Конец науки?*

Джон Хорган

Сочтены ли дни науки? Некоторым наблюдающим за состоянием современной науки — от астрофизики до зоологии — этот вопрос, возможно, покажется странным. Как следует из статей, приведенных в рубрике «Наука и общество», ученые сталкиваются с множеством проблем в теоретических и прикладных исследованиях. Некоторые из них возникли в связи с открытием новых явлений, таких, как высокотемпературная сверхпроводимость, новые нейротрансмиттеры, явно выраженная периодичность «красного» смещения в излучении галактик, которые не укладываются в рамки уже устоявшихся теорий. Другие проблемы появились под влиянием потребностей общества: создание вакцин против СПИДа, повышение быстродействия сетей связи, производство экологически чистых продуктов, которые вряд ли будут решены в скором времени.

Однако взгляды ученых становятся менее противоречивыми. Со все возрастающей убежденностью они утверждают о совпадении мнений в отношении разгадок самых таинственных явлений: как образовалась Вселенная, каким образом жизнь обрела существующее многообразие форм, что лежит в основе сознания? Во многих появившихся в последнее время книгах, написанных физиками и имеющими такие названия, как “Мечты о конечной теории” (Dreams of a Final Theory) и “Разум Бога” (The Mind of God), даже высказывается предположение, что физики, возможно, приближаются к фундаментальному описанию материи и энергии, иногда называемому «теорией всего сущего».

В то же время философы утверждают, что наука далека от того, чтобы в ней все было истинно, она превращается в эзотерическое и фракционное предприятие, которое не дает логически увязанного взгляда на реальность. Эта тенденция прослеживается в книге под названием “Конец науки?” (The End of Science?), которая включает доклады, представленные на научной конференции, состоявшейся в 1989 г. в Колледже Густава Адольфуса в штате Миннесота. «Все больше и больше создается впечатление, что наука как единая, всеохватывающая и объективная форма общественного сознания закончила свое существование», — утверждают редакторы этого издания. Некоторые обозреватели опасаются, что нарастающий скептицизм наряду с увеличивающимися расходами на научные исследования может остановить ее прогрессивное развитие.

Ни один из этих сценариев не оставляет больших надежд на будущее науки — по крайней мере науки в ее самом высоком понимании, т.е. той, которая служит познанию природы. Либо вера и целесообразность служения этой цели исчезает из-за того, что ученые убеждены, будто они уже получили все окончательные ответы, либо сама наука свертывается под давлением политических и экономических сил. «Любая из этих причин ведет к трагедии», — заявил Н. Решер, философ из Питтсбургского университета.

Предположение о том, что наука может прийти к своему концу, как правило, отвергается на том основании, что якобы еще в XIX в. физики считали, что ньютоновская механика может объяснить и даже предсказать все явления. Часто говорят, что великий английский физик Уильям Томпсон (лорд Кельвин) утверждал, будто физика поствикторианской эпохи будет сводиться к дополнению десятичных знаков в значениях основных постоянных; это утверждение высказывалось им непосредственно перед появлением теории относительности и квантовой механики, которые развеяли эту иллюзию.

В действительности, если верить историкам науки, нет никаких доказательств того, что Кельвин высказывал это утверждение. С. Бруш из Мэрилендского университета такое мнение физиков XIX века, на которое безапелляционно ссылаются некоторые ученые, называет «мифом» и говорит, что большинство из них осознавали ограниченность ньютоновской механики. Л. Бадаш из Калифорнийского университета в Санта-Барбаре близок к этой мысли. Действительно, некоторые физики викторианской эпохи считали, что их профессия достигла некоторой кульминации. Но это мнение было «слабой инфекцией», как говорит Бадаш, а не развившейся болезнью.

Тем не менее, значительный прогресс науки в нынешнем столетии оказал мощное влияние на взгляды ученых. Многие обрели убежденность в том, что Вселенная и бесконечно таинственна, и бесконечно познаваема: решение одного вопроса всегда вызывает другие, еще более глубокие вопросы. По выражению Дж. Уилера из Принстонского университета: «Мы живем на острове знаний, окруженном морем нашей неосведомленности. По мере того как наш остров расширяет свои границы, прилегающая к ним область непознанного тоже расширяется».

