Джон Брокман - Во что мы верим, но не можем доказать: Интеллектуалы XXI века о современной науке

Я верю, что следующие аспекты эволюции соответствуют реальности, хотя не знаю, как это проверить с помощью (адекватных) исследований.

Самые важные шаги эволюции очень устойчивы. В процессе эволюции многоклеточные организмы возникали не меньше десяти раз. Существует несколько независимых причин эусоциальности (термин, используемый для обозначения высшего уровня социальной организации животных. – Прим. ред.). От приматов к людям ведут несколько линий наследования. Если бы в процессе эволюции наши предки не придумали язык, это сделал бы кто-то другой. Отличительные признаки человека – способность к сотрудничеству и язык. Все качества, присущие исключительно человеку, – производные языка.

Математика – это язык и, следовательно, продукт эволюции.

Том Стендедж

Том Стендедж – редактор по технической терминологии журнала The Economist, автор нескольких книг о науке и технологии, в том числе «История мира в шести стаканах».

Я верю, что излучение мобильных телефонов безвредно.

Мои аргументы основаны не на научных доказательствах (потому что их немного, а те, что есть, либо не обнаружили никакого влияния, либо статистически сомнительны), но на исторических аналогиях. Раньше люди боялись линий электропередач и электронного излучения компьютерных экранов (устройств визуального отображения, VDU). Их тоже считали опасными, но годы исследований – а в случае линий электропередач целые десятилетия – не дали никаких убедительных свидетельств их вреда.

Мне представляется, что мобильные телефоны – современный пример уже знакомой модели: люди боятся, что технологии могут быть вредны для здоровья, и даже если никакие исследования этого не доказали, звучат призывы продолжать их.

Основная проблема, конечно, в том, что невозможно доказать обратное. Во время жарких дискуссий по поводу генетически модифицированных злаков в Европе постоянно звучали требования доказать, что технологии генетической модификации безвредны. Точно так же после паники, связанной со вспышкой губчатой энцефалопатии крупного рогатого скота (ГЭКРС) в Великобритании, ученых то и дело просили доказать, что британскую говядину можно есть. Но отсутствие вреда доказать невозможно. Отсутствие доказательств не доказывает их отсутствия. Можно лишь искать доказательства вреда. Если мы их не находим, можно поискать еще раз. Если мы снова их не находим, вопрос остается открытым. «Отсутствие доказательств вреда» означает и «невредно, насколько нам известно», и «нам до сих пор неизвестно, вредно это или нет». Но когда ученые так говорят, их начинают несправедливо обвинять в отсутствии логики.

Я предполагаю, что мобильные телефоны окажутся последними в длинном ряду технологий, заставляющих людей напрасно беспокоиться о своем здоровье. В XIX веке считали, что телеграфные линии влияют на погоду, а путешествие по железной дороге может привести к нервному расстройству. Парадокс в том, что мое убеждение в безвредности мобильных телефонов основано на историческом анализе, но при этом я не имею научных доказательств – как и те, кто верит, что они вредны. Все же я верю, что они безвредны, хотя не могу этого доказать.

Стивен Гиддингс

Стивен Гиддингс – физик-теоретик Калифорнийского университета, Санта-Барбара.

Я верю, что черные дыры не уничтожают информацию, нарушая тем самым принципы квантовой механики, как когда-то предположил Стивен Хокинг. Причина состоит в том, что сильное влияние гравитации противоречит гипотезе, гласящей, что степени свободы внутри и снаружи черной дыры независимы друг от друга. Таким образом, это может разрешить противоречие, которое принято называть «информационным парадоксом черной дыры».

Прежде всего, я не одинок. Многие сторонники теории струн и другие физики-теоретики сегодня считают, что черные дыры не разрушают информацию. Сам Хокинг недавно заявил, что готов изменить свое мнение и проиграл знаменитое пари[21], но до сих пор не опубликовал работ, в которых заявлял бы о том, в чем ошибочна его первоначальная логика.

