2021-12-19 12:36:21—2021-12-19 12:36:21
Оригинальное название: Lost in Math: How Beauty Leads Physics Astray. 2018 Lost in Math — сайт книги
Уродливая Вселенная: как поиски красоты заводят физиков в тупик. Сабина Хоссенфельдер. Перевод с английского А.О. Якименко. — Москва: Эксмо, 2021. — 304с. Серия: Сенсация в науке.
Отвлекаясь от содержимого, хочу отдельно отметить обложку и издательство Бомбора (подразделение "Эксмо"). У Бомборы вышел и продолжает выходить ряд любопытных и важных мне книжек. Не самые рыночные товары, возможно узкие темы и небольшие тиражи.
У данной книги мне особенно нравится обложка, не только внешне, но еще и тактильно (кинэстетично) какая-то особенная приятность.
Сабина Хоссенфельдер (Sabine Hossenfelder) помоталась по миру, договорилась и встретилась с ведущими учеными в области теоретической физики (старое и новое поколение). При встрече не тушуется, а сразу предъявляет прямо за проблемы в современной физике.
Книга имеет простую и удобную структуру в виде глав по порядку. Каждая глава после названия предваряется краткой фразой, о чем пойдет речь, а в конце нас ждет короткая подводка в виде списка тезисов — "вкратце".
"Вкратце" очень помогает закинуть маленькие якорьки в моей памяти.
В книге расследуется феномен того, что ученые (физики) в большинстве своем увлекаются красивым и естественным теориям (числовым значениям, закономерностям). Хотя никто не подтверждал, что наша реальность должна быть красивой, скорее наоборот, она уродлива. Хотя красота и субъективна, но как правило одним из основных ее параметров рассматривают симметрию.
Кстати симметрию атаковал еще В. Паули: "Раздвоение и уменьшение симметрии, вот где собака зарыта!". Последнее его, и вероятно ключевое открытие, которое, увы, ему не удалось донести миру.
Мне нравится, что Сабина дает наводки, когда касается какой-то большой обширной темы, выходящей за рамки ее книги. Например вводные книги по теории относительности:
"Для целей, которые я преследую при написании этой книги, больше ничего о специальной теории относительности нам знать не надо. Однако есть определенно еще много всего. Интересующимся советую прочитать книги Чеда Орзела "Как обучить вашу собаку теории относительности" (Orzel C. 2012. How to teach relativity to your dog. Basic Book) и Леонарда Сасскинда и Арта Фридмана "Специальная теория относительности и классическая теория поля: теоретический минимум" (Susskind L., Friedman A. 2017. Special relativity and classical field theory the theoretical minimum. Basic Books)
Некоторые тезисы:
Посмотрел немного ее блог на ютубе, оказывается она еще регулярно поет и делает музыкальные видео.
Ссылки на книги, которые я хотел бы почитать:
Акцентирую:
Вайнбергу противна концепция мультивселенной:
"Не знаю, просто противно — и все тут. Дело в необузданном числе. Это ведь происходит не только тогда, когда какой-то физик получает правительственный грант и проводит эксперимент, а все время, безостановочно. Всякий раз, как сталкиваются две молекулы воздуха или фотон от звезды врезается в атмосферу, — всякий раз, как что-то случается, история Вселенной безостановочно увеличивается в числе".
Про глубину (и проблему) цитирований, вот вам цитата из книги:
"Трудность, конечно, в том, что вы не обязаны разбираться с этими вопросами, — продолжает Вайнберг. — Я успешно работал все это время, не зная, что такое квантовая механика. В одной своей книги я рассказываю такую историю: мой коллега Филип Канделас (Philip Candelas) как-то упомянул аспиранта, чья работа фактически развалилась. Я спросил, что же случилось, на что Канделас ответил: "Он попытался понять квантовую механику". Ведь мог же построить неплохую карьеру без этого понимания. А залезать в основания квантовой механики — затея безнадежная".
(Если вы процитируете это, то можете стать первым человеком, который цитирует кого-то, кто цитирует кого-то другого, кто цитирует себя, цитирующего кого-то еще.)"
