Конец науки. Взгляд на ограниченность знания на закате Века Науки

Одна из самых насущных проблем в физике частиц возникает из определения частиц как точек. Как деление на ноль ведет к бесконечности и таким образом к бессмысленному результату, так и расчеты, включающие подобные точкам частицы, часто заканчиваются чушью. Создав стандартную модель, физики смогли просто выкинуть все эти проблемы. Но относительность Эйнштейна, с ее искажениями пространства и времени, казалось, требовала даже более радикального подхода.
В самом начале восьмидесятых многие физики поверили, что этот подход представляет теория суперструн. Эта теория заменила подобные точкам частицы крохотными энергетическими петлями, которые исключали абсурдности, возникающие при расчетах. Как вибрация струн скрипки порождает различные звуки, так и вибрация этих струн может генерировать все силы и частицы физического косма. Суперструны могли устранить и одну из трудностей физики частиц: возможность того, что не существует никакого окончательного основания для физической реальности, а есть только бесконечная последовательность все меньших и меньших частиц, вставленных одна в другую, подобно матрешкам. В соответствии с теорией суперструн существует фундаментальная шкала, за которой все вопросы, касающиеся пространства и времени, становятся бессмысленными.
Однако эта теория страдает от нескольких проблем. Во-первых, кажется, что есть бессчетные возможные версии, и теоретики не могут узнать, какая из них правильная. Более того, думают, что суперструны существуют не только в четырех измерениях, в которых живем мы (три измерения пространства плюс время), но также и в шести дополнительных измерениях, которые некоторым образом «уплотнены» или сжаты в бесконечно малые шарики в нашей Вселенной. В конце концов, струны так же малы в сравнении с протоном, как протон в сравнении с Солнечной системой. В некотором смысле они более отдалены от нас, чем квазары, маячащие у дальнего края видимой Вселенной. Сверх-проводимый суперколлайдер, который должен был провести физиков гораздо глубже в микрокосм, чем любой предшествующий ускоритель частиц, составил бы 54 мили в диаметре. Для того чтобы исследовать косм, в котором, как думают, находятся суперструны, физикам придется построить ускоритель частиц размером в 1000 световых лет в окружности. (А всю Солнечную систему можно облететь за один световой день.) И даже ускоритель такого размера не позволит нам увидеть дополнительные измерения, в которых действуют суперструны.

Когда мы наконец оказались в его кабинете, Кун заявил, что ощущает дискомфорт от самой идеи того, что придется лезть в глубину его мыслей.
— Человек не является историком самого себя, не говоря уже о психоаналитике, — предупредил он меня.
Тем не менее он проследил свой взгляд на науку до прозрения, случившегося с ним в 1947 году, когда он учился в Гарварде, пытаясь получить докторскую степень по специальности физика. Читая «Физику» Аристотеля, Кун удивился, насколько она «неправильна».
Как получилось, что человек, блестяще писавший на такое количество тем, был настолько сбит с дороги, когда дело дошло до физики?
Кун размышлял над этой тайной, глядя в окно студенческого общежития («Я до сих пор вижу лозу и тень, которая покрывала ее на две трети»), когда внезапно до него «дошел смысл» книги Аристотеля. Кун понял, что Аристотель вкладывал в основные понятия другие знания, отличные от вкладываемых современными физиками. Например, Аристотель использовал слово «движение», чтобы сказать не просто об изменении положения, а об изменении вообще — солнце краснеет и спускается к горизонту. Физика Аристотеля, понимаемая в ее терминах, просто отличалась от физики Ньютона, но не уступала ей.
Кун оставил физику в пользу философии и пятнадцать лет боролся, чтобы трансформировать свое прозрение в теорию, изложенную в «Структуре научных революций». Краеугольным камнем его модели является концепция парадигмы. Под парадигмой до Куна имели в виду просто пример, который служит образовательным целям. Например аmо, amas, amat — это парадигма для обучения спряжению глаголов в латинском языке. Кун использовал этот термин для набора процедур или идей, косвенно инструктирующих ученых о том, чему верить и как работать. Большинство ученых никогда не спорят с парадигмой. Они решают загадки, проблемы, от которых усиливается и расширяется охват парадигмы, а не бросают ей вызов. Кун назвал это «жадным поглощением» или «нормальной наукой». Всегда существуют аномалии, явления, которые парадигма не в силах изъяснить и которые могут даже противоречить ей. Аномалии часто игнорируют, но если они нарастают, то могут вызвать революцию (также называемую смещением парадигмы, хотя это не выражение Куна), когда ученые отказываются от старой парадигмы в пользу новой.

