Физики имеют право на высокомерие

Начиная изучать физику, вы думали, что позже сможете работать в чем-то вроде Манхэттенского проекта, то есть над созданием ядерной бомбы?

Нет, меня это никогда не привлекало. Меня всегда интересовала фундаментальная, сугубо теоретическая наука, а участники Манхэттенского проекта в основном занимались решением инженерных задач. Конечно, многие крупные ученые были вовлечены в проект, но только потому, что задача создания ядерного оружия всем казалась тогда очень важной и очень срочной. Например, в проекте работал знаменитый физик Ричард Фейнман, который как раз во время войны окончил Массачусетский технологический институт и поступил в аспирантуру в Принстоне. Война с Германией произвела на него огромное впечатление, Фейнман даже пытался пойти добровольцем на фронт, но в итоге стал работать в Манхэттенском проекте, решая теоретические задачи, связанные с созданием бомбы. И делал он это с большим энтузиазмом, как, кстати, и многие советские физики-теоретики.

Вам не кажется, что рассвет советской физики вообще во многом связан с интересом к ней со стороны военных?

Я бы так не сказал. Разделение между исследованиями, направленными на военные и мирные нужды, всегда было очень четким. Во-первых, у теоретиков на первом месте была теория, приложения были менее важны, а во-вторых, теоретические физики боялись связываться с военными проектами, потому что это лишило бы их возможности выезжать за границу на конференции и встречи. Мои друзья из Института Ландау, ИТЭФа (Институт теоретической и экспериментальной физики. — Прим. ред.) и других институтов не были связаны с военными исследованиями, я в этом совершенно уверен.

Вы можете сравнить уровень науки того времени в СССР и в современной России?

Так вышло, что, когда границы вашей страны открылись в конце 80-х, и даже еще раньше, многие крупные ученые покинули Россию. Некоторые из них были евреями и чувствовали себя здесь некомфортно, другие в 90-е годы просто не могли свести концы с концами. Часть уехала в Израиль, но большинство, лучшие, отправились в США. Я и сам помог двум своим друзьям, одному из Москвы, другому из Петербурга, переехать в Принстон. Это очевидные вещи, но если государство пренебрегает поддержкой фундаментальной науки, если молодые люди не пытаются делать академическую карьеру, потому что им нужно зарабатывать на хлеб, ничего хорошего из этого не выходит. Смешно, но можно сказать, что в России это стало платой за свободу.

А что США? Что изменилось там за минувшие 60 лет?

Соединенные Штаты все еще главный мировой научный центр, но уже не настолько доминирующий, как в 50-е. Тогда Европа только приходила в себя после войны, при этом Германия — крупнейший европейский научный центр — была почти полностью разрушена. Многие ученые перед войной и во время нее эмигрировали из Европы в США. Сейчас европейские научные школы практически восстановились и во многих отношениях догнали американские. К тому же в последние десятилетия наука активно развивалась в Японии, Корее, а в последние годы еще в Индии и Китае. В относительном выражении научное превосходство США сократилось, но у Америки есть одно огромное пре имущество. США — страна иммигрантов, она открыта для всех. На физическом факультете любого хорошего американского университета от четверти до половины сотрудников родились за пределами страны. Но они — американцы.

Как вы считаете, можно ли сказать, что у физиков каким-то особым образом устроено мышление, не так, как у других людей?

Да, пожалуй, хотя мне сложно сказать, насколько это отражается в повседневной жизни, ну, скажем, на отношениях с женщинами. Физика — особая культура, к ней это определение относится в большей степени, чем к любой другой науке. Физика включает в себя научные знания очень широкого диапазона: астрофизика, космология, биофизика и все то, что лежит между ними, и при этом она остается единым целым. Другие науки часто распадаются на отдельные направления, теряя общее начало. Показательно, что в университетах обычно бывает один общий физический факультет, на котором преподают и изучают сразу все физические дисциплины. В то же время возьмите химию — нередко можно встретить отдельные факультеты, например физической химии и биохимии.

Задача каждого студента, изучающего физику, — воспринять объемлющую культуру нашей науки, начать говорить с другими физиками на одном языке, применять идеи, происходящие из одного раздела нашей науки, к задачам другого или даже в какой-то нефизической дисциплине.

В определенном смысле физики страдают высокомерием, потому что они привыкли считать, что все им по плечу. Культура физики такова, что она дает путь решения, подход практически для любой задачи. Если какая-то проблема кажется физику интересной, он автоматически считает, что эта проблема относится к его науке, является физической проблемой. И знаете, физики, в общем-то, имеют на свое высокомерие право: если уж они за что-то берутся, то обычно добиваются успеха.

Другие науки более узконаправлены, сфокусированы, в них нет той культуры, о которой я говорю, нет настолько устоявшихся традиций, которые остаются в крови ученого, чем бы он ни занимался. Физика, как русская культура: вы изучаете Пушкина еще в школе, и это, пусть неявно, остается с вами на всю жизнь, кем бы вы потом ни стали.

Похожие рассуждения можно услышать о другой науке — математике. По-вашему, она — просто технический инструмент?

