II. Что можно и что нельзя критиковать в квантовой теории

 

Теория и ее интерпретация.

 

Много споров между альтернативистами и ортодоксами звучит вокруг интерпретации квантовой механики. Но здесь уже среди имен лальтернативистов╗ появляются такие имена, как Эйнштейн, Шредингер, де Бройль и немало других, от которых не так то просто отмахнуться ортодоксам. Что в этой области знания имеют право критиковать альтернативисты, а что не могут? Ответить на этот вопрос здесь одним махом не удается. Требуется довольно подробный анализ. Но сначала постановка задачи.

Под квантовой теорией в силу ряда обстоятельств в настоящее время понимается исключительно постулированная математика, описывающая явление, и описание процедуры сопоставления математических символов измеряемым характеристикам. В настоящее время эта процедура и называется интерпретацией теории (назовем ее ортодоксальной). Другими словами, интерпретация Ц это толкование математических символов, привязка этих символов к реальным объектам природы.

Ортодоксы считают, что больше в физике ничего и не нужно. Этот, так сказать, утилитарный подход, действительно достаточен для удовлетворения нужд человека. И действительно можно остановиться на этом.а Но большинство людей не удовлетворено таким содержанием науки и требуют от ученых еще чего-то. Чего?

Говоря в общем, альтернативисты требуют построить полную картину процессов в мире, которая, как они считают, скрыта за существующей математикой. Другими словами, требуют интерпретировать всё, что существует в математике, так чтобы мы понимали, что означают любые символы этой математики, т.е. понимали связь этих символов с природными объектами. Эту интерпретацию мы назовем альтернативной.

Итак, какая интерпретация нужна людям? В требовании альтернативистов как-будто нет никакой потусторонности:аа в общем случае альтернативная интерпретация должна, очевидно, включать в себяа ортодоксальную, и они вместе должны давать общую картину микромира.

Но проблема в том, что ортодоксы не только считают это излишним, но и невозможным. На каком основании? Вот этому мы и посвятим дальнейший анализ.

 

Недавно я случайно набрел в Интернете на тезисы семинара по квантовой физике, написанные для студентов преподавателем и, одновременно, действующим физиком-теоретиком. Поскольку мои заметки никакой связи не имеют с личностью преподавателя, я не упоминаю его имени. Эти тезисы как нельзя кстати подходят к поставленной мной задаче, потому что автор поставил себе целью лдать (студентам) четкое представление о происхождении математического формализма нерелятивистской квантовой механики и о связи этого формализма с экспериментальными и философскими основаниями рассматриваемой теории╗.

Эти заметки ни в коем случае не имеют целью критику автора тезисов. В рамках идей современной физики тезисы превосходны своей краткостью и четкой формулировкой положений. Мой анализ в той же мере относятся ко всем курсам и лекциям, излагающим современную физику в ВУЗах, на примере комментируемых тезисов, которые представляют очень хороший образец такого рода педагогической продукции.

Далее я привожу выписки из тезисов семинара, и мои комментарии, раскрывающие основания современного ортодоксального подхода и структуры квантовой физики.

 

 

Рассмотрим первые из тезисов:

 

лТри самые общие идеи в истории физики

I-ая идея: Аристотель (IV в.до н.э.), трактат лФизика╗. Классификация наук -> физика как самостоятельная наука, изучающая наиболее общие закономерности существования и взаимодействия материи.

 

II-ая идея: И. Ньютон (XVIII в.), книга лМатематические начала натуральной философии╗ (1687 г.).

Замена лдревнегреческого╗ вопроса лпочему?╗ практическим вопросом нового времени: лкак?.

 

Пример: лПочему тела движутся?╗ - ответ: лперводвигатель╗; лприрода не терпит пустоты╗ и т.д.

лКак тела движутся?╗ - ответ: три закона Ньютона.

Замена вопроса привела к бурному развитию всех естественных наук и техники╗.

(конец цитаты)

 

Комментарий:

 

Определение физики действительно первым дал Аристотель, но большинство его лфизических╗ идей оказались впоследствии неверными. Развивать же физику в современном понимании этого слова первыми начали на несколько столетий раньше ученые ионийской школы Ц Фалес, Анаксимандр, Анаксагор и пр... Их сейчас называют философами. Но на самом деле слово лфилософия╗ в те времена (примерно до Платона) означало изучение первопричин природы и ничего общего не имело с современной философией, которая является чисто гуманитарной дисциплиной. Это была та лнатуральная философия╗, которая фигурирует в заглавии ньютоновских лНачал натуральной философии╗ и которая этим названием должна была отделить содержание его исследований от гуманитарной (идеалистической) философии, которая не имеет отношение к реальному миру, а является в первую очередь идеями человека.

Почему это важно, станет ясно чуть позже. Здесь же отметим своеобразие метода описания, который создали древние греки и о котором говорит автор тезисов (и здесь есть немалая заслуга и Аритотеля). Наиболее четко этот метод выразился в древне-греческой математике. Совершим маленький

 

алЭкскурс в историю математики╗ (Гнеденко, Б.В. Математика Ц наука древняя и молодая. (В сб. Архитектура математики. М., лЗнание╗, 1972; серия лМатематика, кибернетика╗, 1)).стр.21.

ааааа За тысячелетия своего существования математика прошла огромный путь, на протяжении которого она изменяла свое содержание и свой характер.

Е Первый период развития математики можно назвать подготовительным. Он был особенно длительным. В тот период создавались первоначально смутные представления о понятиях лбольше╗, лменьше╗, лравно╗, причем указанные понятия сначала были теснейшим образом связаны с конкретными предметами.

