
В небольшом, но весьма любопытном сообщении Игоря Иванова, на сайте Э Л Е М Е Н Т Ы анализируется характер отклика мирового сообщества физиков-теоретиков на сенсационные сообщения о новых открытиях экспериментаторов. Любопытные оценки получены и о реакции сообщества на отсутствие свежих новостей из области эксперимента и наблюдений.
Рис. 1. Временная зависимость числа публикаций в ответ на очередную сенсацию. Показаны лишь некоторые из рассмотренных в статье примеров. Верхний ряд: двухфотонный пик, дибозонный всплеск, сообщение BICEP2; нижний ряд: гамма-сигнал из центра галактики, сверхсветовые нейтрино на OPERA и Wjj-аномалия в детекторе CDF. Последние два графика демонстрируют иной тип отклика. Графики из обсуждаемой статьи
Давно известно, что физика может эффективно описывать поведение большого коллектива объектов — при условии, что эти объекты однотипны и примитивны. Законам статистической физики подчиняются даже некоторые биологические системы, например культура бактерий. Недавно мировую общественность всколыхнула публикация, демонстрирующая, что эти условия — однотипность и примитивность — могут выполняться и для больших коллективов физиков-теоретиков. Экспериментальные данные убедительно показали, что их публикационная активность в ответ на внешний стимул представляет собой когерентный всплеск удивительно стандартной формы. Новая работа заставляет нас переосмыслить истинную природу физиков-теоретиков.
Самый простой пример — это обычный газ, при описании которого нас интересует не хаотичное движение отдельных молекул, а их суммарный эффект, например температура и давление. На внешнее воздействие этот коллектив тоже отзывается очень простым способом: например, в газе бежит звуковая волна. При этом отдельные частицы в коллективе не обязательно должны быть бездушными молекулами. Это могут быть и живые организмы. Главное требование — чтобы они были достаточно примитивны, и тогда их коллектив можно описывать методами статфизики.
В недавнем препринте A Theory of Ambulance Chasing исследователь Михайло Бакович (Mihailo Backovic) из Лувенского католического университета (Лувен-ла-Нёв, Бельгия) сообщает о шокирующих результатах многолетних наблюдений, которые расширяют границы применимости этого подхода. Оказывается, условие достаточной примитивности выполняется даже для вершины биологической эволюции — физиков-теоретиков, а точнее, их подвида, специализирующегося на элементарных частицах. Его исследование показало, что коллектив этих действующих агентов может достичь состояния максимальной информационной когерентности — и тогда любое внешнее воздействие на него будет приводить к однотипному отклику, описываемому в терминах пуассоновского процесса и подчиняющемуся простым формулам.
Основанием для такого вывода послужили несколько экспериментов, которые сама природа провела с теоретико-физическим сообществом. За последнее десятилетие в мире элементарных частиц несколько раз возникали неожиданные сенсации, когда экспериментаторы объявляли об обнаружении неизвестного ранее эффекта. Это, например, сверхсветовые нейтрино на OPERA, сообщение BICEP2 о регистрации первичных гравитационных волн и совсем недавний пример — загадочный двухфотонный пик, найденный на Большом адронном коллайдере.
Измерения показали, что вслед за каждым таким внешним воздействием в среде физиков-теоретиков возникал однотипный коллективный отклик — всплеск публикационной активности характерного профиля (см. рисунок). Графики здесь показывают число публикаций, посвященных очередной сенсации, как функцию времени. Высота всплеска и период затухания зависели от интенсивности стимула, но профили повторяли друг друга. Всё разнообразие откликов сводилось к двум типам поведения — со степенным и экспоненциальным угасанием интереса; их примеры приведены на рисунке.
Неожиданность в том, что сейчас смазывание индивидуальных степеней свободы в примитивный коллективный отклик было продемонстрировано для объектов, которые традиционно считались невычислимо сложными.
В свете новых данных возникает очень любопытный вопрос: что и с какой целью производит коллектив физиков-теоретиков в спокойное время, в отсутствие внешнего стимула? Здесь тоже есть параллели из биологии. Например, совсем недавно было открыто, что полимераза POLA1 в свободное от основной работы время синтезирует «нуклеиновый белый шум», короткие безвредные ДНК:РНК-комплексы, и наполняет ими цитоплазму. Этот молекулярный шум нужен для того, чтобы не допускать ложного срабатывания внутриклеточной иммунной реакции; без него клетка, да и весь организм, начинает генерировать беспричинный иммунный ответ.
Может быть, такой же механизм работает и в коллективах физиков-теоретиков? Уже давно накапливаются свидетельства в пользу того, что в спокойное время публикационная активность теоретиков хорошо описывается информационным белым шумом. Но если раньше цель этой деятельности была непонятна, то теперь можно предположить, что она направлена как раз на подавление ложного коллективного отклика. Действительно, если коллектив реагирует мощным публикационным всплеском на любое внешнее сообщение, то значит, он находится в критическом состоянии и готов генерировать такие всплески самопроизвольно, без какого-либо стимула. Публикационный шум требуется самому коллективу для подавления такой гиперчувствительности и удержания себя в мало-мальски адекватном русле.
Как установление простого пуассоновского распределения реакции сообщества физиков-теоретиков, традиционно считающихся в нашем мире вершиной интеллектуальной пирамиды человечества (наряду с профессиональными игроками в го и Форекс), само по себе чрезвычайно интересно.
Хотя предположение о том, что система в отсутствии внешних воздействий способна с в качестве реакции генерировать белый шум по аналогии с полимеразой POLA1 на мой взгляд выглядит еще более интересно, я думаю, что его сочтут таковым многие читатели журналов по теорфизике, а также журналов ЖЖ.
Но я могу вспомнить известный эпизод в истории науки, связанный с великим именем
Давид Гильберт!
Один из величайших умов 20-го века, не только в математике, занимавший пост заведующего кафедры в Гёттингене, пост, который до него занимали великие Гаусс и Риман.
В 1922 году на семинаре своей кафедры Гильберт прочел доклад. на котором крайне убедительно с привлечением широкой статистики убедительно продемонстрировал, что способности к математике в отличие от многих других областей переходят не от отца к сыну, а от тестя к зятю.
Несмотря на огромное количество учеников. это исследование Давида Гильберта не было продолжено. А жаль - такие области как теоретическая физика или философия неокантианства могли бы дать многообещающий материал.
Journal information