Нет, конечно же, нет. Математика и физика всегда развивались совместно, многие великие математики были в то же время великими физиками, и наоборот. Физика и математика испокон веков подталкивают друг друга вперед. В той области, которой занимаюсь я, тео рии струн, эти науки переплетены особенно сильно. Есть ученые, которые по образованию являются чистыми математиками и занимаются математикой, но в действительности работают над задачами теории струн, хотя и смотрят на них под несколько другим углом по сравнению с физиками. Мы сотрудничаем, постоянно обмениваясь идеями и вместе открывая и придумывая новые структуры и объекты, причем они возникают то из физической интуиции, то из движения рациональной математической мысли. Про математику говорят, что она — язык науки, это может быть слишком сильно сказано, но она уж точно является языком физики. Бывает, что нужного физикам слова нет в математическом словаре и его приходится придумывать, включать в словарь, расширять язык, создавать новую математику. Математика — язык, который должен постоянно развиваться, и физика этому очень способствует.

Теория струн — дисциплина, в которой практически нет эмпирики, при нынешнем уровне технологий невозможно поставить эксперимент, который бы подтверждал или опровергал ее положения. В этом отношении она ближе всего к математике?

В каком-то смысле это так. Теория струн расширяет границы физики, позволяет, возможно, подойти к самой сути явлений и процессов, происходящих в природе, и для этого приходится использовать новые и все более сложные математические инструменты. Неудивительно, что проблемы, с которыми сталкивается теория струн, иногда настолько сложны, что существующего математического аппарата не хватает для их решения.

Эксперименты могли бы дать нам более конкретные направления для исследований. Поставить эксперимент — это как срезать длинный обходной путь, в эксперименте природа объясняет тебе что-то напрямую. Двигаться на ощупь, опираясь на мысленные эксперименты, на структуру, концепции, теории, намного сложнее, и можно в итоге зайти не туда. Но мы делаем то, что в наших силах.

И каковы перспективы?

Короткий ответ будет таким — неизвестно. В последние годы теорию струн удалось применить в некоторых областях физики, где никто и не предполагал, что она может найти применение. Но проблема в том, что мы по-прежнему не до конца разобрались с некоторыми очень фундаментальными вопросами. Видимо, нам еще предстоит сделать концептуальный прорыв. Это как карабкаться на гору в полной темноте: ты можешь определить, что в настоящий момент ты поднимаешься, приближаясь к вершине, или спускаешься, отдаляясь от нее, но ты не можешь сказать, где вершина находится. Может быть, до нее осталось идти всего километр, может, два, а может, и все десять. Возможно, предстоит сначала подняться на небольшой холм, а потом спуститься, чтобы снова подняться на следующий — побольше. Как это определить, пока ты не достиг вершины?

Вы сказали, физики считают, что им все по плечу и что все интересное — часть физики. В 60-е годы в Советском Союзе была любопытная общественная дискуссия — «физики против лириков». Она началась с того, что студентка-филолог написала в одну из газет рассерженное открытое письмо: ее друг, физик, считал, что поэзия в наш век никому больше не нужна, что новая поэзия — поэзия научного знания. Вы как считаете, что все-таки является венцом цивилизации — физика или поэзия?

Как вам ответ: и то и другое? Как можно сравнить такие вещи? Сравнение возможно, только когда объекты можно расположить на одной линии, как числа. Сравнению поддается то, что лежит в одном измерении: можно сравнить число 1 и число 10. А физика и поэзия настолько сложны, имеют так много аспектов и измерений, что никакого очевидного отношения порядка — больше или меньше, лучше или хуже — между ними просто не может быть. Я считаю, что люди часто делают эту ошибку — пытаются сравнить что-то более сложное, чем возраст одного человека с возрастом другого. Скажем, вот я вас выше. Но можно ли сказать, что я вас лучше? Ведь здесь можно учесть так много разных факторов: рост, вес, состояние здоровья, ум — это огромное многомерное пространство.

Понимание того, как устроена природа, по каким принципам работает материальный мир, которое дает физика, безусловно, эстетически притягательно. Но поэзия апеллирует к другому, она дает ключ к пониманию человеческой природы, отношений, эмоций — все это недоступно физике. Между ними нет соревнования. Я люблю поэзию. Я люблю литературу.

Я люблю искусство. Искусство открывается в эмоциях, и не только в эмоциях, но и в мыслях. Один из самых молодых разделов науки — наука о человеческом сознании — сейчас активно развивается, хотя мы стоим в самом начале пути и нам еще во многом предстоит разобраться. И я не верю, что, даже когда мы будем понимать про устройства разума все или почти все, наши эмоции потеряют смысл.

Ричард Фейнман, которого я уже упоминал, говорил: «Когда я, физик, смотрю на картину или рисунок, я понимаю, как возникают цвета, почему листья зеленые, а небо голубое, я понимаю все, что на физическом уровне обуславливает изображенную структуру. Но не это делает ее прекрасной, это разве что лишь добавляет красоты».

