Rambler's Top100

 

 

 

 

На главную страницу.

 

О пороке методологии современной физики.

 

      Поставим задачу в самом общем виде: какими свойствами должна обладать физическая теория, чтобы её можно было считать соответствующей реальности? Все такие теории в настоящее время создаются по одному и тому же принципу: авторы берут некоторое количество придуманных ими гипотез и из них дедуктивным путём силятся вывести объяснение самым разным физическим фактам. Можно утверждать, что с точки зрения самой обычной логики в таком подходе к делу содержится методологический порок (ПМ), не преодолев который теоретическая физика ещё очень долгое время будет вынуждена топтаться на месте. Всё дело в том, что никто как правило не озабочен тем, чтобы проверить на истинность постулаты, лежащие в основании той или иной физической теории. Авторы и их последователи считают, что истинность их исходных гипотез доказывается тем, что из них можно вывести следствия, хорошо согласовывающиеся с реальностью. Но ведь если из утверждения А следует утверждение В и В -истинно, то это совершенно не означает, что А также истинно. Приведу всего один пример: утверждение А:,, Волга впадает в Чёрное море,,; утверждение В:,,Волга впадает в море,,. Ясно, что из А следует В, В- истинно, А- ложно. Иначе говоря, истинность следствия вовсе не доказывает истинность исходного постулата. Если называть вещи своими именами, то получается, что авторы самых разных физических теорий заняты не очень красивым делом - они придумывают, как правдоподобнее всего солгать на заданную тему.

    Фактически современной теоретической физике безразлично, какие постулаты лежат в основе теории – для неё важно, чтобы выводы, сделанные из этих постулатов не противоречили физическим фактам в пределах погрешности эксперимента. Де-факто порок методологии некоторыми физиками признаётся, де-юре - нет: на сегодняшний день изложенный выше метод построения физических теорий считается единственно возможным и правильным. Такой противоречивый подход к методологии возник, на мой взгляд, не на пустом месте - он является следствием глубокого кризиса в философии, который также совершенно очевиден. Дело в том, что представители каждого философского направления так же, как и физики, исходят из некоторого набора гипотез, которые они называют принципами. Само собой, никто не озабочен тем, чтобы доказать истинность исходных постулатов – философы сразу переходят к строительству своих теорий, считая это делом первостепенной важности. А раз так, то порок методологии их касается не меньше, чем физиков. Здесь можно ещё добавить, что методология физики и науки вообще – это один из самых важных разделов философии.

    Можно ли преодолеть этот кризис? Да, если неукоснительно соблюдать следующее условие: в основании любой физической теории должны быть только доказанные утверждения. В этом случае порок методологии ликвидируется полностью. Однако, такое требование пока представляется совершенно нереализуемым на практике, поскольку любое дедуктивное рассуждение всегда опирается на некоторые исходные постулаты, принимаемые без доказательства. А тогда простой вопрос:,, На основе каких постулатов можно будет доказать исходные утверждения физической теории?,, вроде бы сразу разрушает предлагаемый методологический принцип. Но не будем торопиться с выводами.

     Доказанное исходное утверждение в физике обычно называют законом. Это довольно поверхностное определение физического закона, поэтому попробую дать более точное. Вот моя формулировка: физический закон – это обобщающее числовое соотношение между объектами реального физического мира, выполняющееся при оговорённых условиях для всего класса исследуемых объектов и не следующее ни из каких ранее открытых законов.

     Это определение обсуждалось на одной из интернетовских дискуссий. Ниже приводится цитата, которая даст возможность читателю познакомиться с позицией самых последовательных оппонентов. Вот дословное мнение одного из них: ,, можно указать на принципиальные недостатки предлагаемого определения: 1.Фундаментальные законы (например, так называемые начала термодинамики, запрет Паули и т.п.) не связаны обязательно с числовыми соотношениями; 2.Физические законы устанавливают соотношения скорее между математическими моделями, нежели между физическими объектами; 3.Понятие физического мира само нуждается в определении: в частности, включаются ли биологические объекты и явления а также проявления взаимосвязи косной материи и сознания?,,.     

