальности нашего сознания, в какой-то момент даже ударился в философию. Потом я придумал теорию телепатии, объясняющую, как может мать на большом расстоянии чувствовать ту же боль, что чувствует ее больной сын, без всякой передачи информации. И я очень-очень этим гордился, а потом вдруг понял, что моя идея противоречит специальной теории относительности, которую я к этому времени уже выучил.
Мне стало ясно, что могу всю жизнь чувствовать себя умным, думать, что построил великие теории, но это просто потому, что я не выучил правила игры. А они заключаются в том, что если ты не выучил законы физики, ты можешь заниматься какой угодно философией, но ты можешь делать глупые ошибки и никогда об этом не догадаться. И тогда я понял, что, прежде чем заниматься философскими вещами, я должен изучить физику. И это во второй раз меня вернуло в эту же самую область.
Вы можете себе представить, что могли бы заниматься чем-то помимо науки?
Моя дорожка могла чуть-чуть разветвиться, но едва ли это было так уж реально. Я одновременно с физикой учился рисовать и даже брал уроки живописи. В какой-то момент в университете, где я к тому времени учился, прошел слух, что я ухожу из физики, хочу стать художником и так далее. Когда я это услышал, я понял две вещи. Во-первых, художник из меня хороший вряд ли получится, а во-вторых, даже если и получится, я знаю, что без физики мне не жить. А если я буду разбивать себя на две части, то, наверное, ни то ни другое не получится. И тогда я перестал брать уроки живописи и полностью сосредоточился на физике. Это не было насилием над собой. Это просто было ясным выбором того, что мне наиболее интересно.
Но то, что я действительно занимался живописью немножко и стихи учил, и читал их наизусть и так далее, это все мне сильно помогает сейчас. У разных людей голова устроена по-разному, у меня вот достаточно образное мышление, менее строгое, меньше использует формулы, а больше использует образы. И тот факт, что в моей голове было что-то, связанное с искусством, сильно помогает моей работе.
Почему важна популяризация науки?
Я могу вам привести пример, причем совершенно практический. В Америке, когда мы сюда только приехали в 1990 году, строили огромный ускоритель - он должен был быть больше, чем тот, который сейчас работает в Женеве и на котором открыли хиггсовский бозон. Ускоритель требовал много денег. Сначала строили, деньги были, потом он стал зашкаливать за бюджет, и тогда начали спрашивать: а зачем, собственно, нужен этот ускоритель?
В то время по небу летала космическая станция, которой оперировали русские и американцы и на которой выращивались кристаллы. Ничего глупее было придумать нельзя, но, наверное, это было политически выгодно. Эта космическая станция стоила гораздо больше, чем ускоритель. И американцы решили - мы будем тратить деньги на станцию, а ускоритель закроем. А почему они решили его закрыть? А потому что они начали задавать вопросы ученым. Зачем, собственно, нужен ваш ускоритель? И я видел по телевизору ученых, которым задавали этот вопрос. Это было ужасно, потому что они говорили: ну вот мы откроем еще несколько элементарных частиц.
Но есть обычные люди, они ходят по улице, люди, которые платят налоги, за счет которых в конечном счете и строится ускоритель. Им говорят: вы заплатите сто долларов и другой человек заплатит сто долларов, потом мы все ваши деньги соберем и откроем элементарную частицу, какой еще раньше не видели. А они думают: на кой черт нужна эта элементарная частица, я даже не понимаю, что это такое. И когда ученые поняли, что так просто не объяснишь, зачем нужен ускоритель, они начали говорить: а еще этот прибор нужен, потому что излучение, которое он производит, может быть использовано для лечения рака. Это была глупость, а кроме того, глупость бесчестная, потому что для лечения рака достаточно гораздо менее энергичного излучения, чем то, которое должен был производить ускоритель. Так что они попросту говорили неправду. И когда стало понятно, что часть ученых говорит об ускорителе вещи, которые никого не интересуют, а другая часть просто врет, решили ускоритель закрыть. Две тысячи ученых оказались на улице. Это был жуткий удар по науке. Значительная часть людей с этого проекта, да и не только они, а многие новые, в том числе очень сильные русские студенты, которые пришли к нам в Стэнфорд, решили, что раз даже самый лучший ускоритель закрывают, то наука, видимо, рушится. И многие ушли из физики и стали заниматься финансами.
