Неразрешимые задачи

Существует еще одна причина того, почему многие из областей науки станут еще более сложными для понимания.

Лет тридцать-сорок назад было логичным предполагать, что для таких сложных областей науки, как космология, фундаментальная физика, генетика и даже макроэкономика будут найдены достаточно простые, легко объяснимые, вполне наглядные подходы. Например, общая теория относительности Эйнштейна, кажущаяся на первый взгляд нелогичной, отличается достаточно простой структурой. Как только вы разобрались в ней, вы начинаете ее понимать и в состоянии мыслить соответствующим образом. Вы оказываетесь в состоянии рассуждать о парадоксах путешествия во времени, понимать некоторые трюки из научно-фантастических фильмов и даже определять, когда эти трюки плохо соотносятся с научными принципами. А некоторые из нас способны даже вывести это в виде формул.

Уже в наше время надежды на относительно простые с точки зрения понимания научные прорывы во многих областях науки разбиваются о скалы разочарования. Несмотря на многочисленные достижения науки, объяснение мира, с концептуальной точки зрения, выглядит еще более запутанным, чем раньше. Объяснения человеческого поведения на основе генетических особенностей множатся, а связь между генами и внешностью и физическими данными становится все менее внятной и все более запутанной. Даже рост человека — без сомнения, наследственная характеристика — зависит от десятков различных генов, и по мере продолжения исследований их число постоянно увеличивается. Нам не найти «ген гомосексуальности» или «ген аутизма», даже несмотря на то что и в гомосексуальности и в аутизме гены играют первостепенную роль.

Или взять, к примеру, недавнее обнаружение бозона Хиггса. С одной стороны, его обнаружение обещает доработку предыдущих теорий элементарных частиц и эмпирическую проверку ждущих подтверждения предположений. С другой стороны, исследователи уже ломают головы над более глубокими принципами «Теории великого объединения», которые мы пока не понимаем. Предполагаемые решения не отличаются ни простотой, ни логичностью, и нет никакой уверенности в том, что со временем они поддадутся всеобщему пониманию.

Возможно, в ряде ключевых областей науки мы просто достигли таких высот, где объяснения неподвластны человеческому уму. Даже уму нобелевских лауреатов. Вполне возможно, что ведущие ученые превратятся в конце концов не столько в специалистов, которые «знают», сколько в тех, кто владеет общими туманными представлениями об изучаемом вопросе. Вопросы, постановка которых происходит сегодня на передовом крае космологии, эпигенетики или макроэкономики, отличаются большей глубиной и сложностью, чем вопросы, которые стояли перед этими областями сорок и даже двадцать лет назад. Нет никаких гарантий того, что будущие достижения науки вернут нам более простые концепции мироустройства. Наоборот, все позволяет говорить как раз о противоположном. Однако, принимая во внимание тот факт, что в обработке информации мы все более полагаемся на гениальные машины вместо построения собственной простой и внятной всеобъемлющей системы понимания мира, так уж ли это и плохо?

Вследствие тех высот, что достигла математика, мы уже разрабатываем теории, которые поддаются пониманию лишь небольшим числом людей, если их вообще кто-либо способен понять. Теория струн, ставшая известной широкой публике благодаря научно-популярной книге Брайана Грина «Элегантная Вселенная» (The Elegant Universe), далека от логического понимания. Вполне вероятно, никто толком и не знает, что именно означает наличие десяти или более гипотетических измерений. Мы в состоянии разобраться с этими измерениями с помощью высшей математики, однако это — один из примеров того, как научная теория может развиться до такой степени, что она не поддается пониманию. Попробуйте понять следующее описание с сайта интернет-энциклопедии Wikipedia, которая, естественно, старается подавать материал в как можно более доступной форме:

