CC BY
16
ISSN 2687-0770 BULLETIN OF HIGHER EDUCATIONAL INSTITUTIONS. NORTH CAUCASUS REGION. SOCIAL SCIENCE. 2020. No. 4
УДК 167.7
doi 10.18522/2687-0770-2020-4-15-20
О ТВОРЧЕСТВЕ В ФИЗИКЕ И ПЕРСПЕКТИВАХ КОЛЛЕКТИВНОЙ НАУЧНОЙ РАБОТЫ
© 2020 г. В.Г. Буданов а
а Институт философии РАН, Москва, Россия
ABOUT CREATIVITY IN PHYSICS AND PROSPECTS FOR COLLECTIVE SCIENTIFIC WORK
V.G. Budanov а
а Institute of Philosophy, Russian Academy of Sciences, Moscow, Russia
Буданов Владимир Григорьевич -кандидат физико-математических наук, доктор философских наук, главный научный сотрудник, руководитель сектора междисциплинарных проблем научно-технического развития, Институт философии РАН,
ул. Гончарная, 12, стр. 1, г. Москва, 109240, Россия. E-mail: budsyn@yandex.ru
Vladimir G. Budanov -
Candidate of Physics and Mathematics, Doctor of Philosophy, Main Researcher, Head of the Department of Interdisciplinary Problems in the Advance of Science and Technology, Institute of Philosophy, Russian Academy of Sciences, Goncharnaya Str., 12, build. 1, Moscow, 109240, Russia. E-mail: budsyn@yandex.ru
Решение многих задач в работе над сложными проблемами требует коллективных усилий, в том числе и в междисциплинарных проектах. Здесь возникают два типа проблем, одна из которых связана с выработкой особой методологии и общего междисциплинарного понятийного и функционального языка общения разных дисциплин, чему способствует использование языков математики, системного подхода и синергетики, но не только; второй же проблемой коллективного творчества является выработка единого совместного стиля генерации новой информации, который в большой степени связан с неявным знанием, рождающимся в научных школах. Поэтому мы рассматриваем научные школы теоретической физики и большие сообщества ме-гапроектов и интеллектуальных мегамашин в физике высоких энергий, в первую очередь на примере «золотого века» истории российской науки 80-х гг. прошлого века в Протвино. Их связь с социальным климатом, политическими ожиданиями, мировоззрением ученых, формированием физика в процессе образования и жизни в научном коллективе. Международные тренды коллективного творчества и национальные особенности существования научных школ обсуждаются в контексте международного мегапроекта по созданию Стандартной модели физики элементарных частиц. Рассмотрены три типа теоретизирования, которые восходят еще к творцам науки нового времени, но воспроизводятся в каждой эпохе, в каждом очередном международном мегапроекте. Они базируются на различных формах и сочетаниях доминирования формально-логического и эмпирического мышления. Ставится вопрос о перспективах теоретических исследований в цифровую эпоху искусственного интеллекта.
Ключевые слова: теоретическая физика, научная школа, мегапроект, стандартная модель, физика высоких энергий, математизация, интеллектуальная мегамашина.
Solving many challenges in dealing with complexity requires a collective effort, including in interdisciplinary projects. Two types ofproblems arise here, one of which is associated with the development of a special methodology and a general interdisciplinary conceptual and functional language of communication between different disciplines, which is facilitated by the use of the languages of mathematics, the systems approach and synergetics, but not only; the second problem of collective creativity is the development of a unified joint style of generating new information, which is largely associated with the implicit knowledge that is born in scientific schools. In this regard, we consider the scientific schools of theoretical physics and large communities of mega-projects and intelligent mega-machines in high-energy physics, primarily using the example of the "Golden Age " of the history of Russian science in the 80s of the last century in Prot-vino. Their connection with the social climate, political expectations, the worldview of scientists, the formation of a physicist in the process of education and life in a research team is considered. International trends in collective creativity and national features of the existence of scientific schools are discussed in the context of an international mega-project to create a standard model of elementary particle physics. Three types of theorizing are considered, which date back to the creators of modern science, but are reproduced in each era, in each successive international mega-project. They are
ISSN 2687-0770 BULLETIN OF HIGHER EDUCATIONAL INSTITUTIONS. NORTH CAUCASUS REGION. SOCIAL SCIENCE. 2020. No. 4
based on various forms and combinations of the dominance offormal-logical and empirical thinking. The question about the prospects for theoretical research in the digital era of artificial intelligence is raised.