 

Другие убеждены, что процесс научного познания не может продолжаться бесконечно. Одно из самых ярких выражений этой точки зрения прозвучало в 1970 г. на собрании Американской ассоциации содействия развитию науки. Уходивший тогда на пенсию президент этой ассоциации Б. Глас в прощальной речи сказал: «Мы как исследователи большого континента, которые в основном достигли его границ и отметили на карте главные горные цепи и реки. Неисследованным осталось еще множество деталей между ними, но бесконечных горизонтов уже не существует».

Хотя такое лаконичное обобщение могли бы сделать лишь немногие ученые, почти все понимают, что области науки, в которых они работают, вскоре могут ограничиться поиском этих деталей. Наиболее яркий пример — физика элементарных частиц. В книге “Мечты о конечной теории”, вышедшей совсем недавно, С. Вайнберг из Техасского университета предсказывает, что в течение жизни одного-двух поколений физики, возможно, смогут объяснить происхождение и природу массы и энергии с позиции единой теории. Он даже предположительно называет ее теорией суперструн, в которой все известные силы и частицы описываются с помощью бесконечно малых «петель» энергии.

Вайнберг, лауреат Нобелевской премии, старается доказать, что «конечная» теория, какой бы она ни была по форме, не приведет к тому, что наука изживет себя. Многие явления более высокого уровня, «от турбулентности до процессов мышления», должны остаться предметом исследования ученых. В то же время он утверждает, что эта теория положит конец «извечному стремлению найти те законы, которые не могут быть объяснены с позиций более глубоких принципов».

Как утверждает Ф. Вильчек из Института высших исследований в Принстоне (штат Нью-Джерси), основные «правила», управляющие Вселенной, возможно, уже находятся в руках ученых. Хотя физики почти наверняка будут и в дальнейшем открывать удивительные вещи, подобные высокотемпературной сверхпроводимости или бакиболам, свойства которых можно объяснить на основе более глубокого подхода, эти «находки» вряд ли изменят фундаментальные представления физиков о материи. Вильчек даже несколько принижает значение единой теории. «Стандартная модель физики элементарных частиц, построенная на прочной основе квантовой механики, уже описывает материю при обычных условиях, — отмечает он. — На самом деле мы говорим о нескольких свободных концах».

Один «свободный конец», который, возможно, уже завязан, — это происхождение Вселенной. Двенадцать лет назад А. Гут из Массачусетского технологического института, увлекшись физикой частиц, предложил сценарий происхождения Вселенной, названный моделью инфляционной Вселенной. Согласно этой гипотезе, в первую микросекунду своего возникновения Вселенная претерпела экспоненциальное расширение, которое обусловливает ее современную структуру и будущее.

В начале 1992 г. ученые объявили, что спутник COBE (Cosmic Background Explorer) обнаружил явные признаки расширения Вселенной в слабом микроволновом излучении — реликте Большого взрыва. С. Хокинг, физик из Кембриджского университета, назвал этот факт «открытием века, если не всех времен».

Другие ученые выражают сомнение относительно расширения и космических тайн, которых еще очень много, таких, как природа «темного» вещества («скрытой» массы), которая, как утверждает теория инфляционной Вселенной (и другие теории), доминирует во Вселенной. Однако теоретики, в том числе Д. Шрамм из Чикагского университета, считают, что эти тайны будут раскрыты в контексте стандартной теории «горячей» Вселенной (модели Большого взрыва). «Только потому, что мы не можем прогнозировать торнадо, — говорит Шрамм, — еще нельзя заключить, что Земля не круглая».

Биологи обычно отвергают возможность полного описания природы. «Биологи слишком умны, чтобы увлекаться такими прогнозами», — говорит Э. Майер, биолог-эволюционист из Гарвардского университета. Тем не менее, у них есть свои представления о полноте. Сам Майер указал, что теория, которую он помогал сформулировать (так называемая новая синтетическая теория эволюции, объединяющая идеи Дарвина и концепцию наследственности на основе ДНК), создает базу, необходимую для объяснения основных проблем эволюционной биологии. Все остальное, как утверждает Майер в вышедшей в 1991 г. книге “Веский аргумент” (One Long Argument), — это «головоломки». Некоторые из этих головоломок, в частности те, что связаны с прошлым — происхождение жизни или Homo sapiens, — крайне трудны, и могут даже не поддаваться окончательному удовлетворительному объяснению. Но они все же разрешимы, утверждает Майер, и не вызовут каких-либо значительных изменений в основной парадигме дарвиновской эволюции.