Е. Следующий период, примыкающий непосредственно к периоду первоначального накопления знаний, - период элементарной математики. Общественное развитие, хозяйственные потребности вынуждали людей совершенствовать орудия труда, правила счета, измерения расстояний, площадей и объемов. В течение длительного времени накопленные сведения были рецептурными и приобретались они эмпирическим путем.

ЕДревние культуры Вавилона, Египта и Китая накопили значительные сведения по математике, однако наивысшего расцвета период элементарной математики достиг в Древней Греции, где математики впервые стала разрабатываться как самостоятельная отрасль знаний. Математика из науки полуэмпирической превратилась здесь в науку дедуктивную. На смену рецептурному изложению пришла система логических доказательств, впервые были сформулированы системы аксиом, на базе которых строились величественные здания геометрии и теории чисел.

Е В XVII веке наступил новый качественный скачок в развитии математикиЕ В математику вошла в качестве основного объекта исследования переменная величина Ц начался период математики переменных величин╗.

(конец цитаты)

Всем известный (по крайней мере, со слуха) пример, это - лНачала╗ (или, при более точном переводе лЭлементы╗ лПерво-начала╗) Евклида.

 

Согласно автору тезисов 2-ая главная идея в физике заключалась в лЗамене лдревнегреческого╗ вопроса лпочему?╗ практическим вопросом нового времени: лкак?╗╗, которую, по мнению автора тезисов, совершил Ньютон.

 

Но ведь теория Ньютона Ц это и есть дедуктивная теория, построенная по всем канонам древнегреческой мысли. лНачала╗ Ньютона построены точно по аналогии с лНачалами╗ Евклида: содержат определения, аксиомы, объяснения и примеры использования (Книга блестяще переведена прекрасным знатоком механики Н.А. Крыловым и имеется в Рунете; рекомендую почитать, особенно тем, кто уверен, что Ньютон был отчаянным защитником абсолютной системы отсчета в современном понимании: вы увидите, что у Ньютона абсолютная система есть практически выбранная исследователем некоторая удобная в данной задаче система, к которой привязываются все другие системы).

Тогда, что же хотел сказать автор тезисов своим сравнением? По-видимому, он хотел сказать, что в механике Ньютона не спрашивают, лпочему╗ справедлив каждый из законов Ньютона, а интересуются только тем, лкак╗ решать задачи.

Но уже древние греки прекрасно осознавали, что аксиомы и постулаты (в древне-греческой логике между ними есть существенное отличие) не могут быть объяснены, а принимаются как результат опыта или интуиции. После Геделя мы знаем, что, сколько бы мы не объясняли аксиомы, все равно найдутся такие, так сказать, аксиомы нижайшего уровня, которые мы просто заимствуем из современных наблюдений в природе. Но, тем не менее, это никогда не препятствовало созданию аксиоматических систем.

Таким образом, пример крайне неудачен. Не менее неудачно и обоснование торжества лкак╗ над лпочему╗: лЗамена вопроса привела к бурному развитию всех наук и техники╗. Если проследить историю развития теоретической механики того времени, то, как раз аксиоматический (так сказать, древнегреческий) характер лНачал╗ Ньютона привел к быстрому открытию огромного числа следствий из законов Ньютона, которые есть ни что иное, как теоремы этой теории: теоремы Лапласа, Эйлера, Якоби и многих других замечательных физико-математиков классической поры, которые довели до совершенства механику Ньютона и создали аналитическую механику. Тем и замечательна классическая механика, что она давала ответ на огромное число лпочему╗ на основе небольшого числа аксиом (грубо говоря, трех законов динамики и закона тяготения) путем вывода теорем.

С техникой положение еще лхуже╗. Большинство технических приложений до Ньютона и после Ньютона сделаны изобретателями-одиночками, которые вообще никакого отношения к науке не имели.

 

Так что же хотел сказать своим тезисом автор?а На это отвечает нам один из лучшиха знатоков физики 20-го века:

 

Pичард Фейнман. ХАРАКТЕР ФИЗИЧЕСКИХ ЗАКОНОВ

 

ЛЕКЦИЯ 2. СВЯЗЬ МАТЕМАТИКИ С ФИЗИКОЙ

 

Е. математика - не просто другой язык. Математика - это язык плюс рассуждения, это как бы язык и логика вместеЕ

В общем физик знает очень мало. Он только должен помнить правила, которые позволяют переходить от одного к другому, ибо все эти различные утверждения о равенстве интервалов времени, о силе, направленной по радиусу, и т. д. тесно связаны логикой.

Тут возникает интересный вопрос. Существует ли какая-нибудь отправная точка для всех наших выводов? Существует ли в природе такой порядок, который позволял бы нам говорить, что одна совокупность утверждений - более фундаментальная, а другая представляет собой ее следствие?

 

Возможны два взгляда на математику. Для удобства один из них я назову вавилонской традицией, а другой - греческой традицией.

В вавилонских школах математики ученик решал огромное множество примеров, пока не улавливал общего правила. Он подробно знал геометрию, множество свойств круга, теорему Пифагора, формулы для площадей квадратов и треугольников; кроме того, существовали некоторые способы выводить одно из другого. Имелись числовые таблицы, при помощи которых можно было решать сложные уравнения. Все было подготовлено для того, чтобы производить вычисления. Но Евклид обнаружил, что все теоремы геометрии можно вывести из нескольких простых аксиом.

