Митио Каку — популяризатор науки, много лет занимающийся исследованиями в этой области. В новом интервью, приуроченном к выпуску книги, он рассказал о необходимости объяснения сложных физических концепций широкой публике, а также ответил на вопросы о жизни, Вселенной и др.
С именитым педагогом, учёным и деятелем научно-популярного образования. пообщалось издание The GuardianНовинка от автора Каку — книга «Уравнение Бога: в поисках теории всего». The God Equation: The Quest for a Theory of EverythingТекст посвящен самым значительным открытиям физики прошлых времен и нынешнему положению этой науки, которая стоит на грани революционных изменений, сравнимых с теми, что имели место после работ Ньютона и Эйнштейна.
Ученый полагает, что долгожданная «теория всего» уже создана, но ее еще не проверили. Сейчас человечество обладает квантовой физикой и теорией относительности — каждая отлично работает в своей сфере применения и многократно подтверждена на практике. Однако соединить всю картину мира воедино не удается, требуется дополнительный инструментарий. Как один из «отцов-основателей» теории струн, соавтор теории струнного поля Каку считает этот путь правильным.
Даже среди нобелевских лауреатов, ведущих ученых мира, нет единого мнения о том, какой вариант теории струн наиболее верен. Существует несколько вариантов, каждый со своими преимуществами. Митио обоснованно предполагает, что новые эксперименты на мощнейших ускорителях выявят отклонения от стандартной модели. Именно в этот момент появятся данные, необходимые для уточнения теории струн, и человечество буквально шагнет в новую эру. В свете таких перспектив возникают самые разные мысли и вопросы, на которые Каку тоже ответил по-своему.
Зачем нужна популяризация науки
С каждым новым фундаментальным открытием в физике его понимание становится всё сложнее без глубоких специальных знаний. Ньютоновская механика понятна на обычных примерах и проверяема ежедневным опытом любого человека. Теория относительности обычно упоминается только в разговорах о далекой астрофизике. Мало кто из обывателей помнит что-либо из работ Эйнштейна, кроме знаменитой формулы. E=mc2.
Человек обычно узнаёт о последствиях ОТО лишь опосредованно, не понимая сути.
Пример: использование смартфона или иной техники. GPSУстройство определяет задержку сигнала от спутников для вычисления своего местоположения в пространстве, с учетом релятивистских эффектов и отклонения во времени. В квантовой физике все еще сложнее: освоить ее основные понятия непросто даже при наличии профильного образования. Теория струн часто ставит в тупик профессиональных физиков, которые посвятили этой науке значительное время.
В конце концов каждый сталкивается с фундаментальными вопросами — как гипотетическими, так и касающимися существования. Возможны ли путешествия во времени? Существуют ли другие измерения и что это такое? Что такое кротовые норы, как действуют и можно ли их обнаружить? Как началась Вселенная: что было до Большого взрыва и что будет после его окончания (например, тепловой смерти)? Всю свою историю человечество искало ответы на подобные тайны, либо находило их в познании мира, либо создавало непроверяемые конструкции.
Наука может предоставлять сведения первоначально, но ее современное состояние слишком сложное. Следует стремиться сделать ее более доступной, выйти из изоляции и общаться с теми, кто финансирует науку. Понимание мира на основе проверенных, достоверных и воспроизводимых данных позволяет принимать взвешенные и разумные решения, которые в перспективе гораздо меньше подвержены ошибкам по сравнению с решениями, основанными на слепой вере.
Митио приводит пример из жизни, показывающий важность работы с массовой аудиторией. В 1990-х американские ученые разработали проект суперколлайдера для продвижения исследований в области фундаментальной физики. Коллайдер должен был быть больше Большого адронного коллайдера (БАК). Стройку так и не одобрили США по необычной причине. Когда решение о финансировании зависело от нескольких голосов, представителю научного сообщества на слушаниях по защите проекта задали вопрос, позволит ли установка найти Бога.
По словам Каку, ученый мог бы сказать, что этот коллайдер — по сути, машина бытия, воссоздающая условия возникновения Вселенной. Но физики разбираются в науке, а не в политических дебатах, поэтому ответ был «она обнаружит бозон Хиггса». Общественность решила, что 10 миллиардов долларов за просто очередную элементарную частицу — слишком дорого. Неученые слабо понимают зачем ученым все эти «игрушки». Простых людей волнуют кажущиеся абстрактными вопросы, например о вере и месте человека в мире. Конгрессмен сказал: «Если мы найдем Бога с помощью этой машины, я проголосую за нее».
