Сабина Хоссенфельдер - Уродливая Вселенная [Как поиски красоты заводят физиков в тупик]

«Например, в нынешней Стандартной модели элементарных частиц у нас есть шесть типов кварков и шесть типов лептонов [60] Лептоны – это фермионы Стандартной модели, не относящиеся к кваркам. . То есть их поровну. Вы могли бы сказать, что это очень красиво – соответствие один к одному. Но вот что тут действительно красиво: если бы соответствия один к одному не было , пропала бы математическая согласованность. В уравнениях возникла бы проблема – физики называют это «аномалией» – и непротиворечивость исчезла бы. В рамках общего формализма Стандартной модели мы должны иметь одинаковое количество кварков и лептонов».

«Мы находим это красивым потому, что, прежде всего, утоляется наша жажда объяснения. Зная, что есть шесть типов кварков, мы можем понять, почему лептонов тоже шесть типов. Но еще это тешит наши чувства: то, с чем мы имеем дело, почти непреложно. Теория, которая у нас есть, объясняет сама себя. Не полностью – мы не знаем, почему число именно шесть, а не четыре, двенадцать или любое другое четное, – но до некоторой степени она объясняет саму себя на языке математической согласованности. И это замечательно, поскольку сильно продвигает нас в объяснении мира (если использовать заголовок моей последней книги 71 [61] Вайнберг С. Объясняя мир: истоки современной науки . М.: АНФ, 2017. – Прим. перев. )».

Если коротко, говорит он, то мы настолько умнее теперь, чем они были тогда, потому что математика не дает нам делать расплывчатые или обоюдно противоречивые предположения. По его словам, физики-теоретики – это научные полубоги, все ближе подбирающиеся к своей мечте о конечной теории. О, как же мне хочется в это верить! Но я не могу. А раз уж утрата веры и привела меня сюда, я возражаю против идеи, что теория якобы сама себя объясняет.

«Но математическая согласованность кажется довольно слабым требованием, – говорю я. – Есть много вещей, которые математически согласованны, однако же не имеют никакого отношения к миру».

«Да, это верно, – говорит Вайнберг. – И я полагаю, что в итоге математическая согласованность не будет достаточно сильным требованием, чтобы выявить единственно возможную теорию. Думаю, в лучшем случае мы можем надеяться найти теорию, уникальную в том смысле, что она будет единственной математически согласованной теорией, которая к тому же будет богатой, с массой эффектов, и особенно – допускающей возможность возникновения жизни».

«Видите ли, – продолжает он, – я убежден в том, что вы правы: математической согласованности недостаточно, поскольку мы можем наизобретать теорий, которые будут, по нашему мнению, математически согласованны, но точно не будут описывать реальный мир. Мне нравится теория с одной-единственной частицей, которая ни с чем не взаимодействует, сидит себе в пустом пространстве, и ничего с ней никогда не происходит. Эта теория математически согласованна, но не слишком-то интересна и богата. И может, реальным миром правит единственная математически согласованная теория, которая допускает существование яркого мира, множества явлений, богатой истории. Но мы очень далеко от того, чтобы прийти к такому заключению».

Представьте, что нам это удалось. Вообразите: физики-теоретики доказали, что есть только один, исчерпывающий закон природы, который мог создать нас. Наконец-то все обрело бы смысл: звезды и планеты, свет и тьма, жизнь и смерть. Мы познали бы причину всех до единой случайностей, осознали бы, что не могло быть иначе: не могло быть лучше, не могло быть хуже. Мы были бы на равных с природой, имели бы право взглянуть на Вселенную и сказать: «Я понимаю».

Это давняя мечта – отыскать смысл в том, что кажется бессмысленным. Но дело тут не только в обретении смысла. Случись такой прорыв – и физики-теоретики станут арбитрами истины. Вооруженные знанием того, как соблюдается естественный закон, они возьмутся и за другие науки, высвобождая открытия, до сих пор спрятанные от нас пеленой тайны. Физики-теоретики изменят мир. Станут героями. И наконец-таки смогут вычислить массу бозона Хиггса.

Я понимаю, в чем тут притягательность. Но не могу уразуметь, почему выведение единого закона природы – это нечто большее, нежели просто мечта. Вряд ли для того, чтобы к ней приблизиться, стоит использовать естественность в качестве ориентира. А какая есть альтернатива? Вайнберг выразил надежду, что существует единственная «математически согласованная теория, которая допускает существование яркого мира». Однако найти согласованную теорию, которая бы не противоречила наблюдениям, легко: просто используйте теорию, которая не дает предсказаний. Не может быть, чтобы он имел в виду это, думаю я. И говорю: «Тогда нужно, чтобы теория обладала неплохой предсказательной силой – чтобы служить источником параметров, необходимых для сложной атомной и ядерной физики».