Чи можна теорію струн вважати наукою? Фізики дискутують над цим питанням ось уже десятиліття. Тепер вони вирішили звернутися за допомогою до філософів.
Наслідком цих дискусій стала незвична панель, що відбулася 7-9 грудня в Мюнхенському університеті ім. Людвіґа-Максиміліана. Її учасники розглянули звинувачення у бік кількох галузей сучасної теоретичної фізики, які, на думку їх критиків, надто віддалилися від класичної експериментальної науки. За словами організаторів події, на кону стоїть науковий метод та довіра до науки як такої.
Основним предметом обговорення стала стаття космолога з Кейптаунського університету (ПАР) Джорджа Елліса та астронома Джозефа Сілка з Університету ім. Джона Гопкінса у Балтиморі, яка побачила світ рік назад у Nature. Автори розглянули «тривожний поворот» у сучасній науці, яка щораз більше відходить від принципу верифікації теоретичних постулатів й перетворюється у «гру». «Оскільки є непереборні труднощі у застосуванні фундаментальних теорій до емпіричного Космосу, –пишуть автори, – науковці почали стверджувати, що якщо теорія достатньо струнка, елеґантна і вичерпна, її можна експериментально й не перевіряти».
Щоб теорія могла вважатися науковою, вона потребує експерименту, який міг би її спростувати або, як писав філософ Карл Поппер у 1930-ті рр, «фальсифікувати». Дж. Елліс та Дж. Сілк виокремили ділянки, у яких фізики відійшли від принципу фальсифікації і навіть почали стверджувати, що він повинен бути послаблений. Ключова з них – теорія струн. Ця теорія заміняє елементарні частинки безкінечно тонкими струнами, що дає змогу примирити дві, на перший погляд, несумісні сфери – квантову механіку і теорію гравітації. Квантові струни такі малі (10-35 м), що їх неможливо детектувати за допомогою жодної технології, яка сьогодні існує. Утім, багато вчених вважає, що ця теорія струн варта уваги навіть попри те, що її навряд чи коли-небуль вдасться перевірити. Адже вона дуже гарно пояснює і узгоджує багато незрозумілих речей.
Ще одна теорія, яка, на їхню думку, віддалилася від «попперизму», – теорія мультивсесвіту. За цією концепцією, унаслідок Великого вибуху утворився не один, а багато паралельних Всесвітів, у яких навіть значення фізичних величин є різними.
На відмінність між двома теоріями вказав Девід Ґросс, фізик-теоретик з Каліфорнійського університету в Санта-Барбарі. За його словами, теорію струн потрібно розглядати таку, яку «в принципі» можна перевірити. Тому вона цілком наукова, адже існування струн гіпотетично можна довести. Зовсім іншою є справа з концепцією мультивсесвіту, яку не можна підтвердити навіть «в принципі», адже ми ніколи, за жодних обставин, не зможемо зазирнути з «нашого» Всесвіту в будь-який «паралельний».
«Стверджувати, що теорія струн ненаукова тільки тому, що на даний час у нас немає засобів її перевірити, абсурдно», – каже Ґросс, Нобелівський лауреат 2004 р. за дослідження сильної ядерної взаємодії, що, до речі, також зробила свій внесок у теорію струн.
Учасники панелі також обговорювали тези філософа Річарда Девіда з Університету Людвіґа-Максиміліана, який у своїй книзі «Теорія струн та науковий метод» стверджує, що теоретики струн діють за принципами Баєсової статистики, яка оцінює ймовірність істинності якогось твердження, виходячи з нашого попереднього знання, а згодом переоцінює цю ймовірність, коли накопичується більше знання. При цьому, на його думку, фізики стали використовувати суто теоретичні чинники, такі як внутрішня цілісність теорії або відсутність конкурентноздатних альтернатив. Джордж Елліс гостро розкритикував цей підхід. «Моя відповідь баєсіанству: нове знання має випливати лише з експериментальних даних».
Ще один учасник панелі, історик Хельґе Краґ з Університету Орхуса в Данії вдався до історичних аналогій. «В історії і раніше робились твердження про те, що нам потрібні нові наукові методи, але спроби замінити експериментальне доведення чимось іншим завжди зазнавали невдачі». За його словами, ця проблема, на щастя, стосується лише кількох сфер теоретичної фізики. «Теорія струн та космологія мультивсесвіту – це лише дуже невелика частина того, що роблять нині фізики».
За результатами панелі ніщо не вказували, що сторони, які сперечалися, дійшли згоди. За словами Річарда Девіда, який був співорганізатором події поруч з Еллісом та Сілком, він і не очікував, що люди поміняють свої погляди на фундаментальні речі, але надіявся, що дискусія призведе хоча б «невеликої переоцінки».
Davide Castelvecchi
Feuding physicists turn to philosophy for help
Nature, 23/12/2015
Зреферував Євген Ланюк
26.12.2015