Через много лет после этого моя жена, Рената Каллош, которая тоже работает профессором физики в Стэнфордском университете, провела коллоквиум, в котором она объясняла, что вообще должен был этот ускоритель открыть. Это было связано с теорией суперсимметрии, которую придумали в 1970-х, я о ней уже говорил, это люди, которые заслуживают огромной поддержки, которые изменили лицо науки, но до экспериментального открытия им еще идти и идти. И вот Рената стала рассказывать об этой науке и объяснила, что она может стать следующим шагом после создания специальной теории относительности Эйнштейна. И если будет доказано, что эта наука - суперсимметрия - правильна, для чего как раз и надо было бы обнаружить на ускорителе эти специальные частицы, то это означало бы, что наш мир имеет дополнительные измерения, специальные фермионные измерения, которые обладают странными свойствами. Мы в этих направлениях ходить не можем, но если учитывать геометрию этого нового специального мира, этого суперпространства, то физику элементарных частиц можно понять совершенно другим способом, очень экономным и красивым. И если бы ускоритель не закрыли и эти частицы на нем нашли, то люди бы вдруг поняли, что они живут в мире, в котором есть лишние измерения. И представления каждого человека о мире вдруг резко бы изменились. Это похоже на то, как работает религия. Наука тоже могла бы дать людям новое видение о мире, в котором они живут, если бы этот ускоритель не был разрушен. Но никто этого не объяснил людям, от которых зависит выделение денег. В результате продолжали поддерживать бессмысленную космическую станцию и перестали финансировать то, что могло привести к фантастическому изменению представлений о мире, в котором мы живем.
Поэтому популяризация науки абсолютно необходима. Сами ученые должны осознать то, что они делают, на уровне, на котором они смогут это другим людям объяснить. Сейчас процесс популяризации науки идет здесь, в Америке, достаточно интенсивно. Время тяжелое, во всем мире экономика так себе, но общий интерес к тому, что происходит в науке, существует, и его надо развивать, иначе мы опять окажемся в том же глупом положении, когда был закрыт ускоритель, который мог бы стать самым лучшим ускорителем в мире.
Фотографии Райан Ансон
http://www.vokrugsveta.ru/vs/article/7870/ Источник
Сергей Добрынин
Профессор Андрей Линде о внеземной жизни, важности признания научных заслуг и о том, как будущее фундаментальных исследований зависит от экономики
В июле этого года девять ведущих физиков мира разбогатели на три миллиона долларов каждый. Они стали первыми лауреатами беспрецедентной по размеру финансового вознаграждения научной премии Fundamental Physics Prize (Премия в области фундаментальной физики), учрежденной российским бизнесменом, выпускником физического факультета Московского университета Юрием Мильнером. Профессор Стэнфордского университета, окончивший тот же факультет МГУ в 1972 году, Андрей Линде получил премию за работы в области хаотической теории инфляции и теории множественной Вселенной
Получение Fundamental Physics Prize стало для вас неожиданным?
Премия только что появилась, раньше ее не было, поэтому я не мог ни думать, ни надеяться.
Насколько подобные премии служат развитию науки? Какую они могут принести пользу?
Подобных премий вообще не бывало. Эта самая крупная хотя бы по масштабу вознаграждения. И я уверен, что премия будет науке очень полезна. Вот пример. Мы все ценим Эйнштейна за то, что он изобрел специальную теорию относительности и общую теорию относительности. Другие его открытия большинству либо неизвестны, либо не настолько важны. При этом Нобелевскую премию Эйнштейн получил за открытие фотоэффекта. Когда его об этом оповещали, в 1921 или 1922 году, Эйнштейну сказали: мы вам даем премию за открытие фотоэффекта, а что касается вашей теории относительности, мы это тоже рассмотрим, но только тогда, когда будет получено ее экспериментальное подтверждение.
Эйнштейн умер через тридцать три года после того, как стал нобелевским лауреатом, и за все это время Нобелевский комитет так до конца и не осознал, что две основные работы Эйнштейна имеют отношение к реальности. Были экспериментальные подтверждения и того и другого, но, видимо, этого оказалось мало.
Новая премия может решить важную задачу. Есть ученые, о которых все знают, что они сделали замечательные открытия. Результаты могут либо быть близки к экспериментальному подтверждению, либо даже еще довольно далеки от него. Но сами открытия, независимо от этого факта, признаны научным сообществом: люди работают в связанных с этими открытиями и новыми теориями областях.
