Мир физики и физика мира. Простые законы мироздания

Вот еще один пример типичного образа мыслей ученого, который может вас удивить. Многие бывают шокированы, когда узнают, что некоторые физики – конечно, не из тех, кто посвятил много лет своей жизни созданию Большого адронного коллайдера, – надеялись, что бозон Хиггса никогда не найдут. Понимаете, если бы бозон Хиггса не обнаружили, это означало бы, что со Стандартной моделью действительно что-то не так; а значит, открылся бы новый путь для развития физики. Просто поставить галочку, чтобы подтвердить истинность того, о чем мы давно уже догадывались, совсем не так увлекательно, как обнаружить, что нам предстоит пойти по совершенно новому, неизведанному научному пути.

С другой стороны, имеющие добрые намерения, но непрофессиональные ученые-любители иногда обвиняют нас, физиков, в том, что мы недостаточно открыты для того, чтобы принимать их новые теории, – когда, например, они утверждают, что нашли какую-то ошибку в эйнштейновской теории относительности.

По правде говоря, мне бы очень хотелось, чтобы Эйнштейн оказался не прав, поскольку это означало бы, что нам нужна новая, более совершенная теория, подобно тому как теория общей относительности пришла на смену ньютоновской теории притяжения. Однако физики уже целый век безжалостно проверяют и разбирают по косточкам идеи Эйнштейна, и все-таки теория относительности с честью отбивает каждое нападение. Возможно, когда-нибудь будет предложена более совершенная версия, объясняющая все, что может объяснить теория относительности, и более того. Но нам еще предстоит ее открыть.

И вот уже много веков мы прилагаем усилия, чтобы найти еще более фундаментальные объяснения физических явлений и, пытаясь развенчать, тестируем теории до их полного разрушения. Если они выживают, мы верим в них… пока не появляется что-нибудь более совершенное.

О теории и знании

Когда в общем разговоре кто-то сообщает, что у него возникла теория, он имеет в виду, что у него есть мнение по поводу чего-то – некий взгляд, основанный на определенных сведениях или наблюдениях, но вместе с тем это не более чем догадка или интуитивное ощущение, основанное на идеологических, или субъективных, или еще каких-то убеждениях. Такая теория, которая может оказаться верной или неверной, очень отличается от того, что мы имеем в виду под научной теорией[38], которая, в свою очередь, может быть верной или неверной, однако, в отличие от простого мнения, обязана соответствовать ряду важных критериев. Во-первых, она должна предложить какое-то объяснение тому, что мы наблюдаем либо в природе, либо в эксперименте, и предоставить свидетельства, подтверждающие это объяснение. Во-вторых, мы должны иметь возможность верифицировать научную теорию в соответствии с научным методом: мы должны иметь возможность ее протестировать, а результаты тестов или наблюдений – продублировать. Наконец, хорошая научная теория позволяет сделать новые прогнозы относительно тех явлений, которых она касается, причем эти прогнозы можно затем верифицировать с помощью дальнейших наблюдений и экспериментов.

Самые успешные научные теории, такие как теория относительности, квантовая механика, теория Большого взрыва, тектоника плит или бактериальная теория болезней, подверглись строжайшему анализу и в результате были признаны оптимальными. Вопреки некоторым распространенным мнениям (в частности, относительно теории Дарвина), ни одну из них нельзя назвать просто теорией. Успешность научной теории в том, что она обладает объяснительной силой, что она подтверждается данными, что она позволяет делать верифицируемые прогнозы, и все же она может быть ошибочна, поскольку если наблюдения и экспериментальные результаты противоречат ее прогнозам, то эта теория не может быть верна или по крайней мере она не является вполне завершенной.

Как же нам тогда противостоять тем, кто хочет подорвать основу науки и научного метода, кто утверждает, что их мнение должно ставиться выше данных и что их теория должна пользоваться таким же доверием, как и научная теория, которую они тщатся оспорить или опровергнуть, хотя их детище само не отвечает соответствующим требованиям? Иногда нам кажется забавным, что некоторые люди считают Землю плоской, или что высадка людей на Луне была розыгрышем, или что мир был создан лишь несколько тысячелетий назад. Есть и те, чьи взгляды не только расходятся с установленными научными фактами, но и представляют настоящую опасность для общества, – те, кто отрицает факт антропогенного изменения климата, отказывается вакцинировать своих детей, поскольку безосновательно верит в связь между вакцинацией и аутизмом, или те, кто предпочитает современной медицине магию и суеверия.