So, about three years ago I was in London, and somebody called Howard Burton came to me and said, I represent a group of people, and we want to start an institute in theoretical physics. We have about 120 million dollars, and we want to do it well. We want to be in the forefront fields, and we want to do it differently. We want to get out of this thing where the young people have all the ideas, and the old people have all the power and decide what science gets done. It took me about 25 seconds to decide that that was a good idea.
Близько трьох років тому, коли я був у Лондоні, до мене підійшов чоловік на ім'я Говард Бартон, і сказав: я представляю групу людей, яка б хотіла створити інститут теоретичної фізики. У нас на це є 120 мільйонів доларів, і ми хочемо створити якісну установу. Ми хочемо проводити авангардні дослідження, але здійснювати їх по-новому. Ми б хотіли подолати ситуацію, коли всі ідеї – в молодих, а вся влада – в старших, котрі й вирішують, які дослідження здійснювати. Мені вистачило 25 секунд, щоб збагнути, що це чудова ідея.
Three years later, we have the Perimeter Institute for Theoretical Physics in Waterloo, Ontario. It’s the most exciting job I’ve ever had. And it’s the first time I’ve had a job where I’m afraid to go away because of everything that’s going to happen in this week when I’m here. (Laughter) But in any case, what I’m going to do in my little bit of time is take you on a quick tour of some of the things that we talk about and we think about. So, we think a lot about what really makes science work? The first thing that anybody who knows science, and has been around science, is that the stuff you learn in school as a scientific method is wrong. There is no method. On the other hand, somehow we manage to reason together as a community, from incomplete evidence to conclusions that we all agree about. And this is, by the way, something that a democratic society also has to do.
Через три роки у нас був Perimeter, інститут теоретичної фізики у Ватерлоо, Онтаріо. Працювати там – це найзахопливіша робота в моєму житті. І це перша робота, яку я боюсь залишати навіть на короткий час, думаючи про все, що відбудеться за тиждень, поки я тут. (Сміх) В будь-якому разі, у цьому невеличкому виступі я збираюсь стисло вам розповісти дещо з того, про що ми розмовляємо і розмірковуємо. Ми багато думаємо над тим, що насправді стимулює науку. Перше, що спадає на думку всім, хто працює в науці чи дотичний до неї – це те, що засвоєний під час навчання науковий метод не працює. Такого методу немає. З іншого боку, іноді нам вдається разом, як науковій спільноті, виходячи з неповноти даних, якось дійти до висновків, з якими ми всі згодні. І, до речі, це спосіб, що використовується і демократичним суспільством.
So how does it work? Well, my belief is that it works because scientists are a community bound together by an ethics. And here are some of the ethical principles. I’m not going to read them all to you because I’m not in teacher mode. I’m in entertain, amaze mode. (Laughter)
Тож як він працює? На мою думку, він працює тому, що наукова спільнота дотримується певної етики. Ось декотрі з цих етичних принципів. Я не збираюсь зачитувати їх всі, бо я сюди прийшов не викладати, моя сьогоднішня мета – розважати й дивувати вас. (Сміх)
But one of the principles is that everybody who is part of the community gets to fight and argue as hard as they can for what they believe. But we’re all disciplined by the understanding that the only people who are going to decide, you know, whether I’m right or somebody else is right, are the people in our community in the next generation, in 30 and 50 years. So it’s this combination of respect for the tradition and community we’re in, and rebellion that the community requires to get anywhere, that makes science work. And being in this process of being in a community that reasons from shared evidence to conclusions, I believe, teaches us about democracy. Not only is there a relationship between the ethics of science and the ethics of being a citizen in democracy, but there has been, historically, a relationship between how people think about space and time, and what the cosmos is, and how people think about the society that they live in.
Тож один із цих принципів полягає в тому, що кожен член наукового співтовариства може сперечатись, і в суперечках щосили захищати свою точку зору. Однак усіх стримує усвідомлення того, що суддями, які вирішуватимуть, хто ж із нас має слушність, буде наступне покоління вчених, яке прийде через 30 чи 50 років. Отож, поєднання поваги до традиції, до наукової спільноти, і водночас бунту, який необхідний, щоб рухатись вперед – саме це обумовлює ефективність науки. І залученість до цього процесу, залученість до спільноти, яка доходить висновків, виходячи зі спільних фактів, це, на мою думку, водночас навчає нас демократії. Існує не тільки взаємозв'язок між науковою етикою і етикою громадян демократичної спільноти, але й історичний взаємозв'язок між уявленнями людей про простір, час і космос, і їхніми уявленнями про суспільство, в якому вони живуть.
And I want to talk about three stages in that evolution. The first science of cosmology that was anything like science was Aristotelian science, and that was hierarchical. The earth is in the center, then there are these crystal spheres, the sun, the moon, the planets and finally the celestial sphere, where the stars are. And everything in this universe has a place. And Aristotle’s law of motion was that everything goes to its natural place, which was of course, the rule of the society that Aristotle lived in, and more importantly, the medieval society that, through Christianity, embraced Aristotle and blessed it. And the idea is that everything is defined. Where something is, is defined with respect to this last sphere, the celestial sphere, outside of which is this eternal, perfect realm, where lives God, who is the ultimate judge of everything.
Я хотів би висвітлити три етапи цієї еволюції. Першою більш-менш науковою космологічною теорією була теорія Арістотеля, яка мала ієрархічний характер. Земля – це центр, навколо якого розташовані кристальні сфери: Сонце, Місяць, планети, і, нарешті, небесна сфера із зорями. У цьому Всесвіті все має своє місце. Також арістотелівський закон руху стверджує, що кожна річ тяжіє до свого природного місця. Такий закон, звісно ж, нагадував принципи суспільства, в якому жив Арістотель, так само, як і принципи середньовічного суспільства, де християнські мислителі прийняли й благословили Арістотеля. Ідея тут полягає в тому, що все визначено наперед. Все визначається відносно цієї останньої сфери, небесної сфери, за межами якої перебуває вічне, досконале царство, де живе Бог, остаточний суддя всього сущого.
So that is both Aristotelian cosmology, and in a certain sense, medieval society. Now, in the 17th century there was a revolution in thinking about space and time and motion and so forth of Newton. And at the same time there was a revolution in social thought of John Locke and his collaborators. And they were very closely associated. In fact, Newton and Locke were friends. Their way of thinking about space and time and motion on the one hand, and a society on the other hand, were closely related.
Таким був принцип космології Арістотеля, а також, у певному сенсі, й середньовічного суспільства. Згодом, у XVII сторіччі, сталась революція в уявленнях про простір, час і рух, ця зміна пов'язана із Ньютоном. Водночас відбувалась революція і в суспільно-політичній думці, пов'язана із Дж.Локком та його однодумцями. Вони тісно поєднані, до речі, Ньютон і Локк були друзями. Їхні уявлення, з одного боку – про простір, час і рух, а з іншого – про суспільство, були тісно взаємопов'язані.
And let me show you. In a Newtonian universe, there’s no center -- thank you. There are particles and they move around with respect to a fixed, absolute framework of space and time. It’s meaningful to say absolutely where something is in space, because that’s defined, not with respect to say, where other things are, but with respect to this absolute notion of space, which for Newton was God.
Я це продемонструю. У ньютонівському Всесвіті центру немає – дякую. У ньому є різні тіла, і вони рухаються відповідно до чітких принципів абсолютного простору і часу. Тут йдеться саме про абсолютний простір, адже положення тіла визначається не щодо інших тіл, а щодо цього абсолютного простору, який для Ньютона і був Богом.
Now, similarly, in Locke’s society there are individuals who have certain rights, properties in a formal sense, and those are defined with respect to some absolute, abstract notions of rights and justice, and so forth, which are independent of what else has happened in the society. Of who else there is, of the history and so forth. There is also an omniscient observer who knows everything, who is God, who is in a certain sense outside the universe, because he has no role in anything that happens, but is in a certain sense everywhere, because space is just the way that God knows where everything is, according to Newton, OK?
Так само, у політичній концепції Локка, суспільство складається з індивідів, які мають певні формальні права, що визначаються відповідно до певного абсолютного, абстрактного поняття прав і справедливості, і крім того, ці індивіди незалежні від інших соціальних чинників, таких як вплив сучасників, історії і т.п. Існує також всезнаючий спостерігач, всевідаючий абсолют, тобто Бог, який, у певному сенсі, перебуває за межами Всесвіту, адже він не втручається у перебіг подій, але водночас, у певному сенсі, він скрізь, тому що завдяки простору Бог знає все, що відбувається. Така картина світу Ньютона.
So this is the foundations of what’s called, traditionally, liberal political theory and Newtonian physics. Now, in the 20th century we had a revolution that was initiated at the beginning of the 20th century, and which is still going on. It was begun with the invention of relativity theory and quantum theory. And merging them together to make the final quantum theory of space and time and gravity, is the culmination of that, something that’s going on right now. And in this universe there’s nothing fixed and absolute. Zilch, OK. This universe is described by being a network of relationships.
