«Скоро нам не будет хватать энергии»
Лауреат десятка самых престижных премий Александр Замолодчиков объяснил «Огоньку», с чем связан кризис в мировой науке, с какой стати физики начали изучать человеческое сознание и почему Илон Маск никогда не станет современным Николой Теслой
-Александр Борисович, недавно физик-теоретик Паоло Джордано написал работу о коронавирусе, и та мигом стала бестселлером. Можно ли объяснить феномен тем, что физики-теоретики остаются мировой научной элитой, к чьему мнению прислушиваются всегда?
— В современном обществе происходят серьезные метаморфозы, и науку это затрагивает. Мне, в частности, кажется, что с каждым новым поколением ученых занятие наукой превращается все больше в игру и в этом принципиальное отличие от старой школы. Например, вся советская школа Ландау выросла на основе идеи о том, что занятие наукой — это очень серьезная вещь, поэтому нельзя ошибаться, делать что-то некачественно. Мой учитель, Карен Тер-Мартиросян, внушил мне в отношении науки уважение, которое сродни благоговению. А сегодня это теряется. Среди молодых ученых стараться не принято, все хотят больше свободы. Понятно, что это касается не только науки, такова риторика современного общества в целом. Нам говорят: нужно жить согласно желаниям своей души и так далее. Может быть, это и правильно, но я, как и всякий человек, который живет давно, думаю, что в наше время было лучше. Хотя «лучше» — это этические категории, которые к науке применить трудно.
— Предположу, что у вас в семье был культ науки, не случайно вы и ваш брат-близнец Алексей достигли результатов, которые во многом определили лицо современной теоретической физики. Можете рассказать, как воспитывают ученых?
— Знаете, а нас никак особенно не воспитывали. Мы долгое время вообще не интересовались, чем занимался отец, и большую часть времени проводили в играх. Он после войны окончил Московский энергетический институт, работал в Курчатовском институте, затем — главным инженером Лаборатории ядерных проблем Объединенного института ядерных исследований в Дубне. Затем, ближе к 7–8‑му классу, выяснилось, что мы неплохо решаем задачи и даже выиграли какую-то Всесоюзную олимпиаду по физике. Но в целом, думаю, дело было в какой-то общей атмосфере вокруг.
У нас дома бывал Бруно Максимович Понтекорво (один из создателей теории нейтрино, начинал свою деятельность в знаменитой группе Энрико Ферми, затем работал в Париже у Фредерика Жолио-Кюри, участвовал в британском атомном проекте, а в 1950‑м эмигрировал в СССР.— «О»). Все это, конечно, накладывало отпечаток. Отец считал, что теоретическая физика высоких энергий — это универсальное образование, из которого потом можно перейти в любую другую область. Вообще физика высокой энергии в Советском Союзе была модной темой — она хорошо финансировалась, была престижной, тут происходило много интересного, и сюда шли молодые люди, которые хотели достичь успеха.
— А куда сегодня в науке нужно идти молодым людям, которые хотят достичь успеха?
— Это вопрос сложный, потому что сегодня наука очень специализируется и ориентироваться во всех направлениях нереально. К тому же, как мне кажется, в физике сейчас некий кризис. Фундаментальная наука, а именно физика высоких энергий, попала в такую стадию, когда оказалась очень далека от эксперимента. Проверять идеи экспериментом технически невозможно. Поэтому сегодня так много внимания уделяют космологии и астрофизике: наблюдение за космическими объектами — один из немногих экспериментов в этой области, который еще возможен. Впрочем, и он, на мой взгляд, бедноват, и по-настоящему экспериментально проверять идеи таким способом в полной мере вряд ли получится.
— И каким же способом их проверять?
— Можно теоретически. Но это вторая часть этого кризиса. Обычная теория работает таким образом: вы имеете набор фактов и пытаетесь создать аппарат, который учитывает их и позволяет вывести другие свойства. И если эти свойства хорошо укладываются в вашу теорию, то она в конечном итоге может быть правильной. Но для этого нужно придуманную структуру, например сложную систему уравнений, решить. Теория становится большой математической задачей. Так вот, проблема современной науки в том, что легкие задачи уже решены, а задачи определенной математической сложности продвигаются очень плохо. И в целом для этого, наверное, нужна какая-то новая математика.
Собственно, в этом в основном заключается моя деятельность: поскольку мы не знаем, как решать по-настоящему сложные уравнения, нужно изобрести некую упрощенную реальность, в которой эти уравнения будут выглядеть проще, и мы сможем найти их решения. Это дает нам возможность понять, что вообще можно сделать со сложными уравнениями. И, надеюсь, идеи о том, какие математические структуры в принципе должны существовать для описания уже настоящей физики.
— Вы, насколько я знаю, пытаетесь упростить одно из самых сложных понятий — квантовую теорию поля.
— По сути, эта теория объясняет поведение частиц в микромире. Представьте, что в каждой точке пространства есть какой-то маленький механизм и все эти механизмы как-то согласованно работают. Если теперь туда добавить квантовую механику, то возникает квантовая теория поля.
Но я изучаю некую природу упрощенного свойства. Когда у нас вместо пространства есть одна линия и все предметы движутся друг за другом, как вагоны трамвая. При этом в таких моделях очень многие свойства квантовой теории поля сохраняются, и мы можем многое сказать о ее свойствах, понять, что она способна сделать, а какие выводы будут совершенно немыслимыми.
— Я слышала, что вашими формулами в этой области интересовался один из самых знаменитых физиков мира — Ричард Фейнман.
— Я об этом знаю только по рассказам. Говорят, что, когда после его смерти сняли доску в его кабинете с последними записями, там были формулы, к которым я в свое время тоже приложил руку, это касалось одномерных систем и каких-то точных решений.
— В этой области у вас есть известные работы с братом?
— У нас с Алешей были две важные работы, одна из них — по точному решению модели двухмерной гравитации. На самом деле есть много идей, которые я черпал из общения с ним (Алексей Замолодчиков скончался в 2007 году.— «О»). Например, сейчас я занимаюсь некоей задачей и вспоминаю, что лет тридцать назад он говорил, что знает, как ее решить. Тогда я его забыл спросить как, а сейчас у меня решить не получается.
Прогресс на паузе
— Иногда говорят так: пусть с фундаментальной наукой у нас сегодня проблемы, зато развиваются технологии, прикладная наука. Можно ли утверждать, что это сродни тому, что было в XIX веке, когда весь накопленный потенциал научной мысли вылился в небывалый технический прогресс?
— В том-то и дело, что нет. Мы до сих пор не можем решить технические задачи, которые стоят перед физиками уже не первый десяток лет. Например, есть знаменитая задача о том, как устроен вихревой след в потоке жидкости или воздуха. Объясню проще. Вы садитесь в самолет, и вам говорят: мы попали в зону турбулентности. Так вот, на самом деле никто не понимает, как реально устроена физика этого процесса.