Глава 5

Глава 5. Как видят развитие современной науки современные ученые.

Сначала приведем высказывания по этому вопросу весьма известных ученых (если задатся целью, то можно собрать гораздо больше подобных оценок, но думаю читатель вполне может довериться нобелевским лауреатам и академикам).

И.Н.Гансвинд. Обзор книги Стивена Вайнберга "Мечты об окончательной теории"

( Steven Weinberg. Dreams of a Final Theory, New York: Pantheon Books, 1992 )

# Автор книги известен своими работами по физике элементарных частиц и космологии…

Его последняя научно-популярная книга написана для ознакомления широкой общественности с проблемами развития физики в конце нашего века и имела целью предотвратить сворачивание строительства американского суперколлайдера SSC. Хотя поставленная цель не была достигнута, книга интересна во многих отношениях, как будет ясно из этого обзора...

Автор принадлежит к кругу теоретиков, стремящихся создать окончательную физическую теорию, в которой все физические законы вытекали бы из минимального числа основополагающих принципов…

Помимо исторических случайностей и трудностей количественного объяснения явлений из основополагающих принципов существует еще один фактор, препятствующий построению связной цепочки объяснений. Это эмерджентность - рождение новых явлений на более высоких уровнях структурной организации материи, которым нет места на низких. Например, на уровне атомов и молекул нет ничего похожего на жизнь, на клеточном уровне нет разума и т.п.

Термодинамика, построенная на понятиях температуры и энтропии, возникла в физике вне связи с частицами и силами, как теория тепловых машин. Впоследствии, когда была создана статистическая механика, оказалось, что принципы термодинамики можно получить математически, анализируя вероятности состояний системы, содержащей большое число подсистем, между которыми распределена энергия этой системы. Термодинамика применима к очень широкому кругу явлений от работы двигателей до шаровых скоплений галактик и черных дыр... Статистическая механика позволила связать термодинамику с глубинными физическими законами….

Картина научного знания, как она представляется С.Вайнбергу, такова, что не существует раздела, который стоял бы особняком и не соприкасался бы с другими. В этой пронизанной взаимосвязями структуре нет места автономным наукам с фундаментальными законами, не сводимыми к физике или чему-то еще. Поэтому, утверждает С.Вайнберг, "в нашем мире нет комнаты для телекинеза или астрологии" и проверкой данных, исходящих от них, просто нет смысла заниматься…

Вторая глава книги… представляет собой последовательные ответы на повторяющийся вопрос "почему?"… С.Вайнберг объясняет физические свойства мела, приводя цепочку объяснений к стандартной модели.

Стандартная модель содержит перечень физических полей и квантов этих полей, представляющих все известные виды элементарных частиц, а также общие принципы, например, принципы относительности и принципы квантовой механики. Однако, почему мир состоит именно из тех полей, из которых он состоит, почему эти поля обладают свойствами, которые описываются стандартной моделью и почему природа подчиняется принципам теории относительности и квантовой механики, - ответов на эти вопросы нет и ожидается, что их даст окончательная теория….

Книга об окончательной теории не могла не иметь философской направленности….

В главе о взаимоотношениях физики и философии сквозит обида на то, что философски значимые идеи физики не были поняты философией. Это подчеркнуто названием главы - "Против философии". По сравнению с непостижимой эффективностью математики философия оказывается для физики поразительно неэффективной….

На многих примерах из истории физики С. Вайнберг показывает, что философские системы в столкновении с физикой порождают не меньше проблем, чем решают. Когда философские системы, пережив свое героическое время, становятся догмами, навязанные ими представления о том, что в физике научно, а что нет становятся препятствиями для развития физики.

Механицизм в свою героическую эпоху разрушил многие предрассудки. Декарт, продолжив линию, идущую от Демокрита и Левкиппа, построил картину мира, рационально объясняющую явления природы. Философия Декарта оказала заметное влияние на Ньютона, но ньютоновская идея действия на расстоянии с трудом воспринималась картезианцами и стала преобладать лишь в первые десятилетия XYIII века. Даже созданные в XIX веке теории электрического и магнитного полей Фарадея и Максвелла были облачены в механистические одежды, и лишь специальная теория относительности Эйнштейна позволила решительно преодолеть механицизм. На примере предисловия В.Фока к его книге об общей теории относительности С. Вайнберг рассказывает о значении марксистско-ленинской философии для физики в Советском Союзе.

