Удивляющая реальность

Олег Верходанов (sed.sao.ru/~vo)
Олег Вер­хо­да­нов (sed.sao.ru/~vo)

Сра­зу сле­ду­ет при­знать­ся, что вот так про­сто сесть, про­честь тол­стую (542 стр.) науч­но-попу­ляр­ную кни­гу извест­но­го авто­ра, про­фес­со­ра мате­ма­ти­ки Иэна Стю­ар­та и после это­го напи­сать отзыв для меня дело не то, что­бы нетри­ви­аль­ное, но доволь­но необыч­ное…

И это­му тек­сту, есте­ствен­но, пред­ше­ство­ва­ло мно­же­ство раз­го­во­ров с раз­ны­ми спе­ци­а­ли­ста­ми — как с мате­ма­ти­ка­ми, так и с кол­ле­га­ми-аст­ро­фи­зи­ка­ми. Обсуж­да­е­мые темы каса­лись не толь­ко уров­ня попу­ляр­но­сти, на кото­ром авто­ру пред­по­чти­тель­нее пред­став­лять подоб­ный мате­ри­ал, но вопро­са о том, сто­и­ло ли вооб­ще в кни­ге подроб­но оста­нав­ли­вать­ся на аль­тер­на­тив­ных моде­лях, не отра­жа­ю­щих пол­но совре­мен­ные резуль­та­ты высо­ко­точ­ных аст­ро­но­ми­че­ских наблю­де­ний. И вооб­ще: может ли уче­ный из дру­гой обла­сти нау­ки, хотя бы и точ­ной, обсуж­дать и сомне­вать­ся в совре­мен­ных зна­ни­ях из обла­сти аст­ро­фи­зи­ки и кос­мо­ло­гии? И, дабы не нагне­тать ненуж­ной интри­ги, сра­зу отве­чу на основ­ной вопрос потен­ци­аль­ных чита­те­лей: сто́ит ли читать эту кни­гу? Да, сто́ит.

Стюарт И. Математика космоса. Как современная наука расшифровывает Вселенную. — М.: Альпина нон-фикшн, 2018. Пер. с англ. Н. Лисовой (Ian Stewart, “Calculating the Cosmos: How Mathematics Unveils the Universe” (2016)). Издание подготовлено в партнерстве с Фондом некоммерческих инициатив «Траектория». alpinabook.ru/catalog/PopularScience/407109/
Стю­арт И. Мате­ма­ти­ка кос­мо­са. Как совре­мен­ная нау­ка рас­шиф­ро­вы­ва­ет Все­лен­ную. — М.: Аль­пи­на нон-фикшн, 2018. Пер. с англ. Н. Лисо­вой (Ian Stewart, “Calculating the Cosmos: How Mathematics Unveils the Universe” (2016)). Изда­ние под­го­тов­ле­но в парт­нер­стве с Фон­дом неком­мер­че­ских ини­ци­а­тив «Тра­ек­то­рия». alpinabook.ru/catalog/PopularScience/407109/

Вопро­сы, свя­зан­ные c содер­жа­ни­ем отдель­ных глав, на самом деле каса­ют­ся несколь­ких суще­ствен­ных момен­тов науч­ной и науч­но-попу­ля­ри­за­тор­ской дея­тель­но­сти. Пер­вое: дей­стви­тель­но ли то, что сей­час счи­та­ет­ся хоро­шо изу­чен­ным, так­же ясно пред­став­ля­ет­ся спе­ци­а­ли­стам из дру­гой обла­сти? То есть могут ли они уви­деть сомни­тель­ные эле­мен­ты не в дан­ных, а имен­но в логи­ке тео­ре­ти­че­ских рас­суж­де­ний и интер­пре­та­ции наблю­де­ний? Вто­рое: может ли мате­ма­тик, извест­ный уче­ный-попу­ля­ри­за­тор, писать о дру­гой, пусть и есте­ствен­но­на­уч­ной обла­сти и остав­лять едкие заме­ча­ния, как это дела­ет Иэн Стю­арт о неко­то­рых фун­да­мен­таль­ных резуль­та­тах совре­мен­ных аст­ро­фи­зи­ки и кос­мо­ло­гии? И тре­тье: как вооб­ще нуж­но пре­под­но­сить обще­ству важ­ные резуль­та­ты, что­бы они были, с одной сто­ро­ны, инте­рес­ны и понят­ны, а с дру­гой — что­бы авто­ра попу­ляр­но­го тек­ста не посчи­та­ли про­фа­ном в дан­ной обла­сти?