Например, есть люди, которые придумали суперсимметрию. Это наука, вытеснившая все другие в своем подходе к теории элементарных частиц. Она была создана уже почти сорок лет назад, и большая часть работ по теории элементарных частиц сегодня идет в рамках суперсимметрии - настолько этот подход лучше, чем все остальные. И все равно предложившие суперсимметрию ученые не получили никаких значительных премий, сравнимых с Нобелевской. Потому что логика такая - ну кто же знает, может, это и неправда, ведь экспериментального подтверждения пока нет. И вот в таких ситуациях премия типа Fundamental Physics Prize способна помочь научной общественности выразить свое мнение о том, что на самом деле происходит.
Вы теперь входите в жюри премии следующего года. По какому принципу будет происходить отбор лауреатов?
Основные принципы отбора описаны на сайте премии. Главный из них таков: нужно выбирать людей, которые являются признанными лидерами в своей области знаний. Не тех, которые были лидерами лет тридцать назад, а тех, кто ведет свою науку и сегодня. Кроме того, задача премии - не просто похвалить человека за то, что он когда-то сделал замечательную вещь. Важна и финансовая составляющая. Это возможность для ученого не думать о деньгах, пока он еще активно работает. Потому что даже если человек - профессор в американском университете, это вовсе не значит, что он не беспокоится, как ему раздобыть денег, когда он уйдет на пенсию. Даже здесь эти вопросы заставляют волноваться. А если сказать сильному ученому: делай то, что ты делаешь, и перестань заниматься другими вещами, - это всей науке может очень помочь.
Насколько я понимаю, премия подразумевает, что вы должны прочитать научно-популярную лекцию?
Это было высказано как пожелание, я как раз за два дня до получения премии прочитал популярную лекцию в институте SETI, который занимается поиском внеземного разума.
И вы говорили о поиске внеземной жизни?
Я рассказывал о том, чем занимаюсь. Это теория множественной Вселенной. Тех, кто пригласил меня прочесть лекцию, интересовал вопрос: что говорят наши исследования о существовании жизни во Вселенной? Ведь люди обычно понимают жизнь в узком смысле, в том, который в окошке виден. А в принципе, жизнь - понятие намного более широкое, и в разных частях Вселенной оно может сильно отличаться, тем более что и сами разные части Вселенной могут быть полностью непохожи друг на друга. Мы просто видим только одну часть и думаем, что везде все одинаково.
А что может быть в других частях Вселенной?
Давайте я немного расскажу о том, что я делаю, за что мне, собственно, дали эту премию. Примерно тридцать лет назад возникла новая наука об образовании Вселенной - инфляционная космология. Эта наука смогла объяснить, почему наша Вселенная такая, какой мы ее сейчас видим, и слева, и справа от нас примерно выглядит одинаково. И многие другие вещи о нашем мире, например о параллельных линиях.
В основе теории лежит идея, что в очень ранний момент существования Вселенной, когда она только-только родилась, был период чрезвычайно быстрого расширения в очень специальном неустойчивом энергичном вакуумоподобном состоянии. После того как это расширение произошло, Вселенная стала огромной, очень сильно растянулась.
Представьте себе глобус. Если на его поверхности я проведу линии, перпендикулярные экватору, то рядом с экватором они будут выглядеть как параллельные друг другу. Но на северном и южном полюсах они встретятся, пересекутся. Всегда возникал вопрос: почему параллельные линии не пересекаются в нашей Вселенной? Оказывается, ответ состоит в том, что Вселенная - снова представьте себе глобус, где-то на поверхности которого мы живем, - неимоверно экспоненциально быстро расширилась в самом начале существования. И после этого расстояния от нас до южного и северного полюса стали такими большими, что никто этих полюсов никогда не увидит. А мы живем рядом с экватором, и, да, нам кажется, что параллельные линии рядом с нами параллельны. Так же можно объяснить и то, почему Вселенная однородна, - просто потому, что все неоднородности этим расширением растянуло и вынесло за пределы той части, которую мы можем видеть.
Словом, за счет инфляционной теории было решено много проблем, которые не решались в других космологических теориях. Кроме того, было сделано большое количество предсказаний и многие из них за последние годы были подтверждены наблюдениями.
Впервые модель такого типа предложил Алексей Старобинский в 1979-м, затем Вячеслав Муханов сделал те самые предсказания, которые позже были подтверждены экспериментально. В России эта теория сразу стала очень популярной, но была она довольно сложной, и на Западе ее знали меньше. В 1980-м в США Алан Гут придумал гораздо более простую теорию - он как раз и предложил термин «инфляция». По разным причинам его теория не работала, и он сам это знал, но сумел всем объяснить, почему инфляция была бы очень полезна. Затем я придумал, как ее исправить. Исправлять пришлось очень много, так что в конце теория не очень походила на ее первый вариант. Потом я увидел, что в самом простом варианте моей теории инфляция продолжает идти бесконечно в некоторых частях Вселенной, и Вселенная сама себя воссоздает во всех ее возможных вариантах. Вот за все это мне и дали сейчас премию.
