Большой опрос о загадках физики: ученые не пришли к единому мнению ни по одному из ключевых вопросов, кроме «Большого взрыва»

Результаты масштабного опроса под названием Big Mysteries Survey, проведенного сотрудниками Американского физического общества (APS) совместно с Physics Magazine, опубликованы в препринте на платформе arXiv. Исследование, в котором приняли участие 1675 респондентов, включая профессиональных физиков, выявило значительный разброс мнений по фундаментальным вопросам космологии, квантовой механики, природы черных дыр и квантовой гравитации. Ключевым открытием стало то, что многие положения, часто подаваемые как полевой консенсус, на деле поддерживаются лишь узким большинством или даже простым плюралитетом, а не подавляющим большинством ученых.

Летом 2024 года на конференции «Black Hole Inside Out» в Копенгагене был проведен пилотный опрос 85 ученых, выявивший заметный разброс мнений по ряду фундаментальных проблем. Через год, в июле–сентябре 2025 года, Physics Magazine совместно с APS организовал значительно более широкое анкетирование, охватившее 1675 респондентов из числа читателей журнала и членов Американского физического общества. Цель состояла не только в том, чтобы зафиксировать распределение взглядов в сообществе, но и в том, чтобы сравнить позиции узкой конференционной аудитории и гораздо более разнородной профессиональной выборки.

Авторы специально подчеркивают, что опрос не был репрезентативной случайной выборкой всех физиков — это добровольное онлайн-анкетирование. Тем не менее, благодаря большому числу участников и широте охвата тем (космология, черные дыры, квантовая механика, квантовая гравитация, антропные совпадения) он дает ценный срез текущих настроений в дисциплине.

Что означает «Большой взрыв»: единственный островок консенсуса

Первый вопрос касался семантики: следует ли понимать под «Большим взрывом» сингулярность и абсолютное начало времени или же просто эволюцию из горячего плотного состояния, не комментирующую наличие или отсутствие какого-либо начала. 68,4% опрошенных выбрали вторую трактовку — это самый высокий уровень согласия во всем опросе. Для сравнения: в выборке 2024 года аналогичный показатель составил 68%, то есть почти идентично.

Различие между двумя опросами проявилось в доле сторонников «сингулярности и начала времени»: в широком опросе их 20% против 11% в Копенгагене. Авторы предполагают, что это не столько разница в физических убеждениях, сколько в интерпретации формулировки вопроса. В свободных комментариях доминировала тема терминологических споров: многие участники указывали, что значение «Большого взрыва» сильно зависит от контекста.

Ранняя Вселенная: инфляция без подавляющего большинства

Проблемы горизонта, плоского пространства, крупномасштабной структуры и отсутствия монополей традиционно считаются решаемыми за счет космической инфляции. Однако опрос показал, что инфляция набирает 50,8% голосов — это буквально на несколько голосов выше половины, что трудно назвать уверенным консенсусом. В Копенгагене же инфляция и вовсе не достигла большинства (44%).

Альтернативы распределились следующим образом: отскок/циклическая Вселенная — 7,7%, некоторая модель квантовой гравитации — 7,0%. Интересно, что в Копенгагене интерес к квантово-гравитационным моделям был вдвое выше (16%), что авторы связывают с более специализированным составом участников конференции. В свободных ответах часто встречались гибридные сценарии, например комбинация отскока с квантовыми эффектами, а также скептические комментарии, ставящие под сомнение саму формулировку «парадоксов» ранней Вселенной.

Темная материя: гибридный лидер и рост интереса к модифицированной гравитации

На вопрос о гравитационных аномалиях (вращение галактик, скопления, барионные акустические осцилляции, анизотропии реликтового излучения) ни один кандидат в темную материю не набрал большинства. Самый популярный ответ — «гибрид из перечисленного» (20,6%). Далее следуют аксионы (17,4%), затем MOND (11,5%) и квантово-гравитационные эффекты (10,1%). Если сложить все варианты, относящиеся к темной материи (гибрид, аксионы, WIMP, первичные черные дыры), получится 53,4% — то есть чистое большинство, но с большим внутренним разбросом.

Сравнение с Копенгагеном показывает два важных сдвига. Во-первых, поддержка модифицированной гравитации (MOND) выросла с 1% до 11,5%, а квантовой гравитации — с 4% до 10,1%. Во-вторых, вера в первичные черные дыры как основное объяснение упала с 17% до 5,4%. Авторы связывают эти изменения с неудачей поисков WIMP в прямых экспериментах и отсутствием сигналов суперсимметрии на БАК. В свободных комментариях часто встречались идеи общего объяснения для темной материи и темной энергии, а также предположения о «нормальной материи, которую мы просто не учли».

