Сила в количестве
Меня не очень-то убедила скромная теория Фрэнка Вильчека, объясняющая, почему законы природы красивы. Если восприятие красоты стало развившимся в процессе эволюции ответом на успешную теорию, почему тогда так много физиков-теоретиков жалуются на уродливость Стандартной модели, самой успешной теории из всех? И почему они отыскивают красоту в неуспешных теориях вроде SU(5) – модели объединения? Признаю́: я нахожу объяснение Фрэнка симпатичным, но это не означает, что оно верно.
И в любом случае, если мы выучиваемся считать успешные теории красивыми, это не значит, что мы вправе использовать свое эстетическое чувство для разработки еще более успешных теорий; это значит лишь, что мы настроим еще больше таких же теорий. «Если бы законы не были красивы, мы бы их не обнаружили», – сказал Фрэнк. Вот именно это меня и тревожит. Я предпочла бы иметь уродливое объяснение, чем никакого вообще, но если Фрэнк прав, то мы можем никогда не найти более фундаментальную теорию, если она недостаточно красива.
«Позвольте, – возразите вы мне, – всегда были ученые, застрявшие на красивых, но неверных теориях. Ученые всегда напрасно осуждали своих коллег, которые позднее оказывались правы. Всегда было давление среды, всегда была конкуренция, всегда были предвзятость, шаблонное мышление, склонность выдавать желаемое за действительное, профессиональная самонадеянность. Но в итоге-то это ни на что не повлияло. Хорошие победили, плохие проиграли. Истина восторжествовала, прогресс продолжил идти вперед семимильными шагами. Наука, суки, работает[80]. Почему сейчас все должно быть иначе?»
Потому что наука изменилась. И продолжает меняться.
Больше ученых: Самое очевидное изменение состоит в том, что нас стало больше. Количество присуждаемых в США ученых степеней по физике с 1900 по 2012 год выросло примерно в сто раз – с 20 до 2000 степеней в год 123. Подобная же история произошла и с Американским физическим обществом: число членов выросло с 1200 человек в 1920 году до 51 000 в 2016-м. В Германии схожая статистика 124: членов Немецкого физического общества сейчас около 60 000, а в 1900 году было 145. Если судить по количеству авторов в литературе по физике, среднее по миру число физиков выросло даже стремительнее: примерно в 500 раз с 1920 по 2000 год 125.
Больше статей, у́же специализация: А большее число ученых плодит больше статей. В физике годовой прирост количества публикаций составляет 3,8–4,0 % с 1970 года, то есть их число удваивается примерно каждые 18 лет126. Что делает физику медленно растущей областью науки (признак зрелости).
В то время как общее число публикаций по физике выросло, они разбились на отдельные подобласти (недавнее исследование выявило десять основных), в каждой из которых ученые преимущественно ссылаются на статьи из той же подобласти 127. Наиболее высокая самоцитируемость наблюдается в ядерной физике и в физике элементарных частиц и полей. Большинство обсуждаемых в этой книге тем относится к этой последней подобласти.
Специализация, о которой свидетельствует самоцитируемая литература, повышает эффективность, но может препятствовать прогрессу128. В статье 2013 года, опубликованной в журнале Science, группа исследователей из США количественно оценила вероятности разных комбинаций тем, попадающихся в списках цитируемой литературы, и проанализировала корреляцию между наличием тех или иных комбинаций тем и шансами конкретной статьи стать «хитом» (при этом учитывался верхний 5-й процентиль цитирований)129. Ученые обнаружили положительную корреляцию между наличием маловероятных комбинаций в списках цитирований и последующей успешностью статьи. Впрочем, также отмечается, что доля статей с такими «нетрадиционными» комбинациями упала с 3,54 % в 1980-х годах до 2,67 % в 1990-х, «демонстрируя устойчивую и ярко выраженную тенденцию к консерватизму».
Больше коллабораций: Рост общего количества статей, как правило, сопровождается и увеличением числа авторов. Примечательно, однако, что количество статей на отдельно взятого автора в последнее время резко возросло: примерно с 0,8 на автора в год в начале 1990-х более чем вдвое по данным на 2010 год 130. Это потому, что физики стали публиковать совместные статьи больше, чем когда-либо. Среднее число авторов на статью выросло с 2,5 в начале 1980-х более чем вдвое по сравнению с сегодняшним днем. В то же время доля статей с одним автором упала: она была больше 30 %, а стала примерно 11 %131.