Не уверен, что я первый, кто процитировал фрагмент выше, но у вас, читатель, есть шанс процитировать это уже с моим куском, т.е. углубится еще на один уровень и передать эстафету дальше...
Очень любопытно:
"Более современная пси-эпистемологическая интерпретация — это квантовый байесонизм (QBism, где Q означает quantum, "квантовый", а B — Bayesian inference, "байесовский вывод"), метод для вычисления вероятностей. В квантовом байесонизме волновая функция служит устройством, собирающим информацию наблюдателя о реальном мире, и обновляется, когда он или она производит измерение. В этой интерпретации подчеркивается, что может быть несколько наблюдателей (людей или приборов), обладающих разной информацией. Ящик все еще черный, но теперь у каждого свой. Дэвид Мермин (Nathaniel David Mermin) называет это "однозначно интереснейшим вариантом", а вот Шон Кэрролл (Sean M. Carroll) — "стратегией "отрицания"".
Почему книга важна: Показывает в каком глубоком и затяжном кризисе находится сейчас теоретическая физика да и вся наука в целом.
Цитаты:
Стивен Вайнберг (из учебника по квантовой механике):
"Я делаю вывод, что сегодня не существует интерпретации квантовой механики, которая не имела бы серьезных недостатков. Не все разделяют эту точку зрения. Многие физики вполне удовлетворены своей собственной интерпретацией квантовой механики. Однако разные физики удовлетворяются разными интерпретациями. По-моему, нам следует серьезно отнестись к возможности найти еще одну удовлетворительную, другую теорию, для которой квантовая механика окажется лишь неплохим приближением"
Еще персоны в книге:
Игра, где можно пощупать квантовую механику: Quantum Moves
К изумлению исследователей, лучшее решение, которое удалось получить благодаря стратегиями игроков, оказалось эффективнее, чем найденное компьютерным алгоритмом. Когда дело касается квантовой интуиции, люди, похоже, дают фору искусственному интеллекту
*Проверить
Чед Орзел:
Насколько я понимаю, есть раскол между эпистемологичским и онтологическим лагерями. В онтологическом лагере волновая функция считается реальным объектом, который существует и меняется, а в эпистемологическом лагере считается, что на самом деле она лишь описывает. что мы знаем, — просто количественно выражает наше незнание о мире.
И кого угодно можно поместить куда-то в непрерывный спектр между этими двумя интерпретациями.
На одном конце спектра люди находят оскорбительным периодический коллапс. Им кажется безобразным верить в эпистемологический подход. На другом же конце — классический аргумент Эйнштейна "Существует ли Луна, когда на нее никто не смотрит?"
Также у Чеда Озрела есть блог
Юджин Вигнер:
"Почему мы вообще можем описывать что-либо с помощью математики?"
Впечатлило: теории великого объединения через группы SU(2), SU(3), SU(5), SO(10) (тут я совсем профан пока, по этому в новинку)
Забавно: в 7 главе Сабина встречается с Фрэнком Вильчиком (Frank Wilczek), и упоминает его книгу "Красота Физики" (которая несколько идет в разрез с направлением книги Сабины, хотя Фрэнк очень осторожен). Так вот, эта книга у меня "совершенно случайно" следующая запланирована к прочтению, я даже прочитал начало, где мне отождествилась фраза Вильчика "служение богу в виде поиска (нового) знания". Я проверил: у меня другая книга Ф. Вильчика, более новая: "Основы Реальности. 10 фундаментальных принципов устройства Вселенной". (+ у меня появилась книга Вильчика "Тонкая Физика. Масса, эфир и объединение всемирных сил", изд. Питер 2019 года, оригинальная вышла в 2008 году)
Фрэнк Вильчек, про то, что его убеждает в истинности суперсимметрии:
"Многие вещи тонко настроены, и мы не знаем почему. Я бы точно не верил в суперсимметрию, если бы не объединение констант взаимодействий, с моей точки зрения, поразительное. Не могу поверить, что это совпадение. К сожалению, расчеты не дают нам точной информации о масштабе масс, где должна проявляться суперсимметрия. Но шансы на объединение начинают ухудшаться, если суперсимметричные партнеры не показываются на энергия около 2 ТэВ. Для меня это причина оставаться оптимистичным".