Вавилонский подход - я назвал бы его вавилонской математикой - заключается в том, что вы знаете самые разные теоремы, многие связи между ними, но не осознаете до конца, что все они могут быть выведены из набора аксиом. Самая же современная математика делает упор на аксиому и доказательства, исходя из очень четких соглашений о том, что можно и что нельзя считать аксиомами. Современная геометрия берет аксиомы, подобные евклидовым, но несколько усовершенствованные, и выводит из них все остальное. Например, такие теоремы, как теорема Пифагора (сумма квадратов катетов прямоугольного треугольника равна квадрату гипотенузы), не будут аксиомами. Но возможно и другое построение геометрии - так, например, в геометрии Декарта теорема Пифагора является аксиомой.

Итак, прежде всего мы должны согласиться с тем, что даже в математике можно отправляться от разных исходных положений. Поскольку все теоремы связаны друг с другом логикой, нельзя сказать, что такие-то утверждения мы считаем основными аксиомами, ибо если вместо них вам предложат другие аксиомы, то и по ним вы сможете построить всю геометрию. Это подобно мосту, составленному из одинаковых секций. Если он развалится, вы можете восстановить его, соединив секции в другом порядке. Сегодняшняя математическая традиция состоит в том, что берут определенные идеи, которые условились считать аксиомами, и, исходя из них, строят все здание. Если же следовать вавилонской традиции, то мы скажем: "Я знаю то, я знаю это и как будто бы знаю вот это; отсюда я вывожу все остальное. Может быть, завтра я что-то забуду, но что-то я буду помнить и по этим остаткам смогут восстановить все заново. Я не очень хорошо знаю, с чего я должен начать и чем кончить. Но в голове у меня всегда достаточно сведений, так что если я забуду часть из них, то все равно смогу это восстановить".

Доказывая теоремы, невыгодно каждый раз начинать с аксиом. Вы не сильно преуспеете в геометрии, если станете оказывать всякое положение, каждый раз отправляясь от аксиом. Конечно, если вы располагаете определенными сведениями в геометрии, то всегда сможете вывести из них кое-что еще; но гораздо выгоднее поступать иначе. Дорога, которая начинается с выбора наилучших аксиом, не всегда кратчайшая дорога к цели. В физике нам нужен вавилонский метод, а не греческий. Постараюсь объяснить, почему.

При евклидовом подходе наша задача - подобрать как можно более интересные и важные аксиомы. Но относительно тяготения, например, мы могли  бы спросить себя: какая аксиома лучше - о том, что сила направлена к центру, или о том, что за равные промежутки времени описываются равные площади?

 

Пусть постулаты Ньютона неверны. Нет никаких сил - все это чепуха, частицы не имеют орбит и т, д. Тем не менее, видоизмененный принцип равенства площадей и закон сохранения момента справедливы. Они распространяются на движение атомов в квантовой механике и, насколько нам известно, сегодня, вполне точны.

Мы знаем эти общие принципы, которыми пронизаны самые разные законы. Но если мы будем слишком серьезно относиться к математическим доказательствам и считать, что одно справедливо только потому, что справедливо другое, то не сможем понять связи между различными отраслями физики. В тот день, когда физика станет полной, и мы будем знать все ее законы, мы, вероятно, сможем начинать с аксиом, и, несомненно, кто-нибудь придумает, как их выбирать, чтобы из них получить все остальное. Но пока мы не знаем всех законов, по некоторым из них можно угадывать теоремы, которые еще не имеют доказательств.

Чтобы понимать физику, необходимо строгое равновесие в мыслях. Мы должны держать в голове все разнообразные утверждения и помнить об их связях, потому что законы часто простираются дальше своих доказательств. Надобность в этом отпадет только тогда, когда будут известны все законыЕ

 

Вот вам пример, сколько прекрасных способов существует для описания природы. Если нам говорят, что в Природе должна господствовать причинность, вы можете взять ньютонову формулировку; если настаивают, что Природа должна обладать свойствами локальности - к вашим услугам вторая формулировка; если же вас убедили, что Природу нужно описывать при помощи принципа минимума, - берите третью. Какая же из них правильна? Если они математически неравнозначны, если из них вытекают разные следствия, то нам остается лишь выяснить на эксперименте, как именно поступает Природа.

 

Одна из поразительных особенностей природы - многообразие возможных схем ее истолкования. Это обусловлено самим характером наших законов, тонких и четких.

Наконец, я хотел бы сделать несколько более общих замечаний о связи математики с физикой. Математики имеют дело только со структурой рассуждений, и им, в сущности, безразлично, о чем они говорят. Им даже не нужно знать, о чем они говорят, или, как они сами выражаются, - истинны ли их утверждения...

Это очень важная обязанность, которой склонны пренебрегать люди, пришедшие в физику из математики. Физика - не математика, а математика - не физика. Одна помогает другой. Но в физике вы должны понимать связь слов с реальным миром. Получив какие-то выводы, вы должны их перевести на родной язык и на язык природы - в медные кубики и стеклянные шарики, с которыми вы будете экспериментировать. Только так вы сможете проверить истинность своих выводов. В математике этой проблемы не существует вовсе...

Следующий вопрос: когда мы пытаемся найти новые законы, стоит ли опираться на интуицию и философские принципы - "мне не нравятся локальные свойства" или "мне нравятся локальные свойства", "мне не нравится воздействие на расстоянии" или "мне нравится воздействие на расстоянии"? В какой степени полезны модели?