Сохранивший элементы механицизма позитивизм, неопозитивизм и постпозитивизм оказали сильное и тоже неоднозначное влияние на развитие физики. Работа Эйнштейна 1905 г., в которой была построена специальная теория относительности (СТО), обнаруживает очевидное влияние Маха. Эта работа изобилует наблюдателями, измеряющими расстояния и промежутки времени с помощью линеек, часов и световых лучей. Принцип неопределенности в квантовой механике получен Гейзенбергом в результате позитивистского анализа ограничений, которые возникают при попытке наблюдать положение частицы и ее импульс.

Но это же требование позитивизма, чтобы физические теории имели дело только с наблюдаемыми величинами, оказало драматическое сопротивление атомизму, поскольку техника в начале XX в. не позволяла еще наблюдать атомы. Э. Мах даже в 1910 г. категорически отказывался признать существование атомов. Особенно тяжелые последствия для физики и для создателей статистической механики вызвал позитивистский взгляд на нее. Одно из триумфальных достижений физики конца XIX в. было признано далеко не сразу, и главным препятствием к признанию явилась догма позитивизма. От нее физики окончательно избавились только во второй половине нашего века, когда возникла и утвердилась идея о том, что кварки и глюоны принципиально нельзя никогда наблюдать изолированными. Но уже Эйнштейн по свидетельству Гейзенберга был готов решительно отказаться от требований позитивизма, когда они ему мешали.

Поучительна рассказанная С. Вайнбергом история открытия электрона. Около ста лет назад практически одновременно Дж. Дж. Томсон в Англии и Вальтер Кауфман в Берлине измеряли отклонение катодных лучей в электрическом и магнитном полях в вакуумной трубке, прообразе телевизионного кинескопа. Эксперимент Кауфмана был выполнен тщательнее и его измерения были точнее. Томсон наследовал традиции научной школы, восходящие к Ньютону и Дальтону, и разделял взгляды атомистов….. Томсон сделал вывод об открытии определенной формы материи и признан в науке как открыватель электрона.

Кауфман, будучи позитивистом, считал себя не вправе говорить об открытии частицы, наблюдать которую непосредственно он не мог, а наблюдал лишь нечто распространяющееся в виде катодных лучей, обладающее массой и электрическим зарядом, отношение которых равно постоянной величине. Поэтому он не претендовал на открытие фундаментальной частицы и не занимался ее изучением….

По словам С. Вайнберга, у физиков есть своя рабочая философия, - убежденность в объективной реальности физических теорий, приобретенная из опыта научных исследований. Он решительно отражает атаку на презумпцию объективности науки со стороны тех философов, социологов и антропологов, которые, рассматривая науку как социальный процесс, считают, что содержание научных теорий определяется социальным и историческим окружением, в котором эти теории обсуждаются пока не будет достигнуто согласие между участниками исследования….

С. Вайнберг атакует антропный принцип, согласно которому, как сформулировал его Дж. А. Уилер, "не только человек адаптирован ко Вселенной, но и Вселенная адаптирована к человеку". Мир, в котором мы живем, характеризуется набором физических констант, они входят в фундаментальные физические уравнения и определяют особенности устройства нашего Мира. Стоит совсем немного изменить хотя бы одну из них, и Мир совершенно преобразится. Оказывается, что наш Мир очень хрупок, в нем мало что можно изменить, совершенно его не разрушив….

Более того, С. Вайнберг полагает, что "по мере открытия все большего числа фундаментальных физических принципов становится ясно, что они все меньше касаются нас", миру просто нет до нас дела, и "было бы удивительно найти в законах природы план всемогущего Творца, в котором роду человеческому отводилась бы какая-то особая роль"….

