Наука плоского мира IV: Судный день

Открытие бозона Хиггса иллюстрирует некоторые из основных вопросов научного мировоззрения и природы научных знаний. Реальным доказательством существования Хиггса служит крошечный всплеск на статистическом графике. Какой смысл стоит за нашей уверенностью в том, что этот всплеск действительно представляет собой новую частицу? Ответ требует крайне специализированных знаний. Непосредственное наблюдение бозона Хиггса невозможно, так как он спонтанно и очень быстро распадается на целый рой других частиц. Столкнувшись с третьими, они создают грандиозную неразбериху. Чтобы выделить из нее характерные признаки бозона Хиггса, требуются хитроумные математические выкладки и очень быстрые компьютеры. Чтобы исключить случайные совпадения, нужно зафиксировать большое количество подобных событий. Так как они происходят довольно редко, этот эксперимент требует многократного повторения, а его результаты тщательно продуманного статистического анализа. И только после того, как шансы случайного всплеска упадут ниже одной миллионной, физики смогут позволить себе выразить уверенность в существовании Хиггса.

Мы говорили о единственном бозоне Хиггса, но есть и альтернативные теории с несколькими хиггсоподобными частицами то есть восемнадцатью фундаментальными частицами. Или девятнадцатью, или двадцатью. Но теперь мы, по крайней мере, знаем о об одной из этих частиц, в то время как раньше само их существование находилось под вопросом.

Понимание этих проблем требует значительного опыта в эзотерических областях теоретической физики и математики. Сложности возникают даже при попытке разобраться в упомянутом аспекте «массы» и понять, к каким частицам его можно применить. Для успешного выполнения эксперимента нужны не только глубокие познания в экспериментальной физике, но и целый ряд инженерных навыков. Даже само слово «частица» несет узкоспециализированное значение, которое совсем не похоже на простой и понятный образ крошечного шарикоподшипника. Каким же образом ученые могут претендовать на «знание» устройства Вселенной в таком мелком масштабе, что ни один человек не способен наблюдать ее непосредственно? Совсем другое дело посмотреть в телескоп и, подобно Галилею, увидеть, как вокруг Юпитера вращаются четыре более мелких небесных тела; или заглянуть в микроскоп и узнать, что живые существа состоят из крошечных клеток, как это сделал Роберт Гук. Факты, говорящие в пользу Хиггса, как и многих фундаментальных аспектов науки, не лежат на поверхности.

Для того, чтобы разобраться в этих вопросах, мы рассмотрим основную сущность научного знания на примере более привычных явлений, чем Хиггс. Затем мы обозначим основную тему этой книги, выделив два принципиально разных подхода к пониманию мира.

Часто науку воспринимают как некое скопление «фактов», высказывающих однозначные утверждения об окружающем мире. Земля вращается вокруг Солнца. Призма расщепляет свет на составляющие цвета. Если что-то квакает и ходит по-утиному, значит, это утка. Стоит только заучить факты, освоить научный жаргон (в данном случае орбита, спектр, Anatidae[8]), расставить «галочки» и вы уже разбираетесь в науке. Этой точки зрения нередко придерживаются чиновники правительственных ведомств, занимающихся вопросами образования, поскольку «галочки» поддаются счету (Corvus monedula[9] нет, это зачеркните).

Удивительно, что, в первую очередь, с этим не согласны сами ученые. Они знают, что наука устроена совершенно иначе. Незыблемость фактов это миф. А любое научное утверждение носит временный характер. Политики это ненавидят. Как вообще можно доверять ученым? Стоит появиться новому факту, и они меняют свое мнение.

Конечно, некоторые области науки меньше других подвержены влиянию времени. Ни один ученый не станет рассчитывать на то, что общепринятое описание формы Земли в одночасье превратится из шара в диск. Тем не менее, они уже видели, как плоская Земля уступила место сфере, сфера превратилась в сфероид, сплющенный у полюсов, а идеальный сфероид стал бугристым. В недавнем пресс-релизе было сказано, что Земля по форме напоминает картошку, покрытую бугорками[10]. С другой стороны, никто не удивится, если новые измерения покажут, что семнадцатую сферическую гармонику Земли одну из составляющих ее математического описания нужно увеличить на два процента. Многие изменения в науке происходит медленно и постепенно, не оказывая влияния на общую картину.