Keywords: theoretical physics, scientific school, mega-project, standard model, high energy physics, mathemati-zation, intelligent mega-machine.
Коллективный разум, коллективный субъект, коллективное творчество становятся мэйнстри-мом современной методологии и эпистемологии, который возник в ответ на вызовы глобального сетевого общества, фантастических достижений искусственного интеллекта и необходимости понять и освоить когнитивную нишу человечества в эпоху цифровизации. Для этих целей, на наш взгляд, совершенно необходимо изучить опыт интеллектуальной работы в области теоретической физики, ее научных школ и проектных сообществ.
Физику совершенно не случайно считают самой теоретизированной наукой, ее предметом является природа, поначалу в наиболее доступных нашим органам чувств формах своего проявления. Ее наблюдения и эксперименты наиболее наглядны и легко воспроизводимы, что позволяет нашему воображению ставить мысленные эксперименты и строго анализировать научные факты. Неудивительно, что физика со времен Аристотеля служила образцом для построения технических инженерных знаний, но после триумфа ньютоновой механики и теории тяготения она становится почти до конца XIX в. идеалом и для молодых социальных и гуманитарных наук. Подчеркнем, что механическая картина мира по сей день остается самой наглядной из всех форм представления реальности для обыденного сознания. Именно физика стала основой программы первых двух волн позитивизма, а рождение неклассической физики начала ХХ в. позволило Т. Куну убедительно выстроить концепцию парадигмальных революций [1]. Концепции постнеклассической науки и методологии В.С. Степина также родились на поприще изучения истории и методологии физики, в том числе современной. Будучи сам хорошим физиком, Степин сумел перенести (совместно с В.Г. Гороховым) эти концепции на науки технические, а затем и науки об обществе [2].
Любовь к физике просыпается последней лишь в старших классах, и это не случайно, если не говорить о гуманитарных предпочтениях. Изначальный интерес к первой природе возникает еще в дошкольном возрасте, когда удивление перед жизнью порождает магическую, ре-
цептурную форму сознания ребенка и желание материального творчества: все пробовать, все мастерить, во все играть - так рождается росток будущего технического творчества малыша и его художественного восприятия мира. Примерно с пятого класса когнитивные карты школьника созрели для усвоения категориального мышления и серьезного изучения математики, это новые миры абстрактных понятий и образов, красота чистых эйдесов математики не оставит вас равнодушным, если вам повезло с учителем. Наконец, физика может очаровать вас к восьмому классу лишь если вы полюбили математику и не утратили интерес к окружающей природе и технике. По словам Г. Галилея, книга природы пишется языком математики. Именно тогда и рождается впервые в этом сплаве природно-образного и формально-абстрактного теоретическая картина мира в головах тех ребят, кто не отдал себя беззаветно искусству, технике или математике на более ранних этапах обучения, и кому, опять же, повезло с хорошим физиком в школе. Таким образом, физиков, особенно физиков-теоретиков много не бывает, это штучный товар, и их подготовка требует особых условий научных школ и традиций, которые складываются не одно поколение. Например, Германия и Япония так и не смогли восстановить свой теоретический потенциал в полной мере после поражения во Второй мировой войне. Американцы не стремятся создавать культ физики в школе, известных ученых предпочитают переманивать на хорошие позиции и присуждать им нобелевские премии уже как американцам в первом поколении. Еще в 90-х гг. нобелевский лауреат по физике Ч. Ли рассказывал нам, что в американских университетах физику учат китайцы, а преподают русские профессора. Сегодня это могут быть и другие нации, но американцы предпочитают идти в финансовые сферы и юриспруденцию, но не в науку.
