Мы любим историю одинокого, эксцентричного гения.
Мы считаем, что следующий большой скачок в человеческом понимании должен произойти от одного человека — что вся наука ждет следующего Эйнштейна.
Множество потенциальных Эйнштейнов публикуют свои теории, некоторые из них в не рецензируемых пустошах, таких как Academia.edu и даже Scribd.com, другие на arxiv.org если им удастся получить одобрение, и еще другие в рецензируемых журналах, где их теории могут получить несколько цитат.
Мало кто из тех, кто питает подобную манию величия, понимает действительные достижения Эйнштейна.
Достижения Эйнштейна: броуновское движение, специальная и общая теории относительности, фотоэффект, конденсация Бозе-Эйнштейна и т. Д. Эйнштейн не стремился сделать какое-то потрясающее открытие и не тешил себя иллюзиями относительно того, чего он достиг постфактум. Вместо этого он использовал свое воображение и любопытство, чтобы выработать принципы, по которым работает мир.
Исаак Ньютон сделал то же самое.
Дело не в том, что они не понимали значения своих открытий или не испытывали гордости за них — они, безусловно, понимали. Проблема в том, что ни один из них не искал славы, когда они делали свои открытия. Они искали истину.
Эйнштейн даже не наслаждался той славой, которая пришла к нему. Для него это всегда было правдой. Как устроен мир? То, что он в старости гнался за великой единой теорией, которая никогда не могла предвосхитить развитие Стандартной модели квантовой физики, было не заблуждением, а продолжающимся поиском природы реальности.
Мир теоретической физики, безусловно, нуждается в своем следующем Эйнштейне сейчас, потому что он безнадежно застрял в том же самом месте, где физика застряла в конце 19-го века.
Чтобы понять, что послужило толчком к достижениям Эйнштейна и, следовательно, как могли бы выглядеть следующие достижения, мы должны взглянуть на то, что происходило в то время в физике.
Девятнадцатый век был для физики как американские горки. Из исследований электричества 18-го века (вспомним воздушного змея Бенджамина Франклина) возникла единая теория электричества и магнетизма, созданная Джеймсом Клерком Максвеллом (возможно, Эйнштейном своего века). Из размышлений о двигателях xviii века возникла статистическая механика, изучение того, как микроскопические частицы порождают термодинамику, через Гиббса и Больцмана. К концу столетия большинство нерешенных проблем физики, казалось, были решены, а все остальное-просто зачистка.
Затем появился Макс Планк со своими квантами света, чтобы попытаться решить проблему излучения черного тела. Вместе с пыльцой в жидкости появлялись частички, которые не переставали покачиваться. Наряду с этим появились аномалии на орбите Меркурия, которые противоречили универсальному закону тяготения Ньютона (нетронутому с 17-го века!) Затем последовали измерения скорости света в вакууме, которые были включены в собственные уравнения Максвелла для распространения электромагнитных волн. Не могли бы вы догнать луч света?
Эйнштейн видел все это в журналах и дискуссиях того времени, но он не смотрел на это и не говорил: “Я прославлюсь тем, что решу все это.” Вместо этого он спросил:” - Как все это сочетается?”
Глубоко задумавшись над этими проблемами и пытаясь определить принципы, по которым они работают, Эйнштейн смог сделать открытия, которые потрясли мир. Используя лучшую математику того времени, он превратил свои теории в предсказания, которые можно было проверить. В сущности, он хотел знать не только, имеют ли смысл его идеи, но и выдержат ли они экспериментальную проверку. Иначе зачем бы он тратил столько времени на расчет прогнозов в своих работах, а не просто на изложение основных принципов или идей?
Действительно, подход Эйнштейна к физике был несколько новым для того времени — названный аналитическим подходом, потому что он использовал математику для превращения теорий в предсказания и публиковал их, а не делал наблюдения сам. Сегодня мы называем это теоретической физикой.
Даже после публикации Эйнштейн не верил, что все решил. Он продолжал искать более глубокие идеи, но большая часть науки оставила его позади с огромными успехами в квантовой механике в 1930-50-х годах. Эйнштейн остался в стороне от этих открытий, сосредоточившись вместо этого на том, чтобы пробивать дыры в квантовой теории и делать больше предсказаний из своей общей теории относительности, большинство из которых не подтвердятся в течение десятилетий.
Тем не менее без Эйнштейна физика не была бы тем, чем она является сегодня, и сейчас, возможно, настало время для другого героя, который укажет нам путь вперед.
Вот семь качеств которыми как я полагаю должен обладать следующий Эйнштейн:
1 Движимый воображением и любопытством
Исаак Ньютон классно сказал о своей жизни:
Я не знаю, кем я могу показаться миру, но самому себе я кажусь только мальчиком, играющим на морском берегу и развлекающимся тем, что время от времени нахожу более гладкую гальку или более красивую раковину, чем обычно, в то время как великий океан истины лежит передо мной нераскрытым.
Я считаю, что Эйнштейн разделял его позицию. Как я уже упоминал выше, если вы не движимы любопытством и желанием понять, как устроены мир и вселенная, вы далеко не продвинетесь. Решение сложных математических задач тоже не поможет. Вы должны думать не только о том, что вам известно, но и не заблудиться.
2 Мыслит нестандартно
Вам не обязательно понимать свою собственную теорию, но она должна быть другой.