В 1990 году Крик вместе со своим молодым коллегой Кристофом Кохом (Christ of Koch) , неврологом, родившимся в Германии, но работающим в Калифорнийском технологическом институте, объявили в «Семинарах по неврологии» (Seminarsin the Neuroscience) , что пришло время сделать сознание предметом эмпирического исследования. Они утверждали, что нельзя надеяться достичь истинного понимания сознания или любого другого умственного феномена, если относиться к мозгу как к черному ящику, то есть к предмету, внутренняя структура которого неизвестна и даже не имеет отношения к делу. Только исследуя нейроны и взаимодействие между ними, ученые могут аккумулировать тот вид точно выраженного знания, который требуется для создания истинно научных моделей сознания, моделей, аналогичных тем, которые объясняют наследственность терминами ДНК.
Крик и Кох отвергли утверждение, что сознание не может быть определено и уж тем более изучено. Сознание, доказывали они, синонимично пониманию, и все формы понимания — как направленные на предметы окружающего мира, так и очень абстрактные, внутренние концепции — включают один и тот же лежащий в основе механизм, который соединяет внимание с кратковременной памятью. Крик и Кох указывали, что это определение придумал Уильям Джеймс (William James) . Они призывали исследователей сфокусироваться на визуальном восприятии, поскольку визуальная система уже достаточно хорошо изучена. Если ученые смогут найти нервные механизмы, лежащие в основе этой функции, то они смогут открыть более комплексные и более тонкие явления, такие как самосознание, которые могут оказаться уникальными для людей (и таким образом гораздо более трудными для изучения на нервном уровне). Крик и Кох сделали то, что казалось невозможным: они трансформировали знание из философской тайны в эмпирическую проблему. Теория сознания будет являть собой апогей, кульминацию неврологии.

Конечным пределом науки является не космос, а разум. Даже самые явные поборники мощи науки, полагающие, что ей по силам разобраться с этой проблемой, признают, что разум является потенциально бесконечным источником вопросов. К проблеме разума можно подходить с разных сторон. Есть исторический аспект — как и почему Homo sapiens стал таким умным? Дарвин давно предоставил общий ответ: естественный отбор отдавал предпочтение гуманоидам, которые могли пользоваться орудиями труда, предугадывать действия потенциальных соперников, организовываться в группы для охоты, делиться информацией через язык и адаптироваться к изменяющимся обстоятельствам. Дарвиновской теории вместе с современными генетиками есть что сказать о структуре нашего разума и таким образом о нашем сексуальном и социальном поведении (хотя и не столько, сколько хотелось бы Эдварду Уилсону и другим социобиологам).
Но современные неврологи менее заинтересованы в том, как и почему развился наш разум (в историческом смысле), чем в том, какую структуру он имеет и как работает сейчас. Разница подобна разнице между космологией, пытающейся объяснить происхождение и последующую эволюцию материи, и физикой частиц, обращающейся к структуре материи, каковую мы находим здесь и сейчас. Одна дисциплина является исторической и, таким образом, обязательно гипотетической, умозрительной и неограниченной. Другая гораздо более эмпирична, точна, податлива решениям и может быть законченной.
Если даже неврологи ограничат свое изучение зрелым разумом, а не эмбриональным, то остается огромное количество вопросов. Как мы учимся, помним, видим, обоняем, чувствуем вкус и слышим? Большинство исследователей скажет, что эти проблемы, несмотря на всю их сложность, могут быть решены; ученые разрешат их путем воспроизведения нашей нервной системы. Сознание, наше субъективное чувство понимания, всегда казалось другим видом загадки, не физической, а метафизической. На протяжении всего этого столетия сознание не рассматривалось как предмет для научного исследования. Хотя бихевиоризм умер, его наследство жило в нежелании ученых рассматривать субъективные явления, и сознание в частности.

