Неприятности с физикой: взлет теории струн, упадок науки и что за этим следует - Ли Смолин

Когда я начинал мое изучение физики в середине 1970х, оба этих исследовательских стиля процветали. Имелось намного больше физиков, занимающихся элементарными частицами, чем релятивистов, но имелось достаточно места для тех и других. Не было много мест для людей, которые хотели разрабатывать свои собственные решения глубоких фундаментальных проблем по поводу пространства, времени и квантов, но имелась достаточная поддержка тех немногих, кто имел хорошие идеи. С тех пор, хотя необходимость в релятивистском стиле возрастала, их место в академии сокращалось из-за доминирования теории струн и других больших исследовательских программ. За исключением одной исследовательской группы в Университете штата Пенсильвания, примерно с 1990 исследовательскими университетами США не был приглашен на работу ни один доцент, работающий над подходами к квантовой теории гравитации, не основанными на теории струн или высших измерениях.

Почему стиль, менее пригодный для решения находящихся под рукой проблем, стал доминирующим в физике, как в Штатах, так и в Европе? Это социологический вопрос, но мы должны на него ответить, если мы хотим сделать конструктивные предложения для восстановления нашей дисциплины до ее былой живости.

Чтобы вникнуть в суть проблемы, мы должны взглянуть на некоторые распространившиеся изменения в академическом ландшафте, которые молодая персона должна преодолеть, чтобы совершить карьеру в науке.

Наиболее замечательное изменение в том, что имеется намного большее давление на молодую персону, чтобы конкурировать за расположение более старых влиятельных ученых. Великое поколение, которое сделало науку Америки, теперь подошедшее к выходу в отставку, могло бы посоревноваться за высшие позиции в элите университетов и институтов, но от него не было много давления, если все, что вы хотели, это профессорство где-нибудь, которое давало бы свободу заниматься вашей работой. С 1940х по 1970е рост университетов был экспоненциальным, и для молодых ученых было нормальным иметь после окончания высшей школы несколько предложений профессорско-преподавательских позиций в университетах. Я встречал многих более старых коллег, которые никогда на самом деле не должны были обращаться с просьбой о работе.

Сегодня вещи иные. Университеты прекратили рост в начале 1970х; несмотря на это, профессора, приглашенные на работу в предыдущую эру, продолжали готовить аспирантов с неизменным темпом, что означало существенное перепроизводство новых докторов философии в физике и других науках. В результате имеется свирепая конкуренция за места в исследовательских университетах и колледжах на всех уровнях академической иерархии. Имеется также намного больший акцент на наемное профессорство, которое фондируют исследовательские агентства. Это великое сужение альтернатив для людей, которые хотели бы вести свои собственные исследовательские программы, но вместо этого следуют программам, инициированным вышестоящими учеными. Так что имеется все меньше углов, в которых творческая личность может спрятаться, охраняемая некоторым видом академической работы, и развивать рискованные и оригинальные идеи.

Связан с этим и факт, что университеты сегодня являются намного более профессионализированными, чем это было поколение или два назад. Хотя профессорско-преподавательский состав университетов прекратил рост, было заметное увеличение числа и мощи администраторов. Так что при найме имеется меньше надежды на решение индивидуальных профессоров и больше на статистические меры достижений, такие как уровни фондирования или цитирования. Это также затруднило молодым ученым сопротивление генеральному потоку и посвящение себя изобретению новых исследовательских программ.

В наших попытках сделать беспристрастные оценки нашей работе среди равных мы, профессора, почти рефлекторно стремимся наградить тех, кто согласен с нами, и оштрафовать тех, кто не согласен. Даже когда мы возвышаемся над академической политикой, мы часто попадаем в ловушку оценки равных по положению ученых на основании одномерной характеристики. На собраниях профессорско-преподавательского состава и в неформальных дискуссиях мы говорим о тех, кто «хороший», и тех, кто нет, как если бы мы на самом деле знали, что это означает. Может ли работа жизни личности быть сведена к «Анжела не так хороша, как Крис»? Часто кажется, будто достижения, не требующие ничего, кроме таланта и тяжелого труда, оцениваются более высоко, чем тщательные размышления или воображение. Интеллектуальные увлечения слишком важны, и люди, которые их игнорируют, имеют ненадежную академическую карьеру.

