Неприятности с физикой. Смолин, Ли

Популярные книги о физике у меня делятся на три группы. Во-первых, это книги в духе Перельмана, «Физики для всех» Китайгородского или великолепной «Смотри в корень» Маковецкого. Это книги о прошлом физики. Не в том смысле, что это устаревшие данные, но это фундамент, много веков как открытый и проверенный. Прошлое, по моему субъективному мнению, заканчивается на Эйнштейне. Во-вторых, это книги о настоящем физики. Настоящее, по тому же субъективному мнению, начинается, естественно, тоже на Эйнштейне. Это Фейнмановские лекции, книги Хокинга и «К чему пришла физика» Рёю Утиямы. (На самом деле, «К чему пришла физика» это небольшая книжечка, которая никак не тянет на то, чтобы стоять в одном ряду с Фейнманом, но я положил столько усилий, чтобы что-то в ней понять, что она сильно запала мне в душу.) И, наконец, третья часть, будущее физики, это что-то вроде «Элегантной вселенной» Брайана Грина. Это книги, рассказывающие о теориях, которые еще не стали частью общепринятой картины мира, но скоро должны стать.

Переход от первого этапа ко второму, помнится, меня сильно озадачил. Вместо стройной физики Ньютона (и даже Эйнштейна) вдруг вылезло громадное количество «элементарных» частиц, все эти пионы, мюоны, бозоны, не говоря уж о странных цветных кварках. Потом появились дополнительные силы, поля... Это было неуклюже. Кто-то что-то недопонимал. Я был достаточно нахален, чтобы думать, что не я.

И вот мне попалась «Элегантная вселенная», которая все расставила по местам. Бесчисленные элементарные частицы стали просто разными многомерными колебаниями одинаковых, действительно элементарных частиц, струн. Все взаимодействия частиц свелись к замкнутым струнам, стремящимся уменьшить свою площадь. Введение еще одной концепции, мембран, позволяло легко перейти к от многомерных миров к привычному трехмерному. Все начинало становится на свои места. Мир снова был простым.

Но Сатана недолго ждал реванша. Пришел Ли Смолин, и стало все как раньше.

Книга Смолина, полное название которой — «Неприятности с физикой: Взлет теории струн, упадок науки и что за этим следует», это не книга о физике. Формул там даже меньше, чем у Грина. Это книга, скорее, о научном подходе и о том, как им пренебрегают ради эффекта. Смолин для начала напоминает о пяти фундаментальных задачах современной физики:

Во-первых, объединить ОТО и квантовую теорию в одну теорию, которая может претендовать на роль полной теории природы. Проблема 2: решение проблемы обоснований квантовой механики или путем придания смысла теории в ее существующем виде, или путем изобретения новой теории, которая имеет смысл. Проблема 3: определить, могут или нет различные частицы и силы быть объединены в теорию, которая объясняет их все как проявление единственной, фундаментальной сущности. Проблема 4: объяснить, как в природе выбираются величины свободных констант в стандартной модели физики частиц. Проблема 5: объяснить темную материю и темную энергию. Или, если они не существуют, определить, как и почему гравитация модифицируется на больших масштабах. Более общо, объяснить, почему константы стандартной модели космологии, включая темную энергию, имеют те величины, которые имеют.

Оставшаяся часть книги посвящена педантичному доказательству утверждения, что за последние тридцать лет физика не сделала ни единого шага к решению хотя бы одной из этих проблем. Смолин подробно пересказывает историю теории струн, перечисляет все ее модификации и ответвления, рассматривает каждое из них и приходит к выводу, что струнные теоретики склонны выдавать желаемое за действительное. Они основывают свои рассуждения на недоказанных утверждениях. Больше того, сложившаяся в физике ситуация еще и препятствует работе тех, кто занимается другими теориями. Смолин не говорит, что у теории струн нет будущего, но он утверждает, что струнники играют не по тем правилам, по которым играли Ньютон и Эйнштейн.

Может, это звучит смешно, но после книги Смолина у меня появилась надежда, что на LHC все-таки не найдут ни пресловутый бозон Хиггса, ни какую-то другую частицу, которая могла бы подтвердить идею суперсимметрии, которая, похоже, является необходимым условием для ТС. Может, физики все-таки одумаются, и придумают другую, более внятную теорию? Смолин в последних главах дает и обзор таких теорий-кандидатов.

Должен отметить еще и плохое качество перевода книги Ли Смолина. То ли мне попался неотредактированный перевод, то ли вооще подстрочник... Такие фразы как «Мы коротко увидим» (shortly, надо полагать) или «экстремально полезный» наводят на мысль, что перевод делал человек, для которого русский язык неродной. С другой стороны, английский ему тоже, видимо, знаком не очень хорошо, иначе вряд ли он перевел бы «Real world out there!» как «реальный мир не здесь».

В остальном я очень доволен книгой. Хоть она и заставила меня разочароваться в теории струн, она все же и дает надежду, что выход из тупика стандартной модели есть.