Лиза Рэндалл - Достучаться до небес - Научный взгляд на устройство Вселенной

Сегодня идеи стремительно расходятся по всему миру через Интернет. Любой физик может написать статью, и уже завтра о та будет разослана его коллегам. До тех пор пока хоть кому‑нибудь не все равно, хорошая и верная идея всегда найдет путь в научные круги.

Инженеры и физики БАКа не пожалели времени и денег на безопасность. Они старались экономить на всем, но не за счет опасностей или неточностей. Интересы всех были тщательно сбалансированы. Результат, не прошедший испытания временем, не принесет пользы никому.

Валюта научного мира — репутация, а «золотых парашютов» потерявшим ее ученым не выдают.

Мы все, надеюсь, уже согласились с тем, что не стоит тревожиться о черных дырах, хотя поводов для беспокойства остается достаточно. В случае с БАКом мы думаем — и должны думать — обо всем хорошем, что можно сделать с его помощью. Созданные в нем частицы помогут нам получить ответы на глубокие фундаментальные вопросы о структуре вещества.

Возвращаясь ненадолго к своему разговору с Нейтом Силвером, замечу: я поняла, насколько наша ситуация уникальна. В физике элементарных частиц мы можем ограничиться достаточно простыми системами и исследовать на их примере, как методически на базе старых результатов возникают новые. Иногда наши прогнозы рождаются на основании известных моделей, истинность которых доказана. В других случаях мы строим прогнозы на базе моделей, которые у нас есть основания считать обоснованными, а затем при помощи экспериментов стараемся исключить лишние возможности. Уже на этом этапе — не зная, действительно ли наши модели окажутся верными — мы можем предвидеть, какими должны быть их экспериментальные доказательства, если соответствующие эксперименты будут проведены.

Физика элементарных частиц активно использует нашу способность делить мир в соответствии с масштабами событий и объектов. Мы знаем, что взаимодействия на малых масштабах могут сильно отличаться от того, что происходит на больших, и при этом понимаем, что любые мелкомасштабные взаимодействия вносят свой вполне определенный вклад в то, что происходит «выше», и должны полностью согласовываться с уже известными фактами.

Почти во всех других ситуациях прогнозирование делается совершенно иначе. В сложных системах нам часто приходится иметь дело одновременно с несколькими разными масштабами. Это верно не только для социальных систем, таких как банк, где один безответственный трейдер может дестабилизировать экономику в целом, но и в других науках. Прогнозы в таких случаях могут быть весьма изменчивыми.

К примеру, в задачи биологии входит прогнозирование развития биологических систем и поведения животных и человека. Но мы пока не сумели до конца разобраться ни в базовых функциональных единицах, ни в высокоуровневой организации, посредством которой из базовых элементов складываются сложные эффекты. Нам не известны также все обратные связи, которые, скорее всего, делают невозможным строгое разделение по масштабам. Ученые умеют строить модели, но без лучшего понимания основных базовых элементов и того, как именно каждый из них влияет на эмерджентное поведение, разработчики моделей просто тонут в трясине фактов и возможностей.

Дополнительную сложность вносит тот факт, что хотя биологические модели разрабатываются на базе существующих данных, верные исследовательские подходы нам неизвестны. Мы не сумели пока выделить все простые независимые системы, поэтому трудно сказать, которая из моделей верна (если верная модель вообще существует). Коллеги–нейробиологи жалуются на одну проблему. Без качественно новых методов измерения даже самые лучшие модели всего лишь согласуются с существующими данными. А поскольку с данными по определению согласована любая «выжившая» модель, трудно определить, какая из гипотез, на которых все они основаны, верна.

Интересно было поговорить с Нейтом о вещах, которые он пытается прогнозировать. В последнее время появилось немало популярных книг, в которых представлены не слишком убедительные гипотезы. Нейт подходит к делу научно. Известность, к слову, он заработал точными прогнозами результатов бейсбольных игр и выборов. Его анализ основывался на тщательной статистической оценке аналогичных ситуаций в прошлом; он учитывал так много переменных, что действительно мог извлекать из истории реальные практические уроки.

Теперь ему приходится тщательно выбирать области, в которых можно использовать эти методы. Он понимает, что корреляции, с которыми он работает, могут с трудом поддаваться интерпретации. Можно сказать, что возгорание двигателя стало причиной авиакатастрофы, но в самом факте того, что самолет с горящим двигателем упал, нет ничего удивительного. Какой же была истинная причина? Точно такой же вопрос возникает, если рассматривать связь генных мутаций и рака. Корреляция между ними, конечно, существует, но одно не обязательно вызывает другое.