Интересно, что модели очень часто помогают в работе, и большинство преподавателей физики пытаются учить тому, как пользоваться моделями, чтобы выработать хорошую физическую интуицию. Но всегда выходит так, что величайшие открытия абстрагируются от модели и модель оказывается ненужной. .Максвелл создал электродинамику, наполнив пространство массой воображаемых шестеренок и зубчатых колесиков, Но колесики и шестеренки мы отбросили, а теория осталась.

Дирак же открыл правильные законы релятивисткой квантовой механики, просто угадав уравнение. Угадывание уравнения, по-видимому, очень хороший способ открывать новые законы. Это лишний раз доказывает, что математика дает глубокое описание природы, а всякая попытка выразить природу, опираясь на философские принципы или интуитивные механические аналогии, не приводит к серьезным результатам╗.

(конец цитаты)

 

Формирование столь отличных друг от друга стилей мышления и система знаний Ц вавилонского и древнегреческого - разные исследователи объясняли по разному. Одни считали это природной особенностью восточных (женский или левополушарный тип мышления)а и европейских народов (мужской или правополушарный тип мышления), другие опирались наа исторические судьбы этих народов: деспотические жреческие монархии, ва первом случае, и свободный, независимый тип связи членов общества, в другом. И т.д.

Чем объясняется этот, сравнительно недавний, переход от классического образа мышления к современному, а по терминологии Фейнмана Ц от древнегреческой науки к вавилонской, совершившийся в основном в границах Европы (и даже более конкретно, в ларийской╗ Германии ларийскими╗ учеными), сказать сложно. Мы можем только ответить на вопросы: в чем заключался переход, когда он совершился и кем был инициирован? Об этом мы поговорим в следующей части

 

Философия и наука

 

Не будем морочить голову читателю. Тот, кто не занимался историей развития физики, вряд ли быстро найдет ответ на вопрос:а что же хотел сказать автор тезисов, когда связал прогресс физики с лЗаменой лдревнегреческого╗ вопроса лпочему?╗ практическим вопросом нового времени: лкак?╗. Зато тот, кто занимался этой темой, поймет сразу.

Автор тезисов хотел сказать, что эта замена привела к появлению современной физики 20-го века; хотел сказать и подчеркнуть,а что эта физика действительно резко отличается по своей структуре от классической физики прежних веков (в том числе и физики Ньютона) заменой лпочему╗ на лкак╗. К сожалению, автор тезисов не объяснил этот свой тезис, а главное не рассказал о том, как произошла замена. А это очень любопытный процесс и не менее любопытный период истории развития науки, последствия которого мы ощущаем до сих пор.

Но замена произошла никак не во времена Ньютона, а в конце 19-го Ц начале 20-го веков. Причем число книг по этому вопросу огромно. Но их уже никто не читает, как не читает книг, созданных монахами в средневековье и пылящихся уже сотни лет на полках монастырских библиотек. Давайте немного полистаем статьи и книги конца позапрошлого и начала прошлого веков.

 

Итак, нет сомнения, что наука классическая, развивавшаяся вплоть до начала 20-го века, была наукой, по терминологии Фейнмана, лдревнегреческой╗, материалистической. Что случилось дальше?

Введение в предмет дает небольшое извлечение из лФилософской энциклопедии╗:

(Философская энциклопедия, т. 4, 1967 г., стр. 287-288): лЕПо КонтуЕ претензии метафизики, к которым относятся претензии на раскрытие причин и сущностей, должны быть удалены из науки. Поэтому следует признать, что наука не объясняет, а лишь описывает явления и отвечает не на вопрос лпочему╗, а на вопрос лкак╗.

(конец цитаты)

 

Кто такой Конт, который утверждает то же самое, что и автор тезисов о современной физике? Конт это один из тех, кто начал тот переворот, о котором мы упомянули выше. Познакомимся с ними (по статье из Интернета):

 

лПозитивизм, эмпириокритицизм, неопозитивизм,

апостпозитивизм.

Одним из основных направлений философии нашего столетияа является позитивизм, хотя истоки его уходят в сравнительно далекое прошлое. Сам термин "позитивизм" происходит от лат. positivus - положительный. Современный позитивизм или неопозитивизм представляет собой третью разновидность, а точнее - третью волну позитивизма.

Появление первой связано с именами французского философа О. Конта (1798-1857) и англичан Д.С. Милля (1806-1873) и Г. Спенсера (1820-1903).

Вторая историческая разновидность позитивизма связана с работами австрийского физика и философа Э. Маха (1838-1916) и швейцарского философа и психолога С. Авенариуса (1843-1896) и представлена махизмом или эмпириокритицизмом. Эмпириокритицизм (от греч. empeirэa - опыт и kritiki - критика), "критика опыта", или махизм, субъективно-идеалистическое направление в философии и методологии науки, разработанное в начале 20 в. Э. Махом и С. Авенариусом.

аа Наконец, третья волна позитивизма - неопозитивизм и постпозитивизм, истоки которого относятся к началу ХХ века, а эволюция продолжается вплоть до настоящего времени. Основы неопозитивизма были заложены в трудах Б. Рассела (1872-1970) и в Венском кружке в начале 20-х годов. В него входили М. Шлик (1882-1936), С. Карнап (1891-1970), О. Нейрат (1882-1945) и другие.

аааааааа При всем различии в понимании целей и задач позитивистской философии на разных этапах ее развития она с первых шагов и вплоть до современного периода отличалась и определенными общими чертами.

Позитивизм всегда претендовал на роль философии науки. Наука трактовалась на всех этапах позитивизмом таким образом, что она имеет дело только с явлениями, опытом, ощущениями и не может претендовать на выход за их пределы, в непознаваемую сущность вещей╗.