И Ньютон, и Эйнштейн, как известно, неправильно понимали свои собственные теории, полагая, что они подразумевают вещи, которых они не предполагают, и что они исключают вещи, которые они также не предполагают. Итак, требование к следующему Эйнштейну-не идеальное понимание реальности. Действительно, если бы вы прекрасно понимали свою собственную теорию, она, вероятно, не была бы такой новой или это было бы просто изобретением вашего собственного ума с небольшим отношением к реальности. Истинный сдвиг парадигмы, как правило, оставляет своего изобретателя в пыли.
3 Оставляет эго вне этого и доверяет доказательствам
Следующий Эйнштейн не будет человеком, который видит науку как средство для подтверждения своей самооценки или как способ стать знаменитым. Это не значит, что они будут нравственно чисты. Ньютон явно наслаждался, доказывая свое превосходство над другими, даже когда это было незаслуженно. Эйнштейн, конечно, тоже чувствовал свое превосходство. Но это чувство превосходства не мешало проявлять любопытство и удивление.
Более того, следующий Эйнштейн не будет тем, кто, сложив два и два так, как ему нравится, назовет свою жизненную миссию завершенной и проведет остаток ее, пытаясь убедить людей в правильности своей теории. Они также не поверят, что могут беспечно отбросить здание современной науки как мусор, потому что они верят, что они правы.
Скорее это будет человек, который подходит к законам природы со смирением и большим уважением к великанам, на плечах которых они стоят. Они будут теми, кто избегает “обманывать себя”, как сказал Ричард Фейнман. Более того, они будут теми, кто творчески разрабатывает правила, по которым работает Вселенная, удерживая свое эго в страхе.
4 Восхождения на плечи исполинов
Они будут теми, кто понимает всю физику, на которой основываются их идеи, даже если эта физика охватывает множество подполей. (Тот, кто придерживается подполя, часто страдает от туннельного видения “каждая проблема-гвоздь, каждый инструмент-молоток".) И Эйнштейн, и Ньютон прекрасно понимали физику своего времени и много читали. Ньютон также был выдающейся фигурой в математике, в то время как Эйнштейн, по крайней мере, имел представление о математике, в которой он нуждался.
В любом случае следующий Эйнштейн будет вынужден отказаться от своих трудов, пытаясь выработать глобальный взгляд на современное состояние физики с высоты птичьего полета. Когда мы все сидим в окопах, работая над своими собственными идеями, мы склонны копать свои ямы глубже. Чтобы прорезать новый путь, необходимо установить связи между разрозненными идеями. Для этого часто приходится вылезать из своей норы и прыгать в другую — или еще в десять.
5 Использует лучшую технологию, которую может предложить
Следующий Эйнштейн, вероятно, будет больше Эйнштейном, чем Ньютоном. Ньютон жил в то время, когда физики, называемые натурфилософами, делали все свои собственные эксперименты и наблюдения и создавали все свои собственные инструменты. Ньютон был блестящим специалистом во всех отношениях, поскольку он был компетентен в создании телескопов и шлифовании линз (иногда их называют разработкой программного обеспечения 17-го века), проводил ночные наблюдения и владел математикой, чтобы все это имело смысл. Эйнштейн в основном предоставил эксперименты другим, и его единственными инструментами были воображение и бумага или доска.
Следующий Эйнштейн, несомненно, будет иметь компьютеры и, возможно, даже искусственный интеллект в качестве своих инструментов в дополнение к воображению. Пытаться делать то же самое, что делали люди в прошлом, - это ошибка. Следующий Эйнштейн посмотрит на то, что сейчас делают лучшие физики, и сделает это лучше.
Одна из причин заключается в том, что математика, используемая в теоретической физике, намного сложнее, чем все, что используется во времена Эйнштейна. Эйнштейн даже понятия не имел о калибровочной теории, которая занимала видное место в его собственной теории без его понимания. Теперь на нем покоится большая часть физики. Компьютеры необходимы для решения уравнений, которые не могут быть решены никаким другим способом.
6 Ищет наставников и сотрудников
И у Эйнштейна, и у Ньютона были свои помощники. У Ньютона были ранние наставники от классической школы до Кембриджа, где он стал профессором Лукаса только после того, как его наставник и первый занимавший должность, которую Стивен Хокинг когда-нибудь заполнит, ушел в Лондон. Позже Эдмунд Хейли вынашивал свои теории на свет божий. Без Хейли теории Ньютона, возможно, никогда не были бы опубликованы.
У Эйнштейна были друзья и ранние наставники, помогавшие ему в математике, а также старшие, такие как Макс Планк, готовые развлекать идеи, которые не всегда звучали правдоподобно для старших ушей.
7 Работает с системой, а не против нее
Предубеждение держало многих игроков вне игры в теоретическую физику в прошлые века. Теперь любой может стать следующим Эйнштейном. Это можете быть вы, но вы должны сделать некоторые шаги в правильном направлении.
С обширным образованием, доступным в Интернете, может показаться, что любой может изучить физику, которая ему нужна. Я согласен с этим до некоторой степени, но нет никакой замены тому, чтобы подвергнуться воздействию культуры и практики физики, которые вы получаете от продвинутой степени, не говоря уже о контактах и наставниках, которые вы получаете. На данный момент университеты остаются привратниками, которые вряд ли скоро изменятся. Следующий Эйнштейн почти наверняка будет связан с университетом или каким-нибудь исследовательским институтом.