Большинство ученых, вероятно, согласились бы с тем, что крупнейшие проблемы в биологии, как и в науке в целом, — это те, которые связаны с функционированием мозга и такими его способностями, как восприятие, память, эмоции, и в итоге само сознание. Лишь недавно эти проблемы стали рассматривать как предметы, имеющие право на исследование. Однако ученые, в том числе Ф. Крик из Солковского института биологических исследований в Сан-Диего (один из тех, кто открыл структуру ДНК), убеждены, что физические механизмы, обусловливающие эти неуловимые нервные феномены, в конце концов будут раскрыты.

Парадоксально, но быстрый прогресс науки в XX в., который поставил все эти вопросы, заставил задуматься многих философов над понятием научной истины. Начиная с 30-х годов К. Поппер из Лондонской школы экономики считает, что все теории имеют временную силу: их правильность никогда не может быть доказана, может быть доказана только их неправильность. Развивая эту идею, Дж. Баб, философ из Мэрилендского университета, полагает, что ученые могут приблизиться к истине только путем исключения: они никогда не могут сказать, чтó есть мир, а могут только сказать, каким он не может быть. Баб считает, что этот процесс определения, что «мир не похож на то-то, то-то и то-то», по своей сути является открытым, т.е. бесконечным и направленным в одну сторону.

В 1962 г. Т. Кун из Массачусетского технологического института пошел еще дальше в анализе проблематичности основ науки. В своей книге “Структура научных революций” (The Structure of Scientific Revolutions) он утверждает, что наука в высшей степени субъективна, она представляет собой политический процесс, а не рациональный поиск истины. Недавно Кун выступил с критикой понятия унификации в науке, утверждая, что она распадается на малые области, в пределах которых точки зрения «несопоставимы», или нет общего языка для их доказательства.

Хотя Кун выступает в поддержку науки, его взгляды послужили причиной нарастающего движения против науки, в котором гносеологические критические аргументы часто соединяются с моральными и политическими доводами. Даже старое утверждение, что наука паразитирует на человеческом духе, кажется, обретает под собой почву. В прошлом году английский журналист Б. Апплйярд выдвинул этот аргумент в своей книге “Понимание настоящего: Наука и душа современного человека” (Understanding the Present: Science and the Soul of Modern Man). Хотя ученые восприняли эту книгу резко критически, о ней с похвалой отозвались религиозные и даже политические лидеры.

Такие антинаучные настроения не имели бы существенного значения, если бы современная наука не была столь зависимой от щедрости общества. П. Фейерабенд, философ из Федерального технологического института в Цюрихе, считает, что самая серьезная проблема чистой науки заключается в том, что расходы на нее растут с каждым годом. «В этом опасность гораздо бóльшая, чем в том, что несколько человек болтают о легитимности науки», — говорит он. Общество, возможно, все в большей степени проявляет свое нежелание оплачивать дорогостоящие проекты, такие, как Сверхпроводящий суперколлайдер (SSC), — и это справедливо. «Что важнее: делать это, чтобы у людей было больше книг [по физике], или производить больше продуктов питания и медикаментов?» — спрашивает он.

Решер, философ из Питтсбургского университета, отмечает, что экономические ограничения, несомненно, становятся все более жесткими — по крайней мере, в отношении проектов в области физики. «Мы можем исследовать природу, только взаимодействуя с ней, — говорит он. — Для того чтобы сделать это, нужно обратиться к областям, никогда ранее не исследуемым, — областям, где действуют более высокие плотности, низкие температуры и еще бóльшие энергии. Во всех этих случаях мы выдвигаем фундаментальные ограничения, а это требует еще более сложной и дорогостоящей аппаратуры».

Лишь немногие философы считают, что эти проблемы приведут науку к ее концу, но Г. Стент, биолог из Калифорнийскою университета в Беркли, убежден, что так и будет. В книге с ироническим названием “На пороге золотого века: Размышления о конце прогресса” (The Coming of the Golden Age: A View of the End of Progress), выпущенной в 1969 г., Стент утверждает, что наука и ее побочный продукт — технологии — обречены на гибель благодаря тем достижениям, которые обусловили экспоненциальный рост темпов прогресса. Учитывая пределы человеческих ресурсов и даже ограниченные познавательные способности, наши усилия неизбежно приведут к тому, что их результат будет все менее и менее значительным.

Кроме того, наши достижения приведут к тому, что «желание власти», искушение еще глубже понять природу и управлять ею (и даже стремление создавать живописные полотна и музыкальные произведения) будут ослабевать. Человеком овладеет гедонистическое стремление к наслаждению, а возможно, и желание избегать «реального мира» и отдавать предпочтение фантастическим ощущениям, вызываемым наркотическими средствами или электронными устройствами, способными посылать соответствующие сигналы непосредственно в мозг. Виртуальная реальность входит в наше сознание. «Да, я все еще склонен считать, что это произойдет, — говорит Стент. — Те, кто верит, что наука не имеет границ, — наивные люди».

