Премия для диссидента, или Три «Фэ» от Пенроуза

( Октябрь 2020, idb.kniganews )

Нобелевскую премию не раз присуждали диссидентам от политики и/или литературы — достаточно вспомнить имена Александра Солженицына и Иосифа Бродского, Чеслава Милоша или Гао Синцзяня. В области физико-математических достижений, однако, выбор лауреатов-теоретиков всегда отчётливо тяготел к архиконсервативным взглядам, дабы не подрывать идейные позиции устоявшейся «точной науки». Ныне эта давняя традиция очевидно нарушена…

Все, кто интересуется делами науки, уже наверняка наслышаны, что Нобелевской премией по физике в 2020 году решено наградить троих учёных  — за их теоретические и экспериментальные достижения в изучении космологических черных дыр. Половину премии — по теоретической линии — получает знаменитый математический физик Роджер Пенроуз, а остальное разделено поровну между экспериментаторами-наблюдателями в лице астрономов Райнхарда Генцеля и Андреи Гез.

Как сформулировано Нобелевским комитетом в официальном представлении, Пенроуз награжден за «открытие того, что образование черных дыр является точным предсказанием общей теории относительности», а Генцель и Гез — за «открытие сверхмассивного компактного объекта в центре нашей галактики».

Теоретик Роджер Пенроуз значительно старше астрономов-наблюдателей — в следующем году ему исполняется 90 лет. А собственно работа по черным дырам, за которую его ныне награждают, была проделана учёным в середине 1960-х. То есть свыше полувека тому назад…

Однако подобные факты из биографий нобелевских лауреатов уже давно не являются чем-то странным и удивительным. Куда более странно то, что Пенроуза вообще наградили. Невзирая на его известные научные дела и идеи, все последние десятилетия развиваемые учёным в отчётливо перпендикулярном, а нередко и вообще в противоположном направлении – относительно того, что общепринято в научном мейнстриме.

О сильно неортодоксальных, скажем так, взглядах и теориях Пенроуза в области систем искусственного интеллекта или квантового устройства сознания наверняка известно многим. Не раз и с подробностями рассказывалось об этом и на страницах сайта kiwi-arXiv. В частности, можно упомянуть тексты «Игры, в которые играет Пенроуз»  и «Главная тайна Со-знания» .

Но вот о «перпендикулярных» взглядах Пенроуза на современную космологию с её теорией инфляции, на квантовую физику с её копенгагенской интерпретацией и на теорию струн с её множеством невидимых дополнительных измерений – обо всём этом пишут и говорят значительно меньше. Поэтому имеет смысл привлечь здесь один из текстов параллельного проекта kniganews, носящий название «Три Фэ от Пенроуза» и рассказывающий именно про это – в специфическом контексте Sci-Myst, то есть «научно-мистического расследования в масштабе реального времени».

Три «Фэ» от Пенроуза

Одна из главных линий следствия в разветвленной сети историй Sci-Myst – это циклический разбор некой крайне странной закономерности. Каким образом все время получается так, что бесспорно умнейшим людям планеты – высшей элите нашей науки – с поразительным упорством удается игнорировать важные вещи, постоянно находящиеся у них перед глазами?

В предыдущем эпизоде, можно напомнить, героем этой линии был Эдвард Виттен, имеющий твердое внутреннее убеждение в том, что физика-математика никогда и в принципе не позволят разгадать загадку сознания. Данное убеждение не основано ни на чем, кроме «веры» Виттена в свою идею, однако и этого оказывается вполне достаточно, чтобы великий ученый совершенно никак не занимался подобного рода задачами. Среди его научных интересов такой темы просто нет.

Главным оппонентом в том же сюжете, можно напомнить, привлекался Роджер Пенроуз. То есть другой знаменитый математический физик, твердо уверенный в обратном – что наука в итоге сможет-таки постичь тайну сознания, но при одном важном условии. Для начала мы должны будем изменить фундаментальные основы физики, дабы наряду с материей-энергией-геометрией мира естественным образом включить в описание природы также и сознание.

Тут обязательно следует подчеркнуть, что у самого Пенроуза именно на данный счет уже наработаны интересные, содержательные и глубоко обоснованные идеи, очевидно заслуживающие дальнейшего развития. Но при этом – к великому сожалению – у того же ученого имеется и свой собственный, очень мощный психологический блок, принципиально мешающий ему ухватить форму красивого итогового решения для труднейшей задачи.

Сам Пенроуз, естественно, никакого такого блока в упор не видит. А просто глубоко убежден (и всегда готов строго это доказывать научным оппонентам), что наиболее важные для современной теоретической физики направления исследований – вроде многомерных струн-бран и суперсимметрии – это на самом деле путь в тупик. Ибо для Пенроуза природа пространства-времени всегда имела, имеет и будет иметь только 4 измерения – и никак не больше…

Категорическое неприятие любых идей о дополнительных измерениях пространства-времени – тема, как известно, появившаяся у этого ученого уже довольно давно. Однако мистические механизмы синхроний устроили так, чтобы именно сейчас, в сентябре 2016 у Роджера Пенроуза вышла новая книга, где именно о данных вещах он говорит развернуто и подробно (Roger Penrose, «Fashion, Faith, and Fantasy in the New Physics of the Universe», Princeton University Press, 2016).