Что это значит - разные варианты Вселенной?
Когда я говорю о разных вариантах, я имею в виду, что во Вселенной возможны различные вакуумные состояния, разные реализации одной и той же теории. Это трудно вообразить, но можно представить себе воду, которая может быть жидкой, может быть твердой, как лед, может быть газообразной, как пар. И все это химически одна и та же вода. Примерно так же может быть одна и та же физическая теория, которая предсказывает разные состояния. Смотрите, может существовать мир, в котором есть те же самые взаимодействия, которые есть в нашей Вселенной, то есть, правильнее сказать, в нашей части Вселенной. Это электромагнитное взаимодействие - то, что мы видим, когда зажигаем электрическую лампочку; слабое взаимодействие, то есть то, как с нами взаимодействуют нейтрино; сильное взаимодействие - то, как взаимодействуют протоны и нейтроны друг с другом. А вот в другой части Вселенной может не быть ни того, ни другого, ни третьего, но будет что-то четвертое. И это вытекает из той же самой фундаментальной теории, просто это другая ее реализация, как жидкая вода и твердая вода - реализация одной и той же химии.
Представьте, что в начале инфляционного расширения, вы находились в кусочке Вселенной, где законы науки были реализованы каким-то конкретным способом. За счет расширения и так называемых квантовых флуктуаций эти законы могут локально измениться. После этого маленькая часть, где они изменились, например, та, в которой вы находитесь, растягивается, становится огромной. Те части, где возникли другие законы, точно так же растянулись, как цветные пятна на надуваемом воздушном шарике. Вселенная начинает походить на шахматную доску, только с большим количеством разных цветов, каждый цвет - какой-то из типов физических законов. В одной из частей один тип законов, в другой - другой тип законов, в третьей - третий тип законов. И разных типов законов, согласно самой популярной теории элементарных частиц, основанной на теории струн, может быть неимоверно огромное количество, оно оценивается как десять в пятисотой степени.
Итак, ваша Вселенная надувается и становится неимоверно пестрой, и каждое из цветовых пятен само по себе огромно. Это и называется множественной Вселенной. Она состоит из кусков настолько гигантских, что если вы в одном из них находитесь, то другие уже не видите. И поэтому вам кажется, что вся Вселенная одного и того же типа. Но это иллюзия, вы просто не видите других частей. Это представление о строении мира намного более общее, чем то, что было у людей раньше, когда считалось, что вся Вселенная покрашена краской одного цвета.
Что можно сказать о жизни в этой многоликой Вселенной?
У нас как бы многоцветная Вселенная, в которой реализованы одновременно все возможные законы физики. Мы живем в той ее части, где реализуются как раз такие законы, которые позволяют нам существовать. А кто-нибудь еще живет в той части, где он может жить по законам той части. Так же, как мы, например, живем на суше, а дельфины живут в воде. Мы не станем утверждать, что все должны жить на суше исходя только из того, что вокруг себя на сто километров видим сплошную сушу. Мы просто знаем, что кое-где имеется вода. Во Вселенной то же самое. Есть области, где жизнь нашего типа возможна, а есть части, где возможна жизнь абсолютно другого типа. А есть части, где жизнь совсем невозможна.
Почему для человечества вообще важно что-то знать о тех частях Вселенной, покрашенных другой краской, которые мы все равно никогда не сможем чувственно познать, с которыми никогда не сможем иметь какое-то взаимодействие?
Для нас очень важно знать, что эти части, в принципе, есть. Вот смотрите. Разница в массе междупротоном и нейтроном меньше одного процента. Если бы она отличалась чуть-чуть больше, хоть на процент в одну или другую сторону, то жизнь нашего типа была бы невозможна, даже химия знакомого нам типа была бы невозможна. Почему тогда мы живем в мире, где масса этих двух частиц разделена как раз таким подходящим маленьким интервалом? Вот другой вопрос. Почему мы живем в мире, где масса электрона почти в две тысячи раз меньше, чем масса протона? Что за странное такое число? Если бы мы массу электрона увеличили вдвое или уменьшили ее вдвое, жизнь нашего типа опять же была бы невозможна. Вот еще один вопрос. Мы живем в мире, где энергия пустого места, вакуума, не обязана быть равной нулю, но она ничтожно маленькая, ее значение как раз было недавно измерено. Если бы оно было примерно в сто раз больше, то мы жить не могли бы, потому что наши галактики попросту бы разорвало. Если бы эта энергия оказалась отрицательной, мы опять же жить не могли бы, потому что Вселенная быстро бы сколлапсировала.
