Всё ещё неизвестная Вселенная. Мысли о физике, искусстве и кризисе науке
Предисловие
Вы держите в руках третий сборник моих очерков для широкого круга читателей, опубликованный издательством Harvard University Press. Часть очерков посвящена таким спорным вопросам, как вред неравенства, бессмысленность программ пилотируемых космических полетов, ошибочность некоторых подходов к истории науки, опасность глобального потепления и важность поддержки общественных благ, к числу которых относится и фундаментальная наука. Как и раньше, в своей работе я придерживаюсь рационалистической, реалистической, редукционистской и совершенно светской позиции.
В части очерков я попытался осветить, не прибегая к строгой терминологии, некоторые вопросы современной физики и космологии, а также историю их развития. Понятия, смысл которых может быть не очевиден из текста, разъясняются в сносках. Боюсь, мои постоянные читатели обнаружат, что некоторые научные темы кочуют из одного очерка в другой, например нарушение симметрии, слабые и сильные ядерные взаимодействия, ранняя Вселенная и Мультивселенная. С этим ничего не поделать — сегодня эти вопросы занимают умы многих физиков.
Как и материалы предыдущих сборников — Facing Up и Lake Views, большая часть представленных здесь очерков была опубликована в журнале The New York Review of Books, в газетах и других периодических изданиях. Главы 20, 23 и 25 содержат не издававшиеся ранее тексты моих кратких выступлений на университетских церемониях вручения дипломов. Текст главы 24 также раньше нигде не публиковался, поскольку все, кто его прочел, высказывали свое несогласие с изложенными в нем мыслями, но мне нравится этот очерк, поэтому я включил его в сборник.
В этой книге я нарушил правило хронологического упорядочивания очерков, которого придерживался в своих предыдущих сборниках. Здесь я сгруппировал тексты в четыре больших раздела и разместил главы в хронологическом порядке в пределах каждого раздела. Однако не стоит воспринимать эти разделы слишком серьезно. Обсуждая исторические вопросы в первом разделе, мне приходится объяснять некоторые вопросы физики и астрономии, а во втором разделе мне не удалось рассказать о физике и астрономии, не высказав мнения об их истории. Как наука, так и ее история появляются то тут, то там в третьем и четвертом разделах, посвященных общественным и личным интересам.
Я в огромном долгу перед редакторами, которые помогли мне донести эти очерки до широкого круга читателей. В частности, я благодарен Майклу Фишеру, предположившему что Harvard University Press может издать сборник моих очерков, я благодарен Джеффу Дину за отличный совет и за то, что он пролистал этот сборник до его публикации, а также я благодарен ушедшему от нас Роберту Сильверсу, который проявил огромное терпение и мастерство во время работы над улучшением текстов моих статей в The New York Review of Books. Я не упущу возможность выразить особую благодарность Луизе Вайнберг. В ущерб собственной работе она читала первые черновики статей, придумывала им названия, а также книгам Facing Up и «Объясняя мир»[1] (To Explain the World), предложила использовать картину Гримшоу на обложке этого сборника и давала ценные советы по структурированию материала. Благодаря ее помощи удалось избавиться от «детских» ошибок и многих неясностей.
Судя по прошлому опыту, при моей продуктивности написание статей и подготовка материала для нового сборника занимает лет десять. Тем не менее я надеюсь, что этот сборник будет не последним. Но, учитывая статистические данные, возможно, сейчас самое подходящее для меня время дописать сюда слова благодарности читателям, которые много лет принимали мои мнения и трактовки и таким образом обеспечивали мне драгоценную связь с миром за пределом теоретической физики.
I. История науки
1. О пользе астрономии
Идея этого эссе родилась на лекции, которую я прочитал на борту парусного лайнера Sea Cloud во время круиза по Эгейскому морю. Пассажирами лайнера были преимущественно мои друзья из Остина, путешествующие по памятным местам Древнего мира. Следуя духу этого морского путешествия, я вызвался прочитать лекцию по теме, занимавшей последнее время мое внимание, — о греческой астрономии.
Спустя несколько лет я переработал материал той лекции для публичного выступления в Центре Гарри Рэнсома[2] в Остине. В Центре собрана великолепная коллекция литературных и художественных экспонатов, но не слишком много внимания уделяется науке. Тем не менее в сентябре 2009 г. Центру удалось организовать масштабную выставку под названием «Другие миры: Малоизвестные работы по астрономии», где были представлены среди прочих ранние издания трудов Коперника и Галилея. Будучи увлеченным любителем истории науки, я с радостью откликнулся на приглашение выступить с лекцией, которая могла бы привлечь внимание к этой выставке. Кроме того, я был рад представившейся возможности пройтись с критикой по расточительной программе пилотируемых космических полетов NASA — предмету моей особой ненависти.
Позже я отправил текстовую версию выступления в редакцию журнала The New York Review of Books. Через месяц, 22 октября 2009 г., статью опубликовали. Для сопроводительной иллюстрации была использована копия одного из экспонатов выставки Центра Гарри Рэнсома, а именно фронтиспис важнейшего сочинения Галилея «Диалог о двух главнейших системах мира», на котором были изображены Аристотель, Птолемей и Коперник. Эссе, которое вы читаете, фактически, воспроизводит текст той статьи с небольшими исправлениями. Позже этот же текст лег в основу главы 6 моей книги «Объясняя мир».
Несколько лет назад я решил, что должен расширить свои познания в области истории науки, поэтому добровольно вызвался преподавать этот предмет. Работая над материалом своих лекций, я с огромным удивлением выяснил, что в Древнем мире астрономия достигла по современным меркам гораздо более высокого уровня точности и сложности, чем любая другая из естественных наук. Одна из очевидных причин для такого развития состоит в том, что астрономические явления гораздо проще и доступнее для изучения, чем те процессы, которые мы можем наблюдать на земной поверхности. Древние этого не знали, но и Земля, и Луна, и все планеты вращаются почти с постоянной скоростью и перемещаются по своим орбитам под воздействием одной-единственной доминирующей силы — гравитации. В результате наблюдаемые изменения в видимой части неба просты и периодичны: Луна размеренно прибывает и убывает; Солнце, Луна и звезды ежедневно совершают оборот вокруг полюса мира; и каждый год Солнце проходит через одни и те же созвездия зодиакального круга[3]. Даже располагая примитивными приборами, эти периодические изменения можно изучать, что и делалось с высокой степенью математической точности, гораздо большей, чем это было возможно в отношении процессов на Земле, таких как полет птицы или течение воды в реке.
Однако существовала и другая причина, благодаря которой астрономия стала столь выдающейся наукой в Древние и Средние века. Она приносила практическую пользу, в отличие от физики и биологии тех времен. Издревле люди использовали видимое движение Солнца как примитивные часы, календарь и компас. Эти функции