В новом выпуске подкаста «Into the Impossible» астрофизик Брайан Китинг вновь принимает у себя выдающегося физика-теоретика и популяризатора науки Митио Каку, чтобы обсудить его книгу «Уравнение Бога» (The God Equation). В ходе глубокой беседы ученые исследуют фундаментальные вызовы современной физики, перспективы теории струн, этические проблемы искусственного интеллекта, а также личную историю преодоления исторических травм. Центральной темой диалога становится поиск универсального закона Вселенной, способного примирить квантовую механику и общую теорию относительности.
🖥️ Эволюция искусственного интеллекта: от таракана до мыслящей обезьяны 2:06
Развитие вычислительной техники заставляет ученых задумываться о пределах творческих возможностей машин. Брайан Китинг выдвигает гипотезу, согласно которой компьютеры уже превзошли человека в шахматах, однако остается открытым вопрос: способен ли искусственный интеллект самостоятельно создать столь же глубокую и увлекательную игру, проявив подлинный творческий потенциал?
Митио Каку предлагает оценивать текущий прогресс прагматично и сравнивает современные самые продвинутые военные роботизированные системы с обычным тараканом. По мнению ученого, если оставить таракана в лесу, он мгновенно сориентируется, найдет пищу, укрытие и пару для размножения, в то время как сложнейший робот в аналогичных условиях споткнется, потеряется и не сможет даже подняться.
Тем не менее физик прогнозирует поэтапное преодоление этого разрыва. По прогнозам Митио Каку, роботы последовательно пройдут стадии умственного развития мыши, крысы, кролика, кошки и собаки, а к концу текущего столетия сравняются по интеллекту с обезьяной.
Поскольку обезьяны обладают выраженным самосознанием, появление таких машин, как считает Митио Каку, создаст потенциальную угрозу для человечества. Для предотвращения катастрофических сценариев физик предлагает превентивное технологическое решение:
- Вживлять в кремниевый мозг самосознающих роботов специальный чип.
- Активировать чип для мгновенного отключения системы, если у машины возникнут деструктивные или «убийственные» мысли.
В то же время Каку с иронией отмечает, что домашние животные, например собаки, лишены человеческого понимания иерархии и ошибочно воспринимают хозяина просто как «крупного вожака» своей стаи. До создания систем, обладающих человеческим уровнем креативности и инновационного мышления, индустрии предстоит пройти колоссальный путь.
🌌 Цена популяризации и битва за миллиардные бюджеты физики 4:10
Публичная деятельность ученых нередко вызывает скепсис в академической среде. Митио Каку напоминает драматическую историю выдающегося астронома Карла Сагана, который внес неоценимый вклад в науку, но столкнулся с жестким сопротивлением коллег. Когда Сагана номинировали в Национальную академию наук США, математики из Йельского университета устроили настоящий бунт, пренебрежительно назвав его «всего лишь популяризатором», и заблокировали его кандидатуру. Позже Стивену Хокингу удалось избежать подобной участи лишь благодаря безупречному реноме в области чистых теоретических исследований.
Каку подчеркивает, что мостом между академией и обществом пренебрегать нельзя, поскольку именно налогоплательщики в конечном итоге оплачивают работу ученых. Во времена Холодной войны физикам было достаточно прийти в Конгресс США и произнести единственное кодовое слово — «Россия». В ответ конгрессмены неизменно задавали один вопрос: «Сколько вам нужно?». Сегодня эти времена безвозвратно ушли, и ученым приходится буквально «петь ради своего ужина».
Ярким примером провала коммуникации Каку называет закрытие проекта Сверхпроводящего суперколлайдера (SSC) в Техасе в 1980-х годах, что отбросило американскую экспериментальную физику элементарных частиц на два поколения назад по сравнению с европейцами, построившими Большой адронный коллайдер. Во время финальных слушаний один из конгрессменов прямо спросил физика: «Поможет ли ваша машина найти Бога? Если да, я проголосую за нее». Ученый растерялся и ответил, что ускоритель зафиксирует лишь «частицу Хиггса» или «взрыв». Челюсти конгрессменов буквально упали на пол: они отказались выделять миллиарды долларов на очередную субатомную частицу, и проект был закрыт.
Митио Каку утверждает, что на месте того исследователя он ответил бы совершенно иначе:
«Эта машина, суперколлайдер, приблизит нас настолько близко, насколько это вообще возможно для человека, к Его величайшему творению — Бытию. Это машина Бытия (Genesis machine), созданная для прославления момента рождения Вселенной».
