# Как Оксфордский физик объединяет теорию струн и поэтическое искусство

Источник: https://www.youtube.com/watch?v=-_JPZ8oIPbY
Канал: Brian Keating
Опубликовано: 16.12.2024

---

В современном академическом мире физика и поэзия часто воспринимаются как диаметрально противоположные сферы человеческого духа, где строгий математический расчет противостоит свободному полету фантазии. Однако профессор теоретической физики Оксфордского университета Джозеф Конлон в беседе с астрофизиком Брайаном Китингом убедительно доказывает, что между ними существует глубокая внутренняя связь. Обсуждая свою новую книгу «Origins: The Cosmos in Verse», ученый объясняет, почему история ранней Вселенной стала главным мифом современности, в чем заключается эстетика фундаментальных уравнений и почему передовая наука заслуживает поэтического осмысления.

## 🖋️ Когда физика говорит стихами: исторические параллели
[[JUMP:0:00]]

Связь между точными науками и поэтическим искусством имеет глубокие исторические корни, хотя современному человеку это может показаться неожиданным. Ведущий Брайан Китинг напомнил знаменитое ироничное высказывание британского физика Поля Дирака, который утверждал, что цель науки — объяснить сложное простыми словами, тогда как поэзия занимается прямо противоположным: пытается выразить общеизвестные вещи туманным языком.

Джозеф Конлон не согласился с такой категоричностью и назвал Дирака «тайным поэтом». По мнению гостя, Дирак в своей реплике реагировал на специфический контекст 1920-х годов — эпоху расцвета литературного модернизма и публикации поэмы Томаса Стернза Элиота «Бесплодная земля». Физик отметил примечательное совпадение: в тот самый момент, когда ученые создавали сложнейший аппарат квантовой механики, поэты сознательно усложняли свой язык, делая его намеренно запутанным.

В истории науки периоды жесткого разделения дисциплин были скорее исключением, чем правилом. Собеседники выделили несколько ключевых исторических примеров взаимопроникновения двух культур:

* **Галилео Галилей и Джон Мильтон:** великий итальянский астроном стал персонажем эпической поэмы Мильтона «Потерянный рай», которая активно вбирала в себя космологические представления той эпохи.
* **Эразм Дарвин:** в XVIII веке этот британский натуралист и дед Чарльза Дарвина предпочитал излагать свои научные наблюдения и концепции исключительно в стихотворной форме.
* **Лукреций:** древнеримский философ заложил традицию описания устройства мироздания в стихах, создав фундаментальную поэму «О природе вещей».

Особое внимание авторы уделили фигуре Джеймса Клерка Максвелла. Джозеф Конлон подчеркнул, что создатель классической электродинамики регулярно писал стихи, что было абсолютно естественным для викторианской Англии. В те времена классическое образование требовало обязательного заучивания и декламации огромных объемов стихов наизусть. Максвелл не претендовал на звание великого литератора, но его стихотворение «Задача по динамике» (A Problem in Dynamics), описывающее движение тяжелой цепи, наглядно демонстрирует, как естественно физические задачи ложились на стихотворный ритм.

## 🌌 Новая космогония: ранняя Вселенная как современный эпос
[[JUMP:4:25]]

Новая книга Джозефа Конлона «Origins: The Cosmos in Verse» ставит перед собой амбициозную задачу — пересказать историю происхождения мира на языке поэзии. Обсуждая оформление издания, Конлон пояснил, что оригинальная обложка выполнена в глубоких черных тонах с вкраплениями звезд, что символизирует ночное небо.

По мнению Оксфордского профессора, история ранней Вселенной, включающая космическую инфляцию и первичный нуклеосинтез, сегодня занимает уникальное место в общественном сознании. Конлон убежден, что научная космология стала подлинной историей сотворения мира для современного человека. Если во времена Джона Мильтона главным космогоническим сюжетом была библейская история Адама и Евы, то в XXI веке эту роль выполняет физическая картина эволюции космоса.

Брайан Китинг поинтересовался, почему Конлон, будучи специалистом по физике элементарных частиц и теории струн, решил зайти на территорию астрофизики и космологии. Гость объяснил это тем, что границы между физикой микромира и наукой о Вселенной давно стерлись:

* **Природа инфлатона:** гипотетическое поле, ответственное за экспоненциальное расширение Вселенной на ранних этапах, полностью описывается методами физики частиц.
* **Теория струн:** единственным доступным полигоном для поиска экспериментальных подтверждений этой теории сегодня остается космология.
* **Кризис Большого адронного коллайдера (LHC):** поскольку ускоритель в ЦЕРНе до сих пор не обнаружил никаких явных сигналов «новой физики» за пределами Стандартной модели, ученые вынуждены искать ответы в астрофизических наблюдениях.