Согласно теории струн, электроны и кварки внутри атома представляют собой не безмерные объекты, а состоят из одномерных струн. Данные струны колеблются, придавая наблюдаемым частицам соответствующие форму, заряд, массу и вращение. Одно из проявлений колебания струн — гравитон, безмассовая частица с вращением типа 2. Существование данного состояния в виде гравитона и тот факт, что описывающие теорию струн формулы включают в себя формулы общей теории относительности Эйнштейна, говорят о том, что теория струн представляет собой квантовую теорию всемирного тяготения. Поскольку признается, что теория струн с математической точки зрения верна, многие надеются, что она полностью описывает нашу вселенную, что делает ее теорией, описывающей всё. Рядом вариантов теории струн описываются все наблюдаемые фундаментальные силы и материи, кроме тех, что характеризуются космологической константой, равной о, и наблюдаемых в ряде новых областей. Другие варианты используют отличные значения космологической константы, которая в данных вариантах отличается метастабильностью, но продолжительными периодами существования. Это дает многим основания предполагать существование по крайней мере одного решения метастабильности, количественно совпадающего со стандартной моделью и характеризующегося наличием малой космологической константы, темной материи и внятного механизма расширения космоса. Пока неизвестно, содержит ли теория струн такое решение и какая свобода в выборе составляющих ею допускается.

Это было самое простое. Читаем дальше:

Кроме собственно струн, теории струн предполагают наличие других объектов, известных как браны. Термином «брана», производным от слова «мембрана», обозначается целый ряд взаимозависимых объектов, таких как D-браны, черные p-браны и 5-браны Неве-Шварца. Браны представляют собой обладающие зарядом протяженные объекты, позволяющие разрабатывать различные концептуальные обобщения потенциально-векторных электромагнитных полей. Среди данных объектов выделяется целый ряд пар. Так, сообразные с черной дырой черные р-браны составляют пару с D-бранами, представляющими собой концы струн. Данная парность (дуальность) получила название «дуальность калибр—тяготение». Исследования данной эквивалентности привели к новому пониманию квантовой хромодинамики — фундаментальной теории, описывающей сильное взаимодействие элементарных частиц. Струнами формируются закрытые петли, за исключением случаев, когда им попадаются D-браны. В этом случае они преобразуются в однопространственные линии. Окончания струны не в состоянии оторваться от D-браны, но они способны огибать ее поверхность.

Цитирование данного малопонятного описания никоим образом не призвано принизить достоинство теории. Наоборот, им подчеркивается, каким образом некоторые передовые подходы способны помочь нам понять теории, которые иначе были бы вне понимания большинством из нас, практически — всеми нами. Не будь высшей математики, не была бы сформулирована и теория струн.

В наши дни исследователи различных областей науки составляют формулы, которые понятны очень небольшому числу людей. И трудно назвать «скачком» тот момент — который, возможно, уже наступил,— когда новые формулы не понимает уже никто. Разумеется, существуют разные степени понимания, поэтому несложно представить, что в будущем ведущие ученые будут понимать все меньшие доли получаемых ими результатов. В этом нет ничего удивительного, принимая во внимание тот факт, что результаты эти — следствие работы целого коллектива специалистов. Части общей картины будут содержаться в умах отдельных членов коллектива либо будут результатами, производимыми интеллектуальными машинами. Это схоже с ситуацией, когда никто из работников сборочной линии не имеет полного представления о функционировании автомобиля. Но от них этого и не требуется. Адамом Смитом, Фридрихом Хайеком и Майклом Полани подчеркивалось, что рыночная экономика достигнет этапа, когда станет крайне трудно понимать общие взаимоотношения отдельных составляющих производства. То же самое может быть сказано и о многих областях науки.