Уилсон мог бы добавить, что пугающие нравственные и философские намеки дарвиновской теории были представлены давно. В книге «Происхождение человека и половой отбор» (1871) Дарвин отмечал, что если люди появились как пчелы, то «вряд ли можно сомневаться в том, что наши незамужние женщины будут, как рабочие пчелы, считать священной обязанностью убивать своих братьев, а матери будут стремиться убить своих способных к размножению дочерей; и никто и не подумает вмешаться». Другими словами, мы, люди, — животные, но естественный отбор сформировал не только наши тела, но и нашу веру, наше фундаментальное чувство того, что правильно, а что нет. Один отчаявшийся викторианский рецензент «Происхождения человека» жалуется в «Эдинбург Ревью»: «Если эти взгляды правильные, неизбежна революция мысли, которая потрясет общество до основания, разрушив неприкосновенность сознания и религиозное чувство». Эта революция произошла давно. В конце XIX столетия Ницше объявил, что нет божественных обоснований человеческой нравственности: Бог мертв. И не нужна была социобиология, чтобы сказать нам это.

Даже те эволюционные биологи, которые восхищаются попытками Уилсона заложить фундамент детальной теории человеческой природы, сомневаются, будет ли иметь успех такое предприятие. Докинс, например, порицал «саму собой разумеющуюся враждебность» по отношению к социобиологии, выраженную Стивеном Гоулдом и другими склоняющимися влево учеными.
— Я думаю, что к Уилсону отнеслись ужасно, даже его коллеги по Гарварду, — сказал Докинс. — Так что если будут считать, кто за кого, то я позволю себе встать на сторону Уилсона.
Тем не менее Докинс не был уверен так, как Уилсон, в том, что «беспорядок человеческой жизни» может быть полностью понят наукой.
— Объяснять социобиологию — это как если бы использовать науку для объяснения или предсказывания точного курса молекулы воды, когда она идет по Ниагарскому водопаду. Вы не можете этого сделать, но вовсе не потому, что это фундаментально сложно. Это очень-очень запутано.
Я подозреваю, что сам Уилсон может сомневаться, станет ли социобиология такой всемогущей, как он когда-то верил. В конце «Социобиологии» он намекает, что область в конце концов придет к полной, окончательной теории человеческой природы.
«Чтобы бесконечно поддерживать виды, — писал Уилсон, — нам приходится идти к полному познанию, на уровне нейтронов и генов. Когда мы продвинемся до того, чтобы объяснить себя этими терминами, и общественные науки придут к полному расцвету, принять результат будет довольно сложно».

Лумсден признают «огромную трудность создания точного изображения генетического и культурного взаимодействия». Но они объявили, что способ справиться с этой трудностью — не продолжение «почетной традиции общественной теории, написанной как литературная критика», а создание строгой математической теории взаимодействия между генами и культурой. «Теория, которую мы хотим построить, — писали Уилсон и Лумсден, — будет включать систему связанных абстрактных процессов, выраженных как можно четче в форме ясных и определенных математических структур, которые переводят процессы назад в реальный мир сенсорного опыта».
Книги, написанные Уилсоном в соавторстве с Лумсденом, были приняты не так хорошо, как «Социобиология». Один критик недавно назвал их взгляд на человеческую природу «мрачно механическим» и «упрощенным». Тем не менее во время нашего интервью Уилсон сильнее, чем когда-либо раньше, настаивал на перспективах социобиологии. Соглашаясь, что в семидесятые годы его предложения имели очень слабую поддержку, он утверждал, что «сегодня существует гораздо больше доказательств» того, что многие человеческие черты — от гомосексуальности до робости — имеют генетическую основу; шаги вперед в медицинской генетике также дали объяснения поведения человека, более приемлемые для ученых, чем для простых людей. Социобиология расцвела не только в Европе, где есть Социобиологическое общество, но и в США, сказал Уилсон; хотя многие ученые в США отвергают термин «социобиология» из-за его побочных политических оттенков, дисциплины, именуемые биокультурными науками, эволюционная психология и дарвиновское изучение человеческого поведения — это все веточки, растущие от ствола социобиологии.
Уилсон все еще был уверен, что социобиология в конце концов вберет в себя не только общественные науки, но и философию.

Социология станет по-настоящему научной дисциплиной, доказывал Уилсон, только в том случае, если она подчинится дарвиновской парадигме. Он отмечал, например, что война, ксенофобия, доминирование мужских особей и даже редкие проявления альтруизма — все может быть понято как адаптационное поведение, возникающее лишь из побуждения размножить наши гены. В будущем, предсказывал Уилсон, дальнейшее продвижение вперед в эволюционной теории, а также генетике и неврологии, позволит социобиологии объяснить все разнообразие человеческого поведения; социобиология в конце концов включит в себя не только социологию, но и психологию, и антропологию, и все «мягкие» общественные науки.

