Кризис современной физики и способы выхода из него

Это смешение энергетики с махизмом у Рея, конечно, не совсем правильно, равно как и  уверение, что к феноменологическому взгляду на физику приходит и ново-механистская школа (р. 48), при всей глубине ее расхождения с концептуалистами. "Новая" терминология Рея не уясняет дела, а затемняет его, но мы не могли избежать ее, чтобы дать читателю представление о взгляде "позитивиста" на кризис физики. По существу вопроса, противоположение "новой" школы старому взгляду вполне совпадает, как мог убедиться читатель, с вышеприведенной критикой Гельмгольца Клейнпетером. Передавая взгляды разных физиков, Рей отражает в своем изложении всю неопределенность и шаткость их философских взглядов. Суть кризиса современной физики состоит в ломке старых законов и основных принципов, в отбрасывании объективной реальности вне сознания, т. е. в замене материализма идеализмом и агностицизмом. "Материя исчезла" - так можно выразить основное и типичное по отношению ко многим частным вопросам затруднение, создавшее этот кризис. На этом затруднении мы и остановимся. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Проквантованный миф.

Владимир  Низовцев (преподаватель мгу, кандидат физико- математических наук). Кризис современной физики -- результат разрушения рациональной классической теории.  

Природа может крикнуть "нет!",  

но человеческая изобретательность  

всегда  способна крикнуть еще громче.  

Имре  лакатос.  

Современная физика находится на пороге новой  революции. Несмотря на впечатляющие успехи ученых, пока им так и не удалось  достигнуть главной цели -- построить  единую и внутренне непротиворечивую картину мира. По мнению автора приводимой ниже статьи, причиной кризиса современной физики стала ее методология -- классический рациональный подход в начале xx века был подменен иррационализмом, и в результате с некоторого момента продуктивный рост знания стал невозможен. Предлагаемый выход из тупика -- рационалистическая реставрация основ научного знания. Тезис этот найдет немало противников как среди адептов современной науки, так и среди ее критиков. И тех и других мы приглашаем к дискуссии.  

Современная фундаментальная физика представляет собой некую интернациональную корпорацию, своего рода республику касталию, граждане которой растворяются в интеллектуальной "игре в бисер". Проводимые на школах по физике высоких энергий упражнения в сфере квантово-релятивистской "логики" имеют результатом чисто умозрительную "истину". К счастью для граждан касталии, она уже не может быть проверена, так как требует экспериментов, проведение которых непосильно для всего человечества. Но несмотря на использование самых изощренных математических и логических спекуляций, кастальцы не способны объединить частные физические теории на непротиворечивой концептуальной основе.  

В этом нет ничего удивительного. Основы современной  физики были заложены в первой трети  хх века -- во времена тотального увлечения  иррационализмом. Историки науки уже продемонстрировали, что создание квантовой механики было бы немыслимым без влияния иррационального культурно- методологического фона, царившего, скажем, в веймарской республике в двадцатые годы. Физики тогда предпочли новое мифологизированное мышление классическому рационализму прошлых столетий. Расплатой за иррационализм рациональной науки стал жестокий теоретический кризис.  

В плену  квантофрении.  

На смену  классической механике, согласно которой  четко локализованные частицы движутся по непрерывным траекториям, пришла механика квантовая, где определить траекторию частицы в принципе невозможно. Вот как это выглядит: предположим, что элементарная частица (электрон или фотон) возникает в пункте а. Покинув его, она превращается в волну, которая заполняет все бесконечное пространство, так что нельзя ничего сказать о том, где она находится. Достигнув тем не менее пункта б, частица мгновенно стягивается в точку, не имеющую размеров. Сцена из романа маркеса "сто лет одиночества", когда кровь, вытекающая из тела убитого персонажа, преодолевает огромное расстояние (телепортируется, буднично скажет физик) и попадает на ступени дома его матери, кажется лишь жалким подобием некоторых метафор "рациональной" науки хх века.  

Как отмечал  анри пуанкаре, доктрина квантования была принята на вооружение несмотря на ее несовместимость с принципом причинности и аксиомами математической физики. Еще аристотель знал, что, "если кто-нибудь идет в фивы, невозможно, чтобы он одновременно шел в фивы и пришел в фивы". А сейчас проквантованы не только состояния электронов в атомах, но и электромагнитные, акустические, термические потоки и само пространство со временем...  

