1 подписчик

вопросы

Семинарские вопросы (третий вопрос в билете)

Инструментализм

Инструментализм утверждает, что теории являются не более чем инструментами и не претендуют на описание чего-то реального. Инструменталисты видят в теориях не креативные пробы и попытки приближения к истине, а лишь удобные конвенции для прагматического обобщения определённого эмпирического материала. И так же, как глупо говорить, с их точки зрения, что молоток истиннее, чем топор, так же глупо говорить, что одна теория более истинна, чем другая.

Инструменталисты отвергают 2 и 3 тезисы, как и Поппер, но отвергают они по разным причинам.

Инструменталисты отвергают третий тезис (истинные теории описывают сущности). Они считают, что объяснение не является целью физической науки, так как физическая наука не может открыть “скрытой сущности вещей”. (Max вообще не верил в сущности; Беркли верил только в духовные сущности, единственным сущностным объяснением мира является бог; Дюгем думал, что сущности существуют, но наука не способна их открыть, они могут быть открыты религией). Наука не может открыть сущность (даже если она есть), значит теории вообще ничего не описывают, поэтому они являются лишь инструментами. А то, что может показаться ростом теоретического знания, представляет собой лишь улучшение инструментов.

Эту аргументацию он не признает, а выдвигает свою критику третьего тезиса.

Утверждение инструменталистов о том, что не может существовать “скрытых сущностей”, опирается на их убеждение относительно того, что вообще не может существовать ничего скрытого. Поппер тут согласен с эссенциализмом: многое от нас скрыто и что многое из того, что скрыто, может быть обнаружено. (я не могу принять аргумент, который заставляет меня отвергать претензии науки на открытие вращения Земли, ядра атома, космического излучения или “радиозвезд”).

Идею сущности Поппер отвергает лишь потому, что из нее вытекает второй тезис о том, что наука стремится к окончательному объяснению, то есть к такому объяснению, которое (в силу своей природы) не допускает дальнейшего объяснения и не нуждается в нем. С этим тезисом он решительно не согласен. Если мы признаем наличие последней сущности мира, то мы должны признать и возможность окончательного объяснения, не нуждающегося в исправлении и улучшении. Ясно, что Поппер не может допустить в науке никаких окончательных объяснений. Такое объяснение нельзя было бы фальсифицировать, поэтому, согласно его критерию демаркации, оно было бы ненаучным.

Он говорит, что сущность есть, но идея сущности имеет враждебное отношение к просвещению. Хочет показать, что независимо от того, существуют сущности или нет, вера в них никак не помогает и, может быть, даже мешает нам. Вера, в сущности, может создавать препятствия для мышления, для постановки новых и плодотворных проблем. (Показывает это на примере теории тяготения Ньютона).

Например, последователи Ньютона эссенциалистски интерпретировали его механику. По их убеждению, Ньютон открыл, что каждая частица материи обладает тяжестью, т. е. присущей ей способностью притягивать другие материальные частицы, и инерцией – внутренней способностью сопротивляться изменению состояния движения. Тяжесть и инерция были объявлены существенными свойствами материи. Законы движения Ньютона описывают проявления этих существенных свойств. С помощью этих законов можно объяснить наблюдаемое поведение материальных тел. Но можем ли мы попытаться объяснить саму теорию Ньютона с помощью некоторой другой, более глубокой теории? По мнению эссенциалистов, это не нужно и невозможно. Эссенциалистская вера в то, что теория Ньютона описала

имеются данные, какие инструменты могут быть использованы для их обработки и какие понятия соответствуют их интерпретации. Если дана парадигма, то интерпретация данных является основным элементом научной дисциплины, которая занимается их исследованием.

«Но интерпретация — это и было основной темой предшествующего раздела
— может только разработать парадигму, но не исправить ее. Парадигмы вообще не могут быть исправлены в рамках нормальной науки. Вместо этого, как мы уже видели, нормальная наука, в конце концов, приводит только к осознанию аномалий и к кризисам» (страница 164).

«Вернемся теперь к другому, более трудному и более содержательному аспекту параллелизма между головоломками и проблемами нормальной науки. Проблема, классифицируемая как головоломка, должна быть охарактеризована не только тем, что она имеет гарантированное решение. Должны существовать также правила, которые ограничивают как природу приемлемых решений, так и те шаги, посредством которых достигаются эти решения. Например, решить составную картинку-загадку не значит «составить картинку». Ребенок или современный художник мог бы сделать это, складывая разбросанные, произвольно выбранные элементы, как абстрактные формы, на некотором нейтральном фоне. Картинка, созданная таким образом, может оказаться намного лучше и быть более оригинальной, чем та, из которой головоломка была сделана. Тем не менее такая картинка не могла бы быть ее решением. Чтобы получить настоящее решение, должны быть использованы все фрагменты, их плоская сторона должна быть обращена вниз, и они должны быть собраны без усилий и использованы без остатка. Таковы некоторые правила решения картинки-головоломки. Подобные ограничения, накладываемые на приемлемые решения кроссвордов, загадок, шахматных задач и т. д., вскрываются без труда» (страница 67).

В период «нормальной науки» ученые, по Томасу Куну, занимаются «разгадкой кроссвордов». Под этим понимается то, что а) задача может быть принципиально решена в рамках текущей парадигмы и б) существуют конкретные правила (установки парадигмы), в рамках которых и решается соответствующая задача.

Про «аномалии»:

«Аномалия» - задача, которая не укладывается в рамки текущей парадигмы.

Гештальт – целостные, не сводимые к сумме своих частей, образования сознания, целостный зрительный образ.

«Вместо этого, как мы уже видели, нормальная наука, в конце концов, приводит только к осознанию аномалий и к кризисам. А последние разрешаются не в результате размышления и интерпретации, а благодаря в какой-то степени неожиданному и неструктурному событию, подобному переключению гештальта. После этого события ученые часто говорят о «пелене, спавшей с глаз», или об «озарении», которое освещает ранее запутанную головоломку, тем самым приспосабливая ее компоненты к тому, чтобы увидеть их в новом ракурсе, впервые позволяющем достигнуть ее решения. Бывает и так, что соответствующее озарение приходит во время сна. Ни в одном обычном смысле термин «интерпретация» не пригоден для того, чтобы выразить такие проблески интуиции, благодаря которым рождается новая парадигма. Хотя эти интуитивные догадки зависят от опыта (как аномального, так и согласующегося с существующими теориями), достигнутого с помощью старой парадигмы, они не

являются логически или даже фрагментарно связанными с каждым отдельно взятым элементом этого опыта, что должно было бы иметь место при интерпретации, а вместо этого они суммируют большие части опыта и преобразуют их в другой, весьма отличный опыт, который с этого времени будет соединен в своих деталях уже не со старой, а с новой парадигмой» (страницы 164-165).

Исследование аномалий перерастает в кризис, то есть общее осознание научным сообществом несоответствия текущей парадигмы реальному положению вещей. В ответ на кризис появляются новые теории и, в конце концов, формируется новая парадигма. В результате старая парадигма полностью или частично заменяется новой парадигмой, несовместимой со старой – этот процесс и называется «научной революцией».

Новая парадигма

«Увлекаемые новой парадигмой ученые получают новые средства исследования и изучают новые области. Но важнее всего то, что в период революций ученые видят новое и получают иные результаты даже в тех случаях, когда используют обычные инструменты в областях, которые они исследовали до этого. Это выглядит так, как если бы профессиональное сообщество было перенесено в один момент на другую планету, где многие объекты им незнакомы, да и знакомые объекты видны в ином свете. Конечно,

в действительности все не так: нет никакого переселения в географическом смысле; вне стен лаборатории повседневная жизнь идет своим чередом. Тем не менее, изменение в парадигме вынуждает ученых видеть мир их исследовательских проблем в ином свете. Поскольку они видят этот мир не иначе, как через призму своих воззрений и дел, постольку у нас может возникнуть желание сказать, что после революции ученые имеют дело с иным миром» (страница 151).

5. Методология исследовательских программ И. Лакатоса (статья «Методология научных исследовательских программ»)

И́мре Ла́катос (9 ноября1922,Дебрецен—2 февраля1974,Лондон

представителей постпозитивизма и критического рационализма.

)—

английский философ венгерского происхождения, один из

Родился в Дебрецене в еврейской семье. Вначале поступил на факультет

юриспруденции, но затем сменил сферу интересов и изучал физику, математику и

философию в Дебреценском университете.

Во время Второй мировой войны был участником

антифашистского Сопротивления, стал коммунистом и вместе со своей девушкой Эвой

Ревес сформировал подпольную марксистскую группу. В это же время из-за начавшихся

преследований евреев (его мать и бабушка погибли в Освенциме) был вынужден

сменить фамилию на Молнар.

После войны учился в аспирантуре Московского университетапод

руководством С. А. Яновской.

Наиболее известные работы Лакатоса— «Доказательства и опровержения», «Фальсификация и методология научно-исследовательских программ», «История науки и ее рациональные реконструкции»

Лакатос — автор теории и методологии научно-исследовательских программ, в

рамках которых, вслед за Карлом Поппером, развил принцип фальсификации до

степени, названной им утончённым фальсификационизмом (Для утонченного

фальсификациониста теория "приемлема" или "научна" только в том случае, если она

имеет добавочное подкрепленное эмпирическое содержание по сравнению со своей

предшественницей (или соперницей), то есть, если только она ведет к открытию новых

фактов). Теория Лакатоса направлена на изучение движущих факторов развития науки,

она продолжает и вместе с тем оспаривает методологическую концепцию Поппера,

полемизирует с теорией Томаса Куна.

Лакатос описал науку как конкурентную борьбу «научно-

исследовательских программ», состоящих из «жёсткого ядра» априорно принятых в

системе фундаментальных допущений, не могущих быть опровергнутыми внутри

программы, и «предохранительного пояса» вспомогательных гипотез ad hoc (латинская

фраза, означающая «специально для этого»), видоизменяющихся и

приспосабливающихся к контрпримерам программы. (Научно-исследовательская

программа- теоретически и логически связанное рациональное основание, которое

включает в себя совокупность наиболее важных идей, теорий, гипотез). Эволюция

конкретной программы происходит за счёт видоизменения и уточнения

«предохранительного пояса», разрушение же «жёсткого ядра» теоретически означает

отмену программы и замену её другой, конкурирующей.

Главным критерием научности программы Лакатос называет прирост

фактического знания за счёт её предсказательной силы. Пока программа даёт прирост

знания, работа учёного в её рамках«рациональна». Когда программа теряет

предсказательную силу и начинает работать только на «пояс» вспомогательных гипотез,

Лакатос предписывает отказаться от её дальнейшего развития. Однако при этом

указывается, что в отдельных случаях исследовательская программа переживает свой

внутренний кризис и снова даёт научные результаты; таким образом, «верность»

Бор

Исходная проблема представляла собой загадку: каким образом атомы Резерфорда, то есть мельчайшие планетарные системы с электронами, вращающимися вокруг положительных ядер) могут оставаться устойчивыми; дело в том, что, согласно хорошо подкрепленной теории электромагнитизма Максвелла-Лоренца, такие системы должны коллапсировать. Однако теория Резерфорда также была хорошо подкреплена. Идея Бора заключалась в том, чтобы не обращать внимания на противоречие и сознательно развить исследовательскую программу. Он предложил постулаты, ставшие твердым ядром его программы:

1) Атом может находиться только в некоторых дискретных стационарных

состояниях (в состояниях с определёнными, а не любыми значениями внутренней

энергии), причём в этих состояниях атом не излучает электромагнитную энергию;

переход из одного стационарного состояния в другое происходит скачкообразно;

2) излучательный квантовый (мгновенный) переход определяется условием

частот: Ei−Ek=hν, где ν – частота испускаемого или поглощаемого электромагнитного

излучения, Ei и Ek – энергии стационарных состояний, между которыми происходит

переход, h – постоянная Планка.

Программа Бора не имела цели разгромить своего противника и вытеснить его с занимаемых позиций, как это было у Проута. Ее положительная эвристика, как бы ни была она успешна, все же заключала в себе противоречие с теорией Максвелла-Лоренца, оставляя его неразрешенным. Программа Бора, накапливая бесплодные противоречия и умножая число гипотез ad hoc, программа вступила в регрессивную фазу: она начала, по любимому выражению Поппера "терять свой эмпирический характер".

Программа Бора: «быстрый прогресс - на противоречивых основаниях!»

Вскоре возникла соперничающая исследовательская программа - волновая механика. Эта новая программа не только объяснила квантовые условия Планка и Бора уже в своем первом варианте (де Бройль, 1924 г.), она вела к будоражащим открытиям новых фактов.

Прививка программ

Некоторые из самых значительных исследовательских программ в истории науки были привиты к предшествующим программам, с которыми находились в вопиющем противоречии. Например, астрономия Коперника была "привита" к физике Аристотеля, программа Бора - к физике Максвелла.

Н. Бор пытался снизить стандарты научного критицизма: "Самое большее, чего можно требовать от теории [т. е. программы], - чтобы [устанавливаемые ею] классификации могли быть продвинуты достаточно далеко, с тем, что область наблюдаемого расширялась бы предсказаниями новых явлений". С точки зрения методологии исследовательских программ, такое отношение рационально, но только до того момента, когда стадия прогресса заканчивается: после этого апологетика "уродства" становится иррациональной.

Непротиворечивость - должна оставаться важнейшим регулятивным, принципом (стоящим вне и выше требования прогрессивного сдвига проблем); обнаружение противоречий должно рассматриваться как проблема. Если цель науки-

объяснениями фактов иногда на десятилетия, прежде чем нагнала и наверстала упущенное после объяснения теорией Эйнштейна - Смолуховского броуновского движения в 1905 г.

Не следует отказываться от подающей надежды исследовательской программы только потому, что она не смогла одолеть сильную соперницу. Ее не следует отбрасывать, если она, при условии, что у нее нет соперницы, осуществляет прогрессивный сдвиг проблем.