## ⚖️ Кризис гуманитарных наук и общая ДНК великих идей
[[JUMP:6:55]]

Пересечение физики и поэзии выводит на поверхность более масштабную проблему — взаимоотношения между учеными-естественниками и представителями гуманитарной академической среды. Джозеф Конлон признался, что считает уравнения общей теории относительности Эйнштейна одним из величайших и красивейших достижений в истории человечества. Именно поэтому, с точки зрения гостя, передовая наука заслуживает того, чтобы о ней говорили на самом высоком и изящном языке, доступном человеку, — на языке поэзии.

Брайан Китинг согласился с этим тезисом, отметив, что хорошая поэзия и фундаментальные уравнения имеют общую «ДНК». Их объединяет принцип строгой экономии и лаконичности (parsimony): эффективный поэт, как и эффективный физик, стремится убрать любые лишние, избыточные элементы из своей структуры.

Тем не менее в современном академическом сообществе часто встречается снисходительное и даже пренебрежительное отношение физиков к гуманитарным дисциплинам. Китинг вспомнил свой личный опыт десятилетней давности, когда он вел экспериментальный курс «Поэзия для физиков» и обнаружил, что лекции посещали в основном литераторы, а не студенты-естественники.

Джозеф Конлон выделил две основные причины такого раскола:

1.  **Политизация гуманитарной сферы:** по оценке Конлона, значительная часть современных гуманитарных наук сместила фокус с чистого накопления знаний в сторону политического активизма, что подрывает уважение к ним со стороны ученых-экспериментаторов. При этом гость подчеркнул, что испытывает глубочайшее восхищение перед классическими гуманитариями, способными переводить тексты с латыни или древнегреческого.
2.  **Профессиональный эгоцентризм:** в академической среде развит здоровый (а иногда избыточный) патриотизм, когда каждый специалист искренне считает свою дисциплину самой важной и интересной.

## ⚛️ От звездной пыли до галактик: великие теории нуклеосинтеза и инфляции
[[JUMP:11:08]]

Структурно книга «Origins» состоит из двух масштабных поэм, описывающих ключевые этапы формирования нашей реальности. Конлон сознательно выбрал эти сюжеты, так как они представляют собой завершенные и научно обоснованные истории происхождения.

Первая большая поэма посвящена происхождению химических элементов. Физик напомнил, что этот процесс разделен на три фундаментальные стадии:

* **Первичный нуклеосинтез:** в первые минуты после Большого взрыва во Вселенной сформировались лишь водород, гелий и ничтожное количество лития.
* **Звездный термоядерный синтез:** элементы вплоть до железа ковались внутри стабильно живущих звезд на протяжении миллиардов лет.
* **Взрывные процессы:** появление более тяжелых элементов (так называемый r-процесс) связано с катастрофическими событиями — взрывами сверхновых или слиянием нейтронных звезд, хотя точные пропорции этих механизмов до сих пор остаются предметом дискуссий.

Вторая поэма описывает возникновение крупномасштабной структуры Вселенной и формирование галактик. В основе этого текста лежит теория космической инфляции. По словам Конлона, это удивительный пример того, как законы квантовой механики, общая теория относительности и принцип неопределенности Гейзенберга совместно породили из микроскопических квантовых флуктуаций колоссальные галактические скопления.

Чтобы оживить повествование, Конлон вплел в поэмы человеческие судьбы великих первооткрывателей. В тексте появляются авторы фундаментальной статьи B2FH (Маргарет Бербидж, Джеффри Бербидж, Уильям Фаулер и Фред Хойл), а также Сесилия Пейн и Субраманьян Чандрасекар. Конлон напомнил исторический анекдот: Фред Хойл, будучи ярым сторонником стационарной Вселенной, придумал термин «Большой взрыв» (Big Bang) как насмешливое, презрительное прозвище для теории своих оппонентов.

Комментируя наличие альтернативных космологических моделей (например, конформной циклической космологии его оксфордского коллеги сэра Роджера Пенроуза), Конлон сформулировал важное правило научного авторитета. По мнению гостя, профессиональный ученый должен четко осознавать границы своей экспертизы. Попытки выстраивать радикальные альтернативные теории в областях, где у исследователя нет глубоких технических знаний, Конлон назвал опасными и деструктивными.