В состоянии ли Ньютона понять теорию струн, и как ее проверить?
Практически четыреста лет назад, когда человечество верило в магию и преследовало ведьм, Исаак Ньютон сформулировал первую полную теорию мироздания. Учёный разработал математический язык для описания взаимодействий на всех известных тогда масштабах — от песчинок до звёзд. Его открытие стало основой индустриальной революции и началом множества научных работ, в том числе теории относительности. Кембриджский университет закрыли на карантин из-за чумы в 1666 году, а двадцатитрёхлетний Ньютон вернулся домой.
Согласно легенде, занимавшийся математикой и натурфилософией, он заметил падающее яблоко и задумался о том, почему предметы всегда падают перпендикулярно земле. В действительности же Ньютон разрабатывал своё понимание механики длительное время (почти всю жизнь). В период чумного карантина впервые сформулировал квадратную пропорциональность тяготения планет к Солнцу в зависимости от расстояния до него и описал это математически.
Каку полагает, что Ньютон, оказавшись в наше время, высоко оценил бы книгу «Уравнение Бога», поскольку это демонстрирует эволюцию его мысли через века до современной сложной науки. Нынешние физики, однако, едва ли восторгаются сложившимся положением – они разделены на два лагеря. Хотя это стрессовая ситуация, Каку считает её полезной для науки, так же как и знаменитые Сольвеевские конгрессы начала XX века, где Нильс Бор и Альберт Эйнштейн вели величайшую дискуссию вокруг квантовой теории.
Много споров и разногласий Каку считает, что разрешат будущие эксперименты на БАК, посвящённые отклонениям от Стандартной модели. Теория замечательна всем, кроме сложности. Практически она многократно подтверждена опытами и хорошо описывает структуру материи на субатомном уровне. С теоретической стороны — уродливая конструкция, полная сложных построений, призванных связать одни физические идеи с другими.
Обработка огромного массива экспериментальных данных позволит выявить малейшие отклонения от Стандартной модели. Это сдвинет чаши весов в пользу одной из вариаций теории струн, лучшей по описанию данных. В них математические выкладки проще, и большинство явлений, описанных Стандартной моделью, выводятся сравнительно просто и понятно. Как уже говорилось, не хватает им практических подтверждений. Конечно, никто не застрахован от необходимости переделать известные модели и построить новую «теорию всего». Так устроена наука.
Об инопланетянах, религии и философии
Американского ученого, как и всех людей, интересуют экзистенциальные вопросы, поэтому журналисты не могли обойти их стороной. Например, Каку напомнили о его убеждении в неизбежности контакта с инопланетянами в течение ближайшего века. Популяризатор науки подчеркнул, что каждый год появляются все более совершенные инструменты для изучения удаленных уголков Вселенной. В следующем году заработает Космический телескоп Джеймса Уэбба — и ученые увидят множество других планет, недоступных наблюдению с Земли и телескопом «Хаббл».
Этот шаг приближает нас к общению с внеземными цивилизациями как никогда прежде. Однако форсировать события и стремиться к встрече с инопланетянами — не лучшая идея. Каку напомнил, чем для ацтеков закончилось знакомство со испанскими конкистадорами. Неважно, чья цивилизация будет более развита, наша или их, эффект может быть катастрофическим в любом случае. Следует относиться к вопросам контакта максимально осторожно и серьезно.
Каку в жизни встретил несколько религиозно-философских миров. Родившись в буддистской семье, в детстве учился в пресвитерианской церковной школе. В юном возрасте столкнулись две разные картины устройства Вселенной: нирвана — универсальное метафизическое пространство без начала, конца и времени, существовавшее всегда, и христианский миф о сотворении мира Богом за семь дней.
Каку полагает, это яркий пример того, почему научные теории на уровне абстракций философски полнее. Согласно теории струн, в многомерном пространстве без остановки происходят события Большого взрыва. Процесс рождения вселенной постоянно совершается в каком-то измерении, что напоминает божий труд.
Апокалипсисы – это завершение жизни вселенных в некоторых измерениях с последующим повторением цикла. 11-мерное гиперпространство, вмещающее все эти явления одновременно, является нирваной. Не стоит спорить о философских различиях, если реальность намного сложнее, интереснее и уже включает все эти умозрительные концепции, подобно теории всего.