⚖️ «Зависть к физике» и простота универсальных законов 8:33
В научном сообществе существует негласная иерархия, порождающая профессиональную ревность. Брайан Китинг отмечает, что в середине XX века физики уровня Ричарда Фейнмана или Джулиана Швингера передвигались в сопровождении вооруженной охраны. Сегодня же звучит жесткая критика: например, авторы Питер Войт и Ли Смолин утверждают, что в фундаментальной физике не происходило крупных революций со времен так называемой «Ноябрьской революции» 1974 года, и наука топчется на месте уже полвека.
Митио Каку парирует эти выпады, напоминая о концепции, которую представители других дисциплин называют «завистью к физике» (physics envy). Суть ее заключается в том, что фундаментальные физические уравнения с каждым годом становятся проще и лаконичнее, но при этом мощнее и универсальнее. Каку убежден: если на другом конце галактики Млечный Путь существует разумная цивилизация, их ученые используют иную нотацию, но записывают те же самые уравнения, потому что законы физики универсальны.
Этим физика кардинально отличается от земного искусства или литературной критики. По словам Каку, исследователи литературы могут веками писать сотни диссертаций, споря о том, что именно имел в виду Джеймс Джойс или Эрнест Хемингуэй в конкретном предложении, из-за чего гуманитарное знание усложняется и разрастается.
В теоретической физике все устроено иначе. Все фундаментальные законы Вселенной можно уместить на одном листе бумаги:
- Уравнения Эйнштейна, занимающие всего один дюйм текста.
- Стандартная модель элементарных частиц.
Хотя Каку открыто признает Стандартную модель «уродливой как грех», громоздкой и напоминающей «набор бессмыслицы длиной в десять миль», она остается временно работающей теорией почти всего. Физика стремится к абсолютной простоте, и именно это свойство вызывает зависть у программистов Уолл-стрит или создателей компьютерных игр, чьи алгоритмы с каждым годом лишь хаотично усложняются.
🎸 Рождение теории струн и признание Ричарда Фейнмана 12:23
Путь новых физических парадигм всегда лежит через тернии цинизма. Когда Митио Каку получал докторскую степень в Калифорнийском университете в Беркли в 1970-х годах, над первыми исследователями теории струн открыто смеялись. Каку вспоминает, как великий Ричард Фейнман подшучивал в лифте над одним из пионеров струнной теории Джоном Шварцем, иронично спрашивая: «Ну что, Джон, в скольких измерениях ты находишься сегодня?».
Тем не менее Каку делится своей любимой историей взаимоотношений с Фейнманом. На конференции в Аспене Каку представил созданную им концепцию теории струнного поля (String Field Theory), которая позволяла объединить колоссальный математический массив струнной теории в изящное уравнение длиной всего в один дюйм.
После доклада Фейнман подошел к Каку лично и произнес слова, которые гость подкаста считает высшей похвалой:
«Я не обязательно согласен с теорией струн. Но твое выступление было одним из самых красивых докладов, которые я когда-либо слышал в своей жизни».
Брайан Китинг в ответ напоминает знаменитый методологический завет самого Фейнмана: «Неважно, насколько красива ваша теория, неважно, насколько вы умны. Если она не согласуется с экспериментом, она неверна». Ведущий указывает, что Каку ранее проиграл публичный спор комментатору Джону Хоргану в рамках фонда Long Bets Foundation, сделав ставку на то, что до 2020 года за доказательство суперструн или теории мембран будет присуждена Нобелевская премия. Каку признает проигрыш и подтверждает, что, в отличие от некоторых коллег, честно выплатил проигранную сумму.
💥 Трещина в Стандартной модели и пять способов проверить теорию струн 15:25
Защищая научный статус теории струн, Митио Каку заявляет, что полностью разделяет позицию Карла Сагана: экстраординарные утверждения требуют экстраординарных доказательств. Он указывает на тектонический сдвиг в экспериментальной физике: в Национальной ускорительной лаборатории им. Энрико Ферми (Фермилаб) под Чикаго были обнаружены аномалии, указывающие на первый серьезный крах Стандартной модели за последние 50 лет.
Стандартная модель, по мнению Каку, представляет собой громоздкую конструкцию из 36 кварков, трех поколений идентичных частиц и огромного количества настраиваемых параметров. Зафиксированное отклонение в поведении мюонов может свидетельствовать о существовании пятой фундаментальной силы природы, выходящей за рамки гравитации, электромагнетизма, сильного и слабого ядерных взаимодействий. Одним из главных кандидатов на роль переносчика этой силы выступают новые суперсимметричные частицы, предсказанные теорией струн.