Второе, во что я верю, но пока не могу доказать настолько обоснованно, чтобы убедить коллег. Многие из них считают, что ранний вывод Хокинга был ошибочным, но существуют разногласия о том, где именно его вычисления ошибочны, и пока никто точно не определил этой ошибки – хотя физики уже тридцать лет ломают голову над этим парадоксом. Если черные дыры испускают информацию, а не разрушают ее, это, вероятно, происходит в результате явления, которое в физике называется локальностью. Оно заключается в том, что феномены, происходящие в точках, находящихся очень далеко друг от друга, не оказывают мгновенного влияния друг на друга. Дэвид Лоу, Джозеф Полчински, Леонард Сасскинд, Ларус Торлациус и Джон Аглум утверждают, что возможный механизм подобного нарушения принципа локальности связан с формированием длинных струн у горизонта черной дыры. Гарри Хоровиц и Хуан Мальдасена утверждали, что в центре черной дыры существует уникальное состояние сингулярности, каким-то таинственным способом сжимающее информацию, и таким образом она появляется в радиации Хокинга. Другие ученые выдвигают другие гипотезы.

Но я верю (мы с моим бывшим студентом Мэтью Липпертом даже опубликовали доводы в пользу этой гипотезы), что явление локальности, опровергающее гипотезу Хокинга, тесно связано с гравитационной физикой, и поэтому было бы непоследовательно думать об отдельных и независимых степенях свободы внутри и снаружи черной дыры. Гипотеза о том, что эти степени свободы не зависят друг от друга, была основным предположением оригинальной работы Хокинга. Наш аргумент о том, в чем она ошибочна, достаточно общий, как и аргумент Хокинга: ни один, ни другой аргумент не зависит от того, о каком типе материи идет речь.

Наше доказательство основано на принципе, который мы называем «условием локальности». Это критерий независимости физических степеней свободы. (На техническом языке это означает исчезновение коммутаторов взаимодействующих операторов.) Грубо говоря, степень свободы, соответствующая частице, находящейся в положении Х с импульсом Р, и другой частице, в положении Y с импульсом Q, будет независима лишь в том случае, если расхождение между Х и Y достаточно велико для того, чтобы обе частицы находились за пределами черной дыры, которая могла бы сформироваться из их общей энергии. В противном случае они не могут быть независимы. Я верю, что это – первый шаг в разработке общего критерия (который, в итоге, будет сформулирован более точно), объясняющего, где в физике понятие локальности терпит неудачу. Возможно, это позволит нам лучше понять явление голографии – а это явление основано на гипотезе о том, что в основе наблюдаемой трехмерной реальности лежит не менее фундаментальная и эквивалентная ей двухмерная реальность. Возможно, это относится и к физике черных дыр из-за относительно большой энергии радиации Хокинга, испускаемой черной дырой, и степеней свободы, поглощаемых черной дырой. Но это еще не доказано. Пока.

Александр Виленкин

Александр Виленкин – физик, директор Института космологии Университета Тафтса и автор книги «Космические струны и другие топологические дефекты» (в соавторстве с Полом Шеллардом).

Есть веские причины верить в то, что Вселенная бесконечна.

Если это так, то в ней существует бесконечное число пространств того же размера, что и пространство, которое мы сейчас можем наблюдать. А размеры этого пространства – 80 миллионов световых лет. Квантовая механика предполагает, что количество отдельных историй, которые могли иметь место в любом из этих ограниченных пространств за ограниченный промежуток времени, прошедший с момента Большого взрыва, также ограничено. («Историей» я называю не только историю цивилизации, но все, что происходит во Вселенной, вплоть до уровня атомов.) Количество возможных историй фантастически велико – его оценивают как 10 в 10150. Но важнее всего то, что оно ограничено.

Это значит, что существует бесконечное число пространств, подобных нашему, но в них возможно лишь ограниченное число историй. Следовательно, каждая вероятная история может разворачиваться в бесконечном количестве пространств. В частности, должно существовать бесконечное количество пространств с историями, идентичными нашей. Так что если вас не устраивают результаты президентских выборов, не отчаивайтесь: ваш кандидат мог победить на бесчисленном количестве планет, похожих на Землю.

Подобное представление о Вселенной лишает нашу цивилизацию любых претензий на уникальность; в бесконечности космоса рассеяны бесчисленные идентичные цивилизации. Я нахожу это весьма удручающим, но вполне возможно, что это правда.