   Попробуем разобраться с этими критическими замечаниями. Вот одна из возможных формулировок первого начала термодинамики: внутренняя энергия системы является однозначной функцией её состояния и изменяется только под влиянием внешних воздействий. Действительно, это утверждение мало связано с числовыми соотношениями, и если бы я захотел подогнать его формулировку под своё определение закона, то пришлось бы писать о том, что всё-таки здесь каждому состоянию системы ставится в соответствие некоторое число, характеризующее величину её внутренней энергии. Но я этого делать не буду, а честно признаюсь, что вовсе не считаю первое начало термодинамики физическим законом. Попробую обосновать это кажущееся чересчур смелым заявление. Чтобы читателю было проще меня понять, я предлагаю ему представить, что первое начало термодинамики было сформулировано не много лет тому назад, а буквально вчера совершенно неизвестным никому автором, что ни о какой термодинамике никто из нас не имеет никакого представления. Я абсолютно уверен, что в такой ситуации никто из физиков не назвал бы формулировку первого начала физическим законом. Совершенно очевидно, что её бы назвали очень сомнительной гипотезой и её автору вряд ли бы удалось избежать многочисленных насмешек. Лично у меня к этому постулату был бы целый ряд претензий.

    Вот самые первые из них: 1.О каких системах идёт речь? Поверил ли автор свою гипотезу хотя бы для систем, расположенных на поверхности земного шара? 2. О какой функции идёт речь? Откуда автор взял, что она однозначна? 3. Каким образом на практике можно каждому состоянию системы поставить в соответствие некоторое число? Ведь пока мы выполняем необходимые вычисления, состояние системы неизбежно изменится. 4. Данная гипотеза явно противоречит принципу неопределённости - если мы не можем знать точного значения энергии одной частицы, то как можно узнать это значение для системы частиц? Короче говоря, перед нами явная гипотеза, причём очень подозрительная. Разумеется, мне известно, что данная гипотеза хорошо себя зарекомендовала в термодинамике, что многие физики возвели её в ранг закона, но я здесь пробую писать о вещах, которые считаю принципиально важными и, стало быть, эти два обстоятельства не должны иметь для меня никакого значения.

   Ясно, что от многих прочих эту гипотезу отличает только то, что она получила практически всеобщее признание. Для этого сорта гипотез физики придумали очень подходящее слово - принцип. Попробую дать определение этому термину. Физическим принципом я буду называть общепризнанное, претендующее на всеобщность, непосредственно недоказуемое утверждение о свойствах физических объектов. Физические принципы традиционно пробуют доказывать уже рассмотренным здесь методом – строительством на их основе физических теорий, которые в пределах погрешности эксперимента согласуются с реальностью. А раз так, то их, как и все гипотезы, касается порок методологии (ПМ). Почему принцип нельзя доказать непосредственно? По разным причинам, но чаще всего потому, что в них отсутствует проверяемое на практике числовое соотношение между объектами физического мира. Правда, здесь есть один очень важный нюанс - дело в том, что если подходить к этому вопросу абсолютно строго, то ни один физический закон, подходящий под моё определение, также нельзя проверить непосредственно ввиду бесконечности количества объектов, которые нужно будет для этого рассмотреть. К примеру, как проверить справедливость для всех объектов Вселенной закона всемирного тяготения? Выход из данной ситуации физиками давно найден и очевидно, что он единственен: после проверки закона на истинность на всех доступных для эксперимента объектах мы объявляем его справедливым до тех пор, пока нам не встретится опровергающий закон контрпример.

    Итак, на первый пункт критических замечаний моего уважаемого оппонента по поводу моего определения физического закона я отвечаю следующим образом: если смешать в одну кучу законы и принципы, то моё определение, очевидно, надо забраковать. А вот если ,,мухи,, и ,,котлеты,, будут отдельно, то пока для этого не видно причин.

    Второй его пункт выглядит так: физические законы устанавливают соответствие скорее между математическими моделями, нежели между физическими объектами. Не думаю, что в данном случае следует начинать размышлять о том, что такое математическая модель физического явления. Я поступлю проще – напомню читателю о существовании закона всемирного тяготения. Известно, что Ньютон не сопроводил его никакой моделью - ни математической, ни физической. Совершенно очевидно, что упрёк моего оппонента в данном случае лишён оснований - данный закон устанавливает числовое соотношение именно между физическими объектами с массами m1 и m2. Разумеется, можно считать саму формулу закона всемирного тяготения математической моделью, но тогда неизбежен вопрос: между какими другими моделями установлено числовое соотношение?

    Честно говоря, я очень благодарен Ньютону за этот его закон. Он очень здорово помогает мне в спорах с оппонентами. О его формулу, как о скалу, разбивается любая фантазия по поводу физических законов. А таким выдумкам, как оказалось, нет числа. Вот, например, такая: физический закон, якобы, должен всё рассказать о физической сути рассматриваемого физического процесса. Тогда я обычно спрашиваю о том, что им рассказал о сути гравитационных процессов этот закон Ньютона. Мои критики после этого вопроса сразу переводят разговор на другую тему. Был даже такой анекдотичный случай: один из них заявил, что закон всемирного тяготения не является законом потому, дескать, что совершенно неясен физический смысл гравитационной постоянной. Пришлось спросить о том, когда было принято такое историческое решение - я, мол, человек тёмный, газет не читаю …

    Попробуем разобраться с третьим возражением оппонента:,, понятие физического мира само нуждается в определении,,. Тут я его поддерживаю - конечно, нуждается. Более того – ни одна наука не может двигаться вперёд без точных определений. Отсутствие хорошего определения физического объекта означает, что мы о нём знаем настолько мало, что не можем вычленить его самые существенные свойства. Однако при конструировании определений надо иметь ввиду одно простое, но очень важное обстоятельство - не всё можно определить, обязательно должны быть неопределяемые понятия. Математикам этот факт давно известен и никто из них даже не пытается дать определения, к примеру, точке, прямой и плоскости. Им ясно, что эти объекты можно только более-менее успешно описать, но определить их нельзя. Зато, используя эти три понятия, можно дать чёткие, исчерпывающие определения многим геометрическим фигурам. Лично я считаю, что дать хорошее определение физическому миру пока нельзя, поскольку нет абсолютно чёткой границы между такими науками, как физика и химия, физика и биология… Должен ли я сейчас в спешном порядке ради спасения своего определения искать эту границу? Вряд ли, поскольку и так ясно, какой смысл вкладывается в термин ,,физический мир,, в определении закона - это все объекты Вселенной, которые изучаются физикой: пространство, время, тела, имеющие массу, фотоны… Я ставлю здесь многоточие, поскольку не уверен в том, что список окончателен. Но пока и его достаточно, чтобы смысл термина ,,физический мир,, был ясен.

     Итак, я подробно разобрал все претензии к моему определению со стороны моего Оппонента. Никаких других существенных аргументов ,,против,, от других моих оппонентов я не припомню. Я благодарен Оппоненту за критику моего определения. Она помогла мне посмотреть на него ещё с нескольких точек зрения. Кстати, я попросил его изложить то определение физического закона, которое ему нравится. Вот, что он написал: ,, Физическим законом называется справедливое в своей области применения обобщающее математическое или словесное описание устойчивой и воспроизводимой взаимосвязи (численного или предельного соотношения, направленности, совместимости, взаимопревращения и т.д.) между физическими объектами или физическими величинами, характеризующими свойства этих объектов,,.

     Думаю, что это неплохое определение физического закона, но у меня к нему есть претензии. Оппонент также, как и я, исходит из того, что справедливость закона должна проверяться непосредственно. Иначе слова об устойчивой и воспроизводимой взаимосвязи будут в его определении совершенно лишними. Но непосредственно проверить на истинность словесное описание взаимосвязи нельзя. Об этом я уже писал и хочу кое-что добавить. Физик в обязательном порядке ставит в соответствие исследуемому объекту одно или несколько чисел. Без такой процедуры его работа совершенно невозможна. Лично мне кажется совершенно невероятным, чтобы те колонки чисел, которые получаются в результате работы любого физика - экспериментатора можно было обобщить исключительно на уровне словесного описания. И даже если такое обобщение будет получено, то совершенно непонятно, каким образом можно проверить непосредственно его справедливость. Повторяю: словесные описания взаимосвязей годятся только для гипотез и их разновидности – физических принципов, а их принято проверять на истинность совсем другим способом. Понятно, что формулировка любого закона не обходится без некоторого минимального количества слов - они нужны хотя бы для того, чтобы объяснить используемую символику. Вот если бы Оппонент написал: ,, математическо -словесное описание,, , то это был бы очень точный термин.