В целом трудности понимания общей картины нашли отражение в возрастной структуре научных достижений. Как правило, с возрастом ученые отличаются меньшей самоуверенностью, способны выдвигать меньшее число инновационных решений и предпочитают придерживаться уже устоявшихся концепций. Эйнштейн как-то заметил: «Тот, кто не сделал великих открытий до тридцати лет, не сделает их уже никогда». Это более не является истиной (если вообще когда-либо ею было), однако кое в чем Эйнштейн прав. Ученые и исследователи отличаются свежестью и революционностью взглядов именно в молодости. С возрастом мы приобретаем мудрость, однако теряем долю концептуальной остроты и желание низвергнуть устоявшиеся понятия. В итоге мы получаем ученых и исследователей, не отличающихся революционностью подходов, за исключением, повторюсь, Интернета и связанных с ним технологий — областей знаний, осваиваемых молодыми специалистами в сжатые сроки. И все же на долю исследователей пожилого и среднего возраста приходится большая часть инновационных решений, поскольку именно они владеют объемами знаний, достаточными для понимания общей картины.

Исследователями Брюсом Уайнбергом и Бенджамином Джоунсом был проанализирован возрастной состав лауреатов 525 Нобелевских премий по физике, химии и медицине, присужденных с 1900 по 2008 г. Выявленная ими тенденция указывает на то, что по прошествии десятилетий средний возраст ученых во всех указанных областях, выдвигающих революционные решения, достойные получения этой награды, увеличивается.

В 1905 г. средний возраст физика, удостоившегося Нобелевской премии, составлял 37 лет, увеличившись к 1985 г. до 50 лет. В тот же период возраст удостоившихся награды химиков увеличился с 36 до 46 лет, а специалистов в области медицины — с 38 до 45. До 1905 г. 20% лауреатов из указанных областей были удостоены награды за открытия, сделанные ими до тридцатилетнего возраста, но к 2000 г. таких юных гениев почти не осталось. Нравится нам это или нет, но революционные научные решения стали уделом ученых среднего возраста.

Подобная тенденция может оказаться проблематичной для таких областей, как математика, которая в значительной степени полагается именно на молодые таланты. Доступность знаний означает, что сегодня гораздо легче обладать объемом знаний, позволяющим причислить вас к молодому дарованию, однако быть молодым дарованием, способным одарить мир революционными решениями, стало гораздо сложнее. Вполне возможно, что, когда к тридцати годам вы изучите все из области вашей специализации, ваше мышление растеряет часть своей остроты.

Нам следует смириться с данными тенденциями. Возможно, мы не можем повернуть их вспять и, наверное, нам и не стоит пытаться это сделать. Как я уже сказал, в пользу существующего положения вещей и его вероятного сохранения в будущем говорят многие факторы, в том числе — упрощенность обмена научной информацией и научного сотрудничества, возросшая доступность научных материалов, растущие компьютерные мощности, распространенность умных машин и возрастающее число людей, у которых появился шанс посвятить себя науке, включая жителей Китая и Индии. В абсолютном выражении польза от подобных тенденций способна сгладить проблемы, являющиеся следствием возрастающей специализации. В любом случае нам уже невозможно вернуться в эпоху Евклида, когда целая отрасль науки могла быть создана или трансформирована одной лишь книгой или собранием лекционных записей. В целом это — история прогресса, но это не будет прогрессом в традиционном виде, так как его продвижение по большей части окажется за пределами привычных нам форм понимания.

Одна из проблем, связанных с подобной формой прогресса, заключается в том, что его будет сложно регулировать. Под этим я понимаю не столько сложность регулирования со стороны государства, сколько в более широком смысле. Руководителям научно-исследовательских учреждений, филантропам и государственным чиновникам будет все сложнее понимать происходящее во многих областях науки. Малопонятность науки будет представлять все большую проблему в вопросах доверия, будет ли речь идти о доверии к тому или иному научно-исследовательскому учреждению, ученому или принципам присуждения наград, таких как Нобелевская премия. А как насчет доверия к Google? Всеобъемлющая мудрость станет достоянием системы науки, а не отдельных умов, однако это будет представлять определенные проблемы, когда отдельным умам потребуется принимать решения о распределении средств внутри системы. Наука будущего будет в гораздо большей степени отличаться спонтанностью, и в меньшей — представлять собой поддающуюся планированию и несложную для понимания среду с легко выразимыми или объяснимыми принципами.