Загляните сюда: https://www.newyorker.com/magazine/2006/10/02/unstrung-2

Это худшие времена в физике. Уже более поколения физики гоняются за блуждающим огоньком, называемым теорией струн. Начало этой погони ознаменовало конец прогресса, длившегося три четверти века. Были проведены десятки конференций по теории струн, получены сотни новых докторских степеней и написаны тысячи статей. Однако, несмотря на всю эту деятельность, не было сделано ни одного нового проверяемого предсказания, ни одна теоретическая загадка не решена. На самом деле теории пока нет — лишь набор догадок и расчетов, предполагающих, что теория может существовать. И даже если это произойдет, эта теория появится в таком ошеломляющем количестве версий, что она не будет иметь практического применения: Теория Ничто. Тем не менее, физический истеблишмент продвигает теорию струн с иррациональным рвением, безжалостно отсеивая несогласных физиков из профессии. Тем  временем физика застряла в парадигме, обреченной на бесплодие.

Так какие же это времена: лучшие времена или худшие времена? В конце концов, это теоретическая физика, а не викторианский роман. Если вы случайно читаете научные статьи в газетах, вам, вероятно, более знакома оптимистическая точка зрения. Но у теории струн всегда было несколько скептиков. Почти два десятилетия назад Ричард Фейнман назвал это «сумасшедшим», «бессмысленным» и «неправильным направлением» для физики. Шелдон Глэшоу, получивший Нобелевскую премию за одно из последних великих достижений в физике перед началом эры теории струн, сравнил теорию струн с «новой версией средневековой теологии» и провел кампанию за то, чтобы не допускать в нее теоретиков струн. его собственный факультет в Гарварде. (Он потерпел неудачу.)

Теперь два представителя поколения теории струн выступили с разоблачениями того, что, по их мнению, является нынешним беспорядком. «История, которую я расскажу, может быть воспринята некоторыми как трагедия», — пишет Ли Смолин в книге «Проблемы с физикой: расцвет теории струн, падение науки и что будет дальше» (Houghton Mifflin; $26). Питер Войт в книге «Not Even Wrong: Fail of String Theory and the Search for Unity in Physical Law» (Basic; $26,95) предпочитает термин «катастрофа». И Смолин, и Войт были физиками-подмастерьями, когда в начале восьмидесятых годов теория струн стала модной. Оба теперь являются аутсайдерами: Смолин, реформатор теории струн (он написал восемнадцать статей на эту тему), помог основать в Канаде своего рода меньшевистскую ячейку физиков под названием «Институт Периметра»; Войт отказался от профессиональной физики в пользу математики (он преподает на математическом факультете  Колумбийского университета), что дает ему междисциплинарную перспективу. 

Каждый автор выдвигает обвинительное заключение, представляющее собой смесь науки, философии, эстетики и, что удивительно, социологии. Физика, по их мнению, была захвачена беспощадной культурой, которая вознаграждает технических специалистов, работающих над официально санкционированными проблемами, и обескураживает провидцев в духе Альберта Эйнштейна. Войт утверждает, что из-за отсутствия строгости теории струн ее практикующие специалисты не могут отличить научную мистификацию от реального вклада. Смолин добавляет моральный аспект своей жалобе, связывая теорию струн с «явным предубеждением» физики в отношении женщин и чернокожих. Размышляя о культе пустой математической виртуозности, он задается вопросом: «Сколько ведущих физиков-теоретиков когда-то были неуверенными в себе маленькими прыщавыми  мальчиками, которые отомстили, победив спортсменов (которые заполучили девочек) в единственном месте, где они могли — на уроке математики?»

Странно думать, что такие грязные мотивы могут повлиять на что-то столь чистое и объективное, как физика. Но сейчас странные дни в дисциплине. Впервые в своей истории теория догнала эксперимент. В отсутствие новых данных в поисках окончательной теории физики должны руководствоваться чем-то иным, чем вескими эмпирическими данными. И это то, что они называют «красотой». Но в физике, как и в остальной жизни, красота может быть скользкой вещью.

Золотым стандартом красоты в физике является общая теория относительности Альберта Эйнштейна. Что делает его красивым? Во-первых, это его простота. В одном уравнении она объясняет силу гравитации как искривление геометрии пространства-времени, вызванное наличием массы: масса сообщает пространству-времени, как искривляться, пространство-время сообщает массе, как двигаться. И тут возникает сюрприз: кто бы мог подумать, что вся эта теория вытекает из естественного предположения, что все системы отсчета равны, что законы физики не должны меняться, когда вы прыгаете на карусели? Наконец, есть аура неизбежности. Ничто в нем не может быть изменено без разрушения его логической структуры. Физик Стивен Вайнберг сравнил его со «Святым семейством» Рафаэля, в котором каждая фигура на холсте расположена идеально, и нет ничего, что хотелось бы, чтобы художник сделал по-другому.

