Во что мы верим, но не можем доказать

Мы уже выяснили, как произошла Вселенная, и смогли наблюдать искривления пространства и времени. Поэтому трудно поверить, что ученые до сих пор не понимают чего-то, на первый взгляд, настолько простого, как формирование кристаллов льда. Но это действительно так. Физик из Калифорнийского технологического института Кеннет Либбрехт — всемирно известный эксперт по формированию кристаллов льда. Этот неформальный проект он начал более двадцати лет назад. Как он говорит, «на этой планете живет шесть миллиардов человек, и мне кажется, хотя бы один из них должен понимать, как формируются снежные кристаллы». После двух десятков лет тщательных экспериментов в специально сконструированных герметичных камерах Либбрехт пришел к выводу, что несколько продвинулся в понимании процесса кристаллизации льда по краям псевдожидкого слоя, окружающего ледяные структуры. Он называет свою теорию «зависимой от структуры кинетикой связывания», но сразу же делает оговорку, что ее нельзя считать окончательной. Превращение воды в лед — удивительно сложный процесс, всегда занимавший великие умы, например, Иоганна Кеплера и Майкла Фарадея. Либбрехт надеется, что сможет еще немного увеличить наши знания об этой чудесной субстанции, без которой невозможна жизнь.

Кроме того, Либбрехт — один из сотен физиков, работающих в лазерно-интерферометрической гравитационно-волновой обсерватории (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory, LIGO). Задача обсерватории — регистрировать гравитационные волны, исходящие от черных дыр и других массивных космических объектов. Существование гравитационных волн предсказано общей теорией относительности, и поэтому физики верят, что они есть. Эта вера привела к созданию оборудования стоимостью в полмиллиарда долларов. Любой успешной Теории Всего придется считаться с гравитацией, которая, вместе с тремя другими силами, должна в конечном итоге проявиться и в форме волн, и в форме частиц. Обсерватория LIGO должна регистрировать волновую форму этой таинственной силы, если она, конечно, существует.

Несколько лет назад популяризатор науки Джон Хорган написал провокационную книгу, где предположил, что наука близится к концу и все основные теоретические доктрины уже существуют. Хорган прав в одном: физика высоких энергий, возможно, уже практически достигла пика своего развития. Но во многих других сферах наука только начинает нащупывать верный путь. Например, только сейчас у нас появились научные инструменты и методы, позволяющие исследовать, как формируется и действует атмосфера, как функционируют экологические системы, как гены создают протеины, как эволюционируют клетки и как работает мозг. Успехи «фундаментальной науки» открыли двери, в которые напрасно стучались предыдущие поколения, но при этом складывается впечатление, что становится все больше того, чего мы не знаем. Журналы по физике полны теорий о том, как можно создавать в лаборатории целые вселенные, и может показаться, что наука окончательно осмыслила реальность. На самом деле мы до сих пор весьма невежественны — и я уверен, что так будет всегда.

Накануне расцвета научной революции большой поклонник математики кардинал Николай Кузанский призывал к тому, что называл «просвещенным невежеством». По его мнению, целью современного научного мышления должно быть не всезнание, но еще более тонкое и проницательное незнание. Скромные снежинки, которые изучает Кеннет Либбрехт, — прекрасный пример такого «незнания». Снежинки тают на кончике языка, и в каждой из них заключена Вселенная, законы которой мы едва начали разгадывать.

Джино Сегре

ДЖИНО СЕГРЕ — физик-теоретик, представитель известной династии физиков. Профессор факультета физики и астрономии Пенсильванского университета. Автор книги «Все дело в градусах: что может сказать температура о прошлом и будущем человечества, планеты и Вселенной».

Большой взрыв, произошедший более 13 миллиардов лет назад, — общепринятая причина возникновения Вселенной. Мы довольно точно можем сказать, что происходило после этого катаклизма, в период расширения и охлаждения. Но нам все еще не удается экспериментально доказать, что нейтрино существовали уже в этой самой ранней фазе.