Между тем обращение к квантовой  статистике было поспешным и в  научном отношении немотивированным. Известно, что толчком к развитию квантовой теории послужили попытки вполне классическими методами решить проблемы, связанные с теплоемкостью и излучением. Чтобы снять возникшие противоречия, пришлось разработать новые статистические модели. Но можно было продуктивно использовать и классическую статистику. В частности, обращение к классической теории процессов излучения помогло найти адекватное научное разрешение (а не "квантовое разрубание") этой проблемы, и это показал н. А. Умов в 1913 году.  

Квантование следует расценивать лишь как вспомогательную математическую процедуру. Физики в этом приеме не больше, чем в других случаях разбиения пространства координат при расчете методом конечных разностей, широко используемом в математике по крайней мере с начала прошлого века. Чтобы увязать квантование с физической реальностью, приходится разрабатывать изощренные статистические модели, которым якобы подчиняются все частицы микромира. По этому поводу известный американский биохимик а. Сент-дьерди с иронией заметил: "маленький электрон знает нечто такое, чего не знают все мудрые мужи принстона, причем то, что он знает, должно быть чем-то очень простым".  

Что же касается моделирования взаимодействия между частицами с помощью  обмена другими частицами (квантами силового поля), то не знаешь, чему здесь больше удивляться -- настойчивости попыток или непродуктивности квантового подхода. Еще в. Гейзенберг (1932) предположил, что протоны и нейтроны удерживаются в атомном ядре, обмениваясь электронами (рыночный механизм). После этого аналогичные попытки предпринимали э. Ферми, и. Е. Тамм, х. Юкава и др. -- И ни одна не приблизила нас к пониманию природы взаимодействий между частицами.  

Несмотря  на явную непродуктивность подхода, в последние три десятилетия  с его помощью пытаются моделировать уже структуру самих элементарных частиц. Нобелевский лауреат м. Гелл- манн предложил схему, согласно которой элементарная частица (протон или нейтрон) состоит из трех кварков -- еще более элементарных частиц, которые удерживаются вместе с помощью самых элементарных частиц, глюонов (от англ. glue, "Клей"). Это, конечно, еще не физика, но хорошо хотя бы, что на смену рыночному механизму пришло склеивание...  

Да что  там склеивание, в сегодняшнем  арсенале теоретика мы найдем такие  термины, как "принципы запрета и неопределенности, туннелирование, нелокальность, телепортация, функция распределения инфляционных вселенных, кентавристика евклидовых и неевклидовых областей пространства, неположительность квадрата массы, расслоение пространства-времени, виртуальные кротовые норы, многомировая интерпретация, параллельные вселенные". Наконец, "волновая функция самой вселенной". И после всего этого ученого снедает неутоленная тоска о еще какой-нибудь сумасшедшей идее!  

названия  современных научных программ физики все больше напоминают заклинания ускользающей от нас реальности: сначала объединение теорий, затем великое объединение; сначала большой взрыв, затем большой взрыв, наконец, big bang; сначала квантование, потом вторичное квантование, сейчас уже обращаются к квантованию третичному; теория струн -- теория суперструн; теория гравитации, потом супергравитации. И почему-то среди этих теорий нет ни одной непротиворечивой и завершенной.  

Взорвали, не подумав.  

Главный козырь физики xx века -- атомная бомба. Именно после ее создания начались серьезные госинвестиции в науку. Но так ли уж хорошо понимали атомщики, что они делают? как показал американский науковед э. Янч, прогресс в сфере технологий, использующих расщепление ядер, происходил в 30-40-е годы на случайной основе. В его книге "прогнозирование научно- технического прогресса" ядерная энергетика приводится в качестве примера невысокого уровня технологического прогнозирования. В своем труде янч подразделяет развитие технологии на восемь этапов - - от базовых научных исследований до социальных последствий технологического нововведения. Первые три касаются собственно фундаментальных научных и научно-технологических исследований. Исследователь отмечает, что для ядерной технологии было характерно "отсутствие четкого прогноза до того, как был осуществлен третий этап", то есть до того, как была осуществлена цепная реакция в декабре 1942 года. По признанию ханса бете, виднейшего теоретика лос-аламосской научной лаборатории, свое открытие схемы сжатия дейтерия в водородной бомбе улам и теллер тоже сделали случайно. Элемент случайности в работах над ядерными технологиями был обусловлен как субъективными причинами, так и тем, что, по словам янча, "структура имеющегося научного знания не подвергалась систематической оценке".  

Но безбедное  существование физики высоких энергий, начавшееся с хиросимы, подходит к  концу. Миллиарды долларов, вложенные  в строительство ускорителей, разработку установок по термоядерному синтезу (токамак и другие несостоявшиеся проекты), вряд ли когда-нибудь окупятся. Прекращение строительства суперколлайдера в штате техас и такого же ускорительно- накопительного комплекса в протвино говорит само за себя.  

Очевидное -- невероятное.  

Стагнация современной физики есть прямое следствие  ее революционного происхождения. В  угаре первых трех десятилетий века ученые "новой волны" строили  физическое знание с нарушением элементарных методологических норм. В итоге они  получили продукцию весьма сомнительных достоинств. Ее признаки -- иррационализм, отсутствие целостной концепции, мистицизм и, как следствие, неспособность к продуктивному развитию.  

В трудах т. Куна и г. Башляра этот налет  иррациональности был задним числом обоснован эпистемологически. В науковедении получил распространение миф о "новой научной рациональности", согласно которому граница между иррациональным и рациональным стирается. Т. Кун писал: "если эмпирическая наука приводит нас к убеждению, что развитие науки существенно зависит от поведения, которое мы раньше считали иррациональным, то отсюда мы должны заключить не то, что наука иррациональна, а то, что наше понятие рациональности нуждается в исправлении". Парадоксальность теории стала едва ли не критерием ее адекватности реальности. Вспомним знаменитое высказывание нильса бора о теории элементарных частиц, предложенной в. Паули: "все мы согласны, что ваша теория безумна. Вопрос, который нас разделяет, состоит в том, достаточно ли она безумна, чтобы иметь шансы быть истинной".  

Широко  известен и афоризм альберта эйнштейна  о том, что достоевский дает ему  больше, чем гаусс. Меньше известно о том, что, читая классические статьи эйнштейна по специальной теории относительности (второй наряду с квантовой  механикой краеугольный камень современной физической парадигмы), знаменитый русский этнограф владимир богораз пришел к выводу о склонности великого физика к донаучному синкретическому стилю творчества. "Изучая работы эйнштейна, минковского, маха и некоторых других, я с удивлением увидел ряд совпадений с другими материалами, в начале довольно необъяснимых. Когда эти ученые пытались превратить свои отвлеченные формулы в конкретные психологические образы, они неизменно давали картины, комбинации деталей, подобные рассказам и легендам фантастического или полуфантастического характера, распространенным среди первобытных шаманических племен", -- писал он в двадцатые годы. Богораз, в частности, указал на совпадения пространственно-временных построений эйнштейновской теории с особенностями анимистических и религиозных представлений о мире.  

Между тем физика до сих пор продолжает оставаться методологическим образцом для других наук о природе...  

Назад, к классике.  

Хх век  возвращается к некоторым испытанным истинам. Их повторное обретение  по своим масштабам сродни открытиям. К сожалению, большинству из нас это дается с трудом -- нам не с чем сравнить новую науку, так как рациональную классическую физику мы изучали по учебникам, написанным ее могильщиками.  

В истории  физики хх века есть эпизод, который из чувства ложного стыда обходят отечественные историки. Речь идет о том, что самое продолжительное неприятие идей "физического модернизма" было характерно именно для российских ученых, например п. Н. Лебедева, н. А. Умова, в. К. Аркадьева, с. И. Вавилова, а. Ф. Иоффе и в. Ф. Миткевича. Такой подход встречал понимание и поддержку у таких авторитетов европейской физики, как г. Лоренц, п. Эренфест, п. Ланжевен и ж. Перрен. Наследие этих ученых освоено весьма слабо, хотя там можно найти пути решения проблем, сдерживающих развитие физики в наши дни.  

К счастью  для физики, несмотря на ажиотаж  вокруг квантовой и релятивистской доктрин, никогда не прекращала существовать классическая традиция. В нашей стране она поддерживалась членами физического  общества им. Лебедева (1911- 1930 гг.) И их учениками. В петербурге уже состоялись пять международных конференций под девизом "назад, к классике".