Удивляющая реальность

Олег Верходанов (sed.sao.ru/~vo)
(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 для меня дело не то, чтобы нетривиальное, но довольно необычное…

И этому тексту, естественно, предшествовало множество разговоров с разными специалистами — как с ми, так и с коллегами-ми. 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 а. 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 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 ом и Джеком Коэном представляется «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 м 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 ), 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 м. 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 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 . 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.

См. также:

Подписаться
Уведомление о
guest
2 Комментария(-ев)
Встроенные отзывы
Посмотреть все комментарии
Andrei Rodin
3 года (лет) назад

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 нет ни возможности, ни необходимости. И результат очень контрастирует с книгами таких авторов, как, например, мой покойный учитель Н.Я. Виленкин, который помимо мат-попа занимался серьезной математикой, историей математики и математическим образованием. Я понимаю, что наши издательства следуют общей экономической логике, но мне хочется надеятся, что хотя бы у некоторых из них найдутся ресурсы не только для того, чтобы следовать мировым трендам, но и для того, чтобы хотя бы как-то корректировать эти тренды…Nataliya Demina Galina Kobteva

михаил
михаил(@rodkin)
3 года (лет) назад

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: