Фізика наших днів

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

136 що коли журналісти запитують про остаточні теорії, уживаючи такі поняття, як остаточний список часток або остаточне об'єднання всіх сил природи, ми насправді навіть не знаємо, чи правочинні такі питання. Несхоже, що старий наївний механістичний світогляд відродиться знову або ми повернемося до дуалізму часток і полів, але й квантова теорія поля - не останнє слово в науці. Є труднощі із включенням гравітації в рамки квантової теорії поля. Намагаючись перебороти їх, фізики порівняно недавно запропонували варіант остаточної теорії, в якому самі квантові поля є всього лише низкоэнергетические прояву просторово-тимчасових нерегулярностей, що одержали назву струн. Складається враження, що ми не знаємо правильних питань доти, поки не наближаємося до знання правильних відповідей. Хоча наївний механіцизм, схоже, благополучно помер, фізиків продовжують тривожити інші метафізичні забобони, особливо ті, які пов'язані з поняттями простору й часу. Тривалість у часі - єдине, що ми здатні виміряти (нехай і неточно) силою однієї думки, без участі наших почуттів, тому природно думати, що ми можемо щось довідатися про розмірність часу чисто раціональним шляхом. Кант учив, що простір і час не є частинами зовнішньої реальності, а структурами, що заздалегідь існують у нашім мозку й що дозволяють зв'язувати між собою речі й події. Найбільш шокирующим для правовірного кантіанця в теоріях Эйнштейна було те, що вони звели простір і час до рівня звичайних властивостей фізичної вселеної, які можуть мінятися через рух (у спеціальній теорії відносності) або тяжіння (у загальній теорії відносності), Навіть сьогодні, через сто років після створення спеціальної теорії відносності, деякі фізики усе ще думають, що є речі, які можна сказати про простір і час на основі чистого міркування. Така шалена метафізика вийшла на поверхню особливо в дискусіях про походження Всесвіту. Згідно стандартної теорії Великого вибуху, Всесвіт виникла в стані нескінченно великої температури й щільності біля десяти-п'ятнадцяти мільярдів років тому. Щораз, коли я розповідав про теорію Великого вибуху й справа доходило до питань і відповідей, хто-небудь в аудиторії обов'язково починав доводити, що ідея початку абсурдна: який би момент часу ми не назвали початком, завжди повинен бути момент перед цим. Я завжди намагався пояснювати, що це необов'язково повинне бути так. Наприклад, ми знаємо з нашого повсякденного досвіду, що як би холодно не було, завжди може бути ще холодніше, але все-таки існує таке поняття, як абсолютний нуль температури. Ми не можемо досягти температури нижче абсолютного нуля не тому, що недостатньо розумно, а тому, що 137 температура нижче абсолютного нуля просто не має змісту. Стивен Хокинг запропонував, може бути, ще кращу аналогію: цілком має сенс питання про те, що перебуває північніше Остина, Кембриджу або будь-якого іншого міста, але не має змісту питання про те, що перебуває північніше Північного полюса. Блаженний Августин в «Одкровенні» вступив в знаменитої сутичку, що стала, із цією проблемою й дійшов висновку, що питання про те, що було перед тим, як Бог створив Всесвіт, невірний, тому що Бог, сам находящийся поза часом, створив час разом із самого Всесвіту. Такої ж крапки зору дотримувався Мойсей Маймонид. Повинен визнати, що насправді ми не знаємо, чи почався Всесвіт у строго певний момент часу в минулому. Андрій Лінді й інші космологи132 запропонували недавно ряд прийнятних теорій, у яких наша Всесвіт, що розширюється, є лише крихітним пухирцем у нескінченно старої Мегавселенной, у якій відбувається вічне народження й розмноження таких пухирців. Я не буду тут намагатися доводити, що наш Всесвіт безсумнівно має кінцевий вік. Я хочу лише підкреслити, що використовуючи тільки силу чистого розуму, не можна затверджувати, що таке неможливо. Тут ми знову навіть не впевнені, що задаємо правильні питання. У новітній версії теорії струн простір і час виникають як виведені поняття, що не втримуються у фундаментальних рівняннях теорії. У подібних теоріях простір і час мають обмежений сенс: не можна говорити про проміжок часу, що ближче до моменту Великого вибуху, чим 10-42 с. У повсякденному житті ми навряд чи можемо помітити інтервал часу в одну соту частку секунди, так що інтуїтивні подання про природу простору й часу, отримані з повсякденного досвіду, не мають великої цінності при спробах зрозуміти теорію походження Всесвіту. Однак найбільші утруднення заподіює сучасній фізиці не метафізика, а эпистемология, вчення про природу й джерелах знання. Эпистемологическая доктрина, називана позитивізмом (або в деяких працях логічним позитивізмом), затверджує не тільки те, що остаточною перевіркою будь-якої теорії є її зіставлення з експериментальними даними (із чим навряд чи хто буде сперечатися), але й те, що каждое поняття в наших теоріях повинне в кожному пункті посилатися на спостережувані величини. Це означає, що хоча фізичні теорії можуть включати поняття, усе ще не вивчені експериментально, і які не будуть вивчені ні цього року ні в наступному через дорожнечі досліджень, зовсім неприпустимо включати в наші теорії поняття й елементи, які в принципі не можна ніколи спостерігати. На карту поставлено багато чого, тому що якщо прийняти доктрину позитивізму, те це дозволить одержати коштовні відомості про складові частини остаточної тео- 138 рии, використовуючи уявні експерименти для встановлення того, що в принципі можна спостерігати. Фігурою, найчастіше асоційованої із введенням позитивізму у фізику, є Эрнст Мах, віденський фізик і філософ кінця XIX в. Для нього позитивізм був як би протиотрутою від метафізики Иммануила Канта. Эйнштейновская стаття 1905 г. по спеціальній теорії відносності несе сліди очевидного впливу Маху: у ній повно спостерігачів, що вимірюють відстані й часи за допомогою лінійок, годин і променів світла. Позитивізм допоміг Эйнштейну позбутися від подання, що твердження про одночасність двох подій має абсолютний сенс. Він переконався, що жодне вимір не може дати критерій одночасності, однаковий для всіх спостерігачів. Зосередженість на тім, що реально може бути спостережено, і становить суть позитивізму. Эйнштейн висловив Маху свою вдячність: у листі до нього декількома роками через він назвав себе «Ваш відданий учень»133. Після Першої світової війни позитивізм одержав подальший розвиток у працях Рудольфа Карнапа й членів Віденського кружка філософів, що поставили метою перешикувати науку відповідно до філософськи задовільних подань. Вони багато в чому превстигли в очищенні науки від [...]
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

Наш спонсор

Продать. Превосходный rotel от программ. Rotel Зябликово Москва.