Нач­нем с авто­ра. Кто такой Иэн Стю­арт? Это дей­стви­тель­но выда­ю­щий­ся (а не про­сто извест­ный) попу­ля­ри­за­тор мате­ма­ти­ки, про­фес­сор Уорик­ско­го уни­вер­си­те­та (Вели­ко­бри­та­ния).

Он явля­ет­ся авто­ром десят­ков науч­но-попу­ляр­ных ста­тей, пяти учеб­ни­ков по мате­ма­ти­ке, в том чис­ле и по тео­рии ката­строф, кото­рая свя­за­на с неко­то­ры­ми гла­ва­ми обсуж­да­е­мой кни­ги. Кро­ме того, Иэн Стю­арт пишет в соав­тор­стве с Дже­ком Коэном науч­но-фан­та­сти­че­ские рома­ны. Сре­ди извест­ных работ Стю­ар­та есть и мно­го пуб­ли­ци­сти­че­ских ста­тей о мате­ма­ти­че­ских про­бле­мах в раз­ных обла­стях нау­ки.

Любо­пыт­ным тво­ре­ни­ем Иэна Стю­ар­та вме­сте с Тер­ри Прат­чет­том и Дже­ком Коэном пред­став­ля­ет­ся кни­га «Нау­ка Плос­ко­го мира», содер­жа­щая науч­ное обсуж­де­ние собы­тий в уто­пи­че­ской все­лен­ной «Плос­ко­го мира» Тер­ри Прат­чет­та, опи­сан­ных им более чем в соро­ка про­из­ве­де­ни­ях.

Кни­га «Мате­ма­ти­ка кос­мо­са» про­дол­жа­ет серию ста­тей и книг Стю­ар­та о зна­чи­мо­сти мате­ма­ти­ки в раз­ных обла­стях зна­ния. Объ­ем глав и их направ­лен­ность, конеч­но же, отра­жа­ют лич­ные инте­ре­сы авто­ра — спе­ци­а­ли­ста по дина­ми­че­ским нели­ней­ным систе­мам и тео­рии хао­са. Чуть боль­ше поло­ви­ны кни­ги (десять глав плюс вклю­че­ния в дру­гих гла­вах, опи­сы­ва­ю­щих, ска­жем, дина­ми­ку галак­тик) посвя­ще­но раз­лич­ным вопро­сам небес­ной меха­ни­ки, кото­рую мож­но рас­смат­ри­вать как область мате­ма­ти­ки. При­чем область, близ­кую к иссле­до­ва­ни­ям само­го авто­ра в тео­рии хао­са и нели­ней­ной дина­ми­ке. Сам стиль изло­же­ния в этих гла­вах отли­ча­ет­ся от клас­си­че­ско­го в учеб­ни­ках по небес­ной меха­ни­ке, с кото­рым мы встре­ча­ем­ся в уни­вер­си­тет­ских кур­сах по общей аст­ро­но­мии.