Как-то раз я работал над проектом с отставным генералом, который возглавлял колледж военных офицеров, а затем стал консультантом в бизнесе. Он говорил о его разочаровании в попытках работать с университетами. Я спросил его, как он понимает, в чем проблема. Он сказал: «Имеется простая, но существенная вещь, которую мы преподаем каждому морскому офицеру, и которую ни один университетский администратор, с кем я общался, кажется, не знает: имеется большое различие между управлением и лидерством. Вы можете управлять снабжением ресурсами, но как лидер вы должны вести солдат в бой». Я согласен с ним. В мое время в университетах я видел гораздо больше менеджмента, чем лидерства.

Проблема, конечно, не ограничивается наукой. Темп инноваций в планировании курса обучения и методах преподавания положительно средневековый. Любые предложения по изменению должны быть одобрены профессорско-преподавательским составом, а в целом большинство профессоров не видит ничего ошибочного в том, как они преподавали в течение десятилетий. Я рано выучил, насколько университеты сопротивляются изменениям. Мне посчастливилось посещать колледж, где курсом физики первого года обучения была квантовая физика. Это редкость. Несмотря на факт, что квантовая физика заменила ньютоновскую механику восемьдесят лет назад, большинство колледжей и университетов в Северной Америке все еще откладывают квантовую механику до третьего года обучения, и даже тогда она предлагается только специализирующимся в физических науках. Поскольку я знал, как преподавать курс квантовой механики первокурсникам, я предложил сделать это как аспирант в Гарварде. Я заручился согласием молодого члена профессорского состава Говарда Джорджи преподавать это со мной, но на курс было наложено вето деканом искусств и наук. Джорджи сказал мне, что это не имело никакого отношения к нашему предложению, а было связано с фактом, что оно не прошло бы через требуемые комитеты. Он сказал: «Если бы мы позволили каждому профессору преподавать то, что он хочет, мы получили бы образовательный хаос». Я не уверен, что образовательный хаос является такой уж плохой идеей; в любом случае Гарвард все еще не имеет курса квантовой механики для первокурсников.

Это прискорбный факт, что число американских студентов, заканчивающих учебные заведения с дипломом по физике, уменьшилось за десятилетия. Вы можете подумать, что это должно бы уменьшить конкуренцию за позиции по физике. Это не так, поскольку уменьшение в студенческих дипломах более чем компенсируется увеличением степеней доктора философии, заработанных яркими, амбициозными студентами из развивающихся стран. Та же ситуация имеет место в других развитых странах.

Я иногда имел возможность, – как член комитета профессорско-преподавательского состава Йельского университета, сформированного для исследования этого явления, и поскольку одновременно страдали мои собственные интересы, – спросить студентов, которые покинули физику, почему они так сделали. Одной из причин, которую они дали, это что физический учебный план был скучный – первый год просто повторялось, что они уже изучали в средней школе, и не было никаких признаков возбуждающих тем вроде квантовой теории, космологии, черных дыр и так далее. В надеждах помочь обратить снижение количества студентов-физиков я предложил сделать квантовую механику курсом физики для первокурсников в каждом университете, который предоставит мне работу. Меня все время отвергали, хотя дважды мне позволили преподать маленькие ознакомления с квантовой теорией. Они были успешны, и несколько студентов, кто их воспринял, сейчас начали хорошие карьеры.

Моя цель здесь не заключается в обосновании реформы учебных планов, но эти примеры означают, что университеты не выполняют достаточно хорошо функцию проводников инноваций, даже когда ничего другого не остается, как модернизировать учебную программу, которая на восемьдесят лет отстает от науки.

Ученые по ту сторону сцены сокрушаются о темпе прогресса в их области. Я знаю несколько биологов и физиков-экспериментаторов, которые горько жаловались по поводу растраченных возможностей, поскольку вышестоящие ученые, управляя своими департаментами, потеряли смелость и воображение, которые они, несомненно, имели, будучи новыми докторами философии. Хорошие идеи в академическом мире не воспринимаются достаточно серьезно, когда они исходят от людей с низким статусом; и наоборот, идеи людей с высоким статусом часто воспринимаются слишком серьезно.