Почему наше эстетическое чувство должно иметь какое-то отношение к законом природы: СХ: "Ну, устроены-то мы все более или менее одинково, только почему наше эстетическое чувство должно иметь какое-то отношение к законам природы?" ФВ: "Думаю, все наоборот: людям удается лучше приспособится к жизни если они имеют точную модель природы, если их представления соответствуют реальному положению дел. Поэтому в процессе эволюции поощряется ощущение, которое приходи с правотой, -- это и есть чувство прекрасного. То, что нам хочется продолжать делать, что мы находим притягательным. Так успешные объяснения становятся привлекательными. И веками люди находили шаблоны, в которые укладывались работающие идеи. Вот мы и выучились считать их красивыми". Антропный принцип: "Если бы законы не были красивы, мы бы их не обнаружили".
(Несмотря на привлекательность и обоснование через эволюционный принцип, я остерегаюсь увлекаться таким объяснением. Могу предположить, что вообще весь эволюционный принцип может вести в одном векторе, которые не позволяет замечать некоторые основания, по этому мы их и не можем найти или интуитивно объяснить)
Расписание работы коллайдера: https://lhc-commissioning.web.cern.ch/schedule/LHC-long-term.htm
Весьма важный фрагмент, ясно вскрывающий причину проблем в современной науке:
Меньше разнородности: Научные сотрудники сейчас вынуждены постоянно доказывать собственную ценность, производя поддающиеся измерению результаты. Это не слишком разумно, потому что в некоторых областях науки могут миновать столетия, прежде чем станут очевидны благотворные последствия. Но поскольку что-то должно измеряться, научные сотрудники оцениваются по их текущему влиянию на область, в которой они работают. Используемые сегодня показатели научной успешности, таким образом, сильно зависят от количества публикаций и цитируемости, главным образом измеряющих продуктивность и популярность. Исследования показывают, что бремя, связанное с необходимостью нравится и публиковаться, убивает новаторство: проще получить признание в уже известных областях и публиковаться по привычным темам, чем прорабатывать новые и необычные идеи. (страница 186) Foster J. G. et al. 2015. Tradition and innovation in scientists' research strategies. Am. Sociol. Rev. 80 (5): 875-908
Майкл Дафф:
Будьте уверены, если бы кто-нибудь нашел другое, более удачное дерево [по сравнению с теорией струн], полторы тысячи [специалистов в этой области] тут же начали бы на него лаять
Родившиеся после прочтения идеи:
Собирать людей, за которыми мне важно и интересно было бы следить. Сейчас это такие люди, у которых есть время и ресурсы углубленно заниматься в направлении смыслов и вопросов, которые интересуют меня. Таких людей много, но большинство из них зашорены системой (научной, социальной и т.д.) и обстоятельствами. Значимая часть уходит на рутину и перекладывания с места на место, следование ненужным ритуалом. Мало тех, кто смог пойти своей нетривиальной дорогой или упорно пытается это сделать.
Гаррет Лиси:
Когда я занимаюсь физикой, я прихожу сюда (небольшой дом, расположенный на склоне холма, с верандой, выходящей во внушительных размеров сад. Мауи, Тихий Океан), где не думаю больше ни о чем другом, только о том, что передо мной, -- о математике и структурах. В процессе я не могу думать ни о каких иных проблемах, происходящих в моей жизни. Это своего рода бегство, уход от действительности.
Что узнал интересного еще:
Джозеф Полчински (Joseph Polchinski) (ходил к психиатору из-за мультивселенной)
Сабина говорит про Джозефа:
Один из самых интеллектуально честных людей из всех, кого я знаю.