(конец цитаты)

 

Последние строки выделены мной, потому что они перекликаются с тем, что мы найдем в тезисах ниже. Но чтобы мы имели более конкретное представление о том, что произошло на границе 19-го и 20-го века, познакомимся с подробностями:

 

(начало цитаты)

лГлава V. Новейшая революция в естествознании и философский идеализм

Нельзя взять в руки литературы махизма или о махизме, чтобы не встретить претенциозных ссылок на новую физику, которая-де опровергла материализм и т. д. и т. п. Основательны ли эти ссылки, вопрос другой, но связь новой физики или, вернее, определенной школы в новой физике с махизмом и другими разновидностями современной идеалистической философии не подлежит ни малейшему сомнению.

 

1. Кризис современной физики

 Известный французский физик, Анри Пуанкаре, говорит в своей книге о "Ценность науки", что есть "признаки серьезного кризиса" физики, и посвящает особую главу этому кризису (гл. VIII). Перед нами, - говорит Пуанкаре, - "руины" старых принципов физики, "всеобщий разгром принципов".

На философской стороне вопроса кризиса подробнейшим образом останавливается французский философ Абель Рей в своей книге: "Теория физики у современных физиков" (Abel Rey: "La thщorie de la physique chez les physiciens contemporains", Paris, F. Alcan, 1907). Его анализ может быть тем более принят, что сам он принадлежал к школе позитивистов.

Внимание философов вообще, - говорит автор, - а также тех, кто, по мотивам того или другого порядка, хочет критиковать вообще науку, привлечено теперь в особенности к физике. "Обсуждая пределы и ценность физических знаний, критикуют в сущности законность положительной науки, возможность познания объекта" (с. 1-11). Из "кризиса современной физики" торопятся сделать скептические выводы (с. 14).

В чем же суть этого кризиса? В течение первых двух третей XIX века физики были согласны между собой во всем существенном. "Верили в чисто механическое объяснение природы; принимали, что физика есть лишь более сложная механика, именно - молекулярная механика. Расходились только по вопросу о приемах сведения физики к механике, о деталях механицизма". "В настоящее время зрелище, которое нам представляют физико-химические науки, кажется совершенно обратным. Крайние разногласия сменили прежнее единодушие, и притом разногласия не в деталях, а в основных и руководящих идеях. Если бы было преувеличением сказать, что у каждого ученого свои особые тенденции, то все же необходимо констатировать, что, подобно искусству, наука, в особенности физика, имеет многочисленные школы, выводы которых зачастую расходятся, а иногда прямо враждебны один другому...

"Отсюда можно видеть, каково значение и какова широта того, что получило название кризиса современной физики.

"...Критические замечания против традиционного механицизма, которые были сделаны во второй половине XIX века, подорвали эту предпосылку онтологической реальности механицизма. На этой критике утвердился философский взгляд на физику, который стал уже почти традиционным в философии конца XIX века. Наука, по этому взгляду, не более как символическая формула, приемы отметки (обозначения, repщrage, создания знаков, меток, символов), а так как эти приемы отметки различны в различных школах, то скоро сделано было заключение, что отмечается при этом только то, что предварительно создано (faчonnщ) человеком для обозначения (для символизации). Наука стала произведением искусства для дилетантов, произведением искусства для утилитаристов: точки зрения, которые естественно стали повсюду истолковывать, как отрицание возможности науки. Наука, как чисто искусственное средство воздействия на природу, как простая утилитарная техника, не имеет права называться наукой, если не искажать смысла слов. Сказать, что наука не может быть ничем иным, кроме такого искусственного средства воздействия, значит отрицать науку в настоящем значении слова.

"Крах традиционного механицизма или, вернее, та критика, которой он был подвергнут, привела к следующему положению: наука тоже потерпела крах. От невозможности держаться попросту и исключительно традиционного механицизма заключили к невозможности науки" (16-17).

И автор ставит вопрос: "Представляет ли из себя современный кризис физики временный и внешний инцидент в развитии науки или наука внезапно поворачивает назад и покидает окончательно ту дорогу, по которой она шла?.."

"...Если физико-химические науки, которые в истории были по существу дела поборниками эмансипации, терпят крушение в таком кризисе, который оставляет за ними исключительно ценность технически полезных рецептов, но отнимает у них всякое значение с точки зрения познания природы, то отсюда должен проистечь полный переворот и в логике и в истории идей. Физика теряет всякую воспитательную ценность; дух положительной науки, представляемый ею, становится ложным и опасным". Наука может дать лишь практические рецепты, а не действительное знание. "Познание реального надо искать другими средствами... Надо идти другим путем, надо вернуть субъективной интуиции, мистическому чувству реальности, одним словом, таинственному, то, что считалось у них отнятым наукой" (19).

