Квантовая революция. Как самая совершенная научная теория управляет нашей жизнью - Адам Беккер

Поппер ходил за ними в магазин, мышь перегрызла кабель питания. Возможно, законы физики зависят от места, в котором вы находитесь, и, пока Поппер ходил в магазин, Солнечная система, летя по своей орбите вокруг центра Млечного Пути, вошла в область пространства, где законы электромагнетизма, управляющие поведением батареек в пульте дистанционного управления, действуют иначе. Проблема в том, что из построенной Поппером «теории батареек», объясняющей, почему не работает пульт, не следует никаких предсказаний, основанных на самой этой теории: ее предсказания делаются только в связи с огромным количеством дополнительных фундаментальных предположений о функционировании окружающего мира, которые выдвигает Поппер. Поэтому Поппер ошибается, когда говорит, что его теория опровергнута. Когда он видит, что пульт по-прежнему не работает, он может отбросить свою теорию о севших батарейках, но точно так же может отбросить и любое из принятых им предположений об окружающем мире. Как говорит Куайн, наши убеждения об окружающем мире могут быть подвергнуты испытанию в этом мире не индивидуально, по одному, а только в виде группы, и это справедливо как для фальсификации, так и для верификации. Никакая теория, взятая изолированно, не фальсифицируема.

Это подтверждается всей историей науки: когда экспериментальный или наблюдательный результат не соответствует теоретическому предсказанию, это часто ведет к тому, что отбрасывается не сама базовая теория, а какое-нибудь из вспомогательных предположений, использованных для предсказания. В 1781 году Джон Гершель открыл Уран, и астрономы того времени сразу же занялись предсказанием его движения на основе разработанных Исааком Ньютоном теории тяготения и законов движения. На протяжении нескольких следующих десятилетий, по мере того как накапливалось количество наблюдений и совершенствовались вычислительные методы, несколько астрономов поняли, что на деле Уран движется не так, как должен двигаться в соответствии с универсальным ньютоновским законом тяготения. Но вместо того, чтобы отказаться от закона всемирного тяготения как противоречащего наблюдениям, они предположили, что за Ураном есть еще одна, пока невидимая планета, притяжение которой и вызывает аномалии в движении Урана. Один из этих астрономов, Урбан Леверье, точно рассчитал положение, в котором должна была находиться эта планета, и в 1846 году группа немецких астрономов нашла новую планету Нептун именно в том месте, которое указал Леверье. Таким образом, вместо того чтобы оказаться опровергнутой, ньютоновская теория гравитации, напротив, доказала свою жизнеспособность. И когда через несколько лет Леверье и другие астрономы заметили, что Меркурий, ближайшая к Солнцу планета, тоже движется не вполне так, как ей следовало бы, они и теперь не стали предъявлять претензии к ньютоновской теории, а опять постулировали существование еще одной новой планеты, настолько близкой к Солнцу, что ее невозможно было увидеть в его слепящем блеске. Эту гипотетическую раскаленную планету они назвали Вулканом, в честь римского бога-кузнеца, и без промедления принялись за ее поиски. Искали они Вулкан во время солнечных затмений, когда диск Солнца загораживает собой Луна. Несколько групп наблюдателей, одну из которых возглавлял сам Леверье, объявляли об обнаружении неуловимой планеты, но это открытие ни разу не удавалось убедительно подтвердить. Наконец в 1915 году Альберт Эйнштейн доказал, что никакого Вулкана не существует: его новая общая теория относительности идеально объяснила особенности движения Меркурия без привлечения новой планеты. Ньютоновская теория тяготения оказалась все же неверной, но она была не столько опровергнута, «фальсифицирована», сколько уточнена и заменена новой, более совершенной теорией[678].

Даже сам Поппер понимал, что фальсифицируемость не может быть «лакмусовой бумажкой» для проверки научных теорий: он признавал, что никакая теория не может быть опровергнута, будучи изолированной. Однако он предполагал, что истинные ученые сами понимают, когда надо отказаться от своих теорий, а не от гипотез, которые они не могут объяснить. Но история с Нептуном и Вулканом наглядно показывает, насколько неочевидно, когда необходимо в свете фактов отказаться от противоречащей им теории, вместо того чтобы отбросить некоторые предположения, сделанные для того или иного предсказания. Следовательно, заявлять, что теории мультивселенных ненаучны в силу своей нефальсифицируемости, значит отказаться от них просто потому, что они не соответствуют некоторому произвольному стандарту, которому ни одна научная теория никогда и не соответствовала. Заявлять, что никакие данные никогда не свидетельствовали о необходимости отказаться от теории мультивселенной, значит просто констатировать, что теория мультивселенной ничем не отличается от любой другой теории. И заявлять, что никогда не может быть найдено никаких наблюдаемых свидетельств в пользу теории мультивселенной, значит забыть афоризм Эйнштейна: «именно теория решает, что мы можем наблюдать». В главе 8 мы приводили слова Гровера Максвелла: представления о том, что является наблюдаемым, могут изменяться и изменяются с течением времени, как меняются и сами научные теории. В свое время теория атома казалась нефальсифицируемой, а атомы считались принципиально ненаблюдаемыми. Та же судьба, возможно, ожидает и теорию мультивселенной. В конечном счете аргументы против идеи мультивселенной, основанные на ее нефальсифицируемости, на деле основаны на невежестве и отсутствии вкуса: к теории мультивселенной питают отвращение физики, незнакомые с историей и философией своей собственной науки. Но этим нельзя оправдать отношение к идее мультивселенной как к ненаучной.

* * *

Если научные теории не нуждаются в фальсифицируемости, какова их роль и задача? Давать объяснения, объединять прежде несопоставимые понятия и устанавливать связи с миром вокруг. Конечно, это звучит туманно. Но наука, как и люди, которые ее создают, как и мир, который она описывает, – вещь сложная. Простые шаблонные ответы на сложные вопросы, такие как вопль Поппера «Моя теория фальсифицируема!», всегда выглядят подозрительно: как говаривал Г. Л. Менкен, «у каждой человеческой проблемы всегда есть хорошо известное решение – простое, убедительное и, конечно, ошибочное»[679].

Каково же тогда верное решение человеческой проблемы копенгагенской интерпретации? Ведь несмотря ни на что – на волны-пилоты и множественные миры, на Белла, Бома и Эверетта, несмотря на расцвет квантовых компьютеров и закат логического позитивизма – копенгагенская идея все еще владеет физикой. Копенгагенская точка зрения все еще излагается в любой популярной книге, в любом вводном курсе квантовой физики. Все еще есть множество физиков, которые не только предпочитают копенгагенскую интерпретацию, но считают любой другой взгляд ненаучным; по словам некоторых из них, теорема Белла доказывает, что копенгагенская интерпретация – единственно возможная непротиворечивая позиция. Основы квантовых принципов стали гораздо более респектабельной областью, чем прежде, но это все еще малый участок физики, и все еще находится много физиков, которые относятся к ней презрительно. В области основ квантовых принципов по-прежнему нелегко найти работу, хотя уже и не так, как пятьдесят лет назад это было трудно сделать Джону Клаузеру. И в то время, как многомировая интерпретация в целом известна большинству физиков, многие другие воззрения, такие как теория волны-пилота, все еще остаются в неизвестности. Как же мы дошли до такого