Quot;Бутстрэп" и буддизм

 

Свойственная Чу понимание природы не как совокупности фундаментальных сущностей с определенными фундаментальными свойствами, а как динамической сети взаимосвязанных событий, сразу привлекло меня. Я как раз интенсивно занимался изучением восточных философий, когда впервые познакомился с этим подходом и сразу понял, что основные предпосылки научной философии Чу радикально противостоят западной научной традиции, но полностью согласуются с восточным, в особенности буддийским, мышлением. Я немедленно занялся исследованием параллелей между философией Чу и буддизмом, и изложил результаты в статье "Бутстрэп" и буддизм".

Я утверждал в этой статье, что противопоставление "фундаменталистов" и "бутстрэпщиков" в физике частиц отражают противопоставления преобладающих направлений мысли Востока и Запада. Я указывал, что сведение природы к основаниям - это по существу древнегреческая установка, возникшая в греческой философии на ряду с дуализмом духа и материи, в то время как понимание Вселенной как сети отношений характерно для восточной мысли. Я напоминал, что единство и взаимосвязь всех вещей и событий наиболее ясно выражена и разработана в буддизме Махаяны, и показывал, что мышление буддизма полностью соответствует "бутстрэпной" физике как в отношении общефилософского подхода, так и в отношении специфических представлений о материи.

До написания этой статьи я слышал Чу на нескольких физических конференциях и встречался с ним, когда он приезжал руководить семинаром в университете Санта Круз, но не был с ним по-настоящему знаком.

Его высоко философичная и вдумчивая лекция в Санта Круз произвела на меня большое впечатление, но так же и повергла в смущение. Мне бы хотелось вступить с ним в серьезную дискуссию, но я чувствовал, что недостаточно подготовлен для этого, так что ограничился тем, что задал ему после семинара какой-то тривиальный вопрос. Однако двумя годами позже, написав упомянутую статью, я уже полагал, что мое мышление достаточно развито, чтобы я мог действительно обмениваться мыслями с Чу, так что я послал ему экземпляр статьи и попросил высказать свои замечания. Ответ Чу был любезен и вдохновляющ: "Ваш способ описания ("бутстрэпной") идеи, - писал он, - делает ее более ощутимой для многих, а кое для кого, может быть эстетически не отразимой".

Это письмо было началом отношений, которые стали для меня источником постоянного вдохновения, и оказали решающее влияние на мои представления о науке. Позже Чу рассказал мне, к моему большому удивлению, что параллели между его философией и буддизмом Махаяны не были для него новыми, когда он получил мою статью. В 1969 году, рассказывал он, его семья собиралась провести месяц в Индии, и готовясь к этому, его сын полушутливо указал ему на параллель между его "бутстрэпным" подходом и буддийским мышлением. "Я был ошеломлен, - рассказывал Чу, - я не мог этому поверить, но сын продолжал объяснять мне это, и я увидел в этом большой смысл". Я поинтересовался, почувствовал ли Чу, как многие физики, угрозу, когда его идеи сравнивались с мистической традицией. "Нет, - ответил он, - потому что меня уже обвиняли в мистицизме. Мне часто говорили, что мой подход по своим основаниям отличается от того, как физики обычно смотрят на вещи. Так что это не было для меня большой неожиданностью. То есть неожиданностью это было, но я быстро понял уместностью сравнения".

Несколькими годами позже Чу описал свое знакомство с буддийской философией на публичной лекции в Бостоне, которая была, с моей точки зрения, прекрасным образцом глубины и зрелости его мышления: "Я ясно помню мое изумление и досаду, когда мой сын - это было в 1969 году, он был в старшем классе средней школы и изучал восточную философию, - рассказал мне о буддизме Махаяны. Я испытал замешательство, обнаружив, что мое исследование каким-то образом основывалось на идеях, которые выглядели ужасно ненаучно, поскольку ассоциировались с буддийским учением. Но разумеется, другие исследователи частиц, поскольку они имеют дело с квантовой теории и теорией относительности, находятся в таком же положении. Однако большинство из них отказывается признаться даже самим себе в том, что происходит в их науке, столь любимой за приверженность объективности. Для меня же замешательство, которое я испытал в 1969 году, сменилось благоговением, сочетающимся с чувством благодарности, что я живу во времена таких событий".

Во время моего приезда в Калифорнию в 1973 году Чу пригласил меня прочесть лекцию о параллелях между современной физикой и восточным мистицизмом в университете Беркли. Он был очень гостеприимен и провел со мной почти весь день. Поскольку я не сделал ничего существенного в теоретической физике частиц за последние два года и хорошо знал порядки в академической системе, я знал, что никак не могу рассчитывать на исследовательскую работу в Лоуренс-Беркли Лаборатории, одном из самых престижных физических институтов мира, где Чу возглавлял группу теоретиков. Тем не менее я спросил Чу в конце дня, не видит ли он возможность для меня переехать сюда и работать с ним. Он сказал, как я и ожидал, что ему не удастся получить для меня исследовательский грант, но тут же добавил, что был бы рад, если бы я переехал сюда и он мог бы оказать мне гостеприимство и обеспечить доступ ко всему оборудованию Лаборатории, когда бы я ни приехал. Я был обрадован и вдохновлен этим предложением, которое с радостью принял спустя два года.

