Полностью лекция.
Часть I
Часть II
Содержание лекции дана в пересказе. Первый ролик приведён почти целиком (начиная с фразы "мы находимся в глубоком кризисе естествознания").
Ниже есть продолжение.
Обзорная лекция. Естествознание появилось более 3000 лет назад. Тогда не было разделения на физику, биологию, географию. Науками занимались философы. Она начинается с Древней Греции. В качестве философских интуиций естествознания рассматривается число, геометрические тела и порядок.
В основе вещей лежит число, учил Пифагор, познать мир - значит познать управляющие им числа. Изучая числа, пифагорейцы разработали числовые отношения и нашли их во всех областях человеческой деятельности. Пифагорейцы, однако, пошли дальше и вышли за границы науки, числа и пропорции изучались с тем, чтобы познать и описать душу человека, а познав, управлять процессом переселения душ с конечной целью отправить душу в некое высшее божественное состояние. Забегая вперёд скажу, что отношение целых чисел лежит в основе квантовой механики.
Евклид дал полное математическое описание правильных многогранников в своей книге "Начала". Правильные многогранники характерны для философии Платона, в честь которого и получили название платоновы тела. Андреас Шпейзер отстаивал точку зрения, что построение пяти правильных многогранников является главной целью дедуктивной системы геометрии в том виде, как та была создана греками и канонизирована в "Началах" Евклида. О самой этой системе будет сказано ниже.
Идея порядка. Мы можем познавать мир, окружающий нас, только потому, что он упорядочен. Здесь, приоритет древних греков сомнителен, предшествующую культуры уже не только задумывались над этим, но и знали это очень хорошо. Это встречается и в древних шумерских текстах, вавилонских текстах. Если бы нас окружал не упорядоченный мир, то он был бы не познаваем. Из этой идеи затем вытекает идея энтропии. Понятие энтропии было введено в термодинамике в XIX в. для определения меры необратимого рассеивания энергии. Энтропия устанавливает связь между макро- и микро- состояниями. Особенность данной характеристики заключается в том, что это единственная функция в физике, которая показывает направленность процессов. Второе начало термодинамики гласит: "Теплота не может самопроизвольно переходить от тела менее нагретого к телу более нагретом", теплота может переходить самопроизвольно только в одном направлении, от более нагретого тела к менее нагретому, и такой процесс является необратимым. Термодинамика изучает системы, состоящие из очень большого числа частиц. Описание таких систем методами классической механики не только не представляется возможным, но и фактически лишено смысла. Особенности термодинамического описания возникают вследствие того, что поведение больших ансамблей частиц подчиняется статистическим закономерностям и не может быть сведено к анализу детерминированной эволюции динамических систем. В механике Ньютона, все законы сформулированы так, что если поменять течение времени на противоположный, законы останутся верными, т.е. законы инвариантны относительно того течёт ли время к прошлому в будущее или с будущее в прошлое. В реальности же мы наблюдаем необратимые процессы, которые как раз таки описываются термодинамикой.
Изложение в "Началах" ведётся строго дедуктивно. Каждая книга начинается с определений. В первой книге за определениями идут аксиомы и постулаты. Затем следуют предложения, которые делятся на задачи (в которых нужно что-то построить) и теоремы (в которых нужно что-то доказать). "Начала" считаются вершиной античной геометрии и античной математики. Книга переведена на множество языков мира, по количеству переизданий "Начала" не имеют себе равных среди светских книг. Заметим, также, что подобный метод применяется и в Талмуде. Для естественных наук такое изложение является идеалом. Забегая вперёд, отмечу, что Общая Теория Относительности А.Эйнтшейна является "новой геометрией" как в плане её изложения, так и по-сути.
В Средние века следует схоластику. Схоластика характеризуется соединением теологодогматических предпосылок с рационалистической методикой и интересом к формально-логическим проблемам. Именно "игра в логику" послужило весомым её вкладом. Она отточила аристотелевскую логику, приведя к появлению уже в XX веке математической логики, которая в свою очередь отточила дедуктивным метод "Начал" и привело к появлению аксиоматического метода.
В XVII в. Рене Декарт изобрёл аналитическая геометрию - раздел геометрии, в котором геометрические фигуры и их свойства исследуются средствами алгебры. В основе этого метода лежит так называемый метод координат. Каждому геометрическому соотношению этот метод ставит в соответствие некоторое уравнение, связывающее координаты фигуры или тела. Т.е. он соединил идею числа и идею геометрического тела.
Главным вкладом Декарта в философию стало классическое построение философии рационализма как универсального метода познания. Конечной целью определялось господство человека над силами природы. Разум, по Декарту, критически оценивает опытные данные и выводит из них скрытые в природе истинные законы, формулируемые на математическом языке. Природа поступает согласно правилам математики, поэтому она закономерна, т.е. ясно и отчетливо [i]познаваема[/i] и, следовательно, действительна.
Важнейшим из правил рационалистического метода сам Декарт считал следующее:
"Никогда не принимать ничего на веру, в чем с очевидностью не уверен; иными словами, старательно избегать поспешности и предубеждения и включать в свои суждения только то, что представляется моему уму столь ясно и отчетливо, что никоим образом не сможет дать повод к сомнению".
Это правило признает истинным лишь то, что предстает перед нами с предельной очевидностью и отчетливостью, не оставляя ни малейшего сомнения в содержании мыслимого. Такие самоочевидные положения Декарт называл ясными и отчетливыми идеями. Это такие идеи, которые достаточно провозгласить, чтобы далее не сомневаться. Опираясь на них, можно путем вывода одного понятия из другого получить все другие положения.
...Следующей знаковой фигурой является Галилео Галилей. Галилей — основатель экспериментальной физики. Эксперимент – это метод познания, при помощи которого все явления действительности исследуются в управляемых условиях. Это не просто наблюдение, это осмысленный и продуманный вопрос, заданный природе. Мы как бы вырываем из контекста, интересующий нас вопрос, что получить на него ответ. В своём научном методе он осознанно сочетал продуманный эксперимент с его рациональным осмыслением и обобщением, и лично дал впечатляющие примеры таких исследований. Для Древней Греции сама идея экспериментального метода познания, который должен дополнять и подтверждать дедуктивно-умозрительные построения, была чужда.
Следующими знаковыми фигурами были Ньютон и Лейбниц. Во-первых, они независимо друг от друга придумали дифференциальное и интегральное исчисление (мат. анализ или Calculus). Вместе с тем, они оба были также философами и теологами. Ньютон считал, своим главным вкладом именно его теологические трактаты. Лейбниц предвосхитил появление общей теории относительности, развив доктрину, согласно которой пространство, время и движение обладают относительным характером, в отличии "абсолютного движения" Ньютона.
...На заседании Лондонского Королевского общества в 1900 году председательствующий лорд У. Томпсон (Кельвин) заявил, что их поколение вступает в XX век, завершив физику, он же отметил "два облачка", слегка омрачавшие триумф. То были результат опыта Майкельсона - Морли, выявившего несуществование эфира, и неспособность классической механики объяснить спектр излучения "абсолютно черного тела". Из этих "облачков" спустя всего пять лет вылились два урагана - теория относительности и квантовая концепция. Лорд Томпсон был прав в отношении классического естествознания, которое действительно завершилось, точнее исчерпало себя - в рамках соответствующих идеалов и норм оно создало по-своему законченную картину мира, где, действительно, оставалось только уточнять до следующих знаков после запятой величины мировых постоянных". Трудно поверить, но именно эти слова говорил тогда вступающему в науку Максу Планку, одному из будущих отцов квантовой механики, его учитель Джолли, считая, что для того гораздо перспективнее будет химия или хотя бы пианистическое искусство.
Проф. Бормашенко пропускает развитие естествознания в XX в, а переходит к состоянию естествознания в XXI в.
*** здесь начинается содержание короткого ролика ***
Он считает, что мы находимся в глубоком кризисе естествознания. Не достигнут синтез теории относительности и квантовой механики. Единая теория поля до сих не создана. Одним из кандидатов на эту роль является теория струн, там есть свои проблемы, об этом чуть ниже. Профессору Бормашенко кажется это меньшим из зол из всего того, что сейчас происходит. В основе естествознания лежит экспериментальный метод, который придумал Галилей, мы должны проверять наши теории в эксперименте. Эксперимент требует от учёного развития двух качеств наблюдательности и изобретательности. Наблюдательность, чтобы наблюдать и изобретательности, чтобы выдёргивать интересующее нас явление из контекста, придумывать особые условия, в которых можно что-то понять.
Современные теоретики, к примеру, в теории струн, работают с такими объектами, с которыми эксперименты в принципе не возможны. У нас даже нет представление о том, как проверить предсказание теории струн. Вырастает поколение теоретиков, никогда в жизни не бывших в лаборатории, не знающих как это действует. Это в каком-то смысле уже не физика, а математика. Математики работают с идеальными платоновыми телами, такими как куб, круг и струна. Проверить экспериментально это не возможно.
Следующая огромная проблема - проблема компьютера. Он облегчил работу, он очень удобен. Однако, когда мы моделируем нечто и компьютер выполняет миллиарды операций, мы получаем только конечный результат мы полностью утрачиваем критерий очевидности и прозрачности восходящий к древним греками и проходящим через Декарта.
Ну вот, компьютер сделал какие-то вычисления, он провёл миллиарды вычислений, выдал конечный результат, но никакой человек принципиально не может проследить своим разумом как это проделано. Очевидность утрачивается. Мы должны верить в то, что не было сбоя в работе компьютера, не было никакой неисправимой ошибки. Таким образом, мы принимаем результаты компьютерного моделирования исключительно на веру. И это ещё хорошо, когда они согласовываются с нашим интуитивным представлением, но это не всегда так.
Следующая проблема - социологическая. Наука из развлечения аристократов, из хобби, превратилась в профессию. Учёных стало много. Каждый учёный знает только узкую область, в которой он работает непосредственно. Профессор Бормашенко приводит в пример себя. Он сам физик, когда он попадает на конференцию, которая занимается магнитными явлениями, от которых он лично далёк, он ничего не понимает. Там уже выработан специальный жаргон, выработаны специальные интеллектуальные приёмы, шаблоны, для того чтобы их освоить ему потребуется несколько лет, что конечно совершенно для него нереально. Это приводит к дроблению, разрушению единой картины мира. Теряется то, к чему со времён схоластов стремилась наука. Эту участь постигли все точные науки и физику и химию и математику (хотя она не является точной наукой). В этой ситуации учёный становятся ремесленником, а не мудрецом. Он изучают какие-то приёмы, шаблоны, которыми он прекрасно владеет, ничем не отличается от любого другого профессионала. Учёный-философ стал чрезвычайно редким. Можно возразить, что они и были всегда редки, но большинство людей, составляющей современное научное сообщество, на самом деле, не нуждаются ни в какой философии, они вполне ремесленно решают пусть и очень сложные, изощренные, красивые задачи.
Не ясно как эту проблему можно решить. Человеческое знание настолько "расползлось", что никакой, даже самый обширный ум, не может его охватить. Тяжкая проблема стоит и в среде математиков. Математические доказательства стали столь длинными, что их невозможно проверить. В этом смысле, показательна история с теоремой Ферма. Крупный английский математик [Эндрю Уайлс, последние десятилетие XX в.] доказал Великую теорему Ферма. Доказательство было столь сложным, что чтобы его проверить нужно потратить несколько лет. Т.е. нужно взять на несколько лет отказаться от собственной работы, чтобы проверить работу этого англичанина. Зачем? Это же самоубийство!.. Но в таком случае трудно ответить на принципиальный вопрос: доказана ли Великая теорема Ферма или там есть проколы?
Особую проблему составляет интернет, поскольку он наводнён огромным количество статей, которые не содержат ничего нового. Когда Лифшиц сказал, что наука погибнет нет ошибочных статей, она погибнет от статей, в которых нет ничего нового. Это именно то, что происходит. Всем нужно стать доцентами и профессорами. Для того, чтобы стать доцентом нужно написать некоторое количество статей. Это должно быть опубликовано. Вот и посылаются, размножаются статьи. Никто не говорит, что они не правильные. Скорее всего, как раз, они правильные, просто они не кому не нужны. Согласно официальной статистике около $\frac{2}{3}$ статей вообще ни разу не скачиваются с интернета. Зачем, спрашивается, они пишутся.
См. также:
В моей книге "Философия науки" как раз упор сделан на общую и частную теории относительности, и квантовую физику, которые профессор Э. Бормашенко лишь упомянул вскользь.
No comments:
Post a Comment