Первым реальным шагом к окончательной теории стало, по мнению С. Вайнберга, открытие квантовой механики в середине 20-х годов XX века. Историческое значение квантовой механики в том, что она изменила смысл вопросов, которые можно задавать природе. На ее основе построены все современные физические теории и, если что-то в нашем понимании природы и сохранится в окончательной теории, то это квантовая механика.

В квантовой механике разработан совершенно новый подход к описанию состояния системы, она определяется совокупностью чисел, известных как значения волновой функции, где каждое число соответствует одной из возможных конфигураций системы. Нильс Бор особенно подчеркивал одну особенность квантовой механики, которую он назвал дополнительностью: знание одного аспекта системы мешает знанию некоторых других ее аспектов. Примерно к 1930 г. в Копенгагене в Институте теоретической физики у Нильса Бора сложилась ортодоксальная формулировка квантовой механики. Существо копенгагенской интерпретации в том, что проводится резкое различие между самой системой и прибором, который используется для измерений ее конфигурации. Прибор является посредником между микромиром системы и макромиром и описывается классически, т.е. способом, существовавшим в физике до квантовой механики. В промежутках между измерением значения волновой функции определяются симметричным детерминистическим уравнением, уравнением Шредингера. Пока это происходит, нельзя сказать, что система имеет какую-то определенную конфигурацию. Когда же проводятся измерения какого-то одного аспекта системы, например, координат всех частиц, система переходит в определенное состояние, реализуется одна из возможных конфигураций с вероятностью, задаваемой квадратами значений волновой функции…

Споры вокруг квантовой механики не прекращаются с момента ее рождения… Однако С. Вайнберг не склонен придавать слишком большого значения фундаментальным проблемам интерпретации квантовой механики, во-первых, потому, что большинству физиков, которые повседневно применяют квантовую механику в своей работе, нет нужды беспокоиться об этих проблемах, а, во-вторых, потому, что они выходят за пределы физики, будучи проблемами языка: единственный язык, который у нас есть, создан в мире почти во всем подчиненном законам классической физики. Но именно это положение вещей может оказаться критическим, если рассматривать квантовую механику как вполне завершенный раздел окончательной теории...

С. Вайнберг неоднократно пытался разработать альтернативу квантовой механике, теорию, предсказания которой близки, но не полностью совпадают с выводами квантовой механики. В результате он установил, что в ней нельзя изменить ничего существенно, не разрушив эту теорию полностью. Такое качество теории в глазах С. Вайнберга свидетельствует, что квантовая механика войдет в окончательную теорию не как приближение к более глубокой истине, а как готовая составная часть.

В главе о квантовой механике ее создатели предстают либо как мудрецы, авторы логически последовательных, упорядоченных работ, либо как волшебники, в чьих работах ход рассуждений не всегда удается проследить, это озарение на дологическом уровне мышления.

В главе "Рассказы о теории и эксперименте", анализируя отношения между ними, С. Вайнберг рассказывает о путях к признанию трех физических теорий - общей теории относительности (ОТО), квантовой электродинамики (КЭД) и теории электрослабого взаимодействия.

Над ОТО Эйнштейн работал с 1907 г. и опубликовал ее в серии статей 1915-16 гг. В ОТО им был найден путь, как устранить противоречие между новым взглядом на пространство и время, к которому он пришел в специальной теории относительности, и в теории тяготения Ньютона. В ОТО гравитация рассматривается как результат геометрической кривизны пространства-времени, обусловленной как материей, так и энергией…

Одним из предсказаний новой теории Эйнштейна было утверждение о том, что кванты света в гравитационном поле Солнца будут отклоняться, и видимое положение звезд, если их свет проходит вблизи Солнца, окажется иным, чем наблюдаемое тогда, когда поблизости Солнца нет. ОТО получила всемирное признание не только среди физиков, но и за пределами их круга после первых наблюдений этого явления британской экспедицией во время солнечного затмения 1919 г. Впоследствии ни одной из экспедиций, проводивших аналогичные наблюдения в 1922, 1929, 1936 и 1947 гг., не удалось получить столь точного подтверждения теоретических расчетов. С.Вайнберг считает, что участники первой экспедиции подпали под очарование ОТО и, принимая во внимание источники погрешностей, вносили поправки, пока не получили известный им из теории ответ, а после этого перестали искать другие возможные погрешности. Это ни в коей мере не было сознательной фальсификацией, просто известный ответ мог влиять на полученный результат. "То, что экспериментаторы не всегда получают ожидаемый результат, говорит о силе их характера," - считает С.Вайнберг.