     Теперь поразмыслим о значении слов ,, устойчивая и воспроизводимая взаимосвязь между физическими объектами или физическими величинами, характеризующими свойства этих объектов,,. Сразу хочу отметить, что в этой фразе слова ,, между физическими объектами,, лишние. Дело в том, что математическая формулировка любого физического закона состоит из символов, которые обозначают не сами объекты, а именно физические величины, характеризующие свойства этих объектов. Под словами ,,устойчивая и воспроизводимая взаимосвязь,, Оппонент, думаю, имел ввиду, что при оговорённых в формулировке закона условиях эту взаимосвязь можно зафиксировать всегда. Вряд ли это можно истолковать как-нибудь иначе. Если устранить в определении Оппонента отмеченные мной недостатки, то оно будет выглядеть так: физическим законом называется обобщающее математическо- словесное описание устойчивой и воспроизводимой взаимосвязи между физическими величинами, характеризующими свойства физических объектов. Слова ,,справедливое в своей области применения,, я удалил по следующим причинам: 1.Если взаимосвязь устойчива и воспроизводима, то соответствующее математическо – словесное описание не может быть несправедливым. 2. Область применения физического закона может быть самой неожиданной и её нельзя заранее ограничить.

     Теперь для сравнения я ещё раз напишу своё определение: физический закон – это обобщающее числовое соотношение между объектами реального физического мира, выполняющееся при оговорённых условиях для всего класса исследуемых объектов и не следующее ни из каких ранее открытых законов. Если учесть, что под числовым соотношением между объектами мною понимается соотношение между физическими величинами, характеризующими свойства этих объектов, то перед нами практически два одинаковых по смыслу определения. Отличие только в моём добавлении: ,, и не следующее ни из каких ранее открытых законов,,. Это добавление принципиальное. Если его не будет, то мы перестанем ощущать разницу между законом и следствием из него, а этого делать ни в коем случае нельзя, поскольку это совершенно разные по своему значению для физики понятия. Человек, в достаточной мере владеющий математическим аппаратом, может за короткий промежуток времени вывести большое количество следствий из самых разных физических законов. Но вот закон он так просто не выведет. И дело не в недостатке интеллекта, а в том, что законы принципиально не выводятся друг из друга и дедукция в данном случае совершенно бессильна. Всем, кто в этом сомневается, могу предложить попробовать вывести логическим путём любой известный на сегодняшний день закон из любых других законов. Полагаю, вы довольно быстро прекратите эти попытки. В чем здесь дело? Этот вопрос явно проходит по ведомству философии, но эта наука в настоящее время самоустранилась от решения своих собственных проблем. Во всяком случае после общения с людьми, называющими себя философами, у меня возникло именно такое мнение. Попробую ответить на него так: физики понимают, а, точнее, надеются на то, что в основе Мироздания должна быть некая непротиворечивая и полная система аксиом, из которой логическим путём можно будет вывести все известные и неизвестные на сегодняшний день физические законы. Если такая аксиоматика будет сформулирована, то реализация мечты Эйнштейна о единой теории поля не вызовет никаких принципиальных трудностей. При таком варианте отмеченная выше логическая обособленность физических законов (т.е. их невыводимость друг из друга) - вещь временная и означающая, что физика пока далека от достижения своей стратегической цели – выявления такой аксиоматики. Сразу скажу, что лично я совершенно не уверен в достижимости этой цели и считаю, что физики должны быть готовы к следующему неприятному сюрпризу - такая аксиоматика не может быть создана никогда. Вряд ли здесь стоит анализировать этот пессимистический сценарий, поскольку он наверняка многим покажется фантастическим. Но в любом случае он означает, что нынешняя стратегия развития физики, которую точнее всего можно назвать ,,от принципа к принципу,, , заводит эту науку в глухой тупик. Дело в том, что тогда порок методологии (ПМ) не просто намекает, что некий принцип может совершенно не соответствовать реальности, но безапелляционно говорит о том, что никакой принцип не может соответствовать реальности.