## 🧵 Манифест теории струн: мемы, предсказания и поиски аксионов
[[JUMP:15:07]]

Теория струн остается одной из самых дискуссионных тем в современной физике высоких энергий, вызывая жесткую критику со стороны таких ученых, как Стивен Вольфрам, Гарретт Лиси или Джулиан Барбур. Отвечая на вопрос об этих спорах, Конлон высказал мнение, что уровень скептицизма падает по мере углубления в технические детали математического аппарата теории. Струнная концепция оказалась невероятно успешной, поскольку смогла решить сложнейшие прикладные задачи в смежных областях — от алгебраической геометрии в математике до расчета сильных связей в квантовой теории поля.

Тем не менее Конлон известен своей предельной честностью в отношении эмпирического статуса этой теории. Брайан Китинг напомнил, что седьмая глава предыдущей научно-популярной книги Конлона «Why String Theory», посвященная прямым экспериментальным доказательствам, стала мемом в интернете и удостоилась ретвита от Илона Маска. Вся эта глава состоит из единственного предложения: «Прямых экспериментальных доказательств теории струн не существует».

Китинг привел контраргумент, сославшись на давнее интервью со струнным теоретиком Камраном Вафой. Вафа утверждал, что теория струн способна предсказывать массу электрона. Зная величину темной энергии и электрического заряда, ученые вывели теоретические границы массы электрона в пределах от 0,1 до $10^{-31}$ от планковской массы.

Джозеф Конлон решительно отверг это утверждение как полноценное научное предсказание:

* **Исторический факт:** масса электрона была экспериментально измерена Джозефом Джоном Томсоном еще в 1897 году, поэтому любая последующая теоретическая подгонка является не предсказанием, а «ретродикцией» (retrodiction).
* **Масштаб погрешности:** Конлон подчеркнул, что диапазон неопределенности в 30 порядков величины (30 orders of magnitude) не может впечатлить практикующего физика и выглядит скорее как попытка формально обойти попперовский критерий фальсифицируемости.

Вместо спекуляций о $10^{500}$ вариантах ложного вакуума (о которых часто говорит Митио Каку), Конлон предлагает сосредоточиться на реальных физических следствиях. Теория струн выступает мощным источником теоретических идей, мотивируя экспериментаторов на поиск конкретных гипотетических частиц, таких как аксионы. По словам Китинга, охота за аксионами и признаками космического биорефракционного вращения сегодня является приоритетной задачей для Саймонсовской обсерватории (Simons Observatory).

## 🌀 Дополнительные измерения и вязание в боксёрских перчатках
[[JUMP:22:26]]

Одной из самых интригующих концепций теории струн является гипотеза о существовании скрытых пространственных измерений. Конлон объяснил, что геометрия, размер и форма этих дополнительных измерений с точки зрения нашего четырехмерного макромира проявляются в виде гипотетических скалярных полей, называемых модулями (moduli).

Наличие модулей может радикально менять наши представления о ранней Вселенной. Конлон отметил, что стандартная космологическая модель предполагает непрерывное доминирование радиации (излучения) от момента окончания инфляции до начала первичного нуклеосинтеза. Однако в струнных моделях скалярные поля, имеющие гравитационную силу взаимодействия, распадаются чрезвычайно медленно. Это должно приводить к длительным эпохам доминирования материи на ранних этапах, о которых ученые пока не имеют никаких прямых наблюдательных данных. Кроме того, только в рамках контролируемой теории струн приобретают математический смысл концепции квинтэссенции, требующие перемещения полей на сверхпланковские расстояния.

Для описания сложностей, с которыми сталкиваются физики при попытке зафиксировать эти феномены, Оксфордский профессор предложил яркую аналогию:

> «Представьте, что вы пытаетесь вязать спицами, не снимая огромных боксёрских перчаток. У вас ничего не выйдет. Вязание требует тончайшей координации и работы с микроструктурой, а боксёрские перчатки полностью блокируют доступ к мелким деталям».

В этой метафоре наши самые мощные ускорители, включая Большой адронный коллайдер, — это массивные боксёрские перчатки, а скрытые измерения — это тонкое кружево вязки, к которому у нас нет прямого инструментального доступа. Единственное, что способно пережить эти ограничения и проявиться на макромасштабах, — это топология скрытых измерений, чьи следы физики и надеются обнаружить через регистрацию модулей. При этом Конлон признал, что теория струн не дает однозначного ответа на вопрос о природе темной материи, хотя аксионы остаются одним из наиболее перспективных кандидатов.