Автор пока­за­тель­но избе­га­ет фор­мул, а когда они тре­бу­ют­ся для пояс­не­ния вза­и­мо­дей­ствия меж­ду тела­ми, то опи­сы­ва­ет про­цес­сы бук­валь­но на паль­цах. На мой взгляд, про­стей­шие фор­му­лы вро­де зако­на все­мир­но­го тяго­те­ния Нью­то­на, мож­но было бы, конеч­но, вве­сти в текст кни­ги. Это бы не отпуг­ну­ло потен­ци­аль­но­го чита­те­ля, а про­де­мон­стри­ро­ва­ло бы ему кра­со­ту зако­нов при­ро­ды. Гла­вы, посвя­щен­ные опи­са­нию вза­и­мо­дей­ствий небес­ных тел, поз­во­ля­ют чита­те­лю разо­брать­ся с кра­си­вой тео­ри­ей резо­нан­сов, объ­яс­ня­ю­щей вза­и­мо­по­ло­же­ния пла­нет и их спут­ни­ков, а так­же то, каким обра­зом неко­то­рые асте­ро­и­ды и коме­ты неожи­дан­но меня­ют свои тра­ек­то­рии. Автор пока­зы­ва­ет, как орга­ни­зу­ют­ся хао­ти­че­ские орби­ты малых пла­нет и спут­ни­ков. В про­дол­же­нии темы заин­те­ре­со­ван­ные чита­те­ли най­дут в этих гла­вах ссыл­ки и на наших сооте­че­ствен­ни­ков — выда­ю­щих­ся уче­ных А. М. Ляпу­но­ва, А. Н. Коло­мо­го­ро­ва, В. И. Арноль­да, кото­рые раз­ви­ва­ли близ­кие обла­сти мате­ма­ти­ки.

Почти все попу­ляр­ные совре­мен­ные кни­ги о кос­мо­се не могут избе­жать вол­ну­ю­ще­го рас­ска­за о свой­ствах про­стран­ства-вре­ме­ни, о чер­ных дырах, тем­ной мате­рии и тем­ной энер­гии, о про­ис­хож­де­нии жиз­ни и тон­кой «настрой­ке» Все­лен­ной (вспом­ним антроп­ный прин­цип), о воз­ник­но­ве­нии само­го наше­го мира и рас­суж­де­ний о Муль­ти­все­лен­ной.

Есте­ствен­но, любое иссле­до­ва­ние в обла­сти физи­ки вклю­ча­ет мате­ма­ти­че­ский ана­лиз дан­ных изме­ре­ний и их тео­ре­ти­че­скую интер­пре­та­цию, часто пред­став­лен­ную в виде ана­ли­ти­че­ских фор­мул. И автор зако­но­мер­но рас­смат­ри­ва­ет иссле­до­ва­ния в обла­сти аст­ро­фи­зи­ки и кос­мо­ло­гии как при­ме­не­ние раз­но­об­раз­ных мате­ма­ти­че­ских мето­дов.

Уже в 12-й гла­ве, где обсуж­да­ет­ся обра­зо­ва­ние струк­ту­ры спи­раль­ных галак­тик, рас­смот­ре­но несколь­ко вари­ан­тов их фор­ми­ро­ва­ния, вклю­чая аль­тер­на­тив­ные, напри­мер опи­ра­ю­щи­е­ся на скач­ки плот­но­сти в меж­звездной сре­де. На самом деле Иэн Стю­арт c удо­воль­стви­ем рас­смат­ри­ва­ет аль­тер­на­тив­ные моде­ли раз­лич­ных объ­ек­тов и вооб­ще Все­лен­ной, насла­жда­ясь имен­но мате­ма­ти­че­ски­ми постро­е­ни­я­ми. Здесь, конеч­но, есть минус. Мы, дей­стви­тель­но, можем иметь кра­си­вое мате­ма­ти­че­ское опи­са­ние и реше­ние кос­мо­ло­ги­че­ской зада­чи, но оно может вовсе не иметь отно­ше­ния к новым дан­ным, точ­нее отра­жа­ю­щим реаль­ность. В этом плане Стю­ар­ту бли­зок дру­гой мате­ма­тик, внес­ший, кста­ти, боль­шой вклад в тео­рию чер­ных дыр, — Род­жер Пен­ро­уз. На него Стю­арт ссы­ла­ет­ся неод­но­крат­но. Любо­пыт­но, что читая опи­са­ние аль­тер­на­тив­ных моде­лей аст­ро­фи­зи­че­ских объ­ек­тов и систем, сомни­тель­ных с точ­ки зре­ния совре­мен­ных дан­ных, чита­тель не до кон­ца пони­ма­ет, под­тру­ни­ва­ет ли на ним автор или это дей­стви­тель­но его серьез­ные сомне­ния в резуль­та­тах наблю­де­ний. Напри­мер, на раз­ных стра­ни­цах 14-й гла­вы Стю­арт гово­рит и о суще­ство­ва­нии чер­ных дыр, и о том, что их может не быть вовсе. И при­во­дит на несколь­ких стра­ни­цах опи­са­ние аль­тер­на­тив­ной моде­ли — гра­ва­ста­ров. Мож­но, конеч­но, спро­сить: а куда смот­рел науч­ный редак­тор? И вот здесь я выра­жу бла­го­дар­ность науч­но­му редак­то­ру пере­во­да, кото­рый во мно­же­стве мест акку­рат­но (что­бы не задеть авто­ра), но точ­но (для чита­те­ля) встав­ля­ет в текст заме­ча­ния, поз­во­ля­ю­щие быть в кур­се реаль­но­го состо­я­ния дел. И об этом сле­ду­ет ска­зать отдель­но ниже.

