Мир физики и физика мира. Простые законы мироздания - Джим Аль-Халили

другой – специальной, работают в противоположных направлениях – и который перевесит? Какие часы все-таки тикают медленнее? Я просчитал оба эффекта по отдельности и обнаружил, что в целом часы на полюсе идут медленнее, потому что там сила притяжения ощущается сильнее, пусть даже часы на экваторе движутся с большей скоростью.

Вся эта классная математическая информация была включены в приложение, где использовались мои формулы. Шумная компания в средствах массовой информации означала, что мы убедили тысячи людей загрузить это приложение и воспользоваться им еще до того, как наш фильм вышел в эфир. Мы даже получили от нескольких пользователей (включая пилота самолета и альпиниста) видеодневники с регистрацией результатов, наблюдаемых с помощью нашего приложения.

И тут у нас возникла загвоздка.

Как-то вечером, за неделю до завершения редактирования фильма, как раз когда я собирался записывать голосовое сопровождение для ожидавшейся передачи на би-би-си, мне позвонил мой страшно умный продюсер Пол Сен. Он сообщил, что прочитал кое-какие материалы по физике на онлайн-форуме и похоже, что я облажался. Я тут же все бросил и занялся своими вычислениями. А еще я обратился к нескольким коллегам с просьбой их проверить.

И действительно, я совершил очень серьезную ошибку. Два эффекта – замедление течения времени на полюсе, поскольку там сильнее ощущается гравитация, и замедление времени на экваторе, поскольку часы там движутся быстрее вместе с планетой, – в точности перекрывают друг друга! На самом деле все часы на уровне моря тикают в одинаковом темпе по всей Земле, а время, которое они показывают, называется Международным атомным временем (МАТ). Поверхность Земли представляет собой геоид, эквипотенциальную гравитационную поверхность, где взаимное погашение этих двух эффектов, объясняемое действием общей и специальной теорий относительности – совсем не случайное совпадение. Миллиарды лет назад, когда наша планета только что сформировалась, была горячей и тягучей, вращение привело к изменению ее формы в сторону сплющивания, таким образом обеспечив условия для того, чтобы все точки на ее поверхности обладали одинаковым гравитационным потенциалом. Поэтому время везде течет одинаково при условии, что его измеряют на уровне моря – поднимитесь повыше, и время ускорится, опуститесь под поверхность Земли, и оно замедлится.

Цифры, которые выдавало мое приложение, были неверными, и формулу требовалось откорректировать. Но проблема даже не в этом. Моя ошибка стала бы достоянием гласности. Наш документальный фильм нельзя было показывать в том виде, который он имел на тот момент.

Я сказал об этом продюсеру, и он тут же попросил Би-би-си отменить трансляцию. Простейшее решение, конечно, – переснять те сцены, где я давал неверную информацию. Никто бы и не заметил. Но я вовремя понял, что у меня появилась возможность продемонстрировать, как работает реальная наука. Не надо скрывать свой промах, надо в нем признаться, показать, что это нормально – делать ошибки, занимаясь исследованиями. Так что мы сняли еще несколько сцен, где я признавал, что ошибся, и объяснял, как это случилось. С моей стороны не потребовалось никакой особой смелости и силы духа; ведь наука развивается именно через преодоление ошибок – они неизбежны и на них мы учимся. В конце концов, если бы мы не ошибались, как бы нам удалось открыть что-то новое? Этим наука отличается, например, от политики. Действительно, часто ли вы слышите, чтобы политик прямо признался, что совершил ошибку?

В истории науки полно примеров, когда исследователи учились на ошибках прошлого, когда новые гипотезы и теории приходили на смену старым по мере того, как мы все больше узнавали о мире вокруг нас и накапливали экспериментальный опыт. Но как же мы объясним широкой публике полезность такого подхода: формулирование гипотезы, ее тестирование и, наконец, отказ от нее в связи с несоответствием экспериментальным данным? Конечно, признание такого подхода по большей части не согласуется с современной риторикой, особенно в средствах массовой информации, где слышнее всего голоса тех, кто ценит личное мнение больше, чем реальные данные и воспроизводимость экспериментальных результатов.

Так есть ли какой-то урок, который ученые могут преподать обществу или нас обвинят в самонадеянности и элитарности?

Еще одна особенность ученых, тесно связанная с нашей безукоризненной честностью и очень важная для научных исследований, – способность сомневаться. Эта черта может стать нашим злейшим врагом, когда дело доходит до объяснения широкой публике, как делается наука. Мы говорим, что никогда нельзя быть полностью в чем-то уверенными, что научная теория – это просто наша последняя версия объяснения какого-либо явления, и как только эта теория придет в противоречие с новыми наблюдениями или экспериментальными данными, мы должны быть готовы пересмотреть или отвергнуть ее в пользу новой. Но тогда кто-то скажет: «Если вы ни в чем не уверены, как можно верить тому, что вы утверждаете? Как можно на что-то положиться, никогда не зная наверняка?» Такая реакция объяснима. Это в нашей природе – стремиться знать что-то наверняка, а не мириться с какой-то временной версией.

Однако думать таким образом – значит иметь неправильное представление о том, как развивается наука. Доверие к научной информации возникает не на основе убежденности, а на основе признания наукой фактора неопределенности: она всегда подвергает сомнению существующие знания и готова заменить их более глубокими, если вдруг таковые появятся. В других областях жизни такое поведение могло бы показаться легкомысленным, но не в науке. Весь научный прогресс зависит от безусловной приверженности ученых научной честности и от возможности высказывать сомнения.

Вот еще один пример типичного образа мыслей ученого, который может вас удивить. Многие бывают шокированы, когда узнают, что некоторые физики – конечно, не из тех, кто посвятил много лет своей жизни созданию Большого адронного коллайдера, – надеялись, что бозон Хиггса никогда не найдут. Понимаете, если бы бозон Хиггса не обнаружили, это означало бы, что со Стандартной моделью действительно что-то не так; а значит, открылся бы новый путь для развития физики. Просто поставить галочку, чтобы подтвердить истинность того, о чем мы давно уже догадывались, совсем не так увлекательно, как обнаружить, что нам предстоит пойти по совершенно новому, неизведанному научному пути.

С другой стороны, имеющие добрые намерения, но непрофессиональные ученые-любители иногда обвиняют нас, физиков, в том, что мы недостаточно открыты для того, чтобы принимать их новые теории, – когда, например, они утверждают, что нашли какую-то ошибку в эйнштейновской теории относительности.

По правде говоря, мне бы