Квантовая электродинамика зародилась в конце 1920-х годов. Она описывает взаимодействие фотонов, квантов электромагнитного поля, с электронами и некоторыми другими частицами. Это исторически первая квантовая теория поля. Почти сразу же обнаружилось глубокое внутреннее противоречие КЭД, получившее название ультрафиолетовой катастрофы. При расчете взаимодействия электрона с фотонами сколь угодно больших энергий получались бесконечные величины, а, поскольку большая энергия фотона соответствует коротким ультрафиолетовым волнам, то отсюда и название ситуации. На протяжении 30-х и начала 40-х годов физики пришли к общему мнению, что КЭД применима к взаимодействию частиц с не слишком большими энергиями. В 1947 г. Уиллис Лэмб с помощью нового радиоспектроскопического метода точно измерил одну разновидность эффекта, который безуспешно пытались рассчитать теоретики методом КЭД. "Само по себе это измерение не внесло ничего нового в решение проблемы расходимостей, но заставило физиков снова заняться этой проблемой," - отмечает С.Вайнберг.

В результате работ нескольких теоретиков КЭД была спасена, и спасла ее идея взаимного уничтожения бесконечно больших величин за счет переопределения, или перенормировки, характеристик электрона - его заряда и массы. Идея перенормировки состоит в том, что наблюдаемые в эксперименте конечные величины характеристик электрона отличаются от "голых" значений этих величин. Под влиянием вкладов, который дает процесс взаимодействия электрона с фотонами сколь угодно больших энергий, ненаблюдаемые "голые" значения массы и заряда электрона бесконечно велики. Бесконечности, возникающие в расчетах, входят в них определенным образом, который свойствен лишь ограниченному классу теорий, отличающихся особой красотой, и только благодаря этому бесконечности взаимно уничтожаются, спасая теорию от ультрафиолетовой катастрофы.

Теоретически вычисленные значения по всем эффектам КЭД находятся в прекрасном согласии с опытными данными. Например, достигнутый уровень соответствия между расчетным и экспериментальным значениями аномального магнитного момента электрона является рекордным (совпадение до 10-го знака после запятой) и самым впечатляющим в физике.

Но при всех успехах КЭД в ее перенормированном варианте сам факт, что в теории фигурируют бесконечные величины, вызывает у многих ее неприятие. Вот что пишет о перенормировке, называя ее "дурацким приемом", один из создателей современного варианта КЭД Ричард Фейнман: "Необходимость прибегнуть к такому фокусу-покусу не позволила нам доказать математическую самосогласованность квантовой электродинамики. Удивительно, что до сих пор самосогласованность этой теории не доказана тем или иным способом: я подозреваю, что перенормировка математически незаконна" [9].

С.Вайнберг иного мнения об этой теории. Он не видит в процедуре перенормировки произвола и домысла, а считает, что она нужна для корректного определения того, что реально наблюдается в эксперименте.

Расхождение в оценке КЭД двумя виднейшими теоретиками объясняется, по-видимому, различием эстетических критериев, которыми они пользуются. Для С.Вайнберга существенно, что эта теория "содержит в себе объяснение, почему ее путь таков, какой он есть; любое малое изменение теории привело бы не только к расхождению с экспериментом, но и к совершенно абсурдному результату - расходящемуся ответу на очень тонкий вопрос"…

Рассматривая стандартную модель как существенный этап на пути к окончательной теории, С.Вайнберг в гл. YIII анализирует ее недостатки. Главным из них он считает то, что не решена проблема объединения четырех сил природы. Несмотря на то, что электромагнитное и слабое взаимодействие удалось объединить, источник очевидных различий между ними до конца не понятен. Это обстоятельство позволило Ричарду Фейнману утверждать, что связь между фотоном и частицами W, Z ясно не видна: все еще мешают швы в теориях, белые нитки. Сильное взаимодействие входит в стандартную модель иначе, чем электромагнитное и слабое взаимодействие, и совершенно в стороне от нее остается гравитация. Источником многих подходов в стандартной модели являются не фундаментальные принципы, как бы того ни хотелось, а данные экспериментов…

Началом новой эры в физике может оказаться разработка теорий совсем другой структуры, чем КТП, - теории струн. Именно теории струн С.Вайнберг рассматривает в качестве основного кандидата на роль окончательной теории.