Поиск красоты и смысла в естественном порядке вещей -- это извечное человеческое стремление, и ученые тоже ему подвержены. Психолог Ирвин Ялом выделил бессмысленность как один из четырех наших экзистенциальных страхов, и мы прилагаем много усилий, чтобы убежать от нее. (Остальные три страха: смерть, изоляция и свобода)
[Вэнь Сягоан ()]()
Джордж Эллис (George Francis Rayner Ellis) — космолог, мультидисциплинарен: исследовал эмерджентность в сложных системах — не только в физике, но и в химии с биологией, — а еще его не напугать и философией.
Одна из основных причин, по которым люди отвергают науку, связана с тем, что такие ученые как Стивен Хокинг, Лоуренс Краусс и другие, утверждают, будто наука доказывает, что Бога не существует и тому подобное. А ведь наука не в силах это доказать. Вот что порождает враждебность в науке, особенно в США
Дэвид Юм уже сказал 250 лет назад, что наука не может ни доказать, ни опровергнуть существования Бога. Он был очень аккуратным философом, и ничего с тех пор в этом отношении не изменилось.
Между наукой и философией есть граница, которую нужно соблюдать Если бы физики помнили о границе между наукой и философией, это помогло бы им отделять факты от верований. И я не вижу большой разницы между верой в то, что природа красива, и в то, что Бог всемилостив.
"9 Мультивселенных" (Брайн Грин) < "Вселенная не кончается за нашим горизонтом видимости, поэтому в некотором смысле это мультивселенная" (Мартин Рис) < "Хаотическая инфляция с бесконечным множеством пузырей-вселенных" (Андрей Линде) < [намного дальше] ландшафт теории струн, где физика в каждом из пузырей разная < "Математическая вселенная" (Тегмарк) < "Мы живем в компьютерной симуляции" (Ник Бостром, Илон Маск)
Про последнее:
это уже даже не наука, это фантастика А если появляются люди, которые говорят, будто действительно возможен вариант, что мы живем в симуляции, я не могу доверять им как ученым, да и как философам тоже
Во время экспериментов Большой адронный коллайдер создает около миллиарда протон-протонных столкновений в секунду. Таким образом объем данных слишком огромен даже для вычислительных мощностей ЦЕРН. Поэтому события фильтруются в реальном времени и отбраковываются если алгоритм не помечает их как интересные. Из миллиарда событий этот "механизм срабатывания" сохраняет лишь сотню-другую. ЦЕРН последние десять лет удаляет данные, в которых содержится ключ к новой фундаментальной физике... Вот что я бы назвала кошмарным сценарием.
Мне тут думается, что в следующих запусках хранить такие объемы данных становится уже значительно легче и дешевле. Кроме того, мощности позволят анализировать значительно большие массивы данных. Ну и приходят на все это дело нейросети. Жутковато.
Джордж Эллис:
Думаю, мы должны вернуться назад и начать с некоторых базовых принципов. Например, нам нужно переосмыслить основания квантовой механики, поскольку в ней не разрешена проблема измерения. Когда же на самом деле происходит измерение? Скажем, когда фотон испускается или поглощается. И как вы это описываете? Используете квантовую теорию поля. Но возьмите любой учебник по квантовой теории поля -- и вы не найдете в нем ничего о проблеме измерения. В них просто рассчитываются вероятности, но никогда не обсуждается, как эти вероятности превращаются в результаты измерений. Именно. Поэтому нам нужно вернуться назад и переосмыслить проблему измерения.
Дэвид Гильберт писал:
Бесконечность нужна, чтобы сделать математику полной, но не реализуется нигде в физической вселенной.
ДЭ:
Физики в наши дни, похоже, считают, что могут обращаться с бесконечностью просто как с еще одним большим числом. Поэтому я считаю, что следует воспринимать как философский основополагающий принцип: ничто из физически реального не бесконечно.
Тут я полностью согласен. И в математике, когда мы определяем, например, континуум (действительные числа), сущность бесконечности остается непознаваемой для меня. Но я подозреваю, что математика сможет перейти на некий новый слой абстракции, где эта сущность будет более проявлена.