   В самом деле: если невозможна базовая аксиоматика, то откуда взяться базовым принципам? Даже поверхностный анализ показывает, что стратегия ,,от принципа к принципу,, неверна и в том случае, если создание единой для всей физики базовой аксиоматики все-таки возможно. Мы, разумеется, не знаем, какой будет эта гипотетическая аксиоматика, но уже сейчас можем предъявить к ней такие, например, требования: аксиомы должны быть истинными утверждениями и в них обязательно должны содержаться числовые соотношения между базовыми физическими объектами. Основания для таких требований следующие: 1.Если утверждение неистинно, то оно ложно и автоматически должно исключаться из списка аксиом. 2. Если не будет числовых соотношений между базовыми физическими объектами, то совершенно непонятно, каким образом из данной аксиоматики могут быть выведены физические законы, в которых числовые соотношения должны содержаться в обязательном порядке. Иначе говоря, аксиомами этой базовой для всей физики системы аксиом должны быть физические законы, а вовсе не принципы.

   Итак, я как мог, подробно объяснил, почему я считаю нынешнюю стратегию физики , ,от принципа к принципу,, порочной и почему она должна быть заменена на такую: ,,от закона к закону,,. Осталось выяснить, может ли такая стратегия быть реализованной на практике. Лично я считаю, что это возможно. В следующих главах будет рассказано о закономерностях, которые, на мой взгляд, если не сейчас, то в будущем могут претендовать на статус законов. Одна из таких закономерностей уже обсуждалась на одной из интернетовских дискуссий и в таком статусе ей было отказано. Суть моих разногласий с оппонентами в следующем: вот если бы я вывел этот закон, из некоторого набора физических принципов, то такую статью и такую методологию мои оппоненты сочли бы правильными и обоснованными. Однако законы не выводятся не только из физических принципов, но и из других законов. Законы открываются. Их появлению, если иметь ввиду массы элементарных частиц и атомов, должен предшествовать тщательный анализ безбрежного моря вариантов математических формул, но никак не физических принципов. Моему читателю может показаться странным, что я столько внимания уделил здесь определению такого вроде бы простого понятия, как физический закон. Дело в том, что на мой взгляд это понятие является ключевым в понимании проблем методологии современной теоретической физики. Читатель очень легко может убедиться в том, что в настоящее время понятие физического закона и закона вообще явно не пользуется большим спросом у физиков и философов. Для этого вполне достаточно посмотреть наши энциклопедии, словари, справочники… Определения закона либо нет вообще, либо его вполне можно использовать для сочинения анекдотов. Вот, например, такое определение:,, закон устанавливает устойчивое и повторяющееся отношение между явлениями, их необходимую и существенную связь,,. Если с ним согласиться, то утверждения типа ,, лошади кушают овёс ” следует признать законами. А почему бы и нет? Лошадь кушает овёс очень устойчиво и согласна повторять этот процесс с потрясающей регулярностью. Вы скажете, что эта связь не существенна и не необходима? А это смотря с чьей точки зрения смотреть - лошади проголосуют за такой закон всеми четырьмя копытами. Или если ты лошадь, то тебе и законы не положены ?

 

2003 год.

Андрей Воробьев.

 

Это копия статьи

http://www.anvorobyov.newmail.ru/metod.htm

 

 

 

 

 

Возможно, читателю будут интересны эти книги

Одна из них называется ,,Стоунхендж и календарь майя. Расшифровка,,... вторая - ,,Большой Сфинкс начал говорить,,. Вторая является логическим продолжением первой. И в той, и в другой книге есть русский текст.  Я давно искал общий  ключ к расшифровке такого рода сооружений и думаю, что нашёл.    

Stonehenge and the Mayan calendar. Decoding


http://www.amazon.co.uk/dp/B007F88KHU/ref=rdr_kindle_ext_tmb

 Great Sphinx began to speak

http://www.amazon.co.uk/Great-Sphinx-began-speak-ebook/dp/B007KXUHH6/ref=ntt_at_ep_dpt_8                                                         

 Здесь рассказано о шифрах для некоторых из этих сооружений, но работа, я надеюсь, будет продолжена. Новости можно будет узнать здесь

Мои книги

 

 

 

 

 

 

Besucherzahler

mail order russian

счетчик для сайта

 

Hosted by uCoz