imhotype (imhotype) wrote,
imhotype
imhotype

Category:

д-р физ.– мат. наук Алексей Чуличков «Мир непрост, совсем непрост»

Пожалуй, это одно из главных достижений современности – осознание того, что мир устроен совсем непросто. Что такое простота? В обыденной жизни она зачастую понимается как очевидность, основанная на нашем жизненном опыте, в привычных для нас пространственных и временных масштабах (мезомасштабах). Однако эта очевидность вступает в противоречие с наблюдаемыми явлениями при попытке объяснить процессы, идущие в масштабах космоса или микромира. В самом деле, можно ли считать само собой разумеющимся, что скорость света всегда постоянна и не зависит от того, приближаюсь я к источнику или удаляюсь от него? Наш «обыденный» опыт, почерпнутый, например, из путешествий по реке, говорит, что вода набегает на нас с большей скоростью, когда мы идем навстречу потоку, и с меньшей – если по течению. Скорость же светового потока всегда одинакова, идем ли мы навстречу ему или удаляемся от его источника.
Вот другой пример: из опытов с переменным током известно, что циклическое движение зарядов порождает электромагнитное излучение. Но тогда и в микромире (исходя из известной модели атома) электрон, вращающийся вокруг ядра, тоже должен непрерывно излучать, а значит, теряя энергию, в конце концов, упасть на ядро. Однако этого не происходит. Многие фундаментальные положения современной научной картины мира уже не столь очевидны, и некоторые люди до сих пор отказываются верить в теорию относительности или в квантовую механику и ищут иные объяснения.
Но не менее драматична ситуация и с логическим рассуждением. В середине XX века австрийский математик К. Гёдель доказал знаменитую теорему о неполноте. Смысл ее в следующем. Если мы сформулируем не подлежащие сомнению очевидные истины и, рассуждая по законам логики, постараемся построить из них всю систему знания (так, как это сделано, например, в геометрии Евклида), то обязательно найдется утверждение, которое нельзя будет ни опровергнуть (найдя противоречие), ни подтвердить (то есть вывести из известных истин путем формальных логических рассуждений). Поэтому все знание о мире нельзя построить подобно геометрии, устанавливая истинность тех или иных фактов либо из опыта, либо формально-логическими рассуждениями.
Еще один идеал классической физики, потерпевший крах, – представление о непреложности законов природы. Опять-таки стереотипно это понимается как необходимость повторения одного и того же исхода эксперимента в неизменных условиях: брошенный вверх камень всегда падает на землю, магнит всегда притягивает железные опилки и т. д. Но в микромире повторные наблюдения над системой, находящейся в идентичных условиях, приводят к разным результатам! Например, «выстрелив» электроном в экран с двумя симметричными отверстиями, можно с равной вероятностью обнаружить его след как за первым, так и за вторым отверстием. Указать точно, где он окажется в результате эксперимента, невозможно принципиально: закон природы определит только вероятность того или иного исхода. Ко всему этому стоит добавить, что к началу XX века практически завершился этап развития науки, когда изучались «идеальные модели в идеальных условиях»[…]

Две реальности и картина мира


Характерный штрих науки XX века – появление, наряду с представлением о реальности как о действительно существующей природе, понятия «физическая реальность». Если натурфилософы эпохи Просвещения считали, что открытые ими законы напрямую описывают мир, то с развитием научного знания появляются такие понятия, как заряд, электрический ток, электромагнитная волна, электрон и т. п., которые являются обозначением свойств мира, возникающих лишь в физической теории. Напрашивается естественный вопрос: а что такое заряд, или масса, или напряженность поля? Что описывают эти теории – действительный мир или только наше представление о нем, искаженное чувственным восприятием? Чтобы снять остроту этого вопроса, была предложена концепция физической реальности, которую и изучает физика. Она понимается как совокупность всех теорий, взглядов, положений, построенных на основе наблюдений, и включает в себя всю иерархию – от самых общих представлений о пространстве, времени и материи до частных законов различных областей физики и прикладных вопросов, связанных с их применением при создании бытовой техники, электроники, машин и механизмов. Знание о физической реальности позволяет предсказывать результаты наблюдений в заданных условиях. И в том, как эти предсказания согласуются с осуществленными наблюдениями, – главная ценность научного знания[…].
Было бы ошибкой думать, что ученые не признают существования «ненаучного пути познания». Наука хороша не только тем, что может давать знание, отшлифованное опытом, но и тем, что прекрасно осознает границы применимости своих законов. Так, квантовая физика, например, четко указывает, что на расстояниях меньших планковской длины (порядка 10–33 см) и на промежутках меньших планковского времени (порядка 10–44 с) ее законы неприменимы из-за слишком больших случайных изменений (так называемых квантовых флуктуаций) пространства. Эти масштабы чрезвычайно малы, но все-таки конечны. Точно так же есть пределы применимости и других наук.
Дополнить картину мира, сделать ее целостной способно иное, ненаучное знание, в частности – религиозные представления. Об этом говорит, например, доктор физико-математических наук Ю. С. Владимиров, много лет возглавляющий семинар «Физика и духовная культура» на физическом факультете МГУ им. М. В. Ломоносова. По его представлениям, наука – созидатель познанного, но есть еще и непознанное[…].

Чего же не знает наука?

Где же сейчас граница между познанным и непознанным, тот рубеж, где кончается «научно обоснованное» и начинается «дополнение до целостного»? Рассуждения на эту тему только с позиций науки невозможны, так как наука еще не выработала к ней четкого отношения. И поэтому сколько ученых, столько и мнений. Здесь же выскажем только малую их часть. Одна из загадок, всегда волновавших пытливые умы, – тайна рождения. В частности, тайна рождения мира. Вплоть до начала XX века считалось, что вопрос этот не относится к естествознанию. Среди ученых бытовало мнение о неизменности Вселенной, которое опиралось на представления античных натурфилософов, считавших, что мир существовал вечно, или на библейские легенды о сотворении мира таким, каким мы его видим сейчас. Это мнение было столь устойчиво, что первые результаты пулковского астронома А. Фридмана, решившего уравнения Эйнштейна и обнаружившего теоретическую возможность сжатия или расширения Вселенной, некоторое время рассматривались как интересный математический курьез, не имевший физического смысла. Однако экспериментально обнаруженное Э. Хабблом в 20-х годах XX века разбегание галактик окончательно убедило ученых в том, что мы живем именно в расширяющейся Вселенной. А значит, когда-то давно Вселенная была не столь велика и около 13 млрд лет тому назад имела столь малый размер, что для ее описания требовались законы микромира, то есть квантовые законы. А одно из положений квантовой физики гласит, что система не обладает определенными физическими характеристиками до тех пор, пока она не подвергнется процессу измерения, или, иными словами, взаимодействия с чем-то внешним по отношению к квантовому объекту. Возникает вопрос: с чем же взаимодействовала наша Вселенная «до начала времен»? Простая экстраполяция законов микромира позволяет говорить о «внешних» по отношению к ней силах, имя которым во всех религиозных системах – Бог. Оставляя в стороне правомочность такого подхода (естественно, ни о какой научной обоснованности его не может быть и речи), обратим внимание на необходимость привлечения «ненаучных» рассуждений для создания целостной картины мира[…].
Как первый раз родилось живое существо – тайна, отстоящая от нас на миллиарды лет. Но таинство рождения происходит постоянно – загадка возникновения живого организма из единой клетки-семени не разрешена до сих пор, несмотря на открытие структуры ДНК, расшифровку генетического кода и успехи в изучении механизмов наследственности. Один из вопросов касается развития эмбриона: по современным представлениям, клетка-зародыш делится на две совершенно одинаковые клетки, ничем не отличающиеся одна от другой, каждая из них вновь делится на две идентичные. Но в какой-то момент начинается дифференциация функций: одни клетки превращаются в нервную ткань, другие – в соединительную, третьи – в мышечную и т. п. Кто командует выбором дальнейшего пути, если начальные клетки одинаковы? Этот процесс настолько непонятен, что для объяснения его используют множество непривычных для нас гипотез, в частности – о существовании специальных «морфогенетических полей», внешних по отношению к клетке, дающих «невидимый каркас» будущего организма
.

Алексей Чуличков, д-р физ. – мат. наук, МГУ
«Чего не знает современная наука». (Сборник статей)
Издательство «Новый Акрополь», 2015; М 2015
https://itexts.net/avtor-avtorov-kollektiv/168846-chego-ne-znaet-sovremennaya-nauka-avtorov-kollektiv/read/page-1.html
Tags: КНИЖНАЯ ПОЛКА, Наука и ЖестЪ
Subscribe

  • Post a new comment

    Error

    Comments allowed for friends only

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic

    Your reply will be screened

  • 0 comments