Некоторые ученые выражают надежду, что совершенные теории защитят нас от такой перспективы благодаря тому, что придадут космосу определенную значимость. Хокинг, например, считает, что единая теория физики явится как некое мистическое откровение, которое позволит человечеству «познать божественный замысел». Другие, в частности Вайнберг, отвергают такие взгляды, в которых желаемое выдается за действительное. Примерно 15 лет назад Вайнберг приобрел дурную славу за свое утверждение, будто «чем более познаваемой нам кажется Вселенная, тем более она нам кажется бессмысленной». По его словам, это утверждение преследовало его всегда, и он не мог отделаться от него. «Было бы заманчиво отыскать в законах природы некий план творца, в котором человечеству отводилась бы какая-то особая роль, — говорит он. — Сомнение в том, что нам удастся это сделать, наводит на меня уныние».

Действительно, многие ученые, верящие в совершенные теории, похоже, относятся к ним с двояким чувством. Д. Гросс из Принстонского университета, специалист по теории суперструн, всю свою жизнь посвятил поиску теории, которая ответила бы на «все вопросы, которые только могут возникнуть» у физиков. В то же время он отчасти испытывает страх от того, что он и его коллеги на самом деле могут достичь этой цели. «Никто не беспокоится о том, что наступит завершенность, в том смысле, что он потеряет свою работу, — замечает он. — Но думаю, что чувство утраты все же будет».

По мнению биолога Э. Уилсона из Гарвардского университета, совершенные теории познавательной способности человека и его поведения могут принести еще меньше утешения. «Когда мы достаточно продвинемся в объяснении самих себя… механистическими терминами, — писал Уилсон в книге “Социобиология” (Sociobiology), изданной в 1975 г., — результаты могут оказаться такими, что с ними трудно будет согласиться». Свою книгу Уилсон завершает цитатой французского экзистенциалиста Альбера Камю: «…во Вселенной, лишенной иллюзий и света, человек чувствует себя изгоем, чуждым существом. Его отчуждение безысходно, поскольку он лишается памяти о потерянном доме или надежды на новую обитель».

 

К счастью, наука станет совершенной только тогда, когда ученые поверят, что она такая и есть, а их исследования выдвигают мощные контраргументы против такой возможности. Например, недавние исследования так называемых хаотических и сложных явлений (от фонтанирующих водопроводных кранов до бурлящих страстями рынков ценных бумаг) вызвали взрыв против философии плавного редукционизма, лежащего в основе многих прогнозов о завершенности развития. «По мере постижения все более сложных явлений — от кварков до человеческого общества — обнаруживаются свойства, которые нельзя прогнозировать на основе свойств частей целого», — поясняет С. Кауффман, биохимик из Института в Санта-Фе, научного центра по проблемам сложности. Такие исследования показывают, что «нет конечного пути разделения мира на объекты и законы, по которым эти объекты взаимодействуют».

Математика тоже «делает подкоп» под концепцию завершенности, как говорит физик Ф. Дайсон из Института высших исследований. В 30-е годы, отмечает он, математик К. Гёдель доказал, что никакое конечное множество аксиом не может ответить на все вопросы, которые ставит математика; иными словами, математика бесконечна. Дайсон считает, что это положение почти наверняка справедливо и для физики. «Глупо полагать, будто в природе что-либо достигает кульминации, — говорит он. — Это очень узкий взгляд».

Существует и другая возможность. Не исключено, что законы, управляющие природой (те, что поддаются нашему познанию), конечны по их числу. Даже если это так, наука может оставаться бесконечной в своем развитии и всегда полезной. Придерживаясь этой точки зрения, Вильчек, коллега Дайсона по Институту высших исследований, уподобляет нас пешкам на шахматной доске. Наша первейшая задача заключается в том, чтобы определить законы этой игры. Как только мы узнаем эти законы, сможем превратиться из пешек в игроков.

В некотором смысле этот процесс уже начался: системы искусственного интеллекта, генная инженерия и другие технологии — это наши первые шаги к тому, чтобы стать игроками. И если шахматы фактически имеют бесконечное число вариантов игры, то законы природы наверняка такие же. Наука поэтому бессмертна.