И тогда приходит довольно естественная идея. А может быть, существует много различных миров и мы живем именно в том, в котором наше существование возможно? Миры, где, например, энергия вакуума большая, но жить мы там не можем, хотя они тоже возможны. Там, где масса протона и нейтрона отличаются сильнее, чем у нас, мы жить тоже не можем, но и эти миры могут существовать. Этот способ думать, что человек живет в той части Вселенной, где его существование возможно (он называется антропным принципом), имеет смысл, только если у Вселенной есть возможность себя по-разному реализовать. Если бы мир был везде одинаков, то мала была бы вероятность того, что нам по дурости повезло, что мы оказались в мире, где все так специально под нас тонко подогнано. Пришлось бы думать, что, наверное, это Бог так специально все устроил, чтобы мы в этом мире жили. А в нашей теории сама Вселенная подобрала все нужные условия, в одном месте подходящие для нас, в другом - для кого-то другого. Если отказаться от идеи множественности во Вселенной, то эту проблему - почему произошло много подгонки специально под нас - решить очень сложно. А ведь это реальная физическая проблема.
Получается, факт существования других частей Вселенной, которые устроены по другим законам, нужен для того, чтобы объяснить, почему в привычном нам мире все так, как оно есть?
Когда-то Ньютон придумал принцип, который позже стали называть космологическим принципом. Он заключается в том, что Вселенная всюду должна быть одинакова, в некотором смысле однородна. Эйнштейн этим принципом вовсю пользовался. Это было просто такое предположение, что Вселенная всюду одинакова, как бы введенное для простоты, но почему это на самом деле так, ни Ньютон, ни Эйнштейн объяснить не могли. Просто принцип. Я даже иногда шутил, что люди, которые не имеют хороших идей, иногда имеют принципы.
И только когда возникла теория инфляционной Вселенной, мы узнали, почему этот принцип правилен. Все просто: вы берете маленький кусочек красного цвета и растягиваете его очень-очень сильно. Все вокруг вас становится одинаково красного цвета. Это замечательный результат, но оказалось, что эта же теория инфляционной космологии, которая объясняет, почему вокруг нас мы видим все одинаково, предсказывает, что далеко от нас все должно быть на сто процентов другое. Понимаете, мы не из пальца высосали идею раскрасить нашу Вселенную и сделать ее этакой цветной матрешкой. Наоборот, мы хотели объяснить, почему всюду все одинаковое, и когда нам это удалось, а другого объяснения никто пока не смог предложить, оказалось, что та же теория предсказывает, что на очень больших расстояниях она выглядит пестро раскрашенной. Матрешка, которая порождает новые матрешки, которые порождают новые матрешки до бесконечности. То есть вместо сферы получился такой замечательный красивый фрактал.
Наша теория - это единственный известный нам способ описать ряд экспериментальных фактов. Если у вас есть только одно теоретическое объяснение, почему энергия вакуума такая маленькая, почему масса протона и нейтрона так точно подогнаны и так далее, это экспериментально подтверждает, что теория имеет право на жизнь. Нашлась теория, которая дает ответы на множество вопросов устройства нашего мира, но только при условии, что на больших расстояниях во Вселенной все устроено совершенно иначе. Я был в экстазе, когда все это понял, это было еще давно, в 1986 году. Я сидел в Москве и вдруг увидел эту картину раскрашенной Вселенной, и это было совершенно потрясающе.
Вот есть антропный принцип: мы живем в той Вселенной, в которой можем существовать. Нашим чувствам не дано увидеть то, что находится за пределами нашей части, выкрашенной одной краской. Но наш разум способен проникнуть дальше. Вам не кажется это странным?
На разум вы не можете наложить ограничение, что мысль не способна распространяться со скоростью, большей скорости света. Мы чего-то не можем увидеть, но это не означает, что мы об этом чем-то не можем подумать.
Но с другой стороны - две важнейшие научные концепции XX века, теоремы Геделяо неполноте в математике и принцип неопределенности в физике, дали нам понять, что человеческие возможности к познанию ограничены. Не может ли быть такого, что сам наш основанный на логике способ познания ограничен?