В ходе конфликта между двумя исследовательскими программами возникает надобность в "большом решающем эксперименте".

Эксперимент Майкельсона-Морли 1887 года, который якобы фальсифицировал теорию эфира и "привел к теории относительности, а затем - эксперименты Луммера- Принсгейма, которые якобы фальсифицировали классическую теорию излучения и "привели к квантовой теории"

Никогда не исключается возможность того, что какая-то часть регрессирующей программы будет реабилитирована. Лишь исключительно трудный и неопределенно длительный процесс может привести исследовательскую программу к победе над ее соперницами; поэтому нужно очень осмотрительно пользоваться термином "решающий эксперимент". Даже тогда, когда очевидно, что исследовательская программа уже вытеснила свою предшественницу, это происходит не в результате какого-либо "решающего эксперимента"; если наступает момент, когда решающий эксперимент ставится под сомнение, развитие новой исследовательской программы не приостанавливается, если это не сопровождается мощным прогрессивным импульсом старой программы.

Серия экспериментов Майкельсона с 1981 по 1935 гг. является поучительным примером регрессивного сдвига проблем. если бы эксперимент Майкельсона-Морли показал существование "эфирного ветра", все равно программа Эйнштейна одержала бы победу

Никаких быстро признаваемых решающих экспериментов нет.

Пример. b -распад против законов сохранения (предположение: классические законы сохранения энергии и импульса уступают место статистическим законам)

Статус "решающего" эксперимента зависит от характера теоретической конкуренции, в которую он вовлечен. Интерпретация и оценка эксперимента зависит от того, терпит ли исследовательская программа неудачу в соперничестве, или же Фортуна поворачивается к ней лицом.

Особенность решающих экспериментов (Примеры экспериментов, "решающий"

характер которых стал очевидным только задним числом)

(г4) Заключение. Требование непрерывного роста.

Во-первых, слабость программ, которые, подобно марксизму или фрейдизму, конечно, являются "едиными", предлагают грандиозный план, по которому определенного типа вспомогательные теории изобретаются для того, чтобы поглощать аномалии, но которые в действительности всегда изобретают свои вспомогательные теории вослед одним фактам, не предвидя в то же время других. (Какие новые факты предсказал марксизм, скажем, начиная с 1917 г.?)

Во-вторых, она бьет по приглаженным, не требующим воображения скучным сериям "эмпирических" подгонок, которые так часто встречаются, например, в современной социальной психологии. Такого рода подгонки способны с помощью так называемой "статистической техники" сделать возможными некоторые "новые" предсказания и даже наволхвовать несколько неожиданных крупиц истины. Но в таком теоретизировании нет никакой объединяющей идеи, никакой эвристической силы, никакой непрерывности. Из них нельзя составить исследовательскую программу, и в целом они бесполезны.

-------------------------------------------------------------------------------------------------------- ----

Лакатос присоединяется к конвенционализму Поппера по отношению к базисным предложениям. Вопреки фальсификационистской морали Поппера, ученые нередко и вполне рационально утверждают, что "экспериментальные результаты ненадежны или что расхождения, которые, мол, существуют между данной теорией и экспериментальными результатами, лежат на поверхности явлений и исчезнут при дальнейшем развитии нашего познания". И поступая так, они могут вовсе не идти "вразрез с той критической установкой, которая... должна характеризовать ученого". Без нее мы никогда не смогли бы разобраться в содержании теории - мы отказались бы от нее прежде, чем обнаружили всю ее силу; и как следствие ни одна теория не могла бы сыграть свою роль упорядочения мира, подготовки нас к будущим событиям или привлечения нашего внимания к вещам, которые мы иначе никогда не имели бы возможность наблюдать". Таким образом, "догматизм" "нормальной науки" не мешает росту, если он сочетается с попперианским по духу различением хорошей, прогрессивной нормальной науки, и плохой, регрессивной нормальной науки; а также, если мы принимаем обязательство элиминировать - при определенных объективных условиях - некоторые исследовательские программы. Я смотрю на непрерывность науки сквозь "попперовские очки". Поэтому там, где Кун видит "парадигмы", я вижу еще и рациональные "исследовательские программы ".

6. Методологический анархизм П.Фейерабенда

Пол (Па́уль) Карл Фе́йерабенд австрийско-
американский учёный, философ, методолог науки. Родился в Вене (Австрия), в разное время жил в Англии, США, Новой Зеландии, Италии, Швейцарии.
С 1958 по 1989 год работал профессором философии в Калифорнийском университете в Беркли

ПРОТИВ МЕТОДА

Данное сочинение представляет собой первую часть книги о рационализме, которую мы хотели написать с Имре Лакатосом. Я должен был нападать на рационалистскую позицию, а Имре – отстаивать и защищать ее, парируя мои аргументы.

Критическое исследование науки должно ответить на два вопроса:

Что есть наука – как она действует, каковы ее результаты?

На первый вопрос существует не один, а бесконечно много ответов. Однако почти каждый из них опирается на предположение о том, что существует особый научный метод, т.е. совокупность правил, управляющих деятельностью науки. Процедура, осуществляемая в соответствии с правилами, является научной; процедура, нарушающая эти правила, ненаучна. Эти правила не всегда формулируются явно, поэтому существует мнение, что в своем исследовании ученый руководствуется правилами скорее интуитивно, чем сознательно. Кроме того, утверждается неизменность этих прав

В чем состоит ценность науки? Действительно ли она лучше, чем космология хопи, наука и философия Аристотеля, учение о дао? Или наука – один из многих мифов, возникший при определенных исторических условиях?

Мы обязаны науке невероятными открытиями. Научные идеи проясняют наш дух и улучшают нашу жизнь. В то же время наука вытесняет позитивные достижения более ранних эпох к вследствие этого лишает нашу жизнь многих возможностей. Сказанное о науке справедливо и в отношении известных нам сегодня мифов, религий, магических учений. В свое время они также приводили к невероятным открытиям, также решали проблемы и улучшали жизнь. людей. Нельзя забывать, сколькими изобретениями мы обязаны мифам! Они помогли найти и сберечь огонь; они обеспечили выведение новых видов животных и растений

Ни один закон не является законом. Законы – частные случаи, поскольку не являются логически необходимыми. Математические соотношения удачно угаданы, но никто не может объяснить, почему они именно такие, а не другие.

Идеология ученых редко подвергается исследованию. Ее либо не замечают, либо считают безусловно истинной, либо включают в конкретные исследования таким образом, что любой критический анализ необходимо приводит к ее подтверждению.

В идеале государство идеологически нейтрально. В школе с религией знакомят как с историческим феноменом, а не истиной. Однако государство и наука тесно связаны. На развитие научных идей расходуются громадные средства. Даже такая область, как теория науки, которая заимствует у науки ее имя, но не дает ей ни одной плодотворной идеи, финансируется далеко не соразмерно ее реальной ценности. В общеобразовательных школах изучение почти всех областей науки является обязательным. В то время как родители шестилетнего малыша могут решать, воспитывать ли из него протестанта, католика или атеиста, они не обладают такой свободой в отношении науки. Физика, астрономия, история должны изучаться. Их нельзя заменить астрологией, натуральной магией или легендами.

Можно создать традицию, которая будет поддерживаться с помощью строгих правил и до некоторой степени станет успешной. Но желательно ли поддерживать такую традицию и исключать все остальное? Должны ли мы передать ей все права в

области познания, так что любой результат, полученный каким-либо другим методом, следует сразу же отбросить? Его ответ – нет

Для такого ответа есть два основания. Первое заключается в том, что мир, который мы хотим исследовать, представляет собой в значительной степени неизвестную сущность. Поэтому мы должны держать свои глаза открытыми и не ограничивать себя заранее. Второе основание состоит в том, что описанное выше научное образование (как оно осуществляется в наших школах) несовместимо с позицией гуманизма. Оно вступает в противоречие с "бережным отношением к индивидуальности, которое только и может создать всесторонне развитого человека". Оно "калечит, как китаянки калечат свои ноги, зажимая в тиски каждую часть человеческой природы, которая хоть сколько-нибудь выделяется", и формирует человека исходя из того идеала рациональности, который случайно оказался модным в науке или в философии науки.

ПРИНЦИП ANYTHING GOES – ВСЕ ДОЗВОЛЕНО. Не существует правила – сколь бы правдоподобным и эпистемологически обоснованным оно ни казалось, – которое в то или иное время не было бы нарушено.

Например, мы можем использовать гипотезы, противоречащие хорошо подтвержденным теориям или обоснованным экспериментальным результатам. Можно развивать науку, действуя контриндуктивно. – ПРИНЦИП КОНТРИНДУКЦИИ

Подробный анализ этого принципа означает рассмотрение следствий из тех "контрправил", которые противостоят некоторым известным правилам научной деятельности. Для примера рассмотрим правило, гласящее, что именно "опыт", "факты" или "экспериментальные результаты" служат мерилом успеха наших теорий, что согласование между теорией и "данными" благоприятствует теории (или оставляет ситуацию неизменной), а расхождение между ними подвергает теорию опасности и даже может заставить нас отбросить ее. Это правило является важным элементом всех теорий подтверждения (confirmation) и подкрепления (corroboration) и выражает суть эмпиризма. Соответствующее "контрправило" рекомендует нам вводить и разрабатывать гипотезы, которые несовместимы с хорошо обоснованными теориями или фактами. Оно рекомендует нам действовать контриндуктивно.

Некоторые наиболее важные формальные свойства теории также обнаруживаются благодаря контрасту, а не анализу. Поэтому ученый, желающий максимально увеличить эмпирическое содержание своих концепций и как можно более глубоко уяснить их, должен вводить другие концепции, т.е. применять плюралистическую методологию. Он должен сравнивать идеи с другими идеями,

а не с "опытом" и пытаться улучшить те концепции, которые потерпели поражение в соревновании, а не отбрасывать их.

Условие совместимости (consistency), согласно которому новые гипотезы логически должны быть согласованы с ранее признанными теориями, неразумно, поскольку оно сохраняет более старую, а не лучшую теорию. Гипотезы,
противоречащие подтвержденным теориям, доставляют нам свидетельства, которые не могут быть получены никаким другим способом. Пролиферация (разрастание путем новообразования) теорий благотворна для науки, в то время как их единообразие ослабляет ее критическую силу. Кроме того, единообразие подвергает опасности свободное развитие индивида. – ПРИНЦИП ПРОЛИФЕРАЦИИ ИДЕЙ

Не существует идеи, сколь бы устаревшей и абсурдной она ни была, которая не способна улучшить наше познание. Вся история мышления конденсируется в науке и используется для улучшения каждой отдельной теории. Нельзя отвергать даже политического влияния, ибо оно может быть использовано для того, чтобы преодолеть шовинизм науки, стремящейся сохранить status quo.

Ни одна теория никогда не согласуется со всеми известными в своей области фактами, однако не всегда следует порицать ее за это. Факты формируются

прежней идеологией, и столкновение теории с фактами может быть показателем прогресса и первой попыткой обнаружить принципы, неявно содержащиеся в привычных понятиях наблюдения.

Новые естественные интерпретации образуют новый и высокоабстрактный язык наблюдения. Они вводятся и маскируются таким образом, что заметить данное изменение весьма трудно (метод анамнесиса). Эти интерпретации включают в себя идею относительности всякого движения и закон круговой инерции.

Первоначальные трудности, вызванные этим изменением, разрешаются посредством гипотез ad hoc (специально для этого), которые одновременно выполняют и некоторую позитивную функцию: дают новым теориям необходимую передышку и указывают направление дальнейших исследований.

Метод Галилея применим также и в других областях. Его можно использовать, например, для устранения существующих аргументов против материализма и для решения философской проблемы соотношения психического – телесного (однако соответствующие научные проблемы, остаются нерешенными).

Галилей добился прогресса, изменив известные связи между словами (он ввел новые понятия), между словами и чувственными впечатлениями (он ввел новые естественные интерпретации), используя новые необычные принципы (такие, как закон инерции и принцип универсальной относительности) и преобразовав сенсорное ядро утверждений наблюдения. Он руководствовался стремлением усовершенствовать коперниканскую точку зрения. Коперниканство столкнулось с некоторыми очевидными фактами – оно было несовместимо с внушающими доверие и внешне хорошо обоснованными принципами и не согласовалось с "грамматикой" повседневных выражений. Оно не соответствовало "форме жизни", содержащей эти факты, принципы и грамматические правила. Однако ни правила, ни принципы, ни даже сами факты не являются неприкосновенными. Ошибка может скрываться в них, а не в идее движения Земли. Поэтому мы можем изменить их, создать новые факты и новые грамматические правила, а затем посмотреть, что произойдет, если ввести эти правила и сделать их хорошо известными.

Теперь попробуем использовать материал предшествующих глав, с тем чтобы осветить следующие особенности современного эмпиризма: 1) различие между контекстом открытия и контекстом оправдания; 2) различие между терминами наблюдения и теоретическими терминами; 3) проблему несоизмеримости. Последняя проблема вновь приводит нас к проблеме рациональности и контроверзе "порядок против анархизма", которая является основной темой данного сочинения.

Инаконец, гл. 6-18 показывают, что попперовский вариант миллевского плюрализма не согласуется с научной практикой и разрушает известную нам науку. Но если наука существует, разум не может быть универсальным и неразумность исключить невозможно. Эта характерная черта науки и требует анархистской эпистемологии. Осознание того, что наука не священна и что спор между наукой и мифом не принес победы ни одной из сторон, только усиливает позиции анархизма.

Философия Лакатоса – замаскированный анархизм. А ее стандарты, извлеченные из современной науки, нельзя считать нейтральными в споре между современной
и аристотелевской наукой, а также мифом, магией, религией и т.п. Кроме того, эти стандарты, включающие сравнение содержания, применимы не всегда. Классы содержания некоторых теорий несравнимы, в том смысле, что между ними нельзя установить ни одного из обычных логических отношений (включения, исключения, пересечения). Так обстоит дело при сравнении мифов с наукой и в наиболее

развитых, наиболее общих и, следовательно, наиболее мифических частях самой науки.

Таким образом, наука гораздо ближе к мифу, чем готова допустить философия науки. Это одна из многих форм мышления, разработанных людьми, и не обязательно самая лучшая. Она ослепляет только тех, кто уже принял решение в пользу определенной идеологии или вообще не задумывается о преимуществах и ограничениях науки. Поскольку принятие или непринятие той или иной идеологии следует предоставлять самому индивиду, постольку отсюда следует, что отделение государства от церкви должно быть дополнено отделением государства от науки – этого наиболее современного, наиболее агрессивного и наиболее догматического религиозного института. Такое отделение – наш единственный шанс достичь того гуманизма, на который мы способны, но которого никогда не достигали.

НАУКА В СВОБОДНОМ ОБЩЕСТВЕ 2 части:

1) Разумипрактика
2) Наукавсвободномобществе

а) неудаче реализации классического идеала во всех его формах,
б) в резкой критике его основоположений,
в) выдвижении альтернатив основоположениям классического идеала, г) в попытках обнаружения новых эталонов, образцов научности.

Основоположения классического идеала научности
а) Чистая истина. "наука не должна содержать никакой примеси заблуждений".

б) Фундаментализм. Наука должна давать совершенно надежное знание посредством окончательной обоснованности.

в) Теоретико-научный редукционизм. В его основе представление о возможности выработать универсальный стандарт научности.

г) Интернализм. Социокультурная автономия науки и стандарта научности. Формы классического идеала научности

Конкретные философские концепции, в которых получил свое выражение классический идеал научного знания, очень многообразны. Тем не менее его важнейшие формы коррелируют с некоторыми реальными образцами научного знания. Этими важнейшими формами являются:

а) математический идеал научности: Логическая ясность, строго дедуктивный характер, непреложность выводов, обеспечиваемая неприятием эмпирии в качестве научного аргумента, непротиворечивость как главный критерий научности.

б) физикалистский идеал: Эмпирия, физические "аксиомы" детерминированы эмпирической информацией. Заключения физики не так непреложны, как математические; есть возможность нарушения физических законов.

в) гуманитарно-научный идеал: 1) Более широкая трактовка субъекта познания. Субъект гуманитарно-научного познания должен быть не только носителем "чистого разума", но человеком со всеми его способностями и возможностями, со всеми его чувствами, желаниями и интересами.

2) Роль этого субъекта не сводится только к участию в познавательном процессе, но распространяется также на оценку познавательных результатов. Другими словами, социокультурные интересы входят в определенной мере в сами стандарты научности.

На основании исследования истории идеалов научности Кезин утверждает, что все попытки реализации классических основоположений оказались неудачными. Ни один из этих идеалов не

является универсальным, но значим в определенной области. Переход к новому идеалу (от математического к физикалистскому) был аксиологическим: он состоял в переинтерпретации представлений о "подлинной науке". Асксиологическая "победа" физикалистского идеала была достигнута не в последнюю очередь благодаря инструменталистской трактовке математического идеала.

Человечество, подчерĸивал Эйнштейн, с незапамят- ных времен мечтало прочитать «велиĸую повесть о тай- нах природы». Но это стало возможным лишь благодаря исследованиям Галилея, методологичесĸие идеи ĸоторо- го помогли ученым «понять языĸ этой вести»

Галилею же удалось «преодо- леть антропоцентричесĸое и мифичесĸое мышление сво- их современниĸов и вновь вернуть им объеĸтивное и при- чинное восприятие ĸосмоса, утраченное с упадĸом гре- чесĸой ĸультуры»!

Ученые, сохранявшие доверие ĸ геоцентричесĸой системе мира, в своих выступлениях против теории Коперниĸа ссылались на аристотелевсĸую траĸтовĸу движения, согласно ĸоторой всяĸое тело, не испытывающее влияния извне, всегда стремится ĸ состоянию поĸоя. Отсюда сле- довало, что если теория Коперниĸа верна, то она должна находить подтверждения в движении данных предметов, ĸоторые, однаĸо, не наблюдаются. Галилей всĸрыл науч- ную несостоятельность учения о движении, созданного Аристотелем. Он убедительно доĸазал, что в равномерно движущейся системе движение тел протеĸает таĸ же, ĸаĸ и в неподвижной, и поэтому мы не можем обнаружить движение Земли воĸруг Солица. Таĸим образом, он впер-вые сформулировал фундаментальный заĸон природы — принцип инерции, внеся огромный вĸлад в решение про- блемы движения.

По мнению Эйнштейна, это отĸрытие Галилея стало возможным благодаря его отĸазу от стиля мышления, со- хранявшего силу с древних времен.
тесне- ны эĸспериментом и теоретичесĸим обоснованием. «Толь- ĸо эĸсперимент истрогие расуждения,— писал о Галилее Эйнштейн, —но считал ĸритериями истины»". Подчерĸи- вая важность этих ĸритериев и ĸритиĸуя тех, ĸто прене- брегал эмпиричесĸими данными, Эйнштейн уĸазывал, что положения, основанные на чисто логичесĸом мышлении, при сопоставлении их с действительностью оĸазываются «совершенно пустыми»: «Именно потому, что Галилей созпавал это, и особенно потому, что он внушал эту ис- тину ученым, он является отцом современной физиĸи и, фаĸтичесĸи, современного естествознания вообще»"?

Суть научного метода Галилея Эйшитейн сформулировал следу- ощим образом: «Мышление само по себе ниĸогда не при-водит ни ĸ ĸаĸим знаниям о внешних объеĸтах. Исходным пунĸтом всех исследований служит чувственное восприя- тие. Истинность теоретичесĸого мышления достигается исĸлючительно за счет связи его со всей суммой данных чувственного опыта»

И эту гносеологичесĸую установĸу он принял и на свой счет, считая ее необходимым услови- ем научно-исследовательсĸой деятельности. Возражая же тем ученым, ĸоторые пытались исĸазить ее, он подчерĸи- вал: «Часто утверждают, что Галилей стал отцом совре- менной науĸи, заменив умозрительный, дедуĸтивный ме- тод эĸспериментальным, эмпиричесĸим методом. Думаю, однаĸо, что подобное мнение не выдерживает более вни-мательной проверĸи. Не существует эмпиричесĸого мето- да без чисто умозрительных понятий и систем, и не существует систем чистого мышления, при более близĸом изучении ĸоторых не обнаруживался бы эмпиричесĸий ма-териал, на ĸотором они строятся. Резĸое противопоставле- ние эмпиричесĸого и дедуĸтивного подходов неверно и бы- ол совершенно чуждо Галилею»"'.

5. Интерес ĸ Кеплеру
Он полагал, что именно философсĸая интуиция Келлера, глубоĸая вера в

заĸономерную связь явлений, загадочную гармонию природы помогли этому ученому, работавшему на протяжении всей своей тону в одиночестве, ниĸем не поддерживаемому и не понятому, провести большой объем эмпиричесĸих исследований, ĸоторые завершились столь блестящими отĸрытиями

«Надо учесть, —подчерĸивал Эйнштейн, - что ему приходилось иметь дело с областью знания, непосредственно задевавшей сторонниĸов религиозных догм»

Эйнштейн считает, что успехи Кеплера обусловлены тем, что «ему удалось в значительной мере освободиться от тех интеллеĸтуальных традиций, в обстановĸе ĸоторых он был рожден. Это были не тольĸо религиозные традиции, основанные на авторитете церĸви, но и общие представления о природе, об ограниченных возможностях познания явлений в ĸосмосе и в человечесĸой жизни, а таĸже и д е и об относительной ценности мышления и опыта в науĸе

Труды Кеплера, ĸаĸ и работы других основателей ĸлассичесĸой механиĸи, убеждали Эйнштейна в том, что одни лишь непосредственные чувственные д а н н ы е не мо- гут гарантировать получение истинного знания. Концел- ция эмпириĸов, согласно ĸоторой непосредственный чув-ственный материал, взятый ĸаĸ таĸовой, без всяĸой мыс- ленной обработĸи, уже полностью выражает изучаемый объеĸт, была подорвана отĸрытиями Коперниĸа и Кепле- ра. «Замечательное произведение всей жизни Кеплера, - писал Эйнштейн, - особенно ярĸо поĸазывает, что позна- ние не может расцвести из голой эмпирии»?*

6. Эйнштейн и Ньютон

Отношение Эйнштейна ĸ Ньотону было особым. По его мнению, Ньютон «самой судьбой... был поставлен на по- воротном пунĸте умственного развития человечества»?.

Признавая огромное значение ĸеплеровсĸих заĸонов для утвержденияновогомировоззрения, Эйнштейй вме- сте с тем подчерĸнул, что эти заĸоны еще не давали глубоĸого понимания причинных связей в природе, ибо они не были логичесĸи связаны между собой и, главное, относились «ĸ движению

в целом», не позволяя «вывести из состояния движения в неĸоторый момент времени другое состояние, во времени непосредственно следующее за первым»". Галилеевсĸие принципы инерции и заĸон свободного надения тоже не подтверждали в полной ме- ре ĸонцепцию физичесĸой причинности, посĸольĸу и они относились ĸ движению в целом. Основным средством, позволившим полно представить причинные связи в при- роде, является отĸрытая Ньютоном дифференциальная Форма заĸонов механиĸи, с помощью ĸоторой удалось рассмотреть изменение состояния движения материаль- ной точĸи за бесĸонечно малый промежутоĸ времени. «Дифференциальный заĸон, - уĸазывал Эйнштейн, —яв- ляется той единственной формой причинного объяснения, ĸоторая может полностью удовлетворять современного физиĸа»32. Но все же оĸончательный шаг в утверждении причинности был сделан тольĸо тогда, ĸогда Нью- идеитон связал заĸоны движения с заĸонами тяготения. «Тольĸо совоĸупность

Короче говоря, речь идёт о причинности, ĸоторая отĸрывали отĸрытия ньютона, за счёт динамиĸи, таĸ ĸаĸ во времена Кеплера или Галилея это не было проделано, таĸ ĸаĸ они работали с движением в целом (ĸинематиĸой), а не с динамиĸой.

В Ньютоне Эйнштейн увидел ученого,

ĸоторый своими естественнонаучными отĸрытиями осуществил мечты философов- материалистов древности - Демоĸрита и Эпиĸура, считавших, что должна существовать причинная взаимосвязь всех физичесĸих явлений.

Под влиянием уĸазанных учений Эйнштейн оĸончательно пришел ĸ выводу об объеĸтивном хараĸтере мироздания, о всеобщей связи, заĸономерности в природе, причинной обусловленности всех физичесĸих явлении, понял, что «чистое» мышление само по себе не может привести ĸ ĸаĸому бы то ни было знанию, ĸаĸ и одни лишь эмпиричесĸие данные без их теоретичесĸой обработĸи не ведут ĸ образованию научных понятий. История пауĸи свидетельствовала, что нельзя полагаться на знания, основанные лишь на обыденном опыте; научные знания нельзя абсолютизировать, посĸольĸу они не являются вечными истинами, а носят относительный хараĸ- тер. Эйнштейну стало ясно и то, что понятия эмпириче-сĸого и теоретичесĸого, индуĸции и дедуĸции неправомерно противопоставлять друг другу, отрывать одно от другого.

9. Механицизмвисториинауĸи. Оценĸа Эйнштейна

Эйнштейн отчетливо понимал, что механицизм ĸаĸ методология физичесĸой науĸи стал серьезным препятствием на пути ее развития.

Анализируя истоĸи механицизма, А. Эйнштейн писал (вместе с Л. Инфельдом): «Огромные достижения механиĸи во всех ее ветвях, е поразительный успех в развитии астрономии, приложение е идей ĸ проблемам, по-видимому, отличным от механичесĸих по своему ха- раĸтеру,- все это способствовало развитию уверенности том, что с помощью простых сил, действующих между неизменными объеĸтами, можно описать все явления природы. На протяжении двух столетий, последовавших за временем Галилея, таĸая попытĸа, сознательная или бессознательная, проявляется почти во всех научных трудах»*. Тот же смысл вĸладывал в понятие механицизма и Ф. Энгельс. «У естествоиспытателей движение, - писал он, - всегда отождествляется с механичесĸим движением, перемещением, и это отождествление считается чем-то само собою разумеющимся. Это перешло по наследству от дохимичесĸого XVIII веĸа и сильно затрудняет ясное понимание процессов... Из подобного же недоразумения вытеĸает и яростное стремление свести все ĸ механичесĸому движению»'6.

10 Вытеснение механицизма из естествознания
12. ОтношениеЭйнштейнаĸматериализмуĸаĸфилософсĸомунаправлению
1 Поисĸ философсĸих идей, адеĸватных неĸлассичесĸой физиĸе Это он производил путём изучения гноссеологии.
2. Эйнштейн и Берĸли

В философии Берĸли внимание Эйнштейна привлеĸло положение о том, что общие понятия нельзя получить непосредственно и з чувственных восприятий'. Однаĸо сĸептичесĸая траĸтовĸа этого положения,
ĸаĸ и многие другие хараĸтерные для философии Берĸли идеи, энтузиазма у Эйнштейна не вызывали.

Эйнштейн твердо придерживался тезиса о тОм, что оĸружающий человеĸа мир существует объеĸтивно, независимо от его сознания. В своих работах он проводил этот тезис неодноĸратно, высĸазывая ĸритичесĸие замечания в адрес субъеĸтивного идеализма, ĸоторый сводит внешний мир ĸ восприятиям.

3. Эйнштейн и Юм

В философии Юма Эйнштейн таĸже подчерĸивал положение, согласно ĸоторому общие понятия не вытеĸают непосредственно или логичесĸи из чувственных данных. «Юм понимал—,писал Эйнштейн, - что те понятия, ĸо-торые следует считать существенными (таĸие, например, ĸаĸ причинная связь), нельзя получить из материала, доставляемого нашими чувствами»*.

Но на этом основании Юм, ĸаĸ известно, сделал агно- стичесĸий вывод о недостоверности общих понятий.
Агностичесĸую философию Юма Эйнштейн не тольĸо не воспринял, но и подверг ĸритиĸе. «Человеĸ стремится ĸ достоверному знанию, —подчерĸивал он.

— Именно поэтому обречена на неудачу миссия Ома»*.

Он был глубоĸо убежден и возмогооста познания сущности объеĸтов внешнего

мира. Для него восприятия представляли собой не что иное, ĸаĸ снимĸи, ĸопии действительности. «Природа человеĸа таĸо- —,ав писал Эйнштейн, - что он всегда стремился составить для себя простой и не обремененный излишним подробностями образ оĸружающего мира. При этом оп пытался построить ĸартину, ĸоторая дала бы до ĸаĸой-то степени реальное отображение того, что человечесĸий разум видит в природе»°.

По Эйнштейну, познать вещь - значит прониĸнуть в ее сущность при помощи научных понятий. Вера в заĸономерность, причинную обусловленность мира вселяла в него оптимизм, убеждение в возможности постигнуть тайны природы.
Эйнштейн же, ĸаĸ мы уже видели, уĸазывал на объеĸтивный хараĸтер причинности.

4. Эйнштейн и Кант
То положительное, что было заимствовано им у ĸлассиĸа немецĸои философии, Эйнштейн сформулировал следующим образом: «Идеи Капта я воспринял не сразу. То действительно ценное, что наряду с совершенно очевидными ныне ошибĸами содержится в его учении,стало мне понятно лишь очень поздно. Сущность идей Канта можно было бы сформулировать таĸ: „Реальность не дана нам, а задана (таĸ же, ĸаĸ задают загадĸи)"

". Очевидно, это означает следующее: понять то, что происходит вне нас, можно с помощью построения понятий, значимость ĸоторых целиĸом основана на их подтвержде- нии» 1.
Философсĸие воззрения Канта и Эйнштейна нельзя, однаĸо, отождествлять. Кант,

например, представлял себе мир разделенным на «вещи в себе», существующие объеĸтивно, и явления, возниĸающие яĸобы в результате упорядочивания эмпиричесĸого материала помощью субъеĸтивных форм времени и пространства.

Эйнштейн не принимал ĸантовсĸого разделения мира «вещей в себе» и мира явлений. Он понимал, что явления, хотя и не тождественны сущности данного предмета, все же отражают эту сущность. Он верил в силу человечесĸого разума, ĸоторый способен выйти за пределы обыденного сознания и привести ĸ знанию сущности изучаемого объеĸта.

Эйнштейн полагал, что источниĸ наших знаний о действительности находится в самой этой действительности. Мы приобретаем знания благодаря умственной переработĸе

чувственных данных. При этом Эйнштейн отверг ĸантовсĸий априоризм понятий 31 Причину, ĸоторая привела ĸлассиĸа немецĸой философии ĸ априоризму, он видел в том, что Кант «был введен в заблуждение ошибочным мнением. будто евĸл дова геометрия необходима для мышления и дает достоверное (т. е. не зависящее от чувственного опыта) зна-ние относительно объеĸтов „внешнего" воспринимаемого мира. Из этой ошибĸи, ĸоторую нетрудно понять, он сделал вывод о существовании синтетичесĸих априорных

По мнению Эйнштейна, научные понятия, принципы, теории являются ĸатегориями историче- сĸими. Время от времени они должны пересматриваться, соотноситься с действительностью

5. Эйнштейн и Мах

Его заинтересовал сам фаĸт обращения физиĸа Маха ĸ философсĸой проблематиĸе.

Ведь Эйнштейн сам в своих работах отводил большое место гносеологии. Статью-не- ĸролог, посвященную памяти Э. Маха, он начал ĸаĸ раз с того, что подчерĸнул значительный интерес Маха ĸ теории познания.
«Каĸ вообще могло случиться,- писал Эйнштейн, —что столь одаренный естествоиспытатель вынужден был заботиться о теории познания? Разве по его собственной специальности ему не осталось достой- ной работы? Таĸие вопросы мне иногда приходится слышать от неĸоторых моих ĸоллег. Еще чаще таĸие вопро- сы если и не задаются вслух, то подразумеваются. Я не могу разделять таĸих убеждений. Мне

приходят на ум наиболее сильные студенты, ĸоторых мне довелось встречать в процессе моей преподавательсĸой деятельности, т..е студенты, отличающиеся не тольĸо умением быстро отвечать на вопросы, но и самостоятельностью мышления. Должен сĸазать, что таĸие студенты живо интересовались теорией познания. Они охотно вступали в дисĸуссии о целях и методах науĸи, и их упорство в отстаивании собственных точеĸ зрения недвусмысленно поĸазывало, что этот предмет представляется им чрезвычайно важным. И этому, право, не следует удивляться»'"

Ощущения, по Маху, —это не ĸопии, не снимĸи действительности, а субстанция, основа мира. Эйнштейн, в свою очередь, разделял противоположную точĸу зрения, полагая, что ощущения - это образы, отражения объеĸтивной реальности. И повторяя выражение Маха: «целью науĸи является изучение и упорядочение наших ощущений», он вĸладывал в него совсем иной, нежели у Маха, смысл. Если для Маха оно означало, что, например, физиĸа изучает идеальные объеĸты, то для Эйнштейна —что эта науĸа в ĸонечном итоге имеет дело с объеĸтивной реальностью, а чувственные данные несут определенную информацию о предметах внешнего мира, с определенной точностью отражают их.

Эйнштейн поначалу не смог всĸрыть идеалистичесĸую сущность маховсĸой гносеологии.

По Маху, время и пространство являются не объеĸтивными формами бытия, а упорядоченными системами рядов ощущений. В. И. Ленин писал, что Мах

«строит гносеологичесĸую теорию времени и пространства на принципе релятивизма, — и тольĸо. Ни ĸ чему иному, ĸроме субъеĸтивного идеализма, таĸая постройĸа, по сути дела, привести не может»!.

Чтобы обосновать субъеĸтивный статус вещей, Мах ссылался, в частности, на фаĸт изменчивости пространственно-временных свойств предметов. Эйнштейну же этот фаĸт говорил о том, что следует отĸазаться от ньютоновсĸой абсолютизации понятий пространства и времени.

Он таĸже придерживался мнения, что «время» и «пространство» - ĸатегории историчесĸие. Они могут быть исправлены или заменены новыми, если перестанут соответствовать «данным вещам»

Философсĸая система Маха имела следующую специфичесĸую особенность. Источниĸом знания, по Маху,

являются исĸлючительно опытные данные. На первый взгляд это мнение может поĸазатьс материалистичесĸим. Однаĸо под «опытными данными» Мах подразумевал вовсе не объеĸтивную реальность, а ощущения. К тому же он не допусĸал, что знание рождается в процессе осмысления опытных данных, ĸоторый ведет ĸ образованию понятий и теорий.

Субъеĸтивно-идеалистичесĸая гносеологичесĸая пози- ция Маха привела его ĸ отрицанию атомистиĸи, молеĸу-лярно-ĸинетичесĸой теории и других физичесĸих ĸонцепций.

То, что не дано в ощущениях, по Маху, не существует. Эйнштейн с сожалением относился ĸ таĸого рода заблуждениям. Критиĸуя Маха и Оствальда, он писал: «Предубеждение этих ученых против атомной теории можно, несомненно, отнести за счет их позитивистсĸой философсĸой установĸи»?.

Что же ĸасается историĸо-научных работ Маха, в частности его «Истории ĸлассичесĸой механиĸи», то ĸ ним Эйнштейн отнесся со всей серьезностью. Ведь Мах одним из первых широĸо применил принцип историзма в исследовании широĸого ĸруга механичесĸих процессов, проследил их отражение в физичесĸой науĸе. Историче- сĸий подход ĸ исследованию позволил ему поставить под сомнение абсолюты ĸлассичесĸой физиĸи, уĸазать на относительный хараĸтер ĸаĸ механиĸи Ньютона в целом, таĸ и ряда е отдельных понятий и принципов.

Эйнштейна заинтересовала прежде всего маховсĸая ĸритиĸа ĸлассичесĸих понятий времени и пространства. «Мах,— писал Эйнштейн, —своими историĸо-ĸритичесĸими статьями, в ĸоторых он с таĸой любовью проследил за процессом становления науĸ и расĸрыл внутреннюю лабораторию отдельных исследователей, проложивших новые пу- ти в своих областях науĸи, оĸазал огромное влияние на ученых нашего поĸоления...

6. Отношение Эйнштейна ĸ позитивизму

По мнению позитивистов, уже Ньютон в своей творчесĸой работе по созданию ĸласси- чесĸой механиĸи не нуждался в «традиционной» философии, и тем более не обращались ĸ ней авторы после-ньютоновсĸих физичесĸих теорий.

Однаĸо Эйнштейн на этот счет придерживался иной точĸи зрения. Если, сĸажем, Х. Рейхенбах считал, что «традиционная» философсĸая мысль подобна «гибнущей реĸе, ĸоторая, сначала протеĸая через плодородные почвы, в ĸонце ĸонцов высыхает в пустыне»? то создатель теории относительности постоянно подчерĸивал, что наиболее полно философия расĸрывает себя именно в эпоху развития новой физиĸи. По Эйнштейну, «в наше время физиĸ вынужден заниматься философсĸими проблемами в гораздо большей степени,

чем это приходилось делать физиĸам предыдущих поĸолений»

Позитивисты утверждали, что философсĸая проблема- тиĸа по своему содержанию не должна выходить за пределы той или иной ĸонĸретной науĸи. Эйнштейн же истолĸовывал философию в широĸом исĸи знания в его наиболее общей значении, ĸаĸ по- форме. Эйнштейн понимал, что естествознание не может развиваться без изучения методологии, совершенствования теории познания.

В отличие от позитивистов Эйнштейн видел, что между философией и ĸонĸретными науĸами существуют тесные взаимные связи и взаимообусловленность.
Эйнштейн не разделял таĸже позитивистсĸую мето- дологичесĸую установĸу, согласно ĸоторой науĸа призвана лишь описывать внешние черты реальности, поверхностные связи между явлениями природы. Он понимал, что таĸая установĸа праĸтичесĸи бездуховна. Конечно, науĸа должна устанавливать связи между опытными данными, чтобы на основании уже имеющихся предсĸазывать новые. Однаĸо для подлинной науĸи эта задача слишĸом примитивна. Опа не может вдохновить исследовательсĸую страсть, побудить на велиĸие отĸрытия. Подлинным мотивом развития науĸи является стремление познать действительность, реальность.

«В наши дни, —писал он своему другу преобладает субъеĸтивная и позитивистсĸая точĸа что зрения. Сторонниĸи этой точĸи зрения провозглашают-, это рассмотрение природы ĸаĸ объеĸтивной реальности это устаревший предрассудоĸ. Именно это ставят себе в замеханиĸой. теоретиĸи, занимающиеся ĸвантовой слугу

Люди таĸ же поддаются дрессировĸе, ĸаĸ и лошади, и в любую эпоху господствует ĸаĸая- нибудь одна мода, причем большая часть людей даже не замечает господствующего тирана»?. В замечаниях на ĸнигу Б. Рассела «Смысл и истина» он поĸазал, ĸ ĸаĸим парадоĸсам мо- жет привести призыв позитивистов изгнать из философ сĸой проблематиĸи вопросы объеĸтивной реальности. «Мне ĸажется, - отмечал он, - что этот страх (т. .е страх метафиабоы ĸачет.) пышудит расматривать перци", причем сами „ĸачества" должны браться из чувственных восприятий. Далее, тот фаĸт, что две вещи считают одной и той же вещью, если все их ĸачества совпадают, заставляет рассматривать геометричесĸие соотношения между вещами ĸаĸ отношения, определяемые их ĸачествами. (В

противном случае придется считать, что Эйфелева башня в Париже и в Нью-Йорĸе представляют собой „одну и ту же вещь".)»

Эйнштейн понимал, что заблуждение, приведшее ряд ученых ĸ отрицанию атомной теории, хараĸтерно не тольĸо для Маха, но и для позитивизма в целом. «Это,- писал он,- интересный пример того, ĸаĸ философсĸие предубеждения мешают правильной интерпретации фаĸ- тов д а ж ученым со смелым мышлением и с тонĸой интуицией. Предрассудоĸ, ĸоторый сохранился и до сих пор, заĸлючается в убеждении, будто фаĸты сами по себе, без свободного теоретичесĸого построения, могут и должны привести ĸ научному познанию».

По Эйнштейну, «сущее» является продуĸтом умозрительных построений. Но при этом он отдавал себе отчет в том, что знания не являются результатом чистого мышления, что

они черпаются из чувственных данных, ĸоторые, ĸонеч- но, сами по себе, без их рациональной обработĸи не дают представления о сущем.

7 Отношение Эйнштейна ĸ религиозным воззрениям

Не привлеĸали внимание Эйнштейна и субъеĸтивно-идеалыстичесĸие идеи Канта, Маха, других философов-идеалистов, ĸоторых он изучал. Существенные черты взглядов этих философов он не принял и даже подверг резĸой ĸритиĸе. Поэтому философсĸое мировоззрение Эйнштейна неправомерно отождествлять ĸаĸими бы то ни было идеалистичесĸими шĸолами.

1. Отношение материи и сознания Например, махизм,претендовавший на создание подобного направления, был, по сути дела, не чем иным, ĸаĸ вариантом субъеĸтивно- идеалистичесĸой философии. «Попытĸи высĸочить из этих двух ĸоренных направлений в философии, - писал по этому поводу В. И. Ленин, - не содержат в себе ничего, ĸроме шарлатанства"....примиренчесĸого шарлатанства. Через все писания всех махистов ĸрасной нитью проходит тупоумная пре- тензия „подняться выше" материализма и идеализма, превзойти это „устарелое" противоположение, а на деле вся эта братия ежеминутно оступается в идеализм, ведя сплошную и неуĸлонную борьбу с материализмом».

Идеализм или материализм??
«Ни один физиĸ не верит, что внешний мир является производным от сознания, иначе он не был бы физиĸом. Зачем ĸто-нибудь стал бы любоваться звездами, если бы он не был уверен в том, что звезды действительно существуют? Мы не можем логичесĸи до- ĸазать существование внешнего мира... Более того, Вы не можете логичесĸи доĸазать, что я сейчас разговариваю с Вами или что я нахожусь здесь. Но Вы знаете, что яг здесь,и ни один субъеĸтивный идеалист не сможет убедить Вас в противоположном»".

2. Познаваемость мира

Убежденность Эйнштейна в познаваемости мира была основана на глубоĸой вере в

существование заĸономерной связи, причинной обусловленности в природе.

Для Эйнштейна был неприемлем и агностицизм Канта, ĸоторому сущность предметов внешнего мира представлялась принципиально непознаваемой. По Канту, явления не отражают вещи, не

связаны с их сущностью. Эйнштейн же исходил из возможности познания сущности материальных объеĸтов. Его интересовали не внешние проявления предмета, а его существенные свойства, ĸоторые не даны нам непосредственно в ощущениях, не лежат, таĸ сĸазать, на поверхности, а должны быть абстрагированы, или, ĸаĸ он иногда выражался, «угаданы» нами в совоĸупности ощущений. Эти существенные свойства и

выражают основное содержание предмета, образуют научные понятия. По Эйнштейну, синтез понятий является «отпечатĸом эмпиричесĸого мира»". Но содержание понятий не тождественно содержанию совоĸупности ощущений.
3. Диалеĸтиĸа познавательного процесса

4 Соотношение эмпиричесĸого и теоретичесĸого уровней знания

Всеобщая причинная взаимосвязь в природе
Социально-политичесĸие воззрения Эйнштейна

9. Смолин Л. Неприятности с физикой. Социология и психология.

Почему, несмотря на такие большие усилия тысяч самых талантливых и хорошо подготовленных ученых, в фундаментальной физике в последние двадцать пять лет сделан столь незначительный окончательный прогресс? И, фиксируя, что имеются многообещающие новые направления, что мы можем сделать, чтобы гарантировать, что темп прогресса восстановится до уровня, который существовал в течение двухсот лет до 1980?

В последниедвадцатьпятьлетимелосьмногопремий,присужденныхзаработув теоретической физике частиц, но не Нобелевских.

Разные подходы

Если кто-то проводит время как в сообществе струнных теоретиков, так и в сообществе людей, работающих над независимыми от фона подходами к квантовой гравитации, он не может помочь, но будет поражен огромной разницей в стиле и в ценностях, выражаемых двумя сообществами. Эта разница отражает раскол в теоретической физике,

который восходит более чем на полвека назад.
Стиль мира квантовой гравитации унаследован от того, что использовалось так

называемым релятивистским сообществом. Стержневыми ценностями этого сообщества были уважение к индивидуальным идеям и исследовательским программам, подозрение к моде, доверие к математически ясным аргументам и убеждение, что ключевые проблемы тесно связаны с основополагающими вопросами о природе пространства, времени и квантов.

С другой стороны, стиль сообщества теории струн является продолжением культуры теории элементарных частиц. Это всегда было более дерзкой, агрессивной и состязательной атмосферой, в которой теоретики соперничают, чтобы быстро откликнуться на новые разработки (до 1980 они были обычно экспериментальными), и подозрительно относятся к философским проблемам. Этот стиль вытеснил более склонный к размышлениям, философский стиль, который характеризовал Эйнштейна и изобретателей квантовой теории, и он восторжествовал, когда центр науки переместился в Америку, а интеллектуальный фокус сместился от исследования фундаментальных новых теорий к их применениям.

С тех пор, хотя необходимость в релятивистском стиле возрастала, их место в академии сокращалось из-за доминирования теории струн и других больших исследовательских программ.

Тенденции в физике

Перепроизводство

Наиболее замечательное изменение в том, что имеется намного большее давление на молодую персону, чтобы конкурировать за расположение более старых влиятельных ученых. Университеты прекратили рост в начале 1970х; несмотря на это, профессора, приглашенные на работу в предыдущую эру, продолжали готовить аспирантов с неизменным темпом, что означало существенное перепроизводство новых докторов философии в физике и других науках. В результате имеется свирепая конкуренция за места в исследовательских университетах и колледжах на всех уровнях академической иерархии.

Обильный адм.аппарат

. Хотя профессорско-преподавательский состав университетов прекратил рост, было заметное увеличение числа и мощи администраторов. Так что при найме имеется меньше надежды на решение индивидуальных профессоров и больше на статистические меры достижений, такие как уровни фондирования или цитирования.

В наших попытках сделать беспристрастные оценки нашей работе среди равных мы, профессора, почти рефлекторно стремимся наградить тех, кто согласен с нами, и оштрафовать тех, кто не согласен.

Может ли работа жизни личности быть сведена к «Анжела не так хороша, как Крис»?

Он сказал: «Имеется простая, но существенная вещь, которую мы преподаем каждому морскому офицеру, и которую ни один университетский администратор, с кем я общался, кажется, не знает: имеется большое различие между управлением и лидерством. Вы можете

Я предположил, что то, что потерпело неудачу, не столько особая теория, сколько

особый стиль исследовани

управлять снабжением ресурсами, но как лидер вы должны вести солдат в бой». Я согласен с ним. В мое время в университетах я видел гораздо больше менеджмента, чем лидерства.

Изменение в образовании

Любые предложения по изменению должны быть одобрены профессорско- преподавательским составом, а в целом большинство профессоров не видит ничего ошибочного в том, как они преподавали в течение десятилетий.

большинство колледжей и университетов в Северной Америке все еще откладывают квантовую механику до третьего года обучения,

«Если бы мы позволили каждому профессору преподавать то, что он хочет, мы получили бы образовательный хаос»

...спросить студентов, которые покинули физику, почему они так сделали. Одной из причин, которую они дали, это что физический учебный план был скучный – первый год просто повторялось, что они уже изучали в средней школе, и не было никаких признаков возбуждающих тем вроде квантовой теории, космологии, черных дыр и так далее. Конкуренция из разв. стран

Это прискорбный факт, что число американских студентов, заканчивающих учебные заведения с дипломом по физике, уменьшилось за десятилетия. Вы можете подумать, что это должно бы уменьшить конкуренцию за позиции по физике. Это не так, поскольку уменьшение в студенческих дипломах более чем компенсируется увеличением степеней доктора философии, заработанных яркими, амбициозными студентами из развивающихся стран.

Социология

. Если вы высказываете свое мнение по поводу узости точек зрения, представленных на конференциях по теории струн, или по поводу быстрой смены тем модных исследований из года в год, струнный теоретик согласится и добавит: «Мне это не нравится, но это же просто социология». Не один друг объявлял мне, что «сообщество приняло решение, что теория струн верна, и нет ничего, что бы вы могли с этим сделать. Вы не можете бороться с социологией».

Первая вещь, которую замечает сторонний наблюдатель по поводу сообщества теории струн, это его потрясающая самоуверенность. Как свидетель первой суперструнной революции в 1984, я вспоминаю ощущение триумфа, с которым приветствовали новую теорию. Дэн Фридэн, одна из молодых звезд этой области, информировал меня: «Это все будет в течение следующих двенадцати или восемнадцати месяцев. Вам лучше войти в тему, пока еще что- нибудь остается делать в теоретической физике». Это было только одно из многих утверждений, что места должны быть быстро заняты.

Проблема не в том, является ли теория струн стоящей или должна ли она

поддерживаться, а в том, почему теория струн, несмотря на недостаток экспериментальных

предсказаний, монополизировала ресурсы, имеющиеся в распоряжении для продвижения

фундаментальной физики вперед, таким образом, задушив исследования равно

многообещающих альтернативных подходов.

Я нахожу высокомерие некоторых струнных теоретиков поразительным, даже по

стандартам физиков. Некоторые искренне уверены, что все не струнные теоретики являются учеными второго сорта. Это повсюду в их рекомендательных письмах друг другу, и некоторые из них на самом деле говорили это мне в лицо. ... Струнная теория [воспринимается] столь важной, что она должна осуществляться на практике в статье расходов любой другой теории. Имеются два проявления этого: струнные теоретики приглашались на работу на профессорско- преподавательские позиции на непропорционально высокий уровень, не обязательно соизмеримый со способностями во всех случаях, и молодые струнные теоретики обычно плохо образованы в физике частиц. Некоторые буквально затруднялись назвать фундаментальные частицы природы. Оба этих проявления вызывают беспокойство по поводу долгосрочного

будущего нашего предмета.»

Молодой человек продолжил советовать Чандре прекратить то, что он делал, и переключиться на теорию струн, или он рискует стать столь же ненужным, как те, кто в 1920е не принял немедленно квантовую теорию.

"Молодой человек," – ответил Чандра, – «Я знал Вернера Гейзенберга. Я могу обещать вам, что Гейзенберг никогда не был бы столь груб, чтобы сказать кому-нибудь, чтобы тот остановил то, что делает, и занялся квантовой теорией. И он определенно никогда не был бы

столь неучтив, чтобы сказать кому-нибудь, кто получил своего доктора философии пятьдесят лет назад, что он близок к тому, чтобы стать ненужным».

.
Одно недавнее объявление на физическом блоге прекрасно озвучило это:

Некоторые струнные теоретики предпочитают верить, что теория струн слишком

сокровенна, чтобы быть понятой человеческим существом, вместо того, чтобы рассмотреть

возможность, что она может быть просто неверна

«Мы не можем

ожидать, чтобы собака поняла квантовую механику, и может быть, что мы достигли предела

того, что люди могут понять по поводу теории струн. Может быть, где-то имеются

высокоразвитые цивилизации, для которых мы являемся столь же разумными, как и собаки для

нас, и может быть, что они достаточно хорошо постигли теорию струн, чтобы двигаться к

лучшей теории...».

На самом деле струнные теоретики, кажется, не имеют проблем с верой в то,

что теория струн должна быть верна, одновременно признавая, что у них нет идей, что она

реально собой представляет. Другими словами, теория струн будет частью схемы, что бы за ней

не последовало. Первое время, когда я слышал выражение этого взгляда, я думал, что это шутка,

но четвертое повторение убедило меня, что говорящий серьезен. Даже Натан Зайберг, который

является выдающимся теоретиком в Институте перспективных исследований, цитировался в

недавнем интервью как сказавший («с улыбкой»): «Если имеется нечто (за пределами теории

струн), мы назовем это теорией струн».

отличие от практики встреч по квантовой гравитации, главные конференции по теории

струн никогда не приглашают дать статьи ученых, работающих над конкурирующими

подходами.

. Есливыподнимаетедетальныевопросыпоповодуодногоизутвержденийтеорииструн перед экспертом, вы рискуете быть рассмотренным, со слабым замешательством, в качестве кого-то, кто необъяснимо выбрал путь, который препятствует членству в клубе...Имеется своеобразное стягивание мускулов лица, которое я слишком часто видел, чтобы игнорировать, и это обычно происходит, когда молодой струнный теоретик внезапно осознает, что он или она разговаривает с кем-то, кто не разделяет всех установок клана.

Другой признак теории струн в том, в отличие от других областей физики, что имеется четкое разделение между струнными теоретиками и не струнными теоретиками. Вы можете написать несколько статей по теории струн, но это не обязательно означает, что вы будете рассматриваться струнными теоретиками как один (или одна) из них. В итоге некоторые друзья объяснили мне, что, чтобы рассматриваться как часть сообщества струнной теории – и поэтому иметь все надежды оставить в ней след, – вы должны работать не просто над теорией струн, но над особыми проблемами, которыми струнные теоретики ранее занимались.

В любой заданный год в теории струн имелось не более двух или трех областей, которые интенсивно исследовались. Часто, как минимум, две трети сообщений касались одного или двух направлений, которые не были сильно представлены двумя годами ранее и уже будут почти отсутствовать на конференции двумя годами позже.

Первое, проблемы, которые не могли быть решены за два или три года, отбрасывались, и часто к ним никогда не возвращались.

Второе, область продолжает подпитываться идеями и исследовательскими программами нескольких людей, которые теперь полностью главенствуют. В прошлом десятилетии только два молодых струнных теоретика, Хуан Малдасена и Рафаэль Буссо, сделали открытия, которые изменили направление области.

Третье, струнная теория неэффективно использует таланты и труд большого числа людей
в своем сообществе. Имеется более чем дублирование усилий, тогда как многие потенциально важные идеи не исследуются.

Я имею широкий круг интересов, и я всегда хожу на конференции в областях науки за

пределами моих собственных. Но только на конференциях по теории струн ко мне подходят

люди и спрашивают: «Что вы здесь делаете?»

теории струн, как я это делал время от времени, вы откроете, что они искренне уверены, что

Если вы поговорите об этом с лидерами

концентрация усилий большого сообщества очень ярких людей приводит к более быстрому прогрессу, чем поощрение коллег думать независимо и заниматься различными направлениями.

Способность сделать математически остроумную работу по проблемам,

представляющим текущий интерес, насколько я могу судить, оценивается выше, чем

изобретение оригинальных идей.

В других сообществах, в которых я проводил время, таких как квантовая гравитация и космология, имеется многообразие взглядов по поводу открытых проблем.

Я знаю несколько молодых струнных теоретиков, которые возражают против такой характеристики. Они настойчиво утверждают, что внутри сообщества имеется широкий диапазон взглядов, – диапазон, о котором сторонние наблюдатели просто не осведомлены. Предумышленное сужение исследовательских программ работ лидерами теории струн прискорбно не только в принципе, но также и потому, что это почти определенно приводит к замедлению прогресса.