Коли­че­ство рас­смат­ри­ва­е­мых аль­тер­на­тив­ных моде­лей зна­чи­тель­но воз­рас­та­ет в гла­вах, посвя­щен­ных кос­мо­ло­ги­че­ским про­бле­мам, — фор­ми­ро­ва­нию круп­но­мас­штаб­ной струк­ту­ры Все­лен­ной, тео­рии инфля­ции, тем­ной мате­рии и тем­ной энер­гии. Автор, конеч­но же, дает и опи­са­ние стан­дарт­ной совре­мен­ной кос­мо­ло­ги­че­ской моде­ли. Но мы к это­му под­хо­дим (вме­сте с авто­ром) через блок опи­са­ний, в корне про­ти­во­ре­ча­щих послед­ним наблю­де­ни­ям. Мы видим, что Стю­арт в кур­се совре­мен­ных дета­лей, но сле­ду­ет инте­рес­ным (на его взгляд) мате­ма­ти­че­ским выклад­кам, не вполне соот­вет­ству­ю­щим (отме­тим это вслед за науч­ным редак­то­ром пере­во­да) дан­ным наблю­де­ний. Сомне­ния авто­ра каса­ют­ся и воз­рас­та Все­лен­ной, и ее раз­ме­ров, и соот­но­ше­ния основ­ных ее ком­по­нен­тов, а так­же самой тео­рии Боль­шо­го взры­ва и даже — в чем-то — тео­рии гра­ви­та­ции.

Конеч­но, автор ссы­ла­ет­ся на опре­де­лен­ные рабо­ты, но их под­бор неод­но­зна­чен и вовсе не полон. У меня при про­чте­нии кни­ги всё вре­мя воз­ни­ка­ло впе­чат­ле­ние, что Стю­арт пони­ма­ет зна­чи­мость послед­них изме­ре­ний и постро­е­ния согла­со­ван­ной моде­ли, ина­че не при­во­дил бы аль­тер­на­тив­ные моде­ли Все­лен­ной для раз­ных част­ных слу­ча­ев наблю­де­ний, кото­рые вме­сте друг с дру­гом уже абсо­лют­но не согла­су­ют­ся.

Ино­гда под­тру­ни­ва­ние наблю­да­ет­ся явно, когда Стю­арт вво­дит новую несо­вер­шен­ную модель, сохра­няя интри­гу, опи­сы­вая ее в дета­лях и насла­жда­ясь мате­ма­ти­че­ски­ми выклад­ка­ми, а потом вдруг при­во­дит резуль­та­ты новых изме­ре­ний, кото­рые ее опро­вер­га­ют.