Митио Каку подробно перечисляет пять существующих методов экспериментальной проверки теории струн, которые опровергают заявления критиков о ее принципиальной нефальсифицируемости:
- Поиск отклонений в Стандартной модели: продолжающийся анализ данных из Фермилаб, который может выявить высшие суперсимметричные партнеры уже известных частиц.
- Космический детектор LISA: совместный проект NASA и Европейского космического агентства по выводу лазерного интерферометра в космос. Цель — получить «снимки младенческой Вселенной» в момент ее выхода из сингулярности. Теория струн позволяет заглянуть в эпоху до Большого взрыва, рассчитывая профили реликтового излучения и разматывая космологическую «видеозапись» назад.
- Прямое улавливание темной материи: наземные эксперименты по фиксации столкновений частиц темной материи с протонами. Каку отмечает, что человечество буквально живет в постоянном потоке «ветра» темной материи, которая свободно прошивает наши тела, поскольку не имеет электромагнитного заряда.
- Коллайдеры следующего поколения: масштабные проекты новых ускорителей частиц, разрабатываемые в Китае, Японии и Европе, способные превзойти БАК и обнаружить суперсимметрию.
- Проверка закона обратных квадратов Ньютона: прецизионные измерения гравитации на сверхмалых расстояниях в обычных лабораториях. Теория струн предсказывает, что наличие скрытых дополнительных пространственных измерений должно вызывать микроскопические отклонения гравитационного поля (кубические или более высокие флуктуации).
🌀 Главный конкурент: почему петлевая квантовая гравитация — это не теория всего 18:24
Брайан Китинг предлагает Митио Каку выступить в роли адвоката альтернативных концепций, таких как петлевая квантовая гравитация (LQG) или «геометрическое единство» Эрика Вайнштейна, чтобы понять их жизнеспособность. Каку формулирует три жестких критерия, выполнение которых необходимо, чтобы вписать имя ученого в историю рядом с Эйнштейном. Лагранжиан гипотетической теории обязан:
- Включать в себя положения теории относительности.
- Полностью интегрировать Стандартную модель элементарных частиц.
- Быть математически непротиворечивым (конечным и лишенным квантовых аномалий).
Анализируя петлевую квантовую гравитацию, Каку признает ее математическое изящество, но указывает на критический недостаток: в ней полностью отсутствуют фермионы. В рамках LQG нет места электронам, протонам и кваркам — это теория чистой, изолированной гравитации. Более того, Каку утверждает, что чистая квантовая гравитация математически несостоятельна: компьютерное моделирование первой же фейнмановской петлевой диаграммы для этой модели приводит к бесконечным расходимостям. Похожим образом в свое время потерпел фиаско Эрвин Шрёдингер, пытавшийся построить единую теорию без учета материальных полей.
Фундаментальный конфликт физики заключается в том, что теория относительности оперирует гладкими, непрерывными поверхностями и деформациями многообразий (подобно сетке батута). Квантовая же механика видит мир дискретным, словно изрубленным в мясорубке.
Единственным способом примирить эти две концепции, по мнению Митио Каку, является «музыка струн». Общая теория относительности естественным образом возникает в уравнениях как низшая нота, низшая октава вибрации квантовой струны. Сами создатели петлевой гравитации, как отмечает гость, открыто признают, что их проект является не конкурентом теории струн, а лишь изолированной попыткой квантования пространства-времени.
🌌 Проблема ландшафта, Мультивселенная и антропный принцип 24:41
Серьезным камнем преткновения для теории струн остается так называемая проблема ландшафта вакуумных состояний, популяризированная Леонардом Сасскиндом. Брайан Китинг указывает, что существование колоссального, фактически неограниченного числа вариантов теории струн с произвольными фундаментальными константами лишает ее предсказательной силы, сводя «теорию всего» к «теории чего угодно» и вынуждая физиков апеллировать к антропному принципу. Китинг задается вопросом: почему в других гипотетических вселенных ландшафта не могут действовать иные законы логики и математики?
Митио Каку отвечает на это исторической аналогией, напоминая, что законы Ньютона, сформулированные в XVII веке, тоже имеют бесконечное множество решений. Они одинаково описывают полет пули, движение ракеты, вращение волчка или стабильность здания. Аналогичная ситуация наблюдается и в уравнениях Максвелла для электродинамики.
Наличие бесконечного ландшафта решений не означает дефект теории. По словам Каку, чтобы определить параметры конкретной Вселенной, физикам необходимы начальные граничные условия. Наша Вселенная родилась как квантовая флуктуация в вакууме на планковских масштабах порядка $10^{-33}$ см в огне Большого взрыва. Каку перекладывает ответственность на экспериментаторов: именно они должны точно установить начальные условия инфляции Вселенной, чтобы теоретики могли зафиксировать нужное решение на струнном ландшафте.
Китинг приводит в качестве контраргумента фундаментальную работу Дэвида Спергеля, Даниэля Хольца, Майи Фишбах и Криса Пардо 2018 года, основанную на анализе гравитационных волн от события GW170817. Данное исследование жестко ограничило размерность нашего пространства величиной, максимально близкой к трем, с погрешностью всего в несколько процентов, что ставит под удар теории о макроскопических дополнительных измерениях. Каку дипломатично называет эти изыскания «здоровой спекуляцией», подчеркивая, что до момента окончательной записи «уравнения Бога» любые выводы остаются предварительными.
⏱️ Стивен Хокинг против Творца: существовало ли время до Большого взрыва? 34:46
Дискуссия неизбежно затрагивает философские аспект космологии. Китинг вспоминает свою беседу с нобелевским лауреатом сэром Роджером Пенроузом о сингулярностях и концепции Стивена Хокинга об отсутствии границ времени (No-Boundary Proposal), изложенной в книге «Краткая история времени». Хокинг использовал математический прием — поворот Вика в комплексную плоскость времени, чтобы устранить начальную сингулярность и заявить, что Вселенная не нуждалась в акте запуска, тем самым упразднив одну из главных ролей Бога. В более поздней книге «Высший замысел» Хокинг с помощью М-теории попытался аннулировать и вторую роль Творца — как автора физических законов.
Митио Каку выражает личное скептическое отношение к этим тезисам Хокинга. По мнению Каку, большинство физиков-теоретиков не воспринимают концепцию отсутствия границ всерьез и считают ее просто изящным математическим трюком:
«Вы не можете заставить уравнения физики работать в реальности только потому, что добавили в них мнимую единицу — квадратный корень из минус единицы. Это ловкость рук, а физика устроена тоньше».
Каку также критикует аргумент Хокинга о том, что Большой взрыв произошел настолько стремительно, что у Бога физически не было времени на сотворение мира. С точки зрения теории струн, до Большого взрыва существовала предвечная Мультивселенная. Каку сравнивает ее с кипящей мыльной пеной, где вселенные-пузыри постоянно зарождаются, сталкиваются, сливаются или делятся. Таким образом, время существовало и до возникновения нашей Вселенной, что полностью перечеркивает логические построения Хокинга о временных ограничениях для акта творения.
🕊️ Бог Эйнштейна, Спинозы и священные числа математики 37:52
Личные мировоззренческие позиции исследователей часто претерпевают сложную эволюцию. Брайан Китинг рассказывает о своем уникальном духовном пути: родившись в еврейской семье, он был крещен в католичестве, служил алтарником, прошел через период атеизма, а сейчас определяет себя как практикующий иудей и «благочестивый агностик». Митио Каку, родившийся в буддийской семье и воспитанный в пресвитерианской традиции, также считает себя агностиком. При этом Каку заявляет, что попытки воинствующих атеистов вроде Ричарда Докинза доказать отсутствие Бога логически несостоятельны, так как невозможно доказать отрицательное суждение. Ученый приводит аналогию с единорогами: даже если мы обыщем всю Землю и не найдем их, они могут скрываться в месте, о котором мы никогда не думали.
Каку открыто заявляет, что разделяет веру в Бога Альберта Эйнштейна — Бога Баруха Спинозы. Это не антропоморфный персональный Творец, который карает грешников или заботится о рождественских подарках под елкой. Это Бог гармонии, красоты и элегантной простоты. Вселенная могла бы быть хаотичной, уродливой, случайной и фрагментированной, но вместо этого мы наблюдаем поразительный порядок, позволяющий описать ее законы на одном листке.
Каку напоминает знаменитую метафору Эйнштейна:
«Человечество подобно маленькому ребенку, который впервые переступил порог колоссальной библиотеки, заполненной величайшим знанием. Все, что мы способны сделать на данном этапе — это открыть первую страницу и прочесть первый абзац».
