Неприятности с физикой: взлёт теории струн, упадок науки и что за этим следует - Смолин Ли
Это прискорбный факт, что число американских студентов, заканчивающих учебные заведения с дипломом по физике, уменьшилось за десятилетия. Вы можете подумать, что это должно бы уменьшить конкуренцию за позиции по физике. Это не так, поскольку уменьшение в студенческих дипломах более чем компенсируется увеличением степеней доктора философии, заработанных яркими, амбициозными студентами из развивающихся стран. Та же ситуация имеет место в других развитых странах.
Я иногда имел возможность, — как член комитета профессорско-преподавательского состава Йельского университета, сформированного для исследования этого явления, и поскольку одновременно страдали мои собственные интересы, — спросить студентов, которые покинули физику, почему они так сделали. Одной из причин, которую они дали, это что физический учебный план был скучный — первый год просто повторялось, что они уже изучали в средней школе, и не было никаких признаков возбуждающих тем вроде квантовой теории, космологии, чёрных дыр и так далее. В надеждах помочь обратить снижение количества студентов-физиков я предложил сделать квантовую механику курсом физики для первокурсников в каждом университете, который предоставит мне работу. Меня всё время отвергали, хотя дважды мне позволили преподать маленькие ознакомления с квантовой теорией. Они были успешны, и несколько студентов, кто их воспринял, сейчас начали хорошие карьеры.
Моя цель здесь не заключается в обосновании реформы учебных планов, но эти примеры означают, что университеты не выполняют достаточно хорошо функцию проводников инноваций, даже когда ничего другого не остаётся, как модернизировать учебную программу, которая на восемьдесят лет отстаёт от науки.
Учёные по ту сторону сцены сокрушаются о темпе прогресса в их области. Я знаю несколько биологов и физиков-экспериментаторов, которые горько жаловались по поводу растраченных возможностей, поскольку вышестоящие учёные, управляя своими департаментами, потеряли смелость и воображение, которые они, несомненно, имели, будучи новыми докторами философии. Хорошие идеи в академическом мире не воспринимаются достаточно серьёзно, когда они исходят от людей с низким статусом; и наоборот, идеи людей с высоким статусом часто воспринимаются слишком серьёзно.
Нет возможности обратить внимание на эти разрушительные тенденции без исследования социологии, которая их питает. Если мы, физики, имеем самомнение пытаться объяснить фундаментальные законы природы, определённо мы обязаны суметь рационально обдумать социологию академии и контр-продуктивное решение, делающее её бедствием наших академических институтов.
Ничего не значит, что слово «социология» возникает сегодня больше среди струнных теоретиков, чем среди любых других групп учёных, которых я знаю. Оно кажется сокращением выражения «взгляд сообщества». В обсуждении текущего состояния дел с молодыми струнными теоретиками вы часто слышите от них вещи вроде: «Я уверен в теории, но я ненавижу социологию». Если вы высказываете своё мнение по поводу узости точек зрения, представленных на конференциях по теории струн, или по поводу быстрой смены тем модных исследований из года в год, струнный теоретик согласится и добавит: «Мне это не нравится, но это же просто социология». Не один друг объявлял мне, что «сообщество приняло решение, что теория струн верна, и нет ничего, что бы вы могли с этим сделать. Вы не можете бороться с социологией».
Настоящий социолог скажет вам, что для того, чтобы понять деятельность сообщества, вы должны исследовать власть. Кто над кем имеет власть, и как эта власть осуществляется? Социология науки не является таинственной силой; она опирается на влияние, которое более старые, состоявшиеся учёные оказывают на карьеры более молодых учёных. Мы, учёные, чувствуем неудобство, говоря об этом, поскольку это ставит нас перед возможностью, что организация науки может не быть вполне объективной и рациональной.