Меньше времени: Разделение труда до научной сферы еще не добралось. Хотя ученые специализируются на исследовательских проблемах, от них ожидают какой-то многостаночности: они должны обучать, осуществлять научное руководство, заведовать лабораториями, возглавлять группы, заседать в нескончаемых комиссиях, выступать на конференциях, организовывать конференции и – что самое главное – добывать гранты, чтобы шестеренки продолжали вращаться. И все это одновременно с проведением исследований и написанием статей. Опрос, проведенный журналом Nature в 2016 году, выявил, что на исследования научные сотрудники в среднем тратят лишь около 40 % своего времени 132.
Охота за деньгами отнимает особенно много времени. Исследование 2007 года показало, что преподаватели университетов в США и Европе тратят еще 40 % своих рабочих часов на подачу заявок на гранты 133. В области фундаментальных исследований процесс вдвойне выматывающий, поскольку сейчас частенько требуется провидеть будущий практический выход. Предсказать судьбу исследовательского проекта в основаниях физики обычно сложнее, чем провести само исследование.
Таким образом, никого, кто хоть раз подавал заявку на грант, не удивят результаты опросов среди научных сотрудников Великобритании и Австралии: ложь и преувеличения стали обычным делом при написании заявок. Участники опросов характеризовали свои описания значимости работы как «сплошной цирк» и «выдумки»134.
Меньше долгосрочного финансирования: Доля научных сотрудников на постоянных должностях в университетах падает, тогда как все больший процент исследователей наняты внештатно или на неполный рабочий день[81]. С 1974 по 2014 год доля научных сотрудников, нанятых в США на постоянные университетские должности на полный рабочий день, уменьшилась с 29 до 21,5 %. В то же самое время доля внештатников выросла с 24 до более чем 40 %. Опросы, проведенные Американской ассоциацией университетских профессоров, выявили, что отсутствие бесперебойной поддержки препятствует принятию на себя риска и долгосрочных обязательств при выборе исследовательских тем 135. В Германии ситуация аналогичная. В 2005 году 50 % научных сотрудников, нанятых на полный рабочий день, трудились по краткосрочным контрактам. К 2015 году их доля выросла до 58 %136.
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 нравиться и публиковаться, убивает новаторство: проще получить признание в уже известных областях и публиковаться по привычным темам, чем прорабатывать новые и необычные идеи 137.
Другое следствие потуг измерять влияние исследований – размывание национальных, региональных и институциональных различий, ведь показатели научной успешности преимущественно одни и те же всюду. Это означает, что сейчас научные сотрудники по всему миру пляшут под одну дудку.
Проще говоря, стало больше ученых, сотрудничающих друг с другом лучше, чем когда-либо, которые испытывают все возрастающее давление, связанное с необходимостью приносить результаты в специализированных подобластях при менее устойчивом финансовом положении в более короткие сроки. Что превратило научные сообщества в идеальную среду для процветания различных социальных явлений.
И вот вам моя скромная теория чего-то: ученые – люди. Люди подвержены влиянию тех сообществ, частью которых являются. Значит, и ученые подвержены влиянию тех сообществ, частью которых являются. Да, Нобелевская премия мне за это не светит. Но моя теория заставляет меня предположить, что законы природы красивы, ибо физики без устали твердят друг другу о красоте этих законов.
Давайте взглянем на это с другой стороны. Моя мама любит говорить, что «симметрия – это эстетика для тупых». А если я скажу вам, что поистине красивая фундаментальная теория хаотична, несимметрична? Неубедительно звучит? Но будет звучать все убедительнее каждый раз, как вы будете это слышать: исследования показывают, что мы считаем некое утверждение тем правдивее, чем чаще его слышим. Это зовется систематической ошибкой внимания, или эффектом знакомства с объектом. Интересно (или удручающе, в зависимости от вашего отношения), что этот эффект имеет место, даже если утверждение повторяет один и тот же человек 138. На самом деле хаос куда красивее, чем жесткие симметрии. Вы еще не прониклись этим утверждением?
Однако физики сегодня не рассуждают о влиянии, оказываемом на их мнение общими верованиями. Хуже того, обосновывая свои взгляды, они подчас ссылаются на популярность вместо научных доводов – как Джудиче, который упомянул некое «коллективное движение», лежащее в основе тренда на естественность. Или Леонард Сасскинд, заявивший в интервью 2015 года следующее: «…Почти все теоретики, работающие в области физики высоких энергий, убеждены в том, что необходимы своего рода дополнительные измерения, чтобы объяснить сложность элементарных частиц»