Наука как социальный институт сопряжена со многими формами других социально-экономических практик и процессов, таких как фундаментальные и прикладные исследования, образование, техника и технологии, производство, инженерия, эксплуатация, проектирование, торговля, бизнес, военные разработки, иннова-
ISSN 2687-0770 BULLETIN OF HIGHER EDUCATIONAL INSTITUTIONS. NORTH CAUCASUS REGION. SOCIAL SCIENCE. 2020. No. 4
тика, космос и т.д. Тем самым этос научной работы, стили коммуникации и организации науки существенно зависят от места ее социальной и исторической прописки, зачастую сильно искажая классические идеалы и нормы научной деятельности, создавая конфликтные зоны в поле научных исследований и разработок.
Казарменная форма работы с жестким планированием, высокой степенью секретности и мобилизованности времен бериевских «шарашек» по созданию атомной бомбы совершенно не похожа на жизнь сообщества ученых ЦЕРНа или Силиконовой долины, где созданы максимально свободные и комфортные условия быта, творчества и коммуникации. Эти два полюса жесткого планирования исследований, гонки за результатом любой ценой, с одной стороны, и свободной самоорганизации самозаказа в научном творчестве личности и коллектива - с другой, задают края спектра возможных стилей реализации научных исследований и разработок. Корпоративная и грантовая система ближе к жесткому планированию, в то время как свободный поиск характерен для многих академических подходов.
Мне конечно знакомы перечисленные формы коллективного взаимодействия, поскольку я с отличием окончил физический факультет МГУ, аспирантуру теоретического отдела Института физики высоких энергий (Протвино), защитил первую диссертацию по основаниям квантовой теории, многие годы преподавал физику и естествознание инженерам и гуманитариям, после сорока лет занялся философией науки и защитил докторскую диссертацию по методологии постнеклассической науки и синергетики, работал в научных проектах физиков-теоретиков и технарей, философов и междисциплинарных сообществ. Но в этой работе я хотел бы остановиться на трех формах - стилях научных школ в теоретической физике, мегапроектах и мегама-шинах в физике высоких энергий.
Напомню знаменитое выражение П.Л. Капицы о том, что основное в руководстве учеными -это не мешать им работать [3]. Тем самым роль самоорганизации и творческая свобода очень ценились преемником Э. Резерфорда, основателем нашего Физтеха и Нобелевским лауреатом как главное условие создания эффективного труда ученых. Дух свободы до сих пор царит во многих отделах и лабораториях теоретической физики по всему миру уже на протяжении более века, создавая креативную среду, ту самую рес-
публику ученых, о которой не сможешь забыть, если был к ней причастен со студенческих лет, в которой ты становился на крыло первых научных взлетов и разочарований, откровений о методе и предмете, который оказывается совсем не так прост и понятен, как пишут в учебниках. Здесь ты приобщаешься к неявным знаниям мэтров, получая инициацию красоты и парадоксальности их стилей мышления, соперничаешь со сверстниками в скорости и выносливости в решении задач, учишься доносить свои мысли коллегам и выдерживать натиск критики и непонимания, но главное взаимно обогащаться в бесконечных разговорах о главном, о научной истине, которая стоит выше амбиций и личных отношений.
Мне посчастливилось работать в этой среде более десяти лет во времена «бури и натиска» 70-80-х гг., когда исследования в физике элементарных частиц и квантовой теории поля шли столь широким фронтом, что абдукция была непрерывной игрой по построению возможных миров самой различной природы, размерности и свойств, когда никому не дано было знать, что может пригодиться для построения полной стандартной модели, и любые фантазии и химеры обсуждались со вниманием, а вдруг! Здесь были аксиоматическая теория поля, Б-матричный подход и феноменология реджистики, кварк-глюонная плазма и теория струн в самых разных размерностях, квантование солитонов и инстан-тонов вакуума, проблемы калибровочных полей, квантовой гравитации, инфляционной Вселенной и т.д.