Интересно, что думает Макс Тегмарк про отображение бесконечности в физический мир. Его книгу еще буду читать (пока у меня ее нет)
ДЭ пишет, что многие философы несут "всякий вздор", но есть и много хороших философов, очень грамотных в том, что касается взаимоотношений между наукой и философией:
Алан Сокал своей статьей сыграл роль яблока раздора между физиками и философами (далеко не всеми, конечно).
Сегодня большинство проблем в основаниях физики — философские вопросы, не противоречия в данных, и нам нужна философия, чтобы разобраться с этими затруднениями.
- Следует ли нам обращать внимание на численные совпадения?
- Оправданно ли вообще использовать эстетическое восприятие, чтобы оценивать законы природы?
- Есть ли у нас хоть какие-то основания считать, что более фундаментальные законы должны быть еще проще?
- И раз ученые штампуют гипотезы сотнями, чтобы печатные станки не простаивали, какие есть хорошие критерии для оценки перспективности этих идей?
Философы нужны нам, чтобы преодолеть разрыв между донаучной путаницей и научной аргументацией.
Итак, пока вот кто эти люди:
Прочитать:
Ф. Вильчек. Тонкая физика. Масса, эфир и объединение всемирных сил. — СПб.: Питер, 2018. — 336 с. ISBN 978-5-496-02934-6
(возможно) Ф. Вильчек Красота физики: постигая устройство природы ( A Beautiful Question. Finding Nature’s Deep Design, Allen Lane, 2015, ISBN 9781846147012 и ISBN 1846147018), рус. пер.: Альпина Паблишер, 2015 ISBN 978-5-91671-486-9
Опечатки:
"Мотивированное мышление" — когнитивное искажение. Такое мышление заставляет нас верить, будто положительные результаты получаются с большей вероятностью, чем в действительности.
Чем больше времени и усилий вы потратили на суперсимметрию, тем меньше вероятность, что вы поставите на ней крест, даеж если шансы отыскать ее выглядят все хуже и хуже.
Планк:
Обычно новые научные истины побеждают не так, что их противников убеждают и они признают свою неправоту, а большей частью так, что противники эти постепенно вымирают, а подрастающее поколение усваивает истину сразу. (Обычно эту цитату доносят коротко и упрощенно: Науку двигают вперед похороны.)
(Целая глава, где Сабина разбирает, как физики вляпываются в различные когнитивные искажения)
Эффект предпочтения разделенной информации заставляет нас беспрестанно обсуждать то, что все и так уже знают, и при этом не уделять внимания информации, которой обладают лишь несколько человек. Вот это я считаю весьма важным! Этот момент меня давно беспокоит. А еще часто может быть так, что обсуждая то, что все и так знают, мы обсуждаем вброшенную дезинформацию.
Физики-теоретики застряли в идеалах красоты из прошлого.
Если хочешь разрешить проблемы с помощью математики, сначала убедись, что это действительно проблема.
Очень мило, что на сайте рассказывается, что произошло с собеседниками Сабины, с тех пор, как была написана книга:
У Чеда Орзела новая собака. Кэтрин Мэк стала профессором в Университете штата Северная Каролина. Гарретт Лиси расстался со своей девшукой. Михаэль Кремер больше не работает над суперсимметрией.
Джозеф Полчински, к сожалению ушел из жизни. (скончался от рака мозга в феврале 2018). Несколько шире на эту ситуацию на kiwibyrd.org
Неплохой список в приложении B. "Чем вы моежете помочь" (страница 285). Что-то я от туда еще возьму.
Следующая по близкой теме, видимо будет книга Ф.Вильчика. "Основы Реальности" (которую лежит буквально тут рядом под рукой).
Кстати, сам Фрэнк Вильчик так написал про данную книгу Сабины:
Xрезвычайно личная и интеллектуально бескомпромиссная книга, хотя он и не соглашался с ней «по многим пунктам».
А вот что пишет физик-теоретик Питер Войт (Peter Woit):
В разные моменты Хоссенфельдер ясно дает понять, что ее беспокоит то, что физики застревают из-за устаревших представлений о «красоте», и в то же время она по-прежнему верит, что новые успешные идеи придут со своей новой формой «красоты».
(Закончено 13.01.2022)
finished
Все записи