Серьезный интерес к теориям струн начал проявляться с 1984 г., когда несколько таких теорий выдержали проверку на математическую непротиворечивость, и было показано, что в низкоэнергетическом приближении они становятся весьма близкими к стандартной модели. С тех пор выяснилось, что существуют тысячи внутренне согласованных теорий струн. Квантовомеханическая состоятельность этих теорий гарантируется особой, так называемой, конформной симметрией. …

Теории струн требуют от теоретиков очень больших затрат времени, и специальными вопросами этих теорий владеют очень немногие из тех, кто работает над другими проблемами или занят экспериментами в физике высоких энергий. Поэтому отношение к теориям струн у физиков очень разное - от настороженного до восторженного. С.Вайнберг с энтузиазмом относится к перспективам этих теорий...

Книга С.Вайнберга убедительно свидетельствует о тяжелых временах, переживаемых физикой на исходе ХХ в. Этот кризис, возможно, разрешится путем взрывообразного (в смысле Ю.М.Лотмана) изменения парадигмы, что, согласно Куну, характерно для развития науки. Источники и контуры окончательной теории могут оказаться иными, чем представляется автору этой талантливо написанной книги. #

Остановимся на вопросе своеобразия квантового подхода в физике.

И н с т и т у т Ф и з и к и им. Л.В.Киренского 1998-2002

# Принципы квантовой механики

Соотношение неопределенности Гейзенберга явилось предметом пристального внимания философии, поскольку провозглашаемый принципиальный запрет перекликался с идеями сторонников агностических учений, отрицающих возможность познания окружающего нас мира. Несмотря на то, что подавляющее большинство естествоиспытателей уверено в познаваемости мира, требовался серьезный философский анализ возникшей проблемы. По-видимому, выход состоит в признании неприменимости методов описания макроскопических объектов к объектам микромира: если объект не обладает какими-либо характеристиками, то невозможности их точного экспериментального определения вовсе не означает невозможности изучения объекта. Таким образом соотношение неопределенности является "подсказкой" природы о том, что привычный язык классической кинематики и динамики Ньютона малопригоден для описания процессов с участием объектов микромира.#

Нет никакого сомнения, что квантовая механика правильно описывает мир. Но повод к критике ее построения и методологии дают следующие высказывания:

Марри Гелл-Ман. Вопросы на будущее.(Фундаментальная структура материи. Сб. статей переводов, М., Мир, 1984)

# В теории элементарных частиц считаются абсолютно справедливыми три принципа:

1. Квантовая механика, эта полная загадок и парадоксов дисциплина, которую мы не понимаем до конца, но умеем применять. Насколько нам известно, она прекрасно работает в описании физической реальности, но, как сказали бы социологи, это - антиинтуитивная дисциплина. Квантовая механика не теория, а скорее рамки, в которые, как мы полагаем, должна укладываться любая корректная теория.

2. Теория относительности.

3. Принцип причинности.

Вместе эти три принципа составляют основу квантовой теории поля…#

Более конкретно характеризуется квантовая механика в нижеприводимом отрывке:

[Энтони, С. УФН, 1986, т. 150, вып. 4, с. 579]

# Квантовая механика не есть полностью динамическая теория: она ничего не говорит о природе частиц, образующих Вселенную, и о силах, которые действуют между ними. Это скорее набор правил, с помощью которых можно найти, что произойдет согласно данной динамической теории при определенных условиях.#

А что думают о методологии и структуре современной физики не академики, а простые физики, доктора и профессора различных Alma matter?

#10 октября 2003 г.: (С форума МФТИ)

> Не может ли кто-нибудь разъяснить, почему атом в стационарном состоянии не излучает?