[110]

. Это не изолированный пример. Две одиннадцатимерные суперсимметричные теории были изобретены перед первой суперструнной революцией в 1984, но игнорировались вплоть до их рассмотрения

заново во второй революции, более чем десятилетием позже.

«Как это может быть, что Вы слушали то же самое сообщение в Чикаго и ушли раньше его окончания, а сейчас оно вам на самом деле понравилось?» Парень был не начинающий – в районе сорока. Его ответ был: «Виттена видели читающим Вашу книгу в библиотеке Принстона!»."

– «Это правда, что Виттен больше не делает теорию струн?»

Другая грань теории струн, которую многие находят беспокоящей, есть то, что может быть описано только как мессианские тенденции некоторых ее деятелей, особенно некоторых молодых деятелей. Для них теория струн стала религией. «Вы смеетесь?» или «Это шутка?». ...струнные теоретики начали рассматривать себя как участников крестового похода, а не как ученых.

...прочитывать доказательства самым оптимистичным из возможных способом

«Эта проблема излечивается М-теорией, единственной всеохватывающей теорией, к которой относятся пять суперструнных теорий через требование 11 пространственно- временных измерений и включение высокоразмерных протяженных объектов, именуемых бранами. Среди достижений М-теории есть первое микроскопическое объяснение для энтропии черных дыр, впервые предсказанное в 1970е Хокингом с использованием макроскопических

Мы знаем это из-за большого числа идей, которые стали важны для

области через много лет после того, как они были впервые предложены. Например, открытие

того, что теория струн представляет собой гигантскую коллекцию теорий, было впервые

опубликовано Эндрю Строминджером в 1986, но широко обсуждаться струнными теоретиками

оно стало только после 2003, вслед за работой Ренаты Каллош и ее коллег из Стэнфорда.[109]

Вот недавняя цитата из Вольфганга Лерхе, хорошо известного струнного теоретика из ЦЕРНа:

Ну, что я нахожу возмутительным, это что эти идеи оказались забытыми с середины 80х;

в одной статье по 4d струнным конструкциям была сделана грубая оценка минимального числа струнных вакуумов – порядка 101500; этот труд был проигнорирован (поскольку он не

вписывался в философию того времени) теми же самыми людьми, которые сегодня пере- «изобрели» ландшафт, который появился в этом контексте в журналах и даже, кажется, написаны книги о нем. ... Вся дискуссия могла бы (и, фактически, должна была бы) иметь место в 1986/87. Главная вещь, что изменилось с тех пор в умах определенных людей, а что мы сегодня

видим есть Стэнфордская пропагандистская машина, работающая на полную катушку."

Мое собственное предположение, что теория струн должна рассматриваться как

ландшафт теорий, было впервые опубликовано в 1992 и также было проигнорировано

Сужение исследовательских программ, кажется, привело к огромному вниманию струнного

сообщества к взглядам нескольких индивидуальностей. Струнные теоретики – единственные

ученые, с кем я когда-либо встречался, которые обычно хотят знать, что думают вышестоящие люди

в данной области, такие как Эдвард Виттен, прежде чем выразить свои собственные взгляды. Много

раз в обсуждении после сообщения на конференции или во время неформального общения, если

возникало вызывающее спор разногласие, кто-нибудь неизменно спрашивал: «Ладно, а что думает

Эд?» Это использовалось, чтобы довести меня до отчаяния, и временами я вынужден был это

показать: «Послушайте, когда я захочу узнать, что думает Эд, я спрошу его. Я спрашивают вас, что

вы думаете, поскольку я интересуюсь вашим мнением»

аргументов. ... Проблема с М-теорией в том, что, хотя ее уравнения могут быть однозначны, она имеет миллиарды и миллиарды различных решений.»

Самое выдающееся преувеличение здесь то, что подразумевается, что М-теория существует как точная теория, а не предполагаемая, и что она имеет определенные уравнения, ни то ни другое не верно. Большое возбуждение в 1984-85 было частично вследствие того, что была доказана конечность пяти исходных теорий суперструн в первом приближении. Несколькими годами позже была опубликована статья весьма авторитетного теоретика Стэнли Мандельштама, где считалась доказанной конечность всех из бесконечного числа членов.

Мандельштам уже ушел в отставку, но быстро откликнулся. Он объяснил, что он доказал то, что где-либо в теории не возникает определенный вид бесконечного члена. Но он сказал нам, что он в самом деле не доказал, что сама теория конечна, поскольку могут появляться другие виды бесконечных членов. До настоящего момента ни один из таких членов не наблюдался когда-либо ни в одном проделанном вычислении, но никто не доказал, что они не могли бы появиться.

Ни один из струнных теоретиков, с кем я обсуждал эту проблему, не решил, узнав, что конечность теории не доказана, остановить работу над теорией струн.

1. 2.

4. 5.

"способ мышления, в который люди вовлекаются, когда они глубоко содержатся в сплоченной, замкнутой на себя группе, где стремления членов к единодушию доминируют над мотивацией к реалистически оцениваемым альтернативным способам действия."[122] В соответствии с этим определением групповое мышление возникает только тогда, когда велика сплоченность. Это требует, чтобы члены группы разделяли сильное «общее ощущение» солидарности и очень хотели сохранить взаимоотношения внутри группы любой ценой. Когда коллеги действуют в режиме группового мышления, они автоматически применяют тест «сохранения групповой гармонии» к каждому

решению, которое перед ними возникает

Позвольте мне суммировать, как мы можем видеть, куда это нас завело. Дискуссия

приводит к семи необычным аспектам сообщества теории струн:

Потрясающая самоуверенность, приводящая к ощущению обладания правом и

принадлежности к элитному сообществу экспертов.

Необычно монолитное сообщество с сильным ощущением консенсуса,

подкрепляемого доказательствами или нет, и необычной однородностью взглядов по открытым вопросам. Эти взгляды кажутся связанными с существованием иерархической структуры, в которой идеи нескольких лидеров диктуют точку зрения, стратегию и направление развития

области.

сообщества.

В некоторых случаях ощущение отождествления себя с группой, похожего на

отождествление по религиозному вероисповеданию или политической платформе.

Сильное ощущение границы между группой и другими экспертами.

Безразличие и незаинтересованность в идеях, мнениях и работах экспертов, которые

не являются частью группы, и преимущество для общения только с другими членами

Склонность интерпретировать свидетельства оптимистичным образом, верить в

преувеличенные или некорректные формулировки результатов и игнорировать возможность,

что теория может быть не правильной. Это связано с тенденцией верить, что результаты

верны, поскольку в них имеется «широкая уверенность», даже если никто не проверил (или даже

не видел) самого доказательства.

Отсутствие способности понимания пределов, до которых исследовательская

программа должна содержать риск.

Поскольку последствия временами были трагическими, это явление описано в

литературе под названием групповое мышление.

Участники группового мышления видят себя частью замкнутой группы, работающей

против внешней группы, противостоящей их целям. Вы можете сказать, подвержена ли группа

групповому мышлению, если она: переоценивает свою неуязвимость или высокие моральные

установки,

коллективно дает рационалистическое объяснение решениям, которые она принимает,

демонизирует или стереотипно рассматривает внешние группы и их лидеров,

имеет культуру однородности, когда индивидуум подвергает цензуре себя и других

так, что фасад группового единодушия сохраняется, и

содержит членов, которые берут на себя обязательства ограждать лидера группы

путем утаивания от лидера информации от них или от других членов группы

Когда я поступил в аспирантуру в Гарвард в 1976, я был наивным студентом из

небольшого колледжа. Я благоговел перед Эйнштейном, Бором, Гейзенбергом и Шредингером

и тем, как они изменили физику силой своего радикального мышления. Я мечтал, как это делают молодые люди, быть одним из них. И вот я нахожусь в центре физики частиц, окруженный лидерами этой области – людьми вроде Сидни Колмэна, Шелдона Глэшоу и Стивена Вайнберга. Эти люди невероятно умны, но они совсем не похожи на моих героев. На лекциях я никогда не слышал от них разговора о природе пространства и времени или о проблемах в основаниях квантовой механики. Я никогда не встречал студентов с этими

интересами.

1. 2. 3.

Согласно Поппер....Фейерабенд начал свою работу в философии с атаки на эти идеи. Например, он показал, что фальсифицирование теории не такая простая вещь.

Наука преуспевает, поскольку ученые составляют сообщество, которое определяется и сохраняется строгим соблюдением общей этики. Имеются два принципа этой этики:

1. Если проблема может быть решена добросовестными людьми с применением рационального аргумента к публично доступному доказательству, тогда нужно рассмотреть, как

ее решить таким образом.
2. Если, с другой стороны, рациональный аргумент, выведенный из публично доступных

данных, не смог свести добросовестных людей к согласию по проблеме, тогда общество должно позволить и даже поощрить людей на извлечение из данных иных заключений.

– Мы согласны спорить рационально и добросовестно, исходя из общедоступных данных, до какой бы степени общепризнанности ни подтверждались заключения.

– Каждый индивидуальный ученый свободен разработать его или ее собственные заключения из данных. Но от каждого ученого также требуется выставить для рассмотрения всего сообщества аргументы для указанных заключений. Эти аргументы должны быть рациональными и основываться на данных, доступных всем членам сообщества. Доказательство, метод, которым доказательство было получено, и логика аргументов, использованных при выводе заключений из доказательства, должны быть совместно используемыми и открытыми для проверки всеми членами сообщества.

– Способность ученых вывести надежные заключения из общедоступных данных основывается на совершенном владении инструментами и процедурами, разработанными за многие годы. Они преподавались, поскольку опыт показывает, что они часто приводят к надежным результатам. Каждый ученый, натренированный в таком умении, глубже осознает роль ошибок и собственных заблуждений.

– В то же время, каждый член научного сообщества понимает, что конечная цель заключается в установлении консенсуса. Консенсус может появиться быстро, или он может потребовать некоторого времени. Окончательными судьями научного труда являются будущие члены сообщества во время, достаточно удаленное в будущее, чтобы они смогли лучше оценить объективность доказательства. Хотя научная программа может быть временно успешной в собирании сторонников, ни одна программа, утверждение или точка зрения не

может быть успешной на долгом пути без того, чтобы она произвела достаточные доказательства, чтобы убедить скептиков.

– Членство в сообществе науки открыто для любого человеческого существа. Рассмотрение статуса, возраста, пола или любых других персональных характеристик не может играть роли при рассмотрении научных доказательств и аргументов и не может ограничивать доступ члена сообщества к возможности распространения доказательств, аргументов и информации. Вступление в сообщество, однако, базируется на двух критериях. Первый критерий это совершенное владение, по меньшей мере, одним умением в научной подобласти, чтобы обозначить, где вы можете независимо производить работу, расцениваемую другими членами как высококачественную. Второй критерий это лояльность и продолжающаяся приверженность общей этике.

– Хотя временами в заданной подобласти может возникать ортодоксальность, сообщество понимает, что противоположные мнения и исследовательские программы необходимы для сохранения здоровья сообщества.

Чтобы сделать это, я попытался бы ввести второе понятие, которое я называю творческим сообществом. Это сообщество, чья этика и организация включают в себя уверенность в неизбежности прогресса и открытость в будущее.

Научное сообщество, таким образом, является как этическим, так и творческим сообществом.

Когда ученые приходят к согласию слишком рано, до того, как их к этому вынудят факты, наука находится в опасности. Мы должны тогда спросить, что повлияло на них, что они пришли к преждевременному заключению.

Мы должны поощрять противоположности, которые приводят к несогласию настолько, насколько позволяют факты.

Наука есть организованный скептицизм в достоверности экспертного мнения

Смотр равных

«Что вы думаете об этом и этом? Кого, как вы думаете, мы должны пригласить на работу?»

Система выбрана не просто, чтобы делать нормальную науку, а чтобы обеспечить, что нормальная наука является тем, что она есть.

слишком много гарантий сохранения рабочего места, слишком много власти и слишком мало ответственности для более старых людей. Слишком мало гарантий сохранения рабочего места, слишком мало власти и слишком много ответственности для молодых людей в начале их творческих, принимающих риски лет.

будущее будет приносить неожиданности в форме новых открытий и новых кризисов, которые нужно будет преодолевать. Вместо того, чтобы устанавливать веру в их текущее знание, его члены вкладывают их надежды и ожидания будущего в будущие поколения путем передачи им этических правил и способов мышления, индивидуальных и коллективных, что позволит им победить и извлечь преимущества из условий, которые находятся за пределами нынешних

Творческое сообщество уверено, что

способностей воображения.

10. Реализм против антиреализма

Суть проблемы: два течения (реализм и антиреализм) возникли как ответы на вопрос “насколько научные теории отражают реальность?” Когда: 60-е годы XX-го века.

Суть концепции

Представи тели

Аргументы и критика

Реализм

1. теории отражают реальное устройство этого мира
2. термины из теорий имеют

референты (объекты или явления реального мира, соотносящиеся с терминами)

3. истинное содержание теорий постоянно растет

Хилари Пантем, Уильям Ньютон- Смит, Ричард Бойд

No miracle argument: успех науки - это эмпирический факт, а гипотеза, почему так вышло - это сам реализм

Вывод к наилучшему объяснению: путь F - эмпирический факт, а теория H хорошо его объясняет - тогда H правдоподобна, приблизительно истинна.

Наука развивается непрерывно, истинность теорий растет при переходе от одной теории к следующей, референты остаются

В зрелой науке теория, имеющая референты, успешна

Антиреализм

1. теории - это просто инструменты, реальное устройство мира не отражают

2. объекты в теориях - это только модели, абстракции

Ларри Лауден, Бас ван Фраассен

А успех науки вообще надо обосновывать? Может, просто выживают сильнейшие теории в джунглях теорий, прямо как у Дарвина?

Эквивалентные описания: дискретная и континуальная модели газов одинаково хорошо описывают факты, но не сводимы одна к другой. Так как реально устроен газ?

PMI (пессимистическая мета- индукция): от эфира и флогистона когда-то отказались в пользу элементарных частиц и физических полей. Может, в будущем и от них откажемся?

Критика Лаудана:
- были неуспешные теории с

референтами (атомистическая химия, волновая теория света до 1820-х)

- были успешные теории без референтов (эфир, флогистон)

Реализм не выдерживает критику и распадается на несколько течений:

- внутренний реализм (теории могут содержать абстракции, но могут иметь в себе такжеполезные и точные описания реальности): Пантем
- экспериментальный реализм (объекты реальны, теории - суть конструкты): Хакинг иКартрайт
- структурный реализм (объекты и теории - это конструкты, но математическиевыкладки бывают справедливы): Джон Уоррел

11. Философские проблемы в трудах В.Гейзенберга (по работе «Язык и реальность»).

Философские проблемы в трудах В.Гейзенберга (по работе «Язык и реальность»)

Вернер Гейзенберг 1901-1976. W. Heisenberg. Physics and philosophy. — New York: Harper & Row, 1958. Русский перевод: В. Гейзенберг. Физика и философия. Часть и целое. — М.: Наука, 1990.

. Эту бурную реакцию на новейшее развитие современной физики можно понять, только признав, что это развитие привело в движение сами основы физики и, возможно, естествознания вообще и что это движение вызвало ощущение, будто вся почва, на которую опирается естествознание, уходит из-под наших ног. Но

, а именно -- математическая схема, позволяющая физикам предсказывать результаты будущих

экспериментов.

Но и для физика возможность описания на обычном языке является критерием того, какая степень понимания достигнута в соответствующей области. В каком объеме возможно вообще такое описание? Можно ли, например, говорить о самом атоме? Это

настолько же языковая, насколько и физическая проблема
Язык был создан человеческой расой в доисторическое время как средство для

передачи сообщений и как основа для мышления. Предполагается, что если некоторое слово употребляется достаточно часто, следовательно, мы более или менее точно знаем, что оно означает. Хорошо известен факт,

: например, можно говорить о куске дерева или о куске железа, но нельзя говорить о куске воды. Слово "кусок" не допускает его применения к жидким телам. Маленький мальчик приходит в магазин с пфенингом в руке и спрашивает: "Могу я у вас купить за один пфенинг конфетную смесь?" Продавец берет две конфеты из своих ящиков, дает их мальчику и говорит: "Смесь ты можешь сделать из них сам". Несколько более серьезный пример проблематичного соотношения слов и понятий представляет собой факт применения слов "красный" и "зеленый" дальтониками, хотя здесь, очевидно, границы применения этих слов

дальтониками должны проходить совсем иначе, чем у других людей.
Эта принципиальная непосредственность смысла слов была осознана, разумеется, очень давно и вызвала желание давать определения, т.е., как гласит определение слова "определение", устанавливать границы, указывающие, где это слово может применяться, а где нет. Но определения могут быть даны, естественно, только с помощью других понятий, и в конце концов мы должны будем все-таки полагаться на некоторые понятия, которые принимаются так, как они есть, без анализа и определений.

В истории науки поразительные открытия и новые идеи всегда приводили к

научнымдискуссиям;этидискуссии вызывают появление полемическихпубликаций, и такая критика часто совершенно необходима для развития последних. Но эти споры почти никогда ранее не достигали той степени резкости, которую они приобрели после создания теории относительности, а также -- в меньшей степени -- квантовой

теории

вместе с тем это означает, пожалуй, и то, что еще не найден правильный язык, на котором можно говорить о новом положении дел, и что неточные и отчасти неправильные утверждения, высказанные в ряде случаев в пылу воодушевления

новыми открытиями, вызвали появление всякого рода недоразумений

Первичным языком, который вырабатывают в процессе научного уяснения

фактов, является в теоретической физике обычно язык математики

Физик может довольствоваться тем, что он обладает

математической схемой и знает, как можно ее применять для истолкования своих

опытов.

Но ведь

он должен говорить о своих результатах также и не физикам, которые

не будут удовлетворены до тех пор, пока им не будет дано объяснение и на обычном

языке, на языке, который может быть понят каждым.

что слова определены не столь четко, как это

может показаться на первый взгляд, и что они обладают только некоторой

ограниченной областью применения

В логике специальные языковые структуры и простые схемы рассуждений, а другими языковыми структурами пренебрегают. Например,

ассоциациями между промежуточными значениями слов

.
В теоретической физике мы пытаемся понять группы явлений, вводя

математические символы, которые могут быть поставлены в соответствие некоторым фактам, а именно результатам измерений. Для символов мы находим имена, которые делают ясной их связь с измерением. Этим способом символы связываются, следовательно, с обыденным языком. Но затем символы связываются между собой с помощью строгой системы определений и аксиом, и в конце концов законы природы приобретают вид уравнений между символами. Бесконечное многообразие решений этих уравнений соответствует тогда бесконечному многообразию единичных явлений, возможных в данной области природы. Таким образом, математическая схемаотображаетрассматриваемуюгруппуявленийвтоймере,вкоторой соблюдаются соотношения между символами и измерениями. Эти соотношения позволяют также затем выразить сами законы природы в понятиях обыденного языка, так как наши эксперименты, состоящие из действий и измерений, всегда могут быть описаны этим языком.

В процессе расширения наших научных знаний увеличивается и сфера применимости языка. Вводятся новые понятия, а старые начинают употребляться в новых областях в ином смысле, чем при их употреблении в обычном языке. Такие слова, как энергия, электричество, энтропия, представляют собой хорошо известные примеры. Так мы развиваем научный язык, который можно рассматривать как естественное расширение обычного языка. В позапрошлом столетии в физику был введен ряд новых понятий, и в некоторых случаях понадобилось значительное время, прежде чем физики привыкли к употреблению этих новых понятий. Понятие "электромагнитного поля", например, в известном смысле содержалось уже в работах Фарадея, и то, что позднее стало фундаментом теории Максвелла, не легко и не сразу было принято физиками, которые ранее свое внимание направляли прежде всего на изучение механического движения материи

большого упрощения.

С другой стороны, наука ведь должна основываться на языке как на

единственном средстве передачи сообщений, и поэтому там, где проблема

однозначности имеет большую важность, логические схемы должны играть свою роль.

В естествознании мы пытаемся единичное вывести из общего: единичное явление

должно быть понято как следствие простых общих законов

все понятия, введенные в физику до конца позапрошлого столетия,

образовали замкнутую систему, которая может быть применена к широкому кругу явлений В это до некоторой степени спокойное состояние физики квантовая теория и специальная теория относительности внесли внезапное, сначала медленное, а затем постепенно убыстряющееся изменение основ естествознания. Действительной проблемой, стоявшей за многими спорными вопросами, являлся тот факт, что не существовало никакого языка, на котором можно было бы непротиворечиво говорить

о новой Ситуации

Обычный язык основывался на старых понятиях о пространстве и

времени, и только этот язык представлял собой средство однозначной передачи сообщений о расположении приборов и результатах измерений. Но одновременно

эксперименты показывали, что старые понятия могут быть применены не повсюду

С другой стороны, относительно языка с течением времени было признано, что, возможно, не следует слишком строго настаивать на определенных принципах. Возможно, правильнее и проще подождать дальнейшего развития языка, который через некоторое время благодаря этому развитию будет соответствовать новому положению

дел.

С другой стороны, логический анализ приносит с собой и опасность слишком

Но самая трудная проблема в отношении применения языка возникает в

квантовой теории

Здесь нет никаких простых направляющих принципов, которые бы

нам позволили связать математические символы с понятиями обычного языка. Единственное, что прежде всего знают, это тот факт, что наши обычные понятия не

могут быть применены к строению атома

строении атома, а не только о наблюдаемых явлениях, к которым, например, относятся черные точки на фотографической пластинке или водяные капли в камере Вильсона.

Мы хотим каким-то образом говорить о

Но на обычном языке мы не можем этого сделать.

Понятие "температура" выступает в классической теории теплоты как понятие, описывающее объективные черты реальности, объективное свойство материи. В повседневной жизни довольно легко определить с помощью термометра, что мы понимаем под утверждением, что некоторое тело имеет определенную температуру. Но если мы хотим определить, что могло бы означать понятие "температура атома", то, даже если исходить при этом из понятий классической физики, мы все равно оказываемся в очень затруднительном положении Значение температуры может быть поставлено в связь с определенными значениями статистических ожиданий некоторых свойств атома, но есть основание сомневаться в том, следует ли называть такую величину статистического ожидания объективной. Понятие "температура атома" определенно ненамного лучше, чем

понятие "смесь" в истории о маленьком мальчике, покупавшем

конфетную смесь.

Язык, по крайней мере в определенной степени, уже приспособился к действительному положению вещей. Но он не является настолько точным языком, чтобы его можно было использовать для нормальных процессов логического вывода, этот язык вызывает в нашем мышлении образы, а одновременно с ними и чувство, что эти образы обладают недостаточно отчетливой связью с реальностью, что они отображают только тенденции стать действительностью.

математическая схема квантовой теории может быть истолкована как расширение или модификация классической логики.

"Tertium non datur",

. "tertium non datur" .

Правда, в конечном счете необходимо перейти к обычному языку и тем самым к классической логике. Но фон Вейцзеккер предлагает рассматривать классическую логику в отношении квантовой логики подобным же образом "априорно", как априорно предстает классическая физика в квантовой теории. Классическая логика оказалась бы тогда содержащейся в квантовой логике как своего рода предельный случай, однако последняя представляла бы собой все-таки более общую логическую схему.

Неточность этого употребляемого физиками языка, заключенная в самой его сущности, привела к попыткам развить отличный от него точный язык, допускающий разумно определенные логические схемы в точном соответствии с

математической схемой квантовой теории.

Должна быть явно изменена, в частности, основная аксиома классической логики.

В классической логике предполагалось, что, поскольку некоторое утверждение вообще имеет какой-либо смысл, то или это утверждение, или отрицание

утверждения должны быть истинными

Из двух высказываний -- "здесь есть стол" и

"здесь нет стола" -- или первое, или второе утверждение должно быть истинным.

третья возможность не существует

Может случиться, что мы не

знаем, правильно ли утверждение или его отрицание, но "в действительности" истинно

только одно из них

В квантовой теории этот закон

должен быть,

очевидно, изменен

фон Вейцзеккер разъяснил, что необходимо учитывать различные ступени

языка. Первая ступень имеет дело с объектами, например с атомами или электронами Вторая ступень относится к высказываниям об объектах. Третья может относиться к высказываниям о высказываниях об объектах. В таком случае на различных уровнях можно было бы пользоваться различными логическими схемами.

При возможном изменении классической логики необходимо иметь дело

прежде всего со ступенью языка, относящейся к самим объектам. Рассмотрим,

например, атом, движущийся в замкнутом ящике, который, допустим, разделен стенкой на две равные части. Пусть в стенке имеется маленькое отверстие, так что атом может случайно перелетать из одной половины в другую. Тогда, согласно классической логике, атом может находиться или в левой, или в правой половине ящика. Не существует никакой третьей возможности, "tertium non datur". Однако в квантовой теории необходимо добавить, поскольку вообще применяются слова "атом" и "ящик", что имеются еще другие возможности, которые представляют из себя странного рода смеси обеих ранее перечисленных возможностей. Эти смеси необходимы, чтобы объяснить результаты наших опытов. Можно, например, наблюдать свет, рассеянный атомом. При этом возможно провести три опыта. В первом атом заключен только в левой половине ящика (например, благодаря тому, что отверстие закрыто) , и измеряется распределение интенсивностей рассеянного света. Во втором опыте атом заключен только в правой половине ящика, и снова измеряется рассеяние света. Наконец, в третьем опыте атом может свободно перемещаться по всему ящику туда и сюда, и опять с помощью измерительных приборов исследуется распределение интенсивностей рассеянного света. Если бы теперь атом постоянно находился или в левой, или в правой половине ящика, то распределение интенсивностей в третьем опыте должно было бы представлять собой смесь обоих предыдущих распределений интенсивности (в отношении, соответствующем промежуткам времени, которые атом проводит в одной и другой половине). Однако эксперимент показывает, что, вообще говоря, это не так. Действительное распределение интенсивностей вследствие рассмотренной ранее интерференции

вероятностей изменяется.

Для того чтобы иметь возможность говорить об этой ситуации, фон Вейцзеккер

ввел понятие "значение истинности". Любому простому альтернативному высказыванию типа "атом находится в левой (или в правой) половине ящика" сопоставляется как мера его "значения истинности" некоторое комплексное число.

Если это число равно единице, значит высказывание истинно. Если число равно О, значит высказывание ложно. Но возможны и другие значения Квадрат абсолютного значения комплексного числа дает вероятность того, что высказывание является истинным. Сумма обеих вероятностей, относящихся к обеим частям альтернативы (в нашем случае -- слева, справа), должна равняться единице.

понятие "дополнительности" можно ввести с помощью следующего определения: всякое высказывание, не тождественное ни с одним из пары альтернативных высказываний -- в нашем специальном случае ни с высказыванием "атом находится в левой половине", ни с высказыванием "атом находится в правой половине", -- будет называться дополнительным по отношению к этим высказываниям. Для всякого дополнительного высказывания вопрос о том, находится ли атом слева или справа, неопределен. Однако выражение "неопределенно" никоим образом не эквивалентно выражению "неизвестно". "Неизвестно" означало бы, что атом в действительности находится или слева, или справа, и что мы только не знаем, где он находится. А "неопределенно" указывает на отличную от этого ситуацию, которая может быть

описана с помощью дополнительного высказывания.

В классической логике для соотношения различных уровней характерно

однозначное соответствие. Два высказывания -- "атом находится в левой половине" или "истинно, что атом находится в левой половине" -- логически относятся к различным уровням. В классической логике оба эти высказывания, однако, полностью эквивалентны, то есть -- они оба или истинны, или оба ложны. Невозможно, чтобы одно было истинным, а другое -- ложным. Однако в логической схеме дополнительности это соотношение запутаннее. Истинность или ложность первого высказывания действительно влечет истинность или ложность второго высказывания. Но ложность второго высказывания не влечет ложность первого высказывания. Если второе высказывание ложно, то находится ли атом в правой половине, с полной

определенностью еще утверждать нельзя. Атом не обязательно должен находиться в правой половине. Полная эквивалентность обоих уровней языка относительно истинности высказываний еще сохраняется, но относительно ложности -- уже нет. С этой точки зрения можно понять так называемую "устойчивость классических законов в квантовой теории": всюду, где применение к данному эксперименту законов классической физики приводит к определенному выводу, этот же результат будет следовать и из квантовой теории, и экспериментально это также будет

выполняться.

Все эти сложные определения и различия можно обойти, если ограничить применение языка описанием фактов, т. е. в нашем случае -- результатов

экспериментов.

Но если говорить о самих атомных частицах, то необходимо или

использовать (как дополнение к обычному языку) только математическую схему, или комбинировать ее с языком, который употребляет измененную логику или

вообще не пользуется никакой разумно определенной логикой

В экспериментах с атомными процессами мы имеем дело с вещами и фактами,

которые столь же реальны, сколь реальны любые явления повседневной жизни. Но атомы или элементарные частицы реальны не в такой степени. Они образуют

скорее мир тенденций или возможностей, чем мир вещей и фактов.

собственный- способ мировосприятия, мы вообще не в состоянии представить себе какой-либо внеопытный мир

1) попытка разъяснить некоторые наиболее существенные черты конструктивистского понятийного анализа

для конструктивиста всякого рода взаимопонимание, согласие-, а также любые учения и точки зрения — всегда конструкции- и интерпретации конкретного субъекта.

Эпистемологическая проблема — каким образом мы обретаем- знания о действительности и является ли добытое знание «истинным» и достоверным

«От Сократа до Канта не было ни одного философа, который в своих первичных, далее не редуцируемых принципах не был бы метафизическим реалистом-» (с) Хилари Путнам

Радикальное отличие коренится во взгляде на вопрос о соотношении знания и действительности. Так, если в традиционной теории познания это соотношение трактуется как в большей или

меньшей мере образное (иконическое) соответствие, то радикальный конструктивизм- придает ему значение приспособленности (Anpassung) в функциональном смысле.

⦁ точки зрения радикального конструктивизма все мы — ученые, философы-, дилетанты, школьники, животные, как, впрочем, любые живые существа — соотносимся с нашей окружающей средой в такой- же мере, как взломщик с замком, который он должен отпереть-, чтобы добраться до добычи.

радикальность радикального конструктивизма состоит прежде всего в том, что он порывает с

общепринятой традицией- и предлагает теорию познания, в которой понятие знания больше не
соотносится с «объективной», онтологической действительностью-, а определяется единственным

образом как устанавливаемый- порядок и организация опытного мира, формируемого в процессе жизни (проживания). Радикальный конструктивизм раз и навсегда отказывается от «метафизического реализма»

если высказывание- Канта о том, что опыт ничего не говорит нам о природе самих вещей [12], верно, то как же объяснить, что мы все же живем в одном из многих возможных и все же чрезвычайно постоянном и прочном мире, наделенном надежными вещами и стабильными отношениями причины и следствия, верно нам служащими?

Точно так же, как истина для Бога заключается в том, что Бог познал путем творения, истина

человеческая состоит в том, что человек- познал, когда создавал и посредством собственного труда выковывал. Наука (scientia) и знание (cognitio)возникают из способа-, которым вещи производятся [27]

одному- Богу ведомо, каков реальный мир. Он его сотворил и только в силу этого знает, каков строительный материал и каков план строения-. Так же и человек может знать только то, к чему сам руку приложил; лишь строителю известны вещи, которые он конструирует- (componit): каковы составные части и как они друг с другом соединены.

⦁ человеческое знание, и мир рационального опыта — все это продукт когнитивного

конструирования-

главном принципе конструктивистской эпистемологии, гласящем, что конструируемый мир является не чем иным, как миром нашего собственного опыта, состоящим из нами же пережитого.

радикальный конструктивизм не следует истолковывать- как некое изображение или описание

абсолютной действительности-, а как одну из возможных моделей познания, относящейся к когнитивным живым существам, способным из материала своего собственного опыта конструировать более или менее надежный мир.

13. У.Куайн. «Онтологическая относительность».

Биография

Уиллард Ван Орман Куайн (1908 — 2000) — американский философ, логик и математик, профессор Гарвардского университета. На формирование концепции Куайна большое влияние оказали M.Шлик, Р.Карнап и в целом идеи логического позитивизма, с которыми он познакомился во время поездки по Европе (1933) и, в частности, при встречах с членами Венского кружка. Однако сам считал себя не логическим позитивистом, а «логическим прагматистом».

Куайн - аналитический философ, основоположник философии неопрагматизма (аналитическая философия сочетает в себе позитивизм и прагматизм). Интересы Куайна лежали в области логики, эпистемологии и философии языка. С 1934 Куайн в течение многих лет работал над одной из центральных проблем Венского кружка – вопросом о роли логики в обосновании математики. В 50-х Куайн стал активно выступать как философ науки, но в основном занимался критикой устоявшихся идей, в т.ч. неопозитивизма.

Основные работы Куайна - "С точки зрения логики" (сборник статей, посвященных вопросам логики, онтологии и семантики), "Две догмы эмпиризма" (критика идей неопозитивизма), "Слово и объект" (философия языка и эпистемология).

Онтологическая онтосительность

ОНТОЛОГИЧЕСКАЯ ОТНОСИТЕЛЬНОСТЬ - концепция, разработанная Куайном в 1960-е годы и представляющая собой обобщение проделанной им работы в области логической семантики и философии языка. Основные постулаты данной концепции представлены в его одноимённой статье.

Базовыми утверждениями концепции онтологической относительности являются следующие: (1) объекты, рассматриваемые в качестве существующих, являются постулированными сущностями, которые вводятся в так называемых экзистенциальных утверждениях формализованного языка конкретной теории; поэтому (2) референция

(объект, обозначаемый языковым выражением) является осмысленной лишь относительно некоей системы координат; (3) абсолютного конечного факта (положения дел), который мог бы быть выражен неким базовым философским языком, не существует;

(4) разговор о том, чем на самом деле являются объекты, постулируемые в той или иной теории, бессмыслен и должен рассматриваться как вопрос о переводе языка этой теории в язык некой другой теории. Перевод с одного языка на другой означает лишь смену «вывесок». По Куайну же языки формируют свои онтологические структуры. Перевод с одного языка на другой - это не просто смена «вывесок», это новое структурирование мира. Под переводом Куайн имеет в виду не обязательно перевод с родного языка на иностранный и наоборот. Куайн имеет в виду и перевод с одного языка науки на другой, скажем, перевод с языка старой квантовой теории на язык новой квантовой механики.

Онтологическая относительность направлена против абсолютистского взгляда на онтологию: универсальная онтология, в том числе и универсальная научная онтология, «картина мира», согласно этому принципу оказывается несостоятельной. Каждая научная теория (а для Куайна теория — это хорошо сформулированный язык) образует своего рода систему отсчета, по отношению к которой только и могут делаться онтологические суждения, т.е. суждения о существовании. Таким образом, наше знание об объектах, описываемых на языке одной теории, можно рассматривать лишь на языке др. теории, который, в свою очередь, должен рассматриваться в отношении к языку следующей теории, и так далее до бесконечности.

Для понимания сути онтологической относительности стоит отметить, что онтология для Куайна — совокупность объектов, существование которых предполагается той или иной теорией. При этом сам термин «существование» мыслится по образцу существования природных макроскопических тел (камней, деревьев и т.д.). Согласно Куайну, всякое устойчивое и интерсубъективное суждение о существовании вытекает из утверждений типа «Для всякого х, х имеет свойство Р»; например, «Всякая ива, растущая у реки, наклоняется в воде». Суждение же «Ива растет у реки» и тем более «Я вижу иву» более зависит от обстоятельств, в нем явно или неявно присутствует наблюдатель. Куайн вводит следующее семантическое определение существования: существовать — значит, быть значением квалифицированной переменной. В качестве примера можно привести его миф о музее. Согласно мифу о музее, слова и предложения языка имеют свои определенные значения. Мы открываем для себя значения слов туземца, наблюдая поведение этого туземца. Оставаясь, однако, в рамках мифа о музее, мы считаем, что эти значения определены умом туземца, его ментальным музеем, причем даже в тех случаях, когда поведенческие критерии позволяют нам их идентифицировать. «Миф о музее»: это примитивный взгляд на соотношение языка и действительности. «Миф о музее» предполагает, что исследователь имеет дело с некой совокупностью вещей, которая первична по отношению к языку науки. «Слова» - вывески (музейный термин), предметы

– экспонаты.

Другой пример, который приводит Куайн в своей статье – пример с кроликом, также имеющий название «тезис о непределённости перевода». Тезис заключается в том, что любой перевод является радикально неопределенным. Могут существовать два разных, но одинаково верных перевода с одного языка на другой, которые при этом противоречат друг другу, и нет механизма, способного помочь предпочесть один из них.

Этот искусственный пример обусловлен фактом, что целый кролик наличествует тогда и только тогда, когда наличествует какая-либо его неотделимая часть, и тогда и только тогда, когда наличествует ситуация "появления кролика в поле зрения в данный момент времени". Представим ситуацию: лингвист находится в компании аборигенов из этого народа. Мимо пробегает кролик, и один из них кричит: «Гавагай!» На основании этого лингвист делает первое предположение о том, что слово «гавагай» на данном языке обозначает «кролик». Тем не менее, ему придётся в дальнейшем проверять эту гипотезу, задавая аборигенам вопрос «Гавагай?», на который те могут утвердительно или

отрицательно отвечать в различных ситуациях. В таком случае, основанием для того, чтобы принять слово «кролик» за верный перевод высказывания «гавагай», будет полное соответствие стимуляций, при которых абориген утвердительно отвечает на

вопрос «Гавагай?», тем, при которых лингвист утвердительно ответил бы на вопрос «Кролик?».

Если бы мы поинтересовались, переводится ли туземное выражение "гавагай" как "кролик", или как "неотделимая часть Кролика", или как "появление кролика в поле зрения", мы никогда не смогли бы решить этот вопрос путем остенсии (простого указывания пальцем), то есть просто испытующе повторяя выражение "гавагаи", чтобы получить согласие или несогласие туземца, каждый раз подбирая к этому выражению тот или другой имеющийся в наличии стимул.

Суть куайновского подхода к онтологической проблематике не является оригинальной. Здесь Куайн всего лишь продолжает идеи Б. Рассела, изложенные в теории дескрипций.

(Теория утверждает, что для проведения логического анализа текстов необходимо преобразование описательных выражений естественного языка (названных Расселом «дескрипциями») в логически корректную форму. Это, в соответствии с мнением Рассела, «вернёт здравый смысл реальности и философии». В противном случае, из- за исходно неверной посылки при анализе предложений возможны логические парадоксы. То есть, если человек имеет дело с незнакомыми вещами, то не исключено, что он будет говорить

⦁ думать о фактах, не имеющих места в реальной жизни. Использование методов теории дескрипций позволяет, проводя логический анализ, обнаружить проблемы, связанные с использованием языка).

Новаторство Куайна заключается в четком определении того, что значит быть именем, дескрипцией и того, что значит существовать. Имена, по Куайну, это термины, указывающие непосредственно на объекты. Дескрипции — это термины, которые не указывают ни на какие объекты, но могут делать суждения относительно этих объектов истинными или ложными. Существуют только те предметы, которые являются поименованными, поэтому существовать — значит быть поименованным. Имя, согласно Куайну, указывает на предмет, так же как и квалифицированная (связанная) переменная указывает на свое значение. Именно поэтому критерий существования, разработанный Куайном в 1930-е годы, гласит: «существовать — значит быть значением связанной переменной». Таким образом, Куайн развивает теорию дескрипций Рассела, указывая на связь имени и квантифицированной переменной.

Несмотря на то, что выработка критерия была осуществлена в ранних статьях Куайна, которые не вошли в данный сборник, понимание его смысла является ключом к пониманию куайновского подхода к онтологической проблематике, изложенного в статье «О том, что есть». Смысл критерия не столько в том, что поименовать нечто — значит наделить его существованием, сколько в том, что о существовании предметов мы можем узнать, лишь обратившись к употреблению языка.

Сам критерий не призван объяснить, какие вещи существуют, а какие нет. Именно поэтому он и был принят многими логиками и философами. Будучи применимым только для формализованных языков логики, критерий предлагает единый подход для их рассмотрения. Каждый язык логики рассматривает определенные термины в качестве имен, что обусловливает его «онтологические обязательства», т.е. предметы, которые рассматриваются в нем в качестве существующих. Допускаемые предметы, таким

образом, зависят от языка, однако и язык зависит от предметов, поскольку строится на их основе. Результатом такой взаимозависимости является так называемая концептуальная схема, в которой язык и онтология неразрывно связаны друг с другом. Каждый язык выражает свою концептуальную схему. Выбор между концептуальными схемами, по-своему истолковывающими реальность, согласно Куайну, осуществляется на основе прагматических соображений.

Данная идея, впервые высказанная Куайном в статьях, вошедших в этот сборник, явилась основой для более поздней выработки теории «онтологической относительности». Особенность этой куайновской теории заключается в том, что, признавая то, что разные языки могут обладать разными онтологиями, он при этом пытается избежать релятивистской позиции и остаться реалистом в вопросах онтологии. Онтологическая относительность, как позднее будет пояснять Куайн, является возможной, поскольку «референция непостижима» и любая онтологическая теория является «недоопределенной» опытом. Иными словами, это означает, что реальный мир, по Куайну, все же существует, однако всегда остается недостижимым, что обусловливает скорее плюрализм, а не релятивизм в онтологии.

Выводы