Но эту смену, составляющую кризис, Рей не представляет себе так, как будто все новые физики стоят против всех старых физиков. Нет. Он показывает, что по гносеологическим своим тенденциям современные физики делятся на три школы: энергетическую или концептуалистскую (conceptuelle - от слова концепт, чистое понятие), механистскую или ново-механистскую, которой продолжает держаться громадное большинство физиков, и промежуточную между ними, критическую школу. К первой относятся Мах и Дюгем; к третьей Анри Пуанкаре; ко второй Кирхгоф, Гельмгольц, Томсон (лорд Кельвин), Максвелл из старых, Лармор, Лоренц из новейших физиков. В чем суть двух основных линий (ибо третья является не самостоятельной, а промежуточной), видно из следующих слов Рея: "Традиционный механицизм построил систему материального мира". В учении о строении материи он исходил из "элементов качественно однородных и тождественных", причем элементы должны были рассматриваться "неизменными, непроницаемыми" и т. д. Физика "строила реальное здание из реальных материалов и реального цемента. Физик обладал материальными элементами, причинами и способом их действия, реальными законами их действия" (33-38). "Изменения этого взгляда на физику состоят преимущественно в том, что отбрасывают онтологическую ценность теорий и чрезвычайно подчеркивают феноменологическое значение физики". Концептуалистский взгляд имеет дело с "чистыми абстракциями", "ищет теории чисто абстрактной, устраняющей, насколько возможно, гипотезу материи". "Понятие энергии становится подосновой (substructure) новой физики. Поэтому концептуалистская физика может быть большей частью названа энергетической физикой", хотя это наименование не подходит, например, к такому представителю концептуалистской физики, как Мах (с. 46).

Рей вынужден констатировать, что среди новейших физиков есть продолжатели традиций "механицизма" (т. е. материализма). По пути "механицизма", - говорит он, - идут не только Кирхгоф, Герц, Больцман, Максвелл, Гельмгольц, лорд Кельвин. "Чистыми механистами и с известной точки зрения более механистами, чем кто бы то ни было, представляющими из себя последнее слово (l'abeutissant) механицизма, являются те, кто вслед за Лоренцом и Лармором формулируют электрическую теорию материи и приходят к отрицанию постоянства массы, объявляя ее функцией движения. Все они механисты, ибо она за исходный пункт берут реальные движения" (курсив Рея, с. 290-291).

"...Если бы новые гипотезы Лоренца, Лармора и Ланжевена (Langevin) подтвердились опытом и приобрели достаточно прочную базу для систематизации физики, то было бы несомненно, что законы современной механики зависят от законов электромагнетизма; законы механики были бы особым случаем и были бы ограничены строго определенными пределами. Постоянство массы, наш принцип инерции сохранили бы силу только для средних скоростей тел, понимая термин "средний" в отношении к нашим чувствам и к явлениям, составляющим наш обычный опыт. Общая переделка механики стала бы необходима, а следовательно, и общая переделка физики как системы.

"Означало ли бы это отказ от механицизма? Никоим образом. Чисто механистская традиция продолжала бы сохраняться, механицизм шел бы по нормальному пути своего развития" (295).

"Электронная физика, которая должна быть причислена к теориям по общему духу механистским, стремится придать свою систематизацию всей физике. Эта физика электронов, хотя ее основные принципы берутся не из механики, а из экспериментальных данных теории электричества, является по духу механистской, ибо 1) она употребляет элементы образные (figures), материальные, чтобы представить физические свойства и их законы; она выражается в терминах восприятия. 2) Если она не рассматривает физических явлений как особые случаи механических явлений, то она рассматривает механические явления как особый случай физических. Законы механики остаются, следовательно, в прямой связи с законами физики; понятия механики остаются понятиями того же порядка, как и понятия физико-химические. В традиционном механицизме эти понятия были снимком, калькой (calquщs) с движений сравнительно медленных, которые, будучи одни только известны и доступны прямому наблюдению, были приняты... за типы всех возможных движений. Новые опыты показали, что необходимо расширить наше представление о возможных движениях. Традиционная механика остается вся в неприкосновенности, но она применима уже только к движениям сравнительно медленным... По отношению к большим быстротам законы движения оказываются иными. Материя сводится к электрическим частицам, последним элементам атома... 3) Движение, перемещение в пространстве, остается единственным образным (figure) элементом физической теории. 4) Наконец - и с точки зрения общего духа физики, это соображение выше всех остальных - взгляд на физику, на ее метод, на ее теории и их отношение к опыту, остается абсолютно тождественным с взглядами механицизма, с теорией физики, начиная с эпохи Возрождения" (46-47).

"Неомеханистская (т. е. господствующая) школа в физике, - пишет Рей, - верит в реальность физической теории в том же смысле, в каком человечество верит в реальность внешнего мира" (с. 234, з 22: тезис). Для этой школы "теория должна быть снимком (le dщcalque) с объекта" (235).

Вывод Рея: "Мах продолжает анализ и принимает заключения Юма, Милля и всех феноменалистов, по взгляду которых причинность не имеет в себе ничего субстанционального и является только привычкой мышления. Мах принимает основную тезу феноменализма, по отношению к которой учение о причинности есть простое следствие, именно: что не существует ничего, кроме ощущений. Но Мах добавляет в чисто объективистском направлении: наука, исследуя ощущения, находит в них постоянные и общие элементы, которые, будучи абстрагированы из ощущений, имеют ту же реальность, как и они, ибо они почерпнуты из ощущений посредством чувственного наблюдения. И эти постоянные и общие элементы, как-то: энергия и ее превращения, представляют из себя основу систематизации физики" (117).

(конец цитаты)

 

Этот отрывок взят из книги лВ. И. Ленин. Материализм и эмпириокритицизм╗. Поскольку в данном отрывке нет ни одной собственной мысли великого вождя, а одни цитаты, то я надеюсь, что данные выписки никто не свяжет с марксизмом-ленинизмом. Тем не менее, обратим внимание на то, что из-за бурного столкновения идей в области естественных наук профессиональный революционер был вынужден отложить лделание╗ революции в обществе и прокомментировать революцию в науке. Это свидетельствует о том, что борьба в этой области действительно была напряженной.