Тут разъяснять нечего. Это так потому что это так.

Вас не смущает что какие то законы должны быть основными? То есть, они ниоткуда не следуют, но из них вытекает множество физических явлений. Нет такого постулата, что каждый человек должен уметь себе представить все наглядно.

Кванты нужно только принять и дальше ими просто оперировать. А наглядно представлять это не обязательно и даже не нужно.

Критерий истины - практика. Раз работает - значит, так и есть. Атомы же существуют в стабильном состоянии. И электроны на ядро не падают. А если бы падали то и нас бы просто не было. Лет 90 назад Бор, Дирак, Шредингер и другие думали над Вашим вопросом. А потом все решилось потихоньку и современные физики-профессионалы уже согласились со всем и таких вопросов даже не ставят. #

# (С форума МФТИ. октябрь 2002 года) AVB. Ответ студентам.

В одном из писем я был облит грязью за то, что настаиваю на точечности элементарных частиц и на локальности их взаимодействий. Аргументы напоминали известное «доказательство» из чеховского рассказа: «Этого не может быть, потому что не может быть никогда!». Я хочу еще раз пояснить всем читателям моих заметок (не экспертам, конечно), что РКТП, как, впрочем, любая физическая теория, является успешно работающей моделью реальности. В этой модели частицы точечные, а взаимодействия локальны, в противном случае не удается удовлетворить требованиям ЧТО, а отказ от ЧТО явно противоречит опыту. Теоретическая физика не оперирует самой реальностью, она занимается более или менее удачным приближенным описанием реальности с помощью математики, опираясь на ряд физических аксиом и экспериментальных фактов, отвечающих данному кругу явлений. Глубочайшая ошибка всех участников этого форума, пытающихся найти несоответствия в физических моделях, какие-то несуразности, парадоксы известных теорий (вроде ЧТО или квантовой механики), заключается в том, что эти г-да хотят все время знать, как все происходит «на самом деле!» Пользуясь, по существу, только своим житейским опытом и школярским пониманием того круга физических явлений, который доступен наблюдению с помощью простейших средств, эти люди строят свои модели того, что происходит в мире элементарных частиц и больших скоростей, опираясь исключительно на небольшое количество доступных их пониманию представлений из другого мира явлений. Точно так же, они яростно отвергают все, что их представлениям не соответствует. В ответ на мое утверждение, что электромагнитное взаимодействие электронов обусловлено обменом между ними фотонами, мой оппонент страстно восклицает: « Ну как же так может быть, чтобы точечный фотон нашел точечный электрон, находящийся неизвестно где в пространстве, поглотился им, а затем опять испустился и вернулся к другому точечному электрону?» Действительно, представить этот процесс на языке классических образов невозможно. То, что выражается словами «обмен фотоном между электронами», на самом деле, есть поневоле неточная попытка словами описать суть некоторого математического выражения, определяющего амплитуду вероятности рассеяния электрона на электроне или какой-то другой физический процесс из этой области. Человек, выучивший, что такое диаграммы Фейнмана, ясно понимает, какой смысл вкладывается в слова «обмен фотоном» и пр. Человек, который вообще не знает этой области физики, должен потратить определенное время на обучение новому языку, новым законам, и прежде всего отказаться от любой попытки представлять происходящее в микромире с помощью классических образов и представлений. Через какое-то время этот человек научится правильно интерпретировать слова и понимать, что на самом деле подразумевается под словами «обмен фотоном», «точечность частиц», «локальность взаимодействия» и т.д. Готов признать, что определенные трудности в интерпретации слов имеются. Но, как я уже говорил выше, это связано с невозможностью точно передать смысл квантовых закономерностей на обыденном языке классических образов. #

В общем, подводя итог рассуждениям AVB, вспомним слова предыдущего участника форума (см. выше): "Нет такого постулата, что каждый человек должен уметь себе представить все наглядно". Но, давайте будем последовательными: думается, действительно нелегко понять, почему в одной и той же Вселенной, в одной и той же галактике, на одной и той же планете, т.е., проще говоря, в единственной и единой Природе, которую мы изучаем, могут существовать две логики и две системы описания вещей. Другими словами, нелегко понять, почему могут существовать две части природы: одна, о которой мы можем задавать любые вопросы и высказываться совершенно определенным образом; и другая часть природы, описание которой "связано с невозможностью точно передать смысл закономерностей на обыденном языке".