Отож, це ключові принципи, які лежать в основі як класичного лібералізму, так і ньютонівської фізики. А у ХХ сторіччі відбулась революція, яка розпочалась у перші роки ХХ сторіччя, і триває й дотепер. Її початок знаменувала поява теорії відносності і квантової теорії. А їх об'єднання в остаточну квантову теорію простору, часу і гравітації, є кульмінацією цієї революції, яка триває й зараз. У цьому Всесвіті немає нічого сталого й абсолютного. Зовсім нічого. Такий Всесвіт зображається як мережа взаємозв'язків.
Space is just one aspect, so there’s no meaning to say absolutely where something is. There’s only where it is relative to everything else that is. And this network of relations is ever-evolving. So we call it a relational universe. All properties of things are about these kinds of relationships. And also, if you’re embedded in such a network of relationships, your view of the world has to do with what information comes to you through the network of relations. And there’s no place for an omniscient observer or an outside intelligence knowing everything and making everything. So this is general relativity, this is quantum theory. This is also, if you talk to legal scholars, the foundations of new ideas in legal thought. They’re thinking about the same things. And not only that, they make the analogy to relativity theory and cosmology often. So there’s an interesting discussion going on there. This last view of cosmology is called the relational view.
Простір є лише одним аспектом, тож безглуздо казати про абсолютне положення якогось об'єкта. Положення можливе лише відносно всього іншого. Ця мережа взаємозв'язків постійно розвивається. Тож ми називаємо Всесвіт релятивістським. Всі властивості речей визначаються через взаємозв'язки. Більш того, якщо ви включені в таку мережу взаємозв'язків, ваше бачення світу визначається тим, яку інформацію ви отримуєте через свою мережу взаємозв'язків. Тут немає місця для всевідаючого спостерігача, для зовнішнього розуму, який знає все і створює все. Отож, такі основні ідеї теорії відносності і квантової теорії. Такі ідеї, якщо звернутись до дослідників права, лежать і в основі нових підходів до правової думки. Тут подібні уявлення. Більш того, правознавці нерідко вдаються до аналогій з теорією відносності і з космологією. Тож зараз там триває дуже цікава дискусія. Сучасний погляд на космологію називається релятивістським.
So the main slogan here is that there’s nothing outside the universe, which means that there’s no place to put an explanation for something outside. So in such a relational universe, if you come upon something that’s ordered and structured, like this device here, or that device there, or something beautiful, like all the living things, all of you guys in the room -- "guys" in physics, by the way, is a generic term: men and women. (Laughter)
Головний принцип полягає у тому, що поза Всесвітом нічого немає, а це означає, що у поясненні не можна вдаватись до чогось зовнішнього, що б стояло поза Всесвітом. Тож у цьому релятивістському світі, якщо вам раптом трапляється щось впорядковане і структуроване, таке, як цей механізм, чи певний пристрій, або щось прекрасне, таке як живі істоти, кожен із присутніх в цьому залі – я вжив слово "кожен" в загальному розумінні, воно позначає і "кожну" – (Сміх)
Then you want to know, you’re a person, you want to know how is it made. And in a relational universe the only possible explanation was, somehow it made itself. There must be mechanisms of self-organization inside the universe that make things. Because there’s no place to put a maker outside, as there was in the Aristotelian and the Newtonian universe. So in a relational universe we must have processes of self-organization.
тоді ви, керуючись людською цікавістю, хочете дізнатись, як це утворилось. У релятивістському Всесвіті можливе лише одне пояснення: якось саме по собі. Механізми самоорганізації, що ведуть до таких речей, мають існувати всередині самого Всесвіту, адже тут просто немає місця для зовнішнього творця, який допускався у світі Арістотеля чи Ньютона. Тож у релятивістському Всесвіті має працювати самоорганізація.
Now, Darwin taught us that there are processes of self-organization that suffice to explain all of us and everything we see. So it works. But not only that, if you think about how natural selection works, then it turns out that natural selection would only make sense in such a relational universe. That is, natural selection works on properties, like fitness, which are about relationships of some species to some other species. Darwin wouldn’t make sense in an Aristotelian universe, and wouldn’t really make sense in a Newtonian universe.
Дарвін показав, що існують процеси самоорганізації, яких достатньо, щоб пояснити і нас, і все, що ми бачимо. Тож це працює. Але це не все. Якщо замислитись над тим, як працює природний добір, то виявиться, що він має сенс лише в цьому релятивістському світі. Тобто, природний добір спирається на властивості, такі як пристосованість, які відображають взаємозв'язки, взаємовідношення одних видів з іншими. Теорія Дарвіна не мала б сенсу у Всесвіті Арістотеля, і не мала б повноцінного сенсу у ньютонівському Всесвіті.