Это вполне возможно. Но пока в том, что мы делаем, мы не находим противоречий, мы можем продолжать двигаться дальше. В той области науки, которой мы занимаемся, пока что не видно, чтобы мы дошли до стенки. То есть встречаются части, в которых мы действительно утыкаемся в какие-то противоречия, в которых приходится разбираться и с которыми приходится мучиться. Это может быть болезненный процесс. Через что-то подобное прошла в свое время квантовая механика. Ведь и до сих пор есть сомнения, что мы правильно понимаем, как ее нужно интерпретировать. Но с другой стороны, какова бы ни была интерпретация, результаты вычислений сходятся с экспериментами, поэтому давайте просто будем продолжать считать.
Какое, по-вашему, будущее у интерпретации квантовой механики? Сумеют ли ученые договориться о том, как соотнести ее математический аппарат с материальным миром?
Если говорить о существующих интерпретациях, мне гораздо ближе так называемая многомировая. Но у меня есть ощущение, что, может быть, этим объяснением все равно не обойдется. У меня есть сомнение, что можно выкидывать сознание за рамки современной науки. Обычно мы считаем, что мир состоит из материи, а сознание нужно для того, чтобы понять, что такое материя. Я думаю, что эта точка зрения немножечко примитивная, и нам придется как-то все вместе объединять. Это революционные шаги, которые нам предстоит еще сделать и о которых еще можно только с робостью мечтать.
В связи с этим вопрос - есть ли ощущение, что передний край науки близок к каким-то тектоническим прорывам, каким-то глубинным переменам?
Этого никто не знает. Чаще всего великие прорывы происходят там, где вы их не ожидаете и не можете предсказать. Например, картина, о которой я вам рассказал, хотя я не хотел бы сам про себя говорить, что это был великий прорыв, но эта картина раскрашенной многими цветами и самовоспроизводящейся Вселенной у меня возникла после того, как я около полугода был в депрессии. Казалось, что у меня вообще ничего не получается, что, наверное, эта часть науки закончена и мне остается только сесть и написать книжку. И я начал писать книжку, и мне это ужасно не нравилось, потому что приходилось повторять те же самые слова, что я раньше писал в статьях. И вдруг в какой-то момент у меня возникла эта многомировая картина. Пришлось полностью книжку переписывать.
Бывает так, что мы не можем угадать или предсказать, когда состоится какой-то значительный прорыв. Но когда он все же происходит - это настоящее душевное потрясение.
Проблема состоит в том, однако, что в физике становится труднее рассчитывать на такого типа чудеса. Даже если ваши исследования происходят в теоретической физике, очень часто они опираются на точные данные, которые возникают из эксперимента. А эксперимент в физике становится все дороже и дороже. Вот сейчас, например, чего мы все ждем? Мы ждем данных от LHT, большого ускорителя, который находится в ЦЕРН, где, судя по всему, нашли хиггсовский бозон. Еще ученые очень ждут данные от спутника «Планк». И то и другое - огромные эксперименты, каждый из которых стоит миллиарды долларов. Если они обнаружат нечто потрясающе важное и будет ясно, что в этом пути науке имеет смысл развиваться, то как-нибудь, наверное, получится в конце концов найти дополнительные миллиарды, когда экономика наладится. И будут продолжены эксперименты такого масштаба. А вот если ничего сногсшибательного не обнаружится, люди начнут думать, на что им лучше потратить деньги: продолжать делать многомиллиардные эксперименты такого типа или заняться чем-то еще, что подешевле. Вопрос деликатный. Если наука перестанет субсидироваться на том уровне, к которому она привыкла, то велика вероятность, что экспериментов нужного для фундаментальной науки типа станет меньше. И тогда фундаментальная наука просто постепенно засохнет. Есть, конечно, замечательная математика, для которой не нужны эксперименты. Вот она будет существовать. А физика станет ее областью, не связанной с новыми открытиями. Это будет скверно.
Если же прогресс в экспериментальной области продолжится, то все время будет добавляться свежий поток данных, который будет требовать постоянного обдумывания, и тогда какой-нибудь фундаментальный прорыв станет более вероятным.
Какое место в предложенной теорией множественной Вселенной картине мира могут занимать религиозные представления?