Если чита­тель зна­ком с резуль­та­та­ми и дан­ны­ми послед­них аст­ро­фи­зи­че­ских экс­пе­ри­мен­тов, то в нача­ле изло­же­ния у него не может не воз­ник­нуть мысль: «Как же так?! Это же уже закры­то в про­шлом веке!» А если чита­тель со всем этим не зна­ком, то будет пере­жи­вать раз­ру­ше­ние кра­си­вых мате­ма­ти­че­ских постро­е­ний вме­сте с авто­ром. Мно­го чего мож­но ска­зать про физи­че­ское несо­вер­шен­ство боль­шин­ства опи­сан­ных в кни­ге моде­лей Все­лен­ной. Но вопрос ведь не в этом, а в том (как и в нача­ле этой замет­ки), надо ли про всё это читать? На мой взгляд, да, надо.

Вдум­чи­вый или сомне­ва­ю­щий­ся чита­тель смо­жет с этим разо­брать­ся и даже нач­нет зада­вать столь же едкие вопро­сы как на аст­ро­но­ми­че­ских и физи­че­ских фору­мах, так и на попу­ляр­ных лек­ци­ях. И отве­ты на эти вопро­сы ста­нут как бы про­дол­же­ни­ем этой кни­ги.

Мой уни­вер­си­тет­ский про­фес­сор при чте­нии кур­са физи­ки звезд гово­рил, что «Вик­тор Ама­за­спо­вич Амбар­цу­мян [кста­ти, осно­ва­тель нашей уни­вер­си­тет­ской кафед­ры аст­ро­фи­зи­ки] может гово­рить, что звез­ды горят бла­го­да­ря рас­па­ду D-тел. Но вы обя­за­ны знать физи­ку звезд». Иэн Стю­арт может рас­смат­ри­вать аль­тер­на­тив­ные моде­ли жиз­ни Все­лен­ной (и, кста­ти, совре­мен­ную стан­дарт­ную тоже) как извест­ный мате­ма­тик, полу­ча­ю­щий удо­воль­ствие от их постро­е­ния и деля­щий­ся этим удо­воль­стви­ем с чита­те­лем. Но чита­тель дол­жен быть в кур­се того, что про­ис­хо­дит на самом деле. И здесь помо­га­ют мно­же­ствен­ные ком­мен­та­рии науч­но­го редак­то­ра. Отме­чу с улыб­кой, что при рас­смот­ре­нии боль­шо­го чис­ла кос­мо­ло­ги­че­ских моде­лей нашей Все­лен­ной был бы необ­хо­дим все­го один ком­мен­та­рий, опи­сы­ва­ю­щий реаль­ную ситу­а­цию.

Я реко­мен­дую читать кни­гу с каран­да­шом, отме­чая любо­пыт­ные момен­ты и сомни­тель­ные места. И само­сто­я­тель­но либо с помо­щью отве­тов про­фес­си­о­на­лов в даль­ней­шем с ними раз­би­рать­ся. Это тоже путь пони­ма­ния наше­го мира. Для себя я отме­тил несколь­ко. А из забав­но­го оце­нил мате­ма­ти­че­ский под­ход к постро­е­нию воз­мож­ной аль­тер­на­тив­ной жиз­ни. Этот момент из 13-й гла­вы каса­ет­ся рас­смот­ре­ния воз­мож­но­сти появ­ле­ния жиз­ни, осно­ван­ной на прин­ци­пи­аль­но дру­гой систе­ме пере­да­чи инфор­ма­ции, отлич­ной от нашей ДНК. При­во­дит­ся при­мер гипо­те­ти­че­ских орга­низ­мов, назван­ных Nimbus, кото­рые мог­ли бы пере­да­вать наслед­ствен­ную инфо­ма­цию так, как это дела­ет­ся при копи­ро­ва­нии мик­ро­схем. И эти суще­ства мог­ли бы быть, упро­щен­но гово­ря, трех­по­лы­ми. Ана­ло­гич­но, ошиб­ки при копи­ро­ва­нии спо­соб­ны при­во­дить к полез­ным мута­ци­ям, даю­щим новым копи­ям кон­ку­рент­ные пре­иму­ще­ства.