Тогда был предложен общий абрис кварк-лептонной структуры Стандартной модели, скрепленной калибровочными полями всех типов взаимодействий (кроме гравитации). Эта модель Салама - Вайнберга - Глэшоу именно тогда стала получать свое активное подтверждение, были обнаружены С и В кварки, промежуточный '-бозон электрослабых взаимодействий, завершение марафона связано с открытием последней компоненты модели - Н-бозона Хиггса лишь в 2012 г. в ЦЕРНе. Международным центром общения теоретиков со всего мира на короткое время стало Протвино, ведь там уже существовал авторитетный научный институт и современный мощный ускоритель, но было начато строительство нового, самого мощного в мире ускорителя. Это был «золотой век» нашей физики высоких энергий, подаривший науке многие глубокие идеи и классиков
ISSN 2687-0770 BULLETIN OF HIGHER EDUCATIONAL INSTITUTIONS. NORTH CAUCASUS REGION. SOCIAL SCIENCE. 2020. No. 4
квантовой теории мирового уровня, таких как Л.Д. Фадеев, А.А. Славнов, А.М. Поляков, В.Н. Грибов, Л.Б. Окунь, А.Д. Линде, Д.В. Шир-ков, А.Н. Тавхелидзе, А.Б. Замолодчиков и других [4, 5]. Именно этот оптимистичный образ научного парадиза я и застал в Протвино. Финансирование было почти неограниченным, в моде было наведение мостов с учеными США по проблемам ядерного разоружения и фундаментальной науки, а позднее моделям «Ядерной зимы» Н.Н.Моисеева и К.Сагана [6]. Директор Института физики высоких энергий академик А.А. Логунов был крупным физиком-теоретиком, авторитетным членом ЦК КПСС и неустанно напоминал руководству страны о возможностях прорыва в физике микромира соизмеримых с созданием ядерной бомбы. Он умело блефовал, намекая на перспективы квар-ковой бомбы на страницах газеты «Правда», опирался на авторитетных творцов нашего ядерного щита, и деньги давали. Закончилось все стремительно, как и многое для России, с безвременьем 90-х, утратой научного финансирования и исходом многих теоретиков за границу, а экспериментаторов - в международные коллаборации [6].
В работе масштабных конференций и дискуссий того времени бросались в глаза различия трех школ, трех стилей теоретизирования. Первая школа может быть соотнесена с традициями научной школы Л.Д. Ландау и В.Л. Гинзбурга, в которой можно было заметить высокий уровень почитания мнения авторитетов школы и довольно жесткое подавление альтернативных их мэйнстриму точек зрения, высокий уровень эвристики и соотносимость своих моделей с реальными экспериментами. Второй полюс составляла школа учеников и последователей Н.Н. Боголюбова, классика аксиоматических методов и строгих мат-физических подходов в описании реальности [4]. Здесь доминировала красота и лаконичность построений, иногда вне всякой связи с реальными экспериментами, авторитет был не так важен, важен был строго доказанный результат, объяснение эксперимента не являлось для них самоцелью. Эти школы хорошо дополняли друг друга, хотя их представители и недолюбливали стиль оппонентов, часто ревнуя к успехам друг друга.
Третий полюс составляли многие выдающиеся математики, которые со времен создания теории относительности и квантовой теории вдохновлялись образами физики, например, в
первой половине века - это великие А. Пуанкаре, Г. Вейль, Е. Вигнер, Дж. фон Нейман, позже Ч. Янг и Р. Миллс, далее М.Гелман - основатель теории кварков, в обсуждаемое мною время, Ю.И. Манин, С.П. Новиков, Л.Д. Фадеев; сегодня идеи Э. Калаби и Ш. Яу, как идеология теории суперструн [7]. Их неожиданные откровения и результаты у физиков всегда вызывали большой интерес и пробуждали надежду на появление прорывных методов и концепций для решения своих проблем. Именно так было с полной классификацией вакуумных решений -инстантонов В.Г. Дринфельдом и Ю.И. Мани-ным в начале 80-х, а Дж. фон Нейман фактически завершил формализм квантовой механики на рубеже 30-х гг., разрешив непримиримый спор В. Гайзенберга и Э. Шредингера о реалистичности авторских формулировок квантовой механики [8]. Сразу разобраться в новой теории физики не могли, и это вызывало ощущения дара свыше от посланцев вселенского разума, отсюда особый пиетет к братьям-мастерам абстрактного искусства математики.
Впрочем, в скором времени физики-теоретики осваивали новый подход, а математики шли искать другое поприще своих приложений в совершенно иных областях науки. Математики, приходящие в физику со стороны, обычно были уже известными профессионалами и, как правило, не создавали своих школ, исключением, пожалуй, станет Е. Вигнер, создавший целое направление приложений теории групп в квантовой физике [9]. Огрубляя положение вещей, можно сказать, что среди теоретиков существуют три страты: теоретики-экспериментаторы, по духу близкие Г. Галилею; теоретики-теоретики, наследующие метод Ньютона; и теоретики-консультанты по вызову от математики или миссионеры, наверное, здесь по стилю ближе всех образ Р. Декарта и А. Пуанкаре. Сегодня стили школ совершенно перемешались и в каждой из них можно встретить представителей всех трех стилей теоретизирования.
В заключение отметим, что создание Стандартной модели физики элементарных частиц является Мегапроектом длиной более полувека, от создания теории калибровочных полей Янга -Милса и идеи спонтанного нарушения вакуума до его триумфального завершения в начале 2010-х гг. с открытием бозона Хиггса. Стандартная модель за многие десятилетия создала Суперсубъект-Мегамашину человеческого ин-
ISSN 2687-0770 BULLETIN OF HIGHER EDUCATIONAL INSTITUTIONS. NORTH CAUCASUS REGION. SOCIAL SCIENCE. 2020. No. 4
теллекта, международного сообщества тысяч теоретиков и экспериментаторов, которые двигались к целостной картине микромира часто на ощупь, как говорил С. Вайнберг, это напоминало восхождение на Эверест в тумане, хотя все верили, что вершина существует, и иногда ее очертания приоткрывались в прозрениях теоретиков и успехах экспериментаторов [10]. Этот мегапроект всегда был открытым и международным, пока не начали разваливать международные коллаборации через санкции против России.
Он всегда был сетевым, задействовал мощности систем ГРИД и распределенных вычислений, он не подвластен эпидемическим барьерам, так как физики давно в коллаборациях работают в аутсорсинге. Крайне важно, что этот Мегапро-ект дает человечеству новые формы работы коллективного интеллекта будущего, как в технологическом, так и в этическом аспектах. Сейчас мы понимаем, что человечество близко к ресурсной границе познаваемости мира в силу конечности наших энергетических возможностей, о чем почти сто лет назад писал Е. Вигнер [11], и важно не утратить этот интеллектуальный и организационный потенциал человеческой Мегамашины физики, перенаправив его на решение новых сверхзадач цивилизации. Отдельными вопросами для исследования, к которым мы надеемся вернуться, являются: насколько искусственный интеллект способен решать задачи, требующие коллективного сознания; в чем перспективы гибридных систем в продвижении коллективного интеллекта; что привнесет квантовый компьютинг в эту область?
Литература
1. Степин В.С. Теоретическое знание (структура, историческая эволюция). М. : Прогресс-Традиция, 2003. 743 с.
2. О великих революциях в науке, критериях постнеклассики, истине и нравственности и сохранении жизни на Земле / Беседа В.Г. Буданова и В.С. Степина. URL: http://oralhistory.ru/talks/orh-1434 (дата обращения: 30.10.2020).
3. Капица П.Л. Эксперимент. Теория. Практика. М. : Наука, 1981. 495 с.
4. О школе Боголюбова, золотом веке Института физики высоких энергий, несбывшихся надеждах и будущем российской физики / Беседа В.Г. Буданова с
В.И. Савриным. URL: http://oralhistory.ru/talks/orh-1471 (дата обращения: 30.10.2020).
5. Моисеев Н.Н. Изучение биосферы с помощью машинных экспериментов. Оценка последствий ядерной войны // Экология человечества глазами математика (Человек, природа и будущее цивилизации). М. : Молодая гвардия, 1988. 254 с.
6. О границах познаваемости природы, революции в физике и «утечке мозгов» / Беседа В.Г. Буданова с В.А. Рубаковым. URL: http:// oralhistory.ru/ talks/orh-1513 (дата обращения: 30.10.2020).
7. Грин Б. Элегантная Вселенная. Суперструны, скрытые размерности и поиски окончательной теории / пер. с англ., общ. ред. В. О. Малышенко. М. : Едиториал УРСС, 2004. 288 с.
8. Нейман Дж. Математические основы квантовой механики. М. : Наука, 1964. 367 с.
9. Вигнер Е. Теория групп и её приложения к квантово-механической теории атомных спектров. М. : Изд-во иностр. лит-ры, 1961. 444 с.
10. Вайнберг С. Объясняя мир. Истоки современной науки. М. : Альпина нон-фикшн, 2016. 474 с.
11. Вигнер Е. Этюды о симметрии. М. : Мир, 1971. 319 с.
References
1. Stepin V.S. (2003). Theoretical knowledge (structure, historical evolution). Moscow, Progress-Tradititsiya Publ., 743 p. (in Russian).
2. About the great revolutions in science, the criteria of post-nonclassics, truth and morality and the preservation of life on Earth. Conversation of V.G. Budanov with V.S. Stepin. Available at: http://oralhistory.ru/talks/orh-1434 (accessed October 30, 2020). (in Russian).
3. Kapitsa P.L. (1981). Experiment. Theory. Practice. Moscow, Nauka Publ., 495 p. (in Russian).
4. About the Bogolyubov's school, the Golden Age of the Institute of High Energy Physics, unfulfilled hopes and the future of Russian physics. Conversation of V.G. Budanov with V.I. Savrin. Available at: http:// oralhistory.ru/talks/orh-1471 (accessed October 30, 2020). (in Russian).
5. Moiseev N.N. (1988). Study of the biosphere using machine experiments. Assessment of the consequences of nuclear war. Ecology of mankind through the eyes of a mathematician (Man, nature and the future of civilization). Moscow, Molodaya gvardiya Publ., 254 p. (in Russian).
6. About the limits of cognizability of nature, revolutions in physics and "brain drain". Conversation of V.G. Budanov with V.A. Rubakov. Available at: http:// oralhistory.ru/talks/orh-1513 (accessed October 30, 2020). (in Russian).
ISSN 2687-0770 BULLETIN OF HIGHER EDUCATIONAL INSTITUTIONS. NORTH CAUCASUS REGION. SOCIAL SCIENCE. 2020. No. 4
7. Green B. (2004). Elegant Universe. Super-strings, hidden dimensions and the quest for the ultimate theory. Tr. from English, V.O. Malyshenko (Ed.). Moscow, Editorial URSS Publ., 288 p. (in Russian).
8. Neiman J. (1964). Mathematical foundations of quantum mechanics. Moscow, Nauka Publ., 367 p. (in Russian).
9. Wigner E. (1961). Group theory and its applications to the quantum mechanical theory of atomic spectra. Moscow, Foreign Literature Publishing House, 444 p. (in Russian).
10. Weinberg S. (2016). Explaining the world. The origins of modern science. Moscow, Alpina non-fiction Publ., 474 p. (in Russian).
11. Wigner E. (1971). Symmetry studies. Moscow, Mir Publ., 319 p. (in Russian).
Поступила в редакцию / Received 30 октября 2020 г. / October 30, 2020