## 🏛️ Долг перед обществом и будущее образования в эпоху ИИ
[[JUMP:28:00]]

Размышляя о роли ученого в современном обществе, Конлон подчеркнул, что его главная обязанность перед широкой публикой — это абсолютная, бескомпромиссная честность. Некоторые коллеги критиковали Оксфордского профессора за чрезмерно откровенное признание отсутствия улик в пользу теории струн в седьмой главе его книги, опасаясь всплеска антинаучных настроений. Однако Конлон убежден, что доверие аудитории невозможно завоевать пропагандой и замалчиванием проблем.

Популяризацию науки гость сравнил с трудом переводчиков классической литературы. Подобно тому как «Илиада» или «Одиссея» переводятся на современные языки для сохранения общего культурного наследия человечества, ученые должны переводить сложнейший математический язык общей теории относительности на понятный человеческий язык.

Конлон категорически не согласился с позицией известного физика Сабины Хоссенфельдер, которая критикует ученых за уход в популяризаторство и считает, что теоретики должны находиться исключительно у классной доски за счет налогоплательщиков. Профессор напомнил, что официальная миссия Оксфордского университета включает в себя три неразрывных компонента:

* Преподавание (teaching);
* Научные исследования (research);
* Распространение знаний (dissemination).

Говоря о будущем высшего образования в контексте стремительного развития технологий искусственного интеллекта, Конлон высказал твердую уверенность, что профессия университетского профессора не исчезнет. Ученый обратил внимание на то, что Оксфорд успешно функционирует уже почти 1000 лет благодаря уникальной тьюторской системе. Обучение в мини-группах из двух студентов, продолжающееся годами, держится на живом человеческом контакте, личном вдохновении и наставничестве, которые ИИ воспроизвести не способен.

К перспективам генерации поэзии нейросетями вроде ChatGPT Конлон также отнесся скептически. По его мнению, текущие модели лишь компилируют и запоминают тексты из интернета, выдавая посредственные результаты, лишенные подлинной литературной оригинальности. Вторил ему и Китинг, упомянув мнение главы ИИ-департамента Meta Яна Лекуна, который образно сравнил когнитивный уровень современных больших языковых моделей со способностями обычной домашней кошки.

## 🌌 Уитмен против Фейнмана: два взгляда на красоту звезд
[[JUMP:34:41]]

В завершение беседы Брайан Китинг предложил гостю своеобразный поэтический тест, зачитав два противоположных взгляда на астрономию. Первым прозвучало знаменитое стихотворение Уолта Уитмена «Когда я слушал ученого астронома» (When I Heard the Learned Astronomer). В нем поэт описывает, как на лекции ученого, перегруженной цифрами, графиками и формулами, он почувствовал необъяснимую тошноту и усталость, после чего сбежал из зала в мистическую ночную прохладу, чтобы в абсолютном молчании созерцать настоящие звезды.

Джозеф Конлон подверг концепцию Уитмена серьезной критике, отметив, что подобный подход типичен для многих литераторов, пишущих о науке:

> «Уитмен использует науку лишь как удобный трамплин, чтобы оттолкнуться от нее и уйти в область чистой эмоциональной рефлексии. В этом прослеживается скрытая претензия на превосходство внутреннего романтического чувства над скучным анализом деталей».

В качестве альтернативы Китинг зачитал знаменитый поэтический манифест физика Ричарда Фейнмана. Фейнман утверждал, что научное знание не только не разрушает тайну и красоту ночного неба, а напротив, многократно усиливает ее. Осознание того, что звезды — это колоссальные газовые сферы из метана и аммиака, а человеческий глаз ловит свет, летевший миллионы лет, расширяет границы воображения гораздо сильнее, чем любые фантазии поэтов прошлого.

Джозеф Конлон признался, что его личные эстетические и научные ориентиры целиком находятся на стороне Фейнмана. По мнению Оксфордского физика, Уитмен воспринимает космос поверхностно, по касательной, в то время как Фейнман смотрит на реальность напрямую. Настоящая наука, воплощенная в строгой гармонии законов природы, сама по себе является высшей формой искусства, не нуждающейся в искусственном приукрашивании.