Мате­ма­ти­ка — кра­си­вая нау­ка. Несо­мнен­но, тот, кто ее любит, полу­чит удо­воль­ствие от про­чте­ния кни­ги. И все чита­те­ли уви­дят не толь­ко слож­ность наше­го мира, но и раз­ные попыт­ки объ­яс­не­ния реаль­но­сти.

Олег Вер­хо­да­нов,
докт. физ.-мат. наук, вед. науч. сотр. Лабо­ра­то­рии радио­астро­фи­зи­ки САО РАН

Если вы нашли ошиб­ку, пожа­луй­ста, выде­ли­те фраг­мент тек­ста и нажми­те Ctrl+Enter.

Связанные статьи

avatar
2 Цепочка комментария
0 Ответы по цепочке
1 Подписки
 
Популярнейший комментарий
Цепочка актуального комментария
2 Авторы комментариев
михаилAndrei Rodin Авторы недавних комментариев
  Подписаться  
Уведомление о
Andrei Rodin
Andrei Rodin

Я редак­ти­ро­вал рус­ский пере­вод кни­ги Стю­ар­та «Неве­ро­ят­ные чис­ла», и кни­га меня очень мало впе­чат­ли­ла. Я не гово­рю про мел­кие ошиб­ки, а про всю кон­цеп­цию. По-мое­му, это оче­ред­ной слу­чай, когда культ «звезд» (эко­но­ми­че­ские и дру­гие при­чи­ны кото­ро­го я пло­хо пони­маю) ведет к обще­му сни­же­нию каче­ства. Хотя в звез­ды – в любой обла­сти – выхо­дят обыч­но талант­ли­вые люди, ситу­а­ция, когда на гло­баль­ном рын­ке оста­ют­ся 10 опер­ных пев­цов, 1–2 авто­ра дет­ской лите­ра­ту­ры и мень­ше одно­го попу­ля­ри­за­то­ра мате­ма­ти­ки, вряд ли сто­ит при­вет­ство­вать. Оче­вид­но, что для Стю­ар­та про­из­вод­ство мат-попа – это очень выгод­ное дело, навер­ня­ка он свя­зан кон­трак­та­ми, кото­рые его обя­зы­ва­ют выда­вать эту про­дук­цию на горА в боль­ших коли­че­ствах, и ничем дру­гим в про­фес­си­о­наль­ном отно­ше­нии зани­мать­ся у него… Подробнее »

михаил
михаил

А автор ком­мен­та­рия уве­рен, что он зна­ет «реаль­ную ситу­а­цию»? В более про­стых обла­стях нау­ки (ска­жем в гео­фи­зи­ке) неод­но­крат­но наблю­да­лись «реин­кар­на­ции» ранее пред­ло­жен­ных и с осно­ва­ни­ем отверг­ну­тых идей (та же тек­то­ни­ка плит). Пола­гаю, воз­мож­но сие и в кос­мо­ло­гии. И не исклю­че­но, что имен­но кра­со­та мате­ма­ти­че­ской (физи­че­ской) идеи и ока­жет­ся важ­ным аргу­мен­том, ука­зу­ю­щим на кон­струк­тив­ность моде­ли. В кон­це кон­цов, что зна­чит фра­за «отверг­ну­ты резуль­та­та­ми наблю­де­ний»? … может быть про­сто то, что в рам­ках доми­ни­ру­ю­щей на насто­я­щий момент моде­ли интер­пре­та­ция этих дан­ных тако­ва?

Оценить: 
Звёзд: 1Звёзд: 2Звёзд: 3Звёзд: 4Звёзд: 5 (1 оценок, среднее: 4,00 из 5)
Загрузка...
 
 

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: