Пошук остаточних законів природи
Цей сайт присвячений великій інтелектуальній пригоді - пошуку остаточних законів природи. Мрія про остаточну теорію багато в чому надихає роботи в області фізики високих енергій. Хоча ми й не знаємо, як можуть виглядати остаточні закони або скільки років пройде, перш ніж вони будуть відкриті, все-таки ми думаємо, що вже в сучасних теоріях уловлюються проблиски контурів остаточної теорії.
Сама ідея остаточної теорії суперечлива і є в наші дні предметом інтенсивних суперечок. Це протиріччя вже досягло комітетських кабінетів конгресу США: фізика високих енергій стає усе більше дорогою наукою й обіг учених за суспільною підтримкою частково обґрунтовується історичною місією відкриття остаточних законів
Із самого початку в наміри входив виклад тих питань, які виникають у зв'язку із самою ідеєю остаточної теорії як частини інтелектуальної історії нашого часу, розраховане на людей без спеціальної підготовки по фізиці й вищій математиці. Мова йде про ключові ідеї, що лежать в основі сучасних фундаментальних досліджень по фізиці. Але це не підручник по фізиці, і Ви не зустрінете окремих глав, повністю присвячених часткам, взаємодіям, симетріям і струнам. Навпроти, тут уплетені поняття сучасної фізики в обговорення того, що таке остаточна теорія і як ми збираємося неї шукатися
Остаточна теорія
описати, як улаштована наука, але думаю, що для роботи в науці це не потрібно, точно так само, як це не потрібно в мистецтві
і в любові.
Як я вже згадував, усяке наукове пояснення має справа з дедукцією, висновком однієї істини з іншої. Але в
поясненні укладено, з одного боку, щось більше, ніж просто дедукція, а з іншого боку, щось менше. Простій
висновок одного твердження з іншого за допомогою законів логіки не обов'язково містить пояснення, і це ясно видно в
тих випадках, коли обоє твердження можуть бути виведені друг із друга. Эйнштейн дійшов висновку про існування
фотонів в 1905 р., виходячи з успішної теорії теплового випромінювання, запропонованої п'ятьма роками раніше Максом Планком;
дев'ятнадцять років через Сатьендра Нат Бозе показав, що теорію Планка можна вивести з эйнштейновской теорії
фотонів. Пояснення, на противагу висновку, дає разюче відчуття напрямку. У нас виникає
захоплююче почуття, що фотонна теорія світла більше фундаментальна, чим будь-яке інше твердження, що стосується
теплового випромінювання, і тому саме вона є поясненням властивостей такого випромінювання. Точно так само Ньютон вивів
свої знамениті закони, частково користуючись раніше встановленими законами Кеплера, що описують рух планет
Сонячної системи15, але проте ми затверджуємо, що закони Ньютона пояснюють закони Кеплера, але не навпаки.
Розмови про більше фундаментальні істини дуже нервують філософів. Можна сказати, що більше фундаментальні
істини це ті, які в певному змісті більше всеосяжні, але й тут важко дати точні формулювання. Однак
учені виявилися б у поганому положенні, якби обмежилися використанням тільки тих понять, які вже
одержали задовільне філософське пояснення. Жоден працюючий фізик не сумнівається, що закони Ньютона
більше фундаментальні, чим закони Кеплера, або що теорія фотонів Эйнштейна більше фундаментальна, чим теорія
теплового випромінювання Планка.
І все-таки наукове пояснення може бути й чимсь меншим, чим дедукція, тому що ми можемо затверджувати, що якийсь
факт пояснюється деяким принципом, хоча ми не маємо сил вивести цей факт із даного принципу. Використовуючи закони
квантової механіки, ми можемо вивести різні властивості найпростіших атомів і молекул і навіть оцінити рівні енергії
складних молекул, начебто молекул карбонату кальцію в крейді. Хімік з Беркли Генрі Шефер говорить, що «при розумному
застосуванні загальноприйнятих методів теоретичної фізики до безлічі завдань про поводження молекул, навіть таких більших,
як молекула нафталіну, одержувані результати можна розглядати точно так само, як добуті в що заслуговує
довіри експерименті»16. І все-таки ніхто реально не зміг вирішити рівнянь квантової механіки й вивести детальний вид
хвильової функції або точне значення
[...]
Початок
[1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16] [17] [18] [19] [20] [21] [22] [23] [24] [25] [26] [27] [28] [29] [30] [31] [32] [33] [34] [35] [36] [37] [38] [39] [40] [41] [42] [43] [44] [45] [46] [47] [48] [49] [50] [51] [52] [53] [54] [55] [56] [57] [58] [59] [60] [61] [62] [63] [64] [65] [66] [67] [68] [69] [70] [71] [72] [73] [74] [75] [76] [77] [78] [79] [80] [81] [82] [83] [84] [85] [86] [87] [88] [89] [90] [91] [92] [93] [94] [95] [96] [97] [98] [99] [100] [101] [102] [103] [104] [105] [106] [107] [108] [109] [110] [111] [112] [113] [114] [115] [116] [117] [118] [119] [120] [121] [122] [123] [124] [125] [126] [127]
У світі фізики
Наука та техніка