Когда Миллер в 1953 году проводил свой эксперимент, имеющий такое значение, большинство ученых все еще разделяли веру Дарвина в то, что протеины — наиболее вероятные кандидаты на роль самовоспроизводящихся молекул, поскольку думали, что протеины способны воспроизводиться и самоорганизовываться. После обнаружения того, что ДНК является основой генетической передачи и синтеза протеинов, многие исследователи стали отдавать предпочтение нуклеиновым кислотам, а не протеинам как первичным молекулам. Но в этом сценарии было огромное «но». ДНК не может делать ни протеины, ни копии себя без помощи каталитических протеинов, называемых ферментами. Этот факт повернул происхождение жизни к классической проблеме: «Что было раньше — курица или яйцо?» Так что было раньше — протеины или ДНК?
В «Приходе золотого века» Гюнтер Стент, наделенный даром предвидения, предположил, что эта головоломка может быть решена, если исследователи найдут самокопирующуюся молекулу, которая сама себе может служить катализатором. В начале восьмидесятых годов исследователи идентифицировали как раз такую молекулу — рибонуклеиновую кислоту, или РНК. Это молекулы, состоящие из одной нити и служащие помощниками ДНК в производстве протеинов. Эксперименты показали, что определенные типы РНК могут выступать как свои собственные ферменты, «разрезая» себя на две части и снова воссоединяясь. Если РНК может действовать как фермент, то она может быть способной копировать себя без помощи протеинов. РНК может служить и как ген, и как катализатор — курица и яйцо.
Но так называемая РНК-гипотеза имеет несколько проблем. РНК и ее компоненты трудно синтезировать при самых лучших условиях, в лаборатории, не говоря уже о вероятных предбиологических условиях. После того как РНК синтезирована, она может делать новые копии себя только при усиленной химической помощи со стороны ученого. Происхождение жизни «должно протекать в очень простых условиях, а не сугубо специальных», сказал Миллер. Он уверен, что путь РНК проложила какая-то более простая и, возможно, достаточно несходная молекула.
Линн Маргулис, например, сомневается, дадут ли исследования происхождения жизни тот простой, самодостаточный ответ, о котором мечтает Миллер.
— Я думаю, что это может быть правдой относительно причины рака, но не происхождения жизни, — сказала Маргулис. Жизнь, отметила она, возникла в сложных условиях окружающей среды. — У нас есть день и ночь, зима и лето, изменения температуры, изменения влажности. Эти вещи — исторические накопления. Биохимические системы — это фактически исторические накопления. Так что я не думаю, что кто-нибудь найдет действительный рецепт жизни: добавь воды, перемешай и получишь жизнь. Это не процесс, состоящий из одного шага. Это процесс накопления, который включает массу изменений. Самая маленькая бактерия, — подчеркнула она, — гораздо более похожа на человека, чем смеси химикатов Стенли Миллера, потому что у нее уже есть свойства этой системы. Так что перейти от бактерии к человеку — это меньший шаг, чем перейти от смеси аминокислот к этой бактерии.

Постоянной угрозой статус-кво в науке — И во всякой другой области человеческой деятельности — является желание новых поколений оставить свой след в мире. У общества тоже неутолимый аппетит к новому. Это в основном и определяет быструю смену стилей в искусстве, где изменение принимается ради изменения. Наука едва ли осталась неподвержена таким влияниям. Прерывистое равновесие Гоулда, «Гея» Маргулис и антихаос Кауффмана — все имели свою минуту славы. Но по очевидным причинам гораздо труднее добиться длительного изменения в науке, чем в искусстве. Успех науки возникает большей частью из ее консерватизма, настойчивости на высоких стандартах эффективности. Квантовая механика и теория относительности были настолько новы и удивительны, насколько можно было только желать. Но они получили всеобщее признание не потому, что дали интеллектуальный импульс, а потому что были эффективны: они точно предсказали результат экспериментов. Старые теории стары обоснованно. Они устойчивы и гибки. У них есть сверхъестественное соответствие реальности. Они даже могут быть Истиной.
Так называемые революционеры сталкиваются с другой проблемой. Научная культура когда-то была гораздо меньше и поэтому более подвержена быстрому изменению. Теперь она стала обширной интеллектуальной, социальной и политической бюрократией с соответствующей инертностью. Стюарт Кауффман во время одной из наших бесед сравнил консерватизм науки с консерватизмом биологической эволюции, в которой история жестоко сдерживает изменения. Не только наука, но и многие другие системы идей — и особенно с важными социальными последствиями — имеют тенденцию «стабилизироваться и замерзать» со временем, отметил Кауффман.