Но после размышлений об этом в течение долгого времени я стал убеждаться, что мы должны говорить о социологии теоретической физики, поскольку явление, на которое мы коллективно ссылаемся как на «социологию», оказывает существенное негативное влияние на её прогресс. Даже если большинство струнных теоретиков являются людьми чести, которые выполняют свою работу с лучшими намерениями, имеются аспекты социологии указанной области, которые не нормальны по сравнению с идеалами, которые определяют большее научное сообщество. Они приводят к патологиям в методологии теоретической физики, которые тормозят прогресс. Проблема не в том, является ли теория струн стоящей или должна ли она поддерживаться, а в том, почему теория струн, несмотря на недостаток экспериментальных предсказаний, монополизировала ресурсы, имеющиеся в распоряжении для продвижения фундаментальной физики вперёд, таким образом, задушив исследования равно многообещающих альтернативных подходов. Имеются хорошие свидетельства, что прогресс самой теории струн замедлился из-за социологии, которая ограничивает набор исследуемых вопросов, и исключает как вид одарённых богатым воображением и независимо мыслящих учёных, которых требует прогресс.
Я должен подчеркнуть, что в теоретической физике всегда была доминирующая область. В одно время это была ядерная физика, затем это была физика элементарных частиц. Теория струн только самый недавний пример. Возможно, физическое сообщество организовано таким образом, что всегда в любой выбранный момент будет доминирующая область. Если так, тогда нам нужно изучить, почему.
Первая вещь, которую замечает сторонний наблюдатель по поводу сообщества теории струн, это его потрясающая самоуверенность. Как свидетель первой суперструнной революции в 1984 году, я вспоминаю ощущение триумфа, с которым приветствовали новую теорию. Дэн Фридэн, одна из молодых звёзд этой области, информировал меня: «Это всё будет в течение следующих двенадцати или восемнадцати месяцев. Вам лучше войти в тему, пока ещё что-нибудь остаётся делать в теоретической физике». Это было только одно из многих утверждений, что места должны быть быстро заняты.
Конечно, этого не произошло. Но через все последующие достоинства и недостатки многие струнные теоретики продолжили быть в высшей степени уверенными как в истинности теории струн, так и в их превосходстве над теми, кто не может или не хочет ей заниматься. Для многих струнных теоретиков, особенно для молодых, не имеющих воспоминаний о физике до их времён, является непостижимым, что талантливые физики, получив шанс, могли бы выбрать что-нибудь другое вместо того, чтобы быть струнным теоретиком.
Эта позиция, конечно, вызывает отвращение физиков в других областях. Вот мысли физика ДжоЭнн Хьюитт, занимающейся частицами в Стэнфордском Линейном Ускорительном Центре, с её блога:
Я нахожу высокомерие некоторых струнных теоретиков поразительным, даже по стандартам физиков. Некоторые искренне уверены, что все не струнные теоретики являются учёными второго сорта. Это повсюду в их рекомендательных письмах друг другу, и некоторые из них на самом деле говорили это мне в лицо… Струнная теория [воспринимается] столь важной, что она должна осуществляться на практике в статье расходов любой другой теории. Имеются два проявления этого: струнные теоретики приглашались на работу на профессорско-преподавательские позиции на непропорционально высокий уровень, не обязательно соизмеримый со способностями во всех случаях, и молодые струнные теоретики обычно плохо образованы в физике частиц. Некоторые буквально затруднялись назвать фундаментальные частицы природы. Оба этих проявления вызывают беспокойство по поводу долгосрочного будущего нашего предмета.[105]
Высокомерие, которое описала доктор Хьюитт, стало свойством сообщества струнных теоретиков с самого начала. Субрахманьян Чандрасекар, возможно, величайший астрофизик двадцатого столетия, любил рассказывать историю визита в середине 1980-х в Принстон, где он чествовался за недавнее награждение Нобелевской премией. За завтраком он оказался рядом с важным молодым человеком. Поскольку физики часто идут на неформальное общение, он спросил своего напарника по завтраку:
