Аналогии могут быть чрезвычайно плодотворны в физике. История физики наполняется одной успешной аналогией за другой: атом как сливовый пудинг, электрический ток как вода, текущая по трубе, и так далее. Одним из наиболее известных примеров этого метода является использование Максвеллом аналогии между потоками несжимаемой жидкости и силовыми линиями магнитного поля Фарадея. Поскольку плотность магнитного потока играла роль скорости потока, Максвелл смог найти аналогии для шести известных эмпирических "законов" электрических и магнитных явлений, которые стали известны в 1850-х годах. Эти аналогии побудили его к многим последующим открытиям.
Аналогии в теории черных дыр
В то время как физика сегодня ищет понимание теории квантовой гравитации, другая аналогия стала настолько укоренившейся, что она обрела самостоятельную жизнь: термодинамика черных дыр (БДТ). Возникнув в результате параллелей между областью горизонта событий черной дыры и термодинамической энтропией, установленной Бекенштейном, Хокингом и другими в 1970-х годах, аналогии знаменитых четырех законов термодинамики были найдены для классических черных дыр, подобно тому, как ранее Максвелл нашел жидкие аналогии для электрических и магнитных явлений.
Однако, согласно стандартным преданиям, открытие в 1974 г. излучения Хокинга значительно ужесточило аналогию.
В настоящее время БДТ известна как: "больше, чем формальная аналогия", в отличие от использующей жидкости Максвелла. В частности, считается, что эти отношения носят индивидуальный характер:
«законы термодинамики черных дыр... просто обычные законы термодинамики, применяемые к черным дырам».
Взаимоотношения между различными переменными черных дыр понимаются как проявления глубоких термодинамических принципов, действующих во Вселенной. Говорят, то, что заставляет чай прийти к комнатной температуре, также приводит к увеличению площади черных дыр. Эта удивительная аналогия не только считается более чем формальной, но и лежит в основе некоторых очень популярных спекуляций в области квантовой гравитации.
Аналогии могут быть хорошими или плохими. Когда они хорошие, они способствуют новым идеям и прогрессу, а когда плохие, они могут вводить в заблуждение. Действительно, аналогии Максвелла, доведенные до крайности, привели к появлению эфира, состоящего из вихревых трубок соединённых без трения "холостыми колесами".
История науки полна хороших и плохих аналогий. БДТ может оказаться полезным и глубоким руководством будущей физике. Общепринятая точка зрения в физике, по-видимому, полностью стоит за идеей, что аналогия настолько сильна, насколько это возможно. Перед лицом такого единогласия, философы обязаны играть роль "оводов", бросая вызов не только общественным предположениям, как это делал Сократ, но и широко распространенным представлениям в физике. Показывая, что эта аналогия не так сильна, как обычно предполагают, мы хотели бы рекомендовать проявлять осторожность.
Дальше мы приведем несколько проблем с аналогией между термодинамикой и черными дырами и основным аргументом, который пытается объединить их как единое целое. Мы сосредоточимся на трех проблемах. Во-первых, БДТ часто основывается на своего рода карикатуре на термодинамике. Второе вызывает еще большую озабоченность, а именно то, что непонятно, какими должны быть системы БДТ, и, более того, маловероятно, что какое-либо решение этого вопроса оставит без изменений традиционную мудрость, окружающую эту тему. Третий и, возможно, худший из них - это вызов главного аргумента, идентифицирующего энтропию черных дыр с термодинамической энтропией. Совокупность этих опасений резко снижает нашу уверенность в том, что БДТ основывается не только на формальной аналогии.