В качестве примера высшего порядка гость приводит математику, где существует свое «уравнение Бога» — тождество Эйлера. Оно связывает воедино пять священных и, на первый взгляд, совершенно несопоставимых чисел:
- $1$ (единицу)
- $0$ (ноль)
- $\pi$ (пи)
- $e$ (экспоненту)
- $i$ (мнимую единицу)
Для математиков это уравнение является вершиной чистой эстетики. Митио Каку убежден, что аналогичное «уравнение Бога» существует и для физики. Оно станет фундаментом, из которого естественным образом выкристаллизуется химия, биология, сознание, человечество и само чувство любви.
⛓️ Историческая травма: лагеря для интернированных и цена равенства 46:31
За внешним успехом выдающихся людей часто скрываются глубокие семейные драмы. Митио Каку рассказывает о трагической странице американской истории: в 1942 году его родители, будучи законопослушными гражданами США, были лишены всех прав и интернированы в концентрационные лагеря за колючую проволоку под прицелы пулеметов. Семье дали всего две недели на ликвидацию всего имущества. Соседи приходили к их дому и за бесценок, за считанные центы, скупали семейные реликвии, зная, что японцы могут взять с собой только то, что унесут на спине.
Именно японские иммигранты в свое время осушили огромные болота Калифорнии, превратив этот регион в процветающую «житницу» страны. Когда после окончания Второй мировой войны родители Каку вернулись домой, все их имущество, фермы и теплицы были безвозвратно потеряны, а в их домах жили другие люди.
Каку с горечью констатирует, что Верховный суд США тогда так и не вынес прецедентного решения о неконституционности этих действий. По мнению экспертов, закон Маккаррена и сопутствующие акты до сих пор содержат юридическую лазейку, позволяющую в случае масштабного кризиса снова бросить за решетку сотни тысяч граждан.
Несмотря на пережитый ужас, родители привили Митио Каку практичную философию: нужно собирать осколки и двигаться дальше, не затаив обиду на весь мир. Каку признается, что эта травма бессознательно сформировала его жизненное кредо:
«Я четко осознал: если я хочу чего-то добиться в этом мире, я должен быть „extra“ — давать и делать значительно больше, чем средний человек. Чтобы тебя просто признали равным, ты должен быть на голову выше окружающих».
Брайан Китинг соглашается с гостем, с сожалением отмечая, что в американском обществе до сих пор нет полноценного осмысления этой трагедии, а президент Франклин Рузвельт, подписавший указ об интернировании граждан, по-прежнему пользуется непререкаемым пиететом.
🦅 Рожденные учеными: как школа уничтожает любопытство 50:53
В финальной части беседы исследователи размышляют о природе креативности. Митио Каку категорически не согласен с утверждением, что выдающиеся способности — это врожденный изолированный дар. По его глубокому убеждению, абсолютно все дети рождаются учеными: они полны первозданного любопытства, смотрят на звезды и задаются вопросами о происхождении мира.
Главным разрушителем научного потенциала Каку называет среднюю школу (junior high school). Именно там живая наука подменяется скучной, сухой зубрежкой терминов, формул и фактов, абсолютно оторванных от реальной жизни детей.
Каку пересказывает знаменитую историю нобелевского лауреата Ричарда Фейнмана. Когда тот был ребенком, отец водил его в лес и объяснял повадки птиц, механизмы их питания и окраску. Однажды к юному Фейнману пристал сверстник с вопросом: «Эй, Дик, как называется вон та птица?». Фейнман не знал названия. Мальчик стал насмехаться над ним, назвав глупым.
В тот самый миг Фейнман осознал ключевую истину, которую Митио Каку формулирует так:
«Наука — это понимание принципов, концепций, физических моделей и образов. Наука — это не просто раздача названий птицам».
Брайан Китинг в качестве иллюстрации делится забавным случаем из студенческих лет, когда он изучал орнитологию в Университете Кейс Вестерн Резерв. Профессор заставил студентов зубрить миграции и рацион птиц, а на финальном экзамене раздал листы с изображениями... птичьих следов, требуя идентифицировать виды по отпечаткам лап.
Разгневанный абсурдностью задания, Китинг сдал чистый лист без подписи. Когда возмущенный профессор закричал: «Подождите, как я узнаю, чья это работа?», Китинг просто задрал штанину, продемонстрировал преподавателю свою ногу и бросил: «А вы догадайтесь!».
Подводя итог встречи, Брайан Китинг подчеркивает исторический вклад самого Митио Каку в мировую науку. Именно Каку в начале 1970-х годов, когда теория струн находилась в зачаточном состоянии, разработал для нее лагранжеву формулировку и пространственно-временные трубчатые диаграммы, фактически выступив одним из отцов-основателей струнного поля.