Отметим также, что о кризисе физики в это время писали почти в тех же словах Планк, Шредингер, Де Бройльа и др. Ц уже не философы, а академики и нобелевские лауреаты по физике.

Давайте проанализируем следующие по порядку идеи тезисов и сравним их с характеристиками позитивизма, данными выше философом Рееем.

 

Из тезисов:

л а) Физическая теория = подходящая математическая конструкция.

б) Только опыт решает, какая математическая конструкция наиболее адекватно описывает действительность.

в) лКак?╗ более общей теории является лпочему?╗ для более частной.

а

III-я идея: А. Эйнштейн (1905г.), статья лК электродинамике движущихся тел╗ и В. Гейзенберг (1925 г.), статья лО квантовомеханической интерпретации кинематических и механических соотношений╗.

 

Неклассическая физика, т.е. физика, которую человек может описать и проверить экспериментально, но не может ее себе наглядно представить (т.е. лпонять╗) ╗.

 

Комментарий:

 

Во-первых утверждение: лФизическая теория = подходящая математическая конструкция╗а -а это чисто позитивистское требование описания как идеала науки, которое разъясняется следующим пунктом тезисов:

лб) Только опыт решает, какая математическая конструкция наиболее адекватно описывает действительность╗.

Что это значит? Это означает, что не важно, КАК описывает (т..е. неважно, что это за запись); главное, чтобы она подтверждалась опытом.а Вы можете выдумать формулу, подобрать ее, случайно найти ее Ц тем не менее, такая лтеория╗ согласно требованиям позитивизма ничуть не хуже той, которая развита на основе аксиоматики. Примерами таких теорий до современной физике были геоцентрическая система Птолемея, теории теплорода, флогистона и некоторые другие. Полезно было бы рассмотреть их как образцы лописательного подхода╗ подробно, но это уведет далеко от обсуждаемых тезисов.

 

А вот следующий тезис звучит странно:

 

лв) лКак?╗ более общей теории является лпочему?╗ для более частной╗.

 

Нетрудно видеть, что это уже из классической физики и никакой связи не имеет с предыдущим. Прекрасный пример Ц пара наук:а лТермодинамика╗ и лМолекулярно-кинетическая теория╗. Первая Ц аксиоматическая феноменологическая классическая теории. Долгое время ее аксиомы не могли быть объяснены (просто не хватало знаний). С развитиема атомизма оказалось, что почти все аксиомы термодинамики могут быть доказаны исходя из группы других аксиом. Все это Ц так сказать, лдревняя Греция╗. Никакой связи с современной постановкой вопроса.

В квантовой механике (КМ) не требуется отвечать на вопрос лпочему╗. Более того, в рамках КМ запрещено задавать такой вопрос. Утверждается, что мы не можем понять многие явления, потому что они не доступны нашему пониманию. Именно об этом следующий тезис:

 

л III-я идея: А. Эйнштейн (1905г.), статья лК электродинамике движущихся тел╗ и В. Гейзенберг (1925 г.), статья лО квантовомеханической интерпретации кинематических и механических соотношений╗.

 

Неклассическая физика, т.е. физика, которую человек может описать и проверить экспериментально, но не может ее себе наглядно представить (т.е. лпонять╗) ╗. (конец цитаты)

 

Вероятно, здесь имеется в виду, что СТО Эйнштейнаа и квантовая механика лне могут быть наглядно представлены (т.е. лпоняты╗)╗, но они четко описаны математически и прекрасно проверены экспериментально (последнее не подлежит сомнению). Если так, то это точное описание действительного положения вещей.

Но обратим внимание на слово линтерпретация╗. В переводе на простой русский оно означает лтолкование╗. лТолкование╗ - это не закон. Хочу - так толкую, хочу иначе. И этот произвол не играет роли, потому что описание подобрано так, что дает совпадение с экспериментом.

Но тогда из этого следует, что единственная истина здесь Ц это математическое описание! Можно ли доказать, что математическое описание, подтверждаемое экспериментом, всегда истинно? Нет, нельзя. Разве не случалось вама видеть, как плохой ученик подгоняет ответ. Почему-то учитель ставит ему двойку, несмотря на то, что конечный результат правилен. Формула Вайцзекера для энергии деления ядра Ц подогнанная формула; работает очень хорошо, иногда до долей процента. Но это не истинная формула, потому что ее просто подобрали, а не вывели. Процедура перенормировки подобрана трудом двух поколений ученых, чтобы подогнать вычисления к эксперименту (ведь согласно вычислениям КТП энергия электрона бесконечна, а опыт показывает, что она не так уж велика Ц 0,51 Мэв).

Другими словами, формула или процедура вычисления случайно может оказаться истинной, но способ ее получения, который проповедует современная теория, не гарантирует этого. Не потому ли на страницах бесчисленных журналов ежедневно появляются тысячи формул, истинность которых выясняется довольно дорогим методом Ц экспериментом. Подавляющее большинство из них оказывается неверными. Оставим в стороне трудо-дни их создателей. Но спросим, во что обходится их экспериментальная проверка?

С классической эпохой нам повезло. Фарадей сам накручивал катушки и в одиночку проводил эксперименты. Весь земной шар пользуется электромоторами, электродвигателями и генераторами, которые он, фактически, изобрел. Резерфорд использовал консервную банку (не из под килек ли?), чтобы исследовать строение ядер. Из этого родилась ядерная энергетика (и, к сожалению, атомная бомба).