Я могу предложить такую аналогию. Когда Колумб открывал Америку, он приплыл к ее берегам на корабле. То, на что была способна его экспедиция, - это сделать карту побережья. Для того чтобы узнать, что там внутри, нужно было слезть с кораблей и пойти вглубь материка и там уже работать другими методами. Так же и наука: она старается сначала исчерпать все те методы, которые есть под рукой, а уже после этого думает, нужно ли нам искать какие-то другие, чтобы пойти дальше. Пока практика такова, что мы можем понять мир все глубже и глубже, не привлекая идей более абстрактного типа, к которым я отношу идею о Боге, а также тот вопрос о сознании, о котором я сказал немного раньше. Прогресс идет настолько быстро, что для решения большинства вопросов, которые люди задают, достаточно инструментария, который у нас есть. Но если будет такой момент, когда мы уткнемся в стенку, чего пока что не произошло, то люди начнут думать - какие еще гипотезы нужно привлечь. Я полагаю, первое, что начнут делать, это объединять физику с теорией сознания. Может быть, потом и это придется расширить, но как, я пока не знаю.
Расскажите, как вы пришли в науку?
Когда я был школьником, я хотел стать геологом. Специально таскал на себе рюкзак с камнями - тренировался для будущих экспедиций. Но однажды мы с родителями поехали на машине на юг и ехали долго, целую неделю. Я тогда учился в седьмом классе. У меня и мама, и папа были физиками. Маме сейчас 92 года, она только недавно закончила преподавать в Московском университете. Так вот, у меня с собой две книжки: одна - Сергея Вальдгарда «О Земле и Вселенной», про астрофизику, другая - популярная книжка о специальной теории относительности, по-моему, написанная Ландау и Лифшицем. Я сидел на заднем сиденье машины, неделю мне делать было нечего, и я был вынужден читать эти две книжки. Когда мы доехали до места, до Черного моря, я уже был конченым человеком. Я понял, что, когда приду осенью в школу, в восьмой класс, моя репутация будет подорвана, ведь она отчасти основывалась на том, что я, молодой мальчик, уже знал о своем будущем - я стану геологом. А я все уже - я не могу быть геологом, мне физика так интересна, что мое будущее изменено. И я ничего с собой поделать не смог. Пришел в школу и сказал: «Ребята, я изменщик». И с тех пор для меня было ясно, что физика - это мое. Потом был еще один эпизод. Это было в девятом классе, уже в другой школе. Мы собрали клуб научной фантастики и стали читать разные научно-фантастические вещи. Дошли до некоторого рассказа Лема, который я прочитал и был совершенно потрясен. В рассказе герой размышлял, реален ли наш мир. Или на самом деле нам в мозг электродики вставили, и мы только воображаем, что живем в этом мире и отличить ничего не можем, потому что так это все умно сделано. Я начал тогда задумываться о реальности нашего сознания, в какой-то момент даже ударился в философию. Потом я придумал теорию телепатии, объясняющую, как может мать на большом расстоянии чувствовать ту же боль, что чувствует ее больной сын, без всякой передачи информации. И я очень-очень этим гордился, а потом вдруг понял, что моя идея противоречит специальной теории относительности, которую я к этому времени уже выучил.
Мне стало ясно, что могу всю жизнь чувствовать себя умным, думать, что построил великие теории, но это просто потому, что я не выучил правила игры. А они заключаются в том, что если ты не выучил законы физики, ты можешь заниматься какой угодно философией, но ты можешь делать глупые ошибки и никогда об этом не догадаться. И тогда я понял, что, прежде чем заниматься философскими вещами, я должен изучить физику. И это во второй раз меня вернуло в эту же самую область.
Вы можете себе представить, что могли бы заниматься чем-то помимо науки?
Моя дорожка могла чуть-чуть разветвиться, но едва ли это было так уж реально. Я одновременно с физикой учился рисовать и даже брал уроки живописи. В какой-то момент в университете, где я к тому времени учился, прошел слух, что я ухожу из физики, хочу стать художником и так далее. Когда я это услышал, я понял две вещи. Во-первых, художник из меня хороший вряд ли получится, а во-вторых, даже если и получится, я знаю, что без физики мне не жить. А если я буду разбивать себя на две части, то, наверное, ни то ни другое не получится. И тогда я перестал брать уроки живописи и полностью сосредоточился на физике. Это не было насилием над собой. Это просто было ясным выбором того, что мне наиболее интересно.
Но то, что я действительно занимался живописью немножко и стихи учил, и читал их наизусть и так далее, это все мне сильно помогает сейчас. У разных людей голова устроена по-разному, у меня вот достаточно образное мышление, менее строгое, меньше использует формулы, а больше использует образы. И тот факт, что в моей голове было что-то, связанное с искусством, сильно помогает моей работе.
Почему важна популяризация науки?