Отчего проигнорировать такое событие было бы неразумно, как минимум.

Новая книга от выдающегося ученого носит далеко не случайное название «Мода, Вера и Фантазия – в новой физике Вселенной». Неслучайным же этот набор слов является для следствия сразу по целому комплексу причин.

Во-первых, все из обозначенных автором подтем – и Мода или Fashion, и Вера или Faith, и Фантазия или Fantasy – в контексте современной физической науки весьма подробно разбираются также и на страницах сайта «книга новостей». Будь то в рамках детективного сериала Sci-Myst или же параллельного проекта «Женщины, Эйнштейн и Голография».

Ну а во-вторых, в точности так же, как и нынешняя книга, назывался цикл из трех публичных лекций Пенроуза, прочитанных им в 2003 году в США по приглашению Принстонского университета. А городок Принстон, что надо непременно подчеркнуть, с учетом расположенного здесь же IAR, Института передовых исследований, является если и не «мировой штаб-квартирой» теории струн, то по меньшей мере одним из главнейших центров данного направления в науке.

Поэтому приглашение читать лекции, а затем и публикация в издательстве того же университета соответствующей книги Пенроуза – видного и убежденного критика струнной теории – это, безусловно, очень достойный и благородный жест со стороны администраторов науки…

Переходя же к сути собственно работы, весьма нелицеприятно, прямо скажем, оценивающей состояние дел в обширных и важных областях нынешней теоретической физики, позицию Пенроуза можно вкратце описать так. Доминирующая в космологии теория инфляции – это, по сути дела, математическая Фантазия ученых, которую все более убедительно опровергают новые результаты астрофизических наблюдений и измерений.

Квантовая механика на базе копенгагенской интерпретации, давно и прочно утвердившаяся в квантовой теории как «истина», на самом деле является не более чем Верой физиков. Верой, хорошо подстроенной под множество экспериментов, однако ставшей мощным тормозом для объединения квантовой теории с гравитацией. Поэтому здесь для реального прогресса, по мнению Пенроуза, наверняка придется отказаться от целого ряда базовых идей или догматов веры.

Наконец, теория струн, или Мода в классификации автора, вызывает у Пенроуза, что видно уже по предисловию, наиболее серьезный научный дискомфорт. И главной причиной этого дискомфортного восприятия является для ученого фундаментальная идея в основе суперсимметричных и струнных конструкций – о насущной необходимости множества дополнительных измерений в любой теории, претендующей на действительно глубокое проникновение в тайны природы.

Сразу же надо подчеркнуть, что Пенроуз – как интеллигентный и просто вежливый человек – никоим образом не громит все перечисленные теории в высот своей компетентности и заслуженного авторитета. Скорее наоборот, он критикует ситуацию в очень мягких формулировках, причем с немалой долей самоиронии. Потому что и собственные известные разработки этого ученого стали отчасти модными в теории струн, отчасти укрепляют веру в догмы квантовой теории, а отчасти и присутствуют в «безумных фантазиях» космологии.

Но как бы там ни было, «тема отказа» от дополнительных измерений в физике проявлена новой книгой Пенроуза предельно отчетливо. Причем автор сразу же, на первых страницах вступления считает необходимым прояснить, почему считает данную тему наиболее важной и актуальной.

Полтора десятка лет назад, в декабре 2002, ученый принимал участие в большой научно-праздничной конференции «Будущее теоретической физики и космологии», устроенной в честь 60-летия Стивена Хокинга. Поскольку на пышно отмечавшееся мероприятие собрался чуть ли не весь цвет мировой физико-математической науки, включая и множество мэтров теории струн, Пенроуз счел данную трибуну весьма подходящей, чтобы сделать тщательно продуманный и откровенно «подрывной» по своей сути доклад.

Подрывная суть послания была заложена уже в его названии: «О нестабильности дополнительных измерений пространства». Ну а собственно в докладе ученый дал развернутый и глубоко аргументированный набор доводов, ясно и отчетливо доказывающих вот какой неприятный факт. Довольно давно, еще в начале и в середине XX века в математике были получены очень сильные и никем не опровергнутые результаты, демонстрирующие принципиальную нестабильность пространства-времени с числом измерений больше четырех.

На техническом языке науки это носит название «проблема функциональной свободы». На более же доходчивом общечеловеческом языке это означает, что при увеличении числа пространственных измерений у частиц появляется слишком много вариантов поведения, отчего геометрия пространства уже не может удерживаться в целостном состоянии. Иначе говоря, без особых механизмов, обеспечивающих стабилизацию формы, геометрия пространства сразу же начинает разрываться и разваливаться.