Я могу наслаждаться не только на чувственном уровне, но и на разумном уровне понимания устройства природы. К реальности есть разные подходы, и они не противоречат, а дополняют друг друга.

Кстати, и сам Ричард Фейнман из любопытства выучился рисовать.

Да, и, между прочим, в моем кабинете в Принстоне висело несколько его работ. После смерти Фейнмана его дочь передала их университету. Не могу сказать, что он рисовал особенно хорошо. В основном это были портреты, некоторые из них были не так плохи, но… Фейнман был великим в физике и любителем в искусстве.

А как же идея, что физикам все по плечу? Сам Фейнман в своих мемуарах высказывался в том духе, что физик не может рисовать плохо.

Ну я сам, например, рисую неважно. Рисование все же требует поставленной руки, умения видеть, в общем, всего того, чего лично у меня нет. Моя дочь, которая одновременно является специалистом по вопросам детского развития и художником, утверждает, что умение рисовать нужно закладывать в детей в очень раннем возрасте. Нас с Фейнманом в детском саду рисованию, видимо, учили не очень хорошо.

Говорят, вы увлекаетесь рыбалкой?

О нет! Я знаю, что это написано в статье обо мне в «Википедии». Это ужасно и не имеет никакого отношения к реальности, когда-нибудь нужно обязательно заняться исправлением этой страницы. Не знаю, кто придумал историю про рыбалку, но она полностью выдуманная. Информации из «Википедии» доверять нельзя, я не ловил рыбу ни разу в жизни. Люди стали удивительно легковерными и верят всему, что прочитали в «Википедии». Раньше ты открывал том энциклопедии «Британника», зная, что все, что там написано, скрупулезно проверено авторами, что на это ушли годы работы. А в «Википедии» значительная часть информации просто высосана из пальца, как в случае заметки обо мне. Кое-что, конечно, полезно, я и сам изредка пользуюсь «Википедией», но это похоже на разговор с незнакомым человеком: стоит ли верить на слово всему, что он говорит? Не лучше ли быть немного скептичнее?

Кстати, если говорить о скептицизме, что вы думаете о недавнем эксперименте, который якобы показал, что возможно движение со скоростью, превышающей скорость света?

Я уверен, что эксперимент ошибочен. Конечно, если вдруг так случится, что все корректно и его выводы верны, это приведет к очень и очень интересным последствиям. Но это как представить, что я вдруг научусь читать ваши мысли. Это ведь тоже приведет к интересным последствиям, так ведь? Предположение, что нейтрино могут двигаться со скоростью, превышающей скорость света в вакууме, противоречит не только имеющейся у нас теории, которая убедительна и прекрасно работает, но и другим экспериментальным данным. В рамках известного эксперимента 1987 года наблюдалось излучение вспышки звезды, находившейся в сотнях тысяч световых лет в другой галактике. Поток нейтрино достиг Земли на 18 минут раньше света вспышки, но не потому, что нейтрино двигались быстрее света. Просто скорость света вблизи вспышки оказалась меньше, чем скорость света в вакууме, поэтому свет задержался и прибыл к нам на 18 минут позже. Но если бы результаты недавнего эксперимента оказались верны, нейтрино должны были бы достичь Земли раньше света на целых 3,5 года! Это намного больше, чем 18 минут. Эксперименты противоречат друг другу. Конечно, нужно принять во внимание, что в эксперименте 1987 года нейтрино двигались практически через вакуум, а в недавнем эксприменте — через плотную среду, и это могло замедлить их скорость, но это не так существенно. Я уверен, что эксперимент поставлен неправильно. Подождем, что будет дальше*.

Вам не кажется, что это тот случай, когда журналисты должны были бы вести себя более осмотрительно и не раздувать историю, пока недостаточно проверенных фактов?

Ну, журналисты обожают такие истории. Иногда из-за этого случаются неприятные вещи. Наиболее известный пример — холодный термоядерный синтез. В 1989 году у двух физиков в лабораторном опыте при достаточно низких температурах произошел необъяснимый, как им показалось, выброс энергии. Они предположили, что он имеет ядерную природу. Журналисты сразу накинулись на эту историю — еще бы, это же революция в энергетике. В итоге очень многие люди — ученые, инженеры — оказались вовлечены в бессмысленные попытки повторить опыт. Были впустую потрачены огромные деньги — миллионы долларов.

Погоня за сенсациями — старая болезнь журналистики, она касается, конечно, не только тех, кто пишет о науке. Политические обозреватели страдают этим намного сильнее. Чтобы оградить себя от опасности опубликовать какую-нибудь чушь, журналистам, по-моему, нужно следовать двум простым правилам. Первое — правильно выбирать источники. Второе — иметь хоть капельку образования.

^{* Уже после того как состоялся этот разговор, поступила информация, что эксперимент итальянских ученых по определению скорости нейтрино, судя по всему, действительно был ошибочен. Одна из возможных причин — неисправность оптического кабеля в лаборатории. Планируется проведение дополнительных опытов и проверок.}

_{Фото в анонсе: Wikimedia Commons / NextEinstein (CC BY-SA 2.0)}