Темная энергия: космологическая константа перестала быть лидером

В вопросе об ускоренном расширении Вселенной впервые зафиксировано, что космологическая постоянная (24,0%) уступает временно изменяющемуся полю (25,9%). Это радикальное отличие от Копенгагена, где константа была лидером (38%), а изменяющееся поле набирало всего 16%. Авторы прямо указывают, что наиболее вероятная причина — публикация свежих результатов коллаборации DESI (2025 год), которые активно обсуждались в сообществе и указывали на возможную эволюцию темной энергии.

Примечательно, что суммарно константа + изменяющееся поле дают около 50%, а оставшаяся половина распределяется между квантовой гравитацией (12,9%), другими модификациями гравитации (13,0%) и вариантами «другое» или «нет мнения». В комментариях участники выражали явную неуверенность: «мы упускаем какой-то большой кусок физики», «на основании текущих данных DESI я не чувствую уверенности, чтобы выбирать между константой и изменяющейся темной энергией».

Хаббловское напряжение: неопределенность как главный результат

Этот вопрос оказался самым «неопределенным» во всем опросе. 24,4% респондентов выбрали «нет мнения» — чаще, чем любой конкретный ответ. Далее следуют ранняя темная энергия (22,1%), систематические ошибки в данных по сверхновым (16,7%), модифицированная или квантовая гравитация (13,4%). В Копенгагене же лидировали систематические ошибки сверхновых (35%), что указывает либо на изменение настроений в литературе, либо на разницу в составе выборки.

Свободные комментарии показали, что многие респонденты склоняются к комбинированным объяснениям: систематика есть и в данных по сверхновым, и в данных по реликтовому излучению. Другая частая тема, это недовольство базовой моделью: «проблемы с моделью ΛCDM, используемой для моделирования ранней Вселенной». Корреляционный анализ подтверждает, что те, кто выбирает раннюю темную энергию для напряжения Хаббла, с высокой вероятностью выбирают и изменяющуюся темную энергию для ускоренного расширения.

Фундаментальные константы

Самые популярные взгляды физиков (26% респондентов) состоят в том, что значения фундаментальных констант не требуют никакого дополнительного объяснения — это просто данность, «факт», с которым нужно смириться. Они не считают эту ситуацию проблемой, требующей решения через мультивселенную, антропный принцип или разумный замысел.

Этот же ответ был лидером и в Копенгагене (33%), и в аналогичном опросе PhilPapers (32%). Мультивселенная и антропная селекция набрали 19,9%, а разумный замысел всего 8,9%. Даже если сложить эти две позиции, получится 28,8% — меньше, чем доля сторонников «сырых фактов».

Авторы подчеркивают, что популярная дихотомия «либо мультивселенная, либо интеллектуальный замысел» не находит поддержки среди физиков. В комментариях звучали прямые отказы от антропного принципа («антропный принцип мало что значит», «думать иначе — непростительно антропоцентрично»). Некоторые респонденты настаивали на необходимости более глубокого фундаментального объяснения, не сводимого ни к одному из предложенных вариантов.

Интерпретации квантовой механики: Копенгаген лидирует, но не доминирует

Копенгагенская интерпретация набрала 35,7% — почти точно совпадая с результатом опроса Nature (36%). Однако далее начинаются различия. В опросе Physics Magazine второй по популярности среди «именных» интерпретаций оказалась многомировая (11%), тогда как в опросе Nature второе место занимали эпистемические подходы (17%).

Важно, что суммарная доля вариантов «другое» (13,2%) и «нет мнения» (13,4%) превышает 26%, что указывает на высокую степень фрагментации. В свободных комментариях чаще всего упоминалась реляционная квантовая механика, а также прямые отказы от предложенной таксономии («ни один из вышеперечисленных»). Корреляционный анализ выявил связь между многомировой интерпретацией и антропной селекцией в мультивселенной: те, кто склонен к мультивселенским объяснениям в космологии, чаще выбирают и многомировую интерпретацию в квантовой механике.

Что происходит с материей за горизонтом событий

На вопрос о судьбе вещества, падающего в черную дыру, наиболее популярным оказался стандартный ответ «сжимается в сингулярность» (40,5%), но это далеко от большинства. Альтернативы: «фаззбол» (квантовый объект без горизонта событий) — 14,3%, отскок в нашу или другую вселенную — около 11% суммарно, «другое» — 16,6%.

В комментариях доминировала идея локальной непримечательности пересечения горизонта: «ничего не происходит… оно просто продолжает свободное падение вечно», «ничего особенного гарантированно не случается». Это важное наблюдение: многие физики не согласны с драматической картиной немедленного разрушения объекта при пересечении горизонта событий.