Конечно, мы можем постулировать существование такой двойственности мышления и больше не возвращаться к этому вопросу. Но стоит ли удивляться тому, что существует немало ученых (а среди них были Планк, Шредингер, де Бройль), которые считают этот постулат ложным и ищут возможность единого описания природы. Попытка обосновать этот постулат, тем, что расчеты прекрасно подтверждаются опытом, не выдерживает критики. Проверка теории опытом является необходимым условием, но не достаточным. Именно об этом говорил Шредингер (см. выше), когда отметил: "Бывают самые остроумные построения, дающие в высшей степени точное описание наблюдаемых фактов, но тем не менее становящиеся неинтересными для всех, кроме профессиональных историков. Я имею в виду теорию эпициклов". Что имел в виду Шредингер?

Шредингер имел в виду теорию расчета планетарных орбит, созданную в первых веках нашей эры Птолемеем и его последователями на основе постулата о геоцентрической модели солнечной системы. Эта теория называется еще теорией эпициклов. Обнаружив, что орбиты всех планет и Солнца "вокруг" Земли представляют собой не круги, а довольно сложные петлевые кривые, Птолемей предложил считать, что планеты движутся каждая по нескольким кругам - эпициклам, так что при сложении движений, получается наблюдаемая кривая. Первый круг (цикл) был основной траекторией движения данной планеты "вокруг" Земли. Второй круг (эпицикл) был движением вокруг точки этого первого круга. Третий круг был движением вокруг точки второго круга. И т.д. (Вам ничего не напоминает такое представление или, лучше, разложение движения?) После появления гелиоцентрической модели Коперника и законов движения планет, найденных эмпирическим путем Кеплером (подтвержденных затем теорией Ньютона), теория Птолемея была забыта. Поэтому не все знают, что она давала точность расчетов ничуть не ниже расчетов по законам Кеплера. Более того, точность расчетов можно было повышать сколь угодно, вводя все новые эпициклы.

Именно об этом и говорит Шредингер в вышеприведенном отрывке: существуют две теории теории движения планет, дающие одинаковые результаты. Согласно позитивистской концепции эти теории обе одинаково правильны. Согласно материалистической концепции теория Птолемея есть просто хорошая математическая схема расчета, но не действительная теория движения планет. Если еще с натяжкой можно считать, что Солнце тоже "вращается" вокруг Земли, то уж совсем трудно представить, что Меркурий, Венера, Марс и другие планеты вращаются вокруг Земли. Тем не менее Мах и его последователи утверждали, что обе теории в принципе равноправны, и только имеют различные системы отсчета (одна на Земле, друга - на Солнце). Гейзенберг нашел даже обоснование этому: расчет Птолемея представляет собой разложение в ряд по малому параметру возмущения, а эпициклы - это просто ряд гармонических составляющих движения.

Можно, конечно, вслед за Планком и Шредингером, возразить, что в свете такой постановки вопроса не имеет никакого смысла вся та структура физики, которую создали Галилей, Ньютон и др. классики. Действительно, мы можем обойтись и без законов Ньютона, создав в каждом отдельном случае схему расчета, дающую результат совпадающий с опытом. Именно так поступали вавилоняне, египтяне и китайцы и, как мы знаем, построили великие цивилизации. В современной физике также имеется теоретическое изобретение, соответствующее теории эпициклов: расчет взаимодействия элементарных частиц по теории матрицы рассеяния; здесь имеются "эпициклы" - диаграммы Фейнмана, имеется суммирование членов ряда, и пр.. И это изобретение дает точнейшие расчеты. Но ведь это по признанию творцов этих теорий "не теория, а скорее рамки" или точнее "это скорее набор правил, с помощью которых можно найти, что произойдет согласно данной динамической теории при определенных условиях". Почему же нужно запрещать поиск такой "динамической теории"?

(Далее)

(Содержание)