А вот современные расходы заставляют задуматься над КПД процесса познания и использования знаний:

 

лВладимир КАРЦЕВ Магнит за три тысячелетия

Если первый циклотрон Лоуренса стоил 1 тыс. дол., то синхротрон на 6 тыс. МэВ Ц 3 млн. дол., а синхротрон Брукхейвенской лаборатории на 30 тыс. МэВ Ц уже 34 млн. дол. Если при постройке первого циклотрона у Лоренса было всего несколько помощников-студентов, то впоследствии в радиационной лаборатории штат возрос до нескольких тысяч человек╗.(конец цитыты).

 

И хотя все открытия, сделанные на этих ускорителях, никак не используются в жизни людей, спишем это на энтузиазм прошлого. Но, к сожалению, положение не улучшается:

 

лБольшой адронный коллайдер (LHC), мощнейший ускоритель со встречными пучками элементарных частиц-протоновЕ В проекте под эгидой Европейской лаборатории физики элементарных частиц (CERN) принимают участие 6500 ученых из 80 стран. Это почти половина всех специалистов мира, занимающихся физикой элементарных частиц.

Стоимость строительства коллайдера составляет 1,8 миллиарда долларов╗. (конец цитаты)

 

На самом деле это была начальная цена:

 

лПроект по строительству Большого адронного коллайдера LHC ("коллайдер" - ускоритель, в котором сталкиваются протоны), оцениваемый в 4 миллиарда долларов и осуществляемый в лаборатории ядерных исследований ЦЕРН в Женеве, стал международным уже после того, как была разработана технология сооружения╗. (конец цитаты)

Сейчас, кажется, цена уже удвоилась.

К тому же коллайдер должен быть оснащен:

 

лАлександр Емельяненков. "Российская газета" - 27 октября 2004 г.

Каждый детектор - высотой с многоэтажный дом и в буквальном смысле напичкан электроникой. Достаточно сказать, что CMS весит 12,5 тысячи тонн, спроектирован и строится при широком мировом сотрудничестве 2250 физиков из 33 стран╗. (конец цитаты)

 

Приплюсуйте зарплату всех задействованных ученых (большей частью PhD, профессоров, академиков, и т.п.), командировочные, симпозиумы, конференции и т.п. Пожалуй, еще один миллиард наберется.

И все это делается, чтобы проверить существуют ли бозоны Хиггса или их нет в природе. Да даже, если их нет, кто решится отрапортовать об этом?а Поэтому, хочешь не хочешь, чтобы оправдать 5-10 мллрд долларов,а бозоны Хиггса должны быть найдены (хотя все данные свидетельствуют о том, что в природе их нет). Самое печальное, что эти бозоны (даже если они есть) не понадобятся человечеству еще лет 1000. А может быть, вообще никогда не понадобится.

Кстати, сейчас (начало 2007 г. Ц последний срок сдачи коллайдера после множества переносов этого срока) уже стало известно, что коллайдер войдет в строй не раньше начала 2008 года, а первые результаты будут получены не ранее конца 2008 года. Причем, акцент обоснования необходимости коллайдера уже переместился. Поскольку все данные показывают, что бозоны Хиггса в природе не существуют, и поскольку лописательный метод╗ в теории поля уже ничего не дает, все ринулись в теорию струн, которая, несмотря на все старания теоретиков, почти ничего общего не имеет с квантовой теорией поля, и в Биг Банг, который сродни библейскому мифу о сотворении света. Вопрос ставится о проверке теории струн и Биг Банга. Совсем еще недавно теория струн (чисто математическая конструкция, в которой авторы ничем не ограничивают свое воображение) считалась непроверяемой, по крайней мере, в ближайшие 100 лет. Прогресса в ее развитии почти никакого нет. Но теперь утверждается, что все-таки кое-что можно проверить. Ведь надо же чем-то оправдывать такие сумасшедшие расходы на развлечения теоретиков.

Не слишком ли дорогое удовольствие случайный поиск истины?

 

 

Следующий кусочек тезисов:

 

лЭто наш Мир:а СТО,а КМ,а КЭД,а КХД,а ОТО,а ББ (Биг Банг), Единая теория (струны, суперсимметрия, и т.д.)╗. (конец цитаты)

 

 

Комментарий:

 

Что означает лЭто НАШ мир╗? Наверно это означает, что лСТО,а КМ,а КЭД,а КХД,а ОТО,а ББ (Биг Банг), Единая теория (струны, суперсимметрия, и т.д.)╗ - это мир дворника Петра Иванова, поварихи Дарьи Евстигнеевой, шофера Николая Петрова, столяра Генадия Борового, слесаря Филиппа Невзорова и т.д. и т.п. (имена вымышленные, профессии Ц действительные :-). Вдумайтесь в цифры: 99,99% людей земного шара не знает даже, что такое СТО,а КМ,а КЭД и пр., но мы утверждаем, что это ИХ мир. Из остальных только 0,1% знает, что это относится к так называемой лфундаментальной физике╗, но не знает содержимого этих теорий и не знает, что они бесполезны для человечества (за исключением только уравнения Шредингера, которое используется для расчетов в технологии). Вот для оставшихся < 0,0001% жителей Земли (физиков-теоретиков и обслуживающих их физиков-экспериментаторов) Ц это действительно лНАШ мир╗: они в нем живут и в нем кормятся (цифры приблизительные и было бы любопытно собрать действительные данные).а

 

Почему все остальные люди Земли должны считать, что их облагодетельствовали созданием лсовсем не их╗ мира иа должны оплачивать его строительство?

 

К главе III

 

К содержанию