Формулируя то же самое чуть иначе, по убеждению Пенроуза это означает вот что. Поскольку никаких специальных механизмов, стабилизирующих форму многомерного пространства, в основы теории струн никто не закладывал, то получается, что великая армия струнных теоретиков увлеченно занимается разработкой такой конструкции, которая не имеет никакого отношения к окружающей нас природе…

Бесспорно компетентные в математике светила струнной теории, конечно же, и раньше были наслышаны об этой большой проблеме. Однако всегда предпочитали считать её «чисто классической», то есть не имеющей прямого отношения к квантовым основам теории струн. Роджер Пенроуз, однако, в своем докладе особо подчеркивал именно квантовые аспекты проблемы, настаивая на необходимости ясности и понимания в столь принципиальных моментах теории.

Если судить по ощущениям самого Пенроуза, это давнее и столь важное для него послание струнные теоретики фактически проигнорировали. Отчего, собственно, он и считает необходимым возвращаться вновь к той же самой теме в своей новой книге. И в очередной раз твердо, с привлечением дополнительных аргументов настаивает на нестабильности пространств с увеличенным сверх обычного числом измерений…

Почему столь знающий и проницательный ученый в упор не видит, что струнные теоретики и их коллеги-смежники не только занимаются данной проблемой, но и уже практически нашли тот самый естественный природный механизм, который удерживает многомерную структуру в супер-стабильной форме – на этот вопрос наука математика вряд ли ответит. Тут, скорее, должна помочь психология.

Для следствия, однако, намного важнее разбираться с конструкцией физико-математической структуры, стабилизирующей форму вселенной, нежели с механизмами психологических блоков…

[ Конец цитирования текста Sci-Myst, продолжающегося тут. ]

#

Для естественного возвращения к истории о нынешней Нобелевской премии Пенроуза – а также для отражения взглядов научного мейнстрима на это интересное событие – имеет смысл процитировать подобающий репрезентативный комментарий от учёного специалиста. Вот что, в частности, сказал на этот счёт авторитетный астрофизик Сергей Б. Попов, профессор РАН и ведущий научный сотрудник ГАИШ, Государственного астрономического института имени Штернберга.

Нобелевская премия этого года трижды поразительна. Во-первых, астрофизикам дали премию второй год подряд. Астрофизикам вообще редко дают эту премию, а когда два года подряд любая область науки вдруг получает премию, это особенно удивительно.

Второй удивительный для меня факт состоит в том, что Нобелевский комитет отступил от той архиконсервативности, которую демонстрировал в течение всей своей предыдущей истории: экспериментаторы получали премии за окончательное достижение ясности в каком-либо важном вопросе, а теоретики получали премии только если их предсказания супернадежно регистрировались в эксперименте или наблюдении. Но черные дыры — по определению, область, где очень трудно или даже невозможно выполнить такие условия.

… Пенроуз уже более полувека назад доказал несколько фундаментальных теорем, касающихся внутреннего устройства черных дыр в рамках общей теории относительности, но поразительно, конечно, что матфизик получил премию за то, что [прямо] не наблюдается и что у нас нет возможности наблюдать.

Наконец, третий поразительный для меня факт состоит в том, что Нобелевский комитет отступил от своей архиконсервативности в еще одном аспекте. Это в принципе нормально, когда ученые придерживаются каких-то неортодоксальных взглядов на разные вещи, но Нобелевский комитет за все время своего существования избегал присуждения премии тем людям, которые известны как сторонники любых сильно неконсервативных взглядов.

Яркий пример здесь — Фред Хойл, который имел очень яркие заслуги в астрофизике и вплоть до своей смерти считался важным претендентом. Однако он, будучи автором термина «Большой взрыв», был противником этой космологической модели, и многие считают, что не получил премии именно поэтому. Ему не хотели давать такой «рупор» как статус нобелевского лауреата.

И показательно, что и здесь Нобелевский комитет отступил от своего архиконсервативного подхода и присудил премию Пенроузу. Ведь он хотя и очень известный теоретик, среди обычных людей более известен как автор научно-популярных книг, в которых отстаивает немного нетрадиционные идеи. [конец цитаты]

Можно спорить, конечно, «сильно или немного» нетрадиционные идеи отстаивает в науке Роджер Пенроуз. Но в любом случае особо почётной среди учёных награды – или «рупора» – удостоен ныне теоретик, всегда открыто и смело настаивающий на своих диссидентских взглядах.

И есть ощущение, что это очень хорошо. Для общего здоровья науки, как минимум.

# # #

Дополнительное чтение:

Игры, в которые играет Пенроуз  (2002 kiwi arXiv)

Главная тайна Со-знания  (2014 kiwi arXiv)

Физика Зазеркалья  (2016 kniganews)

Странный космический юмор  (2020 kiwi arXiv)

# #

Основные источники:

Roger Penrose, «Fashion, Faith, and Fantasy in the New Physics of the Universe», Princeton University Press, 2016

Roger Penrose, «On the instability of extra space dimensions», in «The Future of Theoretical Physics and Cosmology. Celebrating Stephen Hawking’s 60th Birthday», Cambridge University Press 2003

Нобелевскую премию присудили физикам, которые нашли черную дыру в центре Млечного пути. Meduza, 6 октября 2020