В "Дао физики" я использовал параллель между "бутстрэпным" подходом и буддийской философией в качестве кульминации и концовки.

Так что когда я показывал рукопись Гейзенбергу, мне, конечно, было очень интересно услышать его мнение о подходе Чу. Я полагал, что Гейзенберг симпатизирует Чу, поскольку он сам часто писал, что природа является сетью взаимосвязанных событий, что является исходной точкой для теории Чу. Более того, именно Гейзенберг создал понятие S-матрицы, которое Чу и другие развили до мощного математического аппарата двадцатью годами позже.

Действительно, Гейзенберг сказал, что он совершенно согласен с "бутстрэпной" картиной частиц, как динамических паттернов во взаимосвязанной сети событий, он не верил в модель кварков до такой степени, что называл их чепухой. Тем не менее Гейзенберг, как большинство современных физиков, не мог принять точку зрения Чу, что в теории не должно быть ничего фундаментального, в том числе и фундаментальных уравнений. В 1958 году Гейзенберг предложил такое уравнение, скоро ставшее известным как "мировая формула Гейзенберга", оставшуюся часть жизни он провел, стараясь вывести свойства всех субатомных частиц из этого уравнения. Так что он естественно был привязан к идеи фундаментального уравнения и не хотел принимать "бутстрэпную" философию во всей ее радикальности. "Существует фундаментальное уравнение, - говорил он мне, - какова бы не была его конкретная формулировка, из него может быть выведен весь спектр элементарных частиц. Не следует прятаться за туманом, здесь я не согласен с Чу".

Гейзенбергу не удалось вывести набор элементарных частиц из своего уравнения. Зато Чу недавно осуществил это выведение в своей "бутстрэпной" теории. В частности, ему с сотрудниками удалось вывести и результирующие характеристики кварковых моделей без всякой необходимости постулировать существование физических кварков, - получить, так сказать, физику кварков без кварков.

До осуществления этого прорыва "бутстрэпная" программа начинала запутываться в математических сложностях теории S-матриц. В рамках этого подхода каждая частица соотнесена с каждой другой частицей, включая саму себя, что делает математические формулы в высшей степени нелинейными, и эта нелинейность до недавнего времени оставалась непроницаемой. Так что в середине 60-х годов "бутстрэпный" подход переживал кризис доверия, в то время как кварковый подход набирал силу, бросая "бутсрэпщикам" вызов - необходимость объяснить результаты, достигаемые с помощью кварковых моделей.

Прорыв в "бутстрэпной" физике был начат в 1974 году молодым итальянским физиком Габриелем Венециано. Но когда я встречался с Гейзенбергом в январе 1975 года, я еще не знал об открытии Венециано.

Иначе я мог бы показать Гейзенбергу, как первые очертания строгой "бутстрэпной" теории вырисовываются из "тумана".

Сущность открытия Венециано состояла в возможности использовать топологию (аппарат, хорошо известный математикам, но не применявшийся до этого в физике частиц) для определения категорий порядка во взаимосвязи субатомных процессов. С помощью топологии можно установить, какие взаимосвязи наиболее важны, и сформулировать первое приближение, в котором только эти связи будут приниматься во внимание, а затем можно добавлять другие в последовательных шагах аппроксимации.

Иными словами, математическая сложность "бутстрэпной" теории может быть распутана благодаря введению в аппарат S-матриц топологии. После того, как это сделано, лишь немногие специальные категории упорядоченных отношений оказываются сопоставимыми с хорошо известными свойствами S-матриц. Эти категории порядка оказываются как раз кварковыми паттернами, наблюдаемыми в природе. Таким образом, кварковые структуры оказываются проявление порядка и необходимой последовательности во внутренней связанности, без всякой необходимости постулировать кварки как физические составляющие адронов.

Когда я появился в Беркли в апреле 1975 года, Венецианно как раз был гостем Лоуренс-Беркли Лаборатории (ЛБЛ), и Чу с сотрудниками были сильно увлечены новым топологическим подходом. Для меня это так же было удачным стечение событий, поскольку давало мне возможность сравнительно легко вернуться к активной исследовательской деятельности в физике после трехлетнего перерыва. Никто из исследовательской группы Чу ничего не знал о топологии. Я же, присоединившись к группе, не имел еще собственной исследовательской программы. И я целиком посвятил себя изучению топологии и вскоре довольно хорошо овладел ею, что сделало меня ценным участником группы. К тому времени, когда все овладели топологией, я восстановил навыки в других областях, так что смог полноправно участвовать в топологической "бутстрэпной" программе.