Информационный парадокс черных дыр: сохранение информации победило, но с оговорками

Утверждение, что «физики в целом согласны с сохранением информации» (как это иногда представляется в популярной литературе), не подтверждается данными. Суммарно сохранение информации через излучение Хокинга (30,5%) и через остатки черной дыры (23,7%) дает 54,2% — неуверенное большинство. Информационная потеря остается весомой позицией (18,8%), а «нет мнения» набирает 16,6%.

Результаты практически идентичны копенгагенским (там сохранение информации — 53%, потеря — 18,8%). Корреляционный анализ показывает, что те, кто выбирает сохранение информации именно через излучение Хокинга, с высокой вероятностью отдают предпочтение теории струн в вопросах квантовой гравитации.

Квантовая гравитация: «нет мнения» побеждает все теории

В самом фундаментальном вопросе о том, как объединить квантовую механику и гравитацию, наиболее частым ответом стало «нет мнения» (18,9%). Теория струн (18,9%) разделила это место, но набрала почти столько же, сколько и позиция «гравитация не является квантовой» (17,7%). Петлевая квантовая гравитация получила 12,7%, а все неназванные альтернативы — еще около 10%.

Если сложить все неструнные подходы к квантовой гравитации, они составят 23,1% — немного больше, чем одна струнная теория. Тем не менее ни один подход не приближается к большинству. В комментариях доминировало недовольство предложенным меню: «ни один из вышеперечисленных», «математическая формула… еще не разработана».

Корреляционные паттерны: не случайный разброс, а когерентные мировоззрения

С помощью логарифмической статистики отношения шансов (log-odds) авторы выявили пары ответов, которые с высокой статистической значимостью встречаются вместе чаще, чем при случайном распределении. Самые сильные положительные корреляции образуют содержательно связные кластеры.

Первый кластер — «квантово-гравитационный»: ответы, указывающие на квантовую гравитацию как объяснение в вопросах о ранней Вселенной, темной материи, темной энергии и хаббловском напряжении, тесно связаны между собой. Второй кластер — «модифицированная гравитация»: выбор MOND или иных модификаций в вопросах о темной материи и темной энергии коррелирует с аналогичным выбором для хаббловского напряжения. Третий кластер это «темная энергия»: временно изменяющаяся темная энергия для космического ускорения сильно коррелирует с ранней темной энергией для хаббловского напряжения.

Отдельно выделяется связка «сохранение информации через излучение Хокинга» и «теория струн» — эта пара демонстрирует высокую log-odds (28,0). Также обнаружена корреляция между «антропной селекцией в мультивселенной» и «многомировой интерпретацией» (log-odds 28,9), что подтверждает предположение о привлекательности мультивселенской логики в разных областях физики.

Отрицательные корреляции (ответы, которые почти не встречаются вместе) в основном связаны с категориями «другое» или «нет мнения». Например, респонденты, выбравшие «сингулярность» для черных дыр, редко выбирают «другое» в других вопросах — это говорит о том, что у определенной части сообщества есть четкие предпочтения, а не расплывчатая позиция.

Итоговая интерпретация и ограничения

Авторы подводят к трем главным выводам. Во-первых, многие утверждения о «полевом консенсусе» в физике преувеличены. Инфляция, космологическая постоянная, сохранение информации в черных дырах — все эти позиции поддерживаются лишь неустойчивым большинством. Единственное исключение это интерпретация Большого взрыва.

Во-вторых, сообщество структурировано не как единое целое с доминирующей парадигмой, а как набор мировоззренческих взглядов. Физики, принимающие квантово-гравитационные объяснения в одном вопросе, склонны принимать их и в других. Это не тривиальный факт, он указывает на существование устойчивых теоретических предпочтений, выходящих за рамки отдельных проблем.

И в третьих, сравнение с предыдущим опросом показывает, что картина мнений сильно зависит от состава выборки. Узкое экспертное сообщество может заметно отличаться от широкого физического мейнстрима. Поэтому любые обобщения вроде «физики считают, что…» требуют осторожности: нужно уточнять, о каких именно физиках идет речь, из какой субдисциплины и с каким опытом.

Авторы честно указывают на ограничения своего метода: это не случайная выборка, а самоотбор. Тем не менее, благодаря большому объему и детальному корреляционному анализу, работа предоставляет редкую эмпирическую основу для дискуссий о том, как на самом деле распределены мнения внутри физического сообщества по самым фундаментальным и спорным вопросам современной науки.

Присоединяйтесь к нам в соцсетях