Общая теория относительности Эйнштейна была одним из двух революционных нововведений начала двадцатого века, открывших современную эру в физике. Другой была квантовая механика. Из этих двух квантовая механика была более радикальным отходом от старой ньютоновской физики. В отличие от общей теории относительности, которая имела дело с четко определенными объектами, существующими в гладкой (хотя и искривленной) геометрии пространства-времени, квантовая механика описывала случайный, изменчивый микромир, где изменения происходят скачками, где частицы действуют как волны (и наоборот), и где царит неопределенность.

В течение десятилетий после этой двойной революции большая часть действий велась на квантовой стороне. Помимо гравитации, природой управляют три основные силы: электромагнетизм, «сильная» сила (которая удерживает вместе ядро ​​атома) и «слабая» сила (которая вызывает радиоактивный распад). В конце концов, физикам удалось включить все три в рамки квантовой механики, создав «стандартную модель» физики элементарных частиц. Стандартная модель представляет собой что-то вроде хитроумного приспособления из палочек и жевательной резинки: она неуклюже объединяет очень разные типы взаимодействий, а ее уравнения содержат около двадцати произвольно кажущихся чисел, соответствующих массам различных частиц, отношениям сил сильные стороны и так далее — это нужно было экспериментально измерить и ввести «вручную». Тем не менее, стандартная модель оказалась чрезвычайно полезной, предсказывая результат каждого последующего эксперимента в физике элементарных частиц с исключительной точностью, часто до одиннадцатого десятичного знака. Как однажды  основные силы: электромагнетизм, «сильная» сила (которая удерживает вместе ядро ​​атома) и «слабая» сила (которая вызывает радиоактивный распад). В конце концов, физикам удалось включить все три в рамки квантовой механики, создав «стандартную модель» физики элементарных частиц. 

Стандартная модель представляет собой что-то вроде хитроумного приспособления из палочек и жевательной резинки: она неуклюже объединяет очень разные типы взаимодействий, а ее уравнения содержат около двадцати произвольно кажущихся чисел, соответствующих массам различных частиц, отношениям сил сильные стороны и так далее — это нужно было экспериментально измерить и ввести «вручную». Тем не менее, стандартная модель оказалась чрезвычайно полезной, предсказывая результат каждого последующего эксперимента в физике элементарных частиц с исключительной точностью, часто до одиннадцатого десятичного знака.   

Как однажды заметил Фейнман, это все равно, что вычислить расстояние от Лос-Анджелеса до Нью-Йорка с точностью до волоска.

Стандартная модель была разработана в середине семидесятых годов и с тех пор не нуждалась в серьезном пересмотре. Он рассказывает, как природа ведет себя в масштабе молекул, атомов, электронов и далее, где сила гравитации достаточно слаба, чтобы ее можно было не заметить. Общая теория относительности рассказывает, как ведет себя природа в масштабе яблок, планет, галактик и далее, где квантовые неопределенности усредняются и их можно

игнорировать. Между этими двумя теориями, кажется, заключена вся природа. Но большинство физиков недовольны таким разделением труда. Ведь все в природе взаимодействует со всем остальным. Разве не должен существовать единый набор правил для его описания, а не два противоречивых набора? А что происходит, когда области применения двух теорий перекрываются, то есть когда очень массивное одновременно является и очень маленьким? Например, сразу после Большого взрыва вся масса того, что сейчас является наблюдаемой Вселенной, была упакована в объем размером с атом. В таком крошечном масштабе квантовая неопределенность приводит к разрушению гладкой геометрии общей теории относительности, и невозможно предсказать, как поведет себя гравитация. Чтобы понять рождение Вселенной, нам нужна теория,  которая «объединяет» общую теорию относительности и квантовую механику. Это мечта физика-теоретика.

Теория струн возникла случайно. В конце шестидесятых годов пара молодых физиков, листая книги по математике, наткнулась на формулу многовековой давности, которая чудесным образом, казалось, соответствовала новейшим экспериментальным данным об элементарных частицах. Поначалу никто не имел ни малейшего понятия, почему так должно быть. Однако через несколько лет скрытый смысл формулы проявился: если рассматривать элементарные частицы как крошечные извивающиеся струны, все это имело смысл. Из чего должны были быть сделаны эти струны? Не важно. 

Как выразился один физик, их следует рассматривать как «крошечные одномерные разрывы в гладкой ткани пространства».