Эта идея должна умереть. Научные теории, которые блокируют прогресс

Благодарю Лори Сантос, предложившую вопрос Edge.org этого года, а также Пола Блума и Джонатана Хайдта за уточнения этого вопроса. Как всегда, благодарю Стюарта Брэнда, Кевина Келли, Джорджа Дайсона и Стивена Пинкера за их постоянную поддержку. Я также хочу поблагодарить Питера Хаббарда из издательства HarperCollins. Я в долгу перед моим агентом Максом Брокманом, который разглядел перспективу для этой книги, и, как всегда, перед Сарой Липпинкотт за ее вдумчивую и тщательную редактуру.

Джон Брокман,

издатель и редактор Edge.org

Наука идет вперед, делая новые открытия и развивая новые идеи. Мало какие по-настоящему новые идеи могут развиваться, если сначала не отброшены старые. Как заметил физик-теоретик Макс Планк (1858–1947):

Другими словами, наука развивается через череду похорон. Но зачем так долго ждать?

КАКОЙ НАУЧНОЙ ИДЕЕ ПОРА В ОТСТАВКУ?

Идеи меняются, меняются и времена, в которые мы живем. Возможно, самая большая перемена сегодня – это степень перемен. Итак, какую устоявшуюся научную идею пора отодвинуть в сторону, чтобы наука могла идти вперед?

Всего?.. Постойте-ка. Ставить под сомнение Теорию Всего – это, наверное, все равно что бить лежачего: я наверняка не первый, кого раздражает это явное преувеличение. Будем откровенны: если вы называете свою область исследований «Теория Всего», то это отдает одновременно самонадеянностью и наивностью. Хотя термин вошел в обиход сравнительно недавно и, кажется, уже сам умирает естественной смертью, это словосочетание (хотя, конечно же, не стоящая за ним научная попытка) должно быть изъято из серьезной научной литературы и дискуссии.

Позвольте мне развить свою мысль. Поиск широкомасштабных обобщений, закономерностей, идей и концепций, выходящих за узкие пределы конкретных проблем или дисциплин, – это один из великих вдохновляющих импульсов для науки и ученых. Вероятно, это к тому же и определяющая черта Homo sapiens sapiens (возможно, само удвоение слова sapiens в этом определении – некий отзвук поэтического признания этого факта). Подобно изобретению богов и Бога, концепция Теории Всего подразумевает величайшее прозрение из всех, вдохновение всех вдохновений, а именно: мы можем вместить и постичь всю полноту мироздания с помощью краткой инструкции – в данном случае небольшого набора математических уравнений. Однако, как и концепция Бога, эта идея может дезориентировать и интеллектуально опасна.

В число великих классических обобщений входят законы Ньютона, которые научили нас, что небесные законы ничем не отличаются от земных; открытия Максвелла, показавшего единство электричества и магнетизма и привнесшего в нашу жизнь ощущение эфемерного эфира вокруг нас; теория естественного отбора Дарвина, которая напомнила нам, что мы, в конечном счете, – всего лишь животные и растения; и законы термодинамики, которые предполагают, что мы не вечны. Каждая из этих обобщающих теорий оказала глубокое влияние на человечество – они не только изменили наш взгляд на мир, но и заложили основы технических достижений, создавших тот уровень жизни, которым многие из нас имеют привилегию наслаждаться. Тем не менее все эти обобщения в разной степени неполны. Конечно, осознание их прикладной и прогностической ограниченности, продолжающийся поиск исключений, нарушений и «дыр» в этих теориях – все это провоцирует постановку еще более глубоких вопросов, стимулирует научный прогресс и порождает новые идеи, научные методы и концепции.

Одну из таких грандиозных научных проблем представляет собой поиск Великой Единой Теории элементарных частиц и их взаимодействий, а также ее дальнейшее расширение вплоть до окончательного понимания Вселенной и самого происхождения пространства-времени. Такая теория должна была бы базироваться на компактном наборе поддающихся математическому описанию универсальных принципов, которые могли бы интегрировать и объяснять все фундаментальные силы природы – от гравитации и электромагнетизма до слабых и сильных ядерных взаимодействий, – включив в себя законы Ньютона, квантовую механику и общую теорию относительности.

Были бы предсказаны все фундаментальные величины, такие как скорость света, размерность пространства-времени и массы элементарных частиц; были бы выведены уравнения, по которым зарождалась и эволюционировала Вселенная до формирования галактик, и так далее. Вот что такое Теория Всего. Попытка ее сформулировать – это действительно выдающаяся и чрезвычайно амбициозная научная задача, которой более полувека были заняты тысячи исследователей и которая стоила миллиарды долларов. По любой мерке, эта работа, все еще далекая от достижения цели, была грандиозно успешной: она привела, например, к открытию кварка и бозона Хиггса, к черным дырам и Большому взрыву, к квантовой хромодинамике и к теории струн… и ко многим Нобелевским премиям.

Однако – Теория Всего? Это вряд ли. Объяснить разом происхождение жизни, животный мир, структуру клетки, мозга и сознания, устройство городов и корпораций, любви и ненависти и так далее? Как возникли чрезвычайные разнообразие и сложность, которые мы наблюдаем на Земле? Упрощенный ответ такой: это неизбежный результат взаимодействий и динамики, являющихся составными частями Теории. Время развивается из геометрии и динамики струн, Вселенная расширяется и остывает, а иерархия – от кварков к нуклонам, от них к атомам и молекулам, клеткам, мозгу, эмоциям и всему остальному – вдруг выстроится сама собой, словно некий deus ex machina. Стоит «всего лишь» открыть кран и наполнить Теорию все более сложными уравнениями и вычислениями, которые, предположительно, в принципе могут быть решены с любой необходимой степенью точности. С качественной точки зрения, эта экстремальная версия редукционизма может претендовать на некоторую обоснованность, но в ней явно Кое-чего не хватает.

Это Кое-что включает такие концепции, как информация, зарождение, мутации, исторические случайности, адаптация и отбор – то есть все свойства сложных адаптивных систем, будь то организмы, общества, экосистемы или экономики. Эти системы состоят из множества отдельных компонентов (агентов), которые, однако, имеют общие для всех, коллективные черты – как правило, непредсказуемые (во всяком случае, в деталях) на основе характеристик отдельного компонента, даже если известна динамика их взаимодействия. В отличие от ньютоновой парадигмы, на которой основана Теория Всего, полная динамика и структура сложных адаптивных систем не могут быть описаны ограниченным набором уравнений. А в большинстве случаев, наверное, и бесконечным числом уравнений! Более того, предсказать тот или иной уровень точности просто невозможно, даже в принципе.