So a theory of biology based on natural selection requires a relational notion of what are the properties of biological systems. And if you push that all the way down, really, it makes the best sense in a relational universe where all properties are relational. Now, not only that, but Einstein taught us that gravity is the result of the world being relational. If it wasn’t for gravity, there wouldn’t be life, because gravity causes stars to form and live for a very long time, keeping pieces of the world, like the surface of the Earth, out of thermal equilibrium for billions of years so life can evolve.
Тож біологічна теорія, що спирається на природний добір, передбачає релятивістське розуміння властивостей біологічних систем. І, якщо заглибитись в суть, така теорія найкраще підходить саме для релятивістського Всесвіту, де всі властивості відносні. Але це ще не все. Ейнштейн показав, що гравітація обумовлюється релятивістським характером Всесвіту. Якби не було гравітації, не було б і життя, адже завдяки гравітації зорі утворюються й існують дуже тривалий час, утримуючи різні об'єкти Всесвіту, в тому числі й земну поверхню, від теплової рівноваги, і завдяки цьому могло розвинутись життя.
In the 20th century, we saw the independent development of two big themes in science. In the biological sciences, they explored the implications of the notion that order and complexity and structure arise in a self-organized way. That was the triumph of Neo-Darwinism and so forth. And slowly, that idea is leaking out to the cognitive sciences, the human sciences, economics, et cetera. At the same time, we physicists have been busy trying to make sense of and build on and integrate the discoveries of quantum theory and relativity.
У ХХ сторіччі ми були свідками незалежного розвитку двох великих галузей науки. У біологічних науках дослідники встановили роль самоорганізації у виникненні порядку, складності і структурної організованості. Це був тріумф неодарвінізму і подібних ідей. Ці ідеї потроху проникали і в когнітивні дослідження, в гуманітарні науки, економіку і т.д. Водночас ми, фізики, намагались осмислити, розвинути і поєднати відкриття, здійснені в межах двох теорій: квантової теорії та теорії відносності.
And what we’ve been working out is the implications, really, of the idea that the universe is made up of relations. 21st-century science is going to be driven by the integration of these two ideas: the triumph of relational ways of thinking about the world, on the one hand, and self-organization or Darwinian ways of thinking about the world, on the other hand. And also, is that in the 21st century our thinking about space and time and cosmology, and our thinking about society are both going to continue to evolve. And what they’re evolving towards is the union of these two big ideas, Darwinism and relationalism.
Ми аналізували наслідки, які випливали з ідеї про те, що світ складається із взаємозв'язків. Наука ХХІ сторіччя надихатиметься прагненням об'єднати ці дві ідеї: з одного боку, тріумф релятивістської картини світу, а з іншого – ідею самоорганізації, ключову рису дарвінівського підходу. Крім цього, у ХХІ сторіччі наше розуміння простору, часу і космології, так само, як і наше розуміння суспільства – обидва будуть еволюціонувати далі. Вони будуть рухатись у напрямку поєднання цих двох видатних ідей – дарвінізму і релятивізму.
Now, if you think about democracy from this perspective, a new pluralistic notion of democracy would be one that recognizes that there are many different interests, many different agendas, many different individuals, many different points of view. Each one is incomplete, because you’re embedded in a network of relationships. Any actor in a democracy is embedded in a network of relationships. And you understand some things better than other things, and because of that there’s a continual jostling and give and take, which is politics. And politics is, in the ideal sense, the way in which we continually address our network of relations in order to achieve a better life and a better society.
Далі, якщо осмислити демократію з цієї перспективи, то виникає нове, плюралістичне бачення демократії, де визнається існування розмаїття інтересів, наявність різних цілей, розмаїття особистостей і розмаїття поглядів. Кожен окремий елемент не є самодостатнім, адже кожен вплетений у систему взаємозв'язків. При демократії будь-який учасник залучений до системи взаємозв'язків Щось ви розумієте краще за інших, щось – гірше, і в результаті виникає постійне зіткнення, обмін та взаємні поступки, в цьому і полягає політика. В ідеальному розумінні, політика – це механізм використання системи наших взаємозв'язків заради того, щоб досягти кращого життя і кращого суспільства.
And I also think that science will never go away and -- I’m finishing on this line. (Laughter) In fact, I’m finished. Science will never go away.
Я переконаний, що наука ніколи не зникне. На цій ноті я завершую. (Сміх) Я завершив. Наука ніколи не зникне.