Я могу вам привести пример, причем совершенно практический. В Америке, когда мы сюда только приехали в 1990 году, строили огромный ускоритель - он должен был быть больше, чем тот, который сейчас работает в Женеве и на котором открыли хиггсовский бозон. Ускоритель требовал много денег. Сначала строили, деньги были, потом он стал зашкаливать за бюджет, и тогда начали спрашивать: а зачем, собственно, нужен этот ускоритель?
В то время по небу летала космическая станция, которой оперировали русские и американцы и на которой выращивались кристаллы. Ничего глупее было придумать нельзя, но, наверное, это было политически выгодно. Эта космическая станция стоила гораздо больше, чем ускоритель. И американцы решили - мы будем тратить деньги на станцию, а ускоритель закроем. А почему они решили его закрыть? А потому что они начали задавать вопросы ученым. Зачем, собственно, нужен ваш ускоритель? И я видел по телевизору ученых, которым задавали этот вопрос. Это было ужасно, потому что они говорили: ну вот мы откроем еще несколько элементарных частиц.
Но есть обычные люди, они ходят по улице, люди, которые платят налоги, за счет которых в конечном счете и строится ускоритель. Им говорят: вы заплатите сто долларов и другой человек заплатит сто долларов, потом мы все ваши деньги соберем и откроем элементарную частицу, какой еще раньше не видели. А они думают: на кой черт нужна эта элементарная частица, я даже не понимаю, что это такое. И когда ученые поняли, что так просто не объяснишь, зачем нужен ускоритель, они начали говорить: а еще этот прибор нужен, потому что излучение, которое он производит, может быть использовано для лечения рака. Это была глупость, а кроме того, глупость бесчестная, потому что для лечения рака достаточно гораздо менее энергичного излучения, чем то, которое должен был производить ускоритель. Так что они попросту говорили неправду. И когда стало понятно, что часть ученых говорит об ускорителе вещи, которые никого не интересуют, а другая часть просто врет, решили ускоритель закрыть. Две тысячи ученых оказались на улице. Это был жуткий удар по науке. Значительная часть людей с этого проекта, да и не только они, а многие новые, в том числе очень сильные русские студенты, которые пришли к нам в Стэнфорд, решили, что раз даже самый лучший ускоритель закрывают, то наука, видимо, рушится. И многие ушли из физики и стали заниматься финансами.
Через много лет после этого моя жена, Рената Каллош, которая тоже работает профессором физики в Стэнфордском университете, провела коллоквиум, в котором она объясняла, что вообще должен был этот ускоритель открыть. Это было связано с теорией суперсимметрии, которую придумали в 1970-х, я о ней уже говорил, это люди, которые заслуживают огромной поддержки, которые изменили лицо науки, но до экспериментального открытия им еще идти и идти. И вот Рената стала рассказывать об этой науке и объяснила, что она может стать следующим шагом после создания специальной теории относительности Эйнштейна. И если будет доказано, что эта наука - суперсимметрия - правильна, для чего как раз и надо было бы обнаружить на ускорителе эти специальные частицы, то это означало бы, что наш мир имеет дополнительные измерения, специальные фермионные измерения, которые обладают странными свойствами. Мы в этих направлениях ходить не можем, но если учитывать геометрию этого нового специального мира, этого суперпространства, то физику элементарных частиц можно понять совершенно другим способом, очень экономным и красивым. И если бы ускоритель не закрыли и эти частицы на нем нашли, то люди бы вдруг поняли, что они живут в мире, в котором есть лишние измерения. И представления каждого человека о мире вдруг резко бы изменились. Это похоже на то, как работает религия. Наука тоже могла бы дать людям новое видение о мире, в котором они живут, если бы этот ускоритель не был разрушен. Но никто этого не объяснил людям, от которых зависит выделение денег. В результате продолжали поддерживать бессмысленную космическую станцию и перестали финансировать то, что могло привести к фантастическому изменению представлений о мире, в котором мы живем.
Поэтому популяризация науки абсолютно необходима. Сами ученые должны осознать то, что они делают, на уровне, на котором они смогут это другим людям объяснить. Сейчас процесс популяризации науки идет здесь, в Америке, достаточно интенсивно. Время тяжелое, во всем мире экономика так себе, но общий интерес к тому, что происходит в науке, существует, и его надо развивать, иначе мы опять окажемся в том же глупом положении, когда был закрыт ускоритель, который мог бы стать самым лучшим ускорителем в мире.
Фотографии Райан Ансон
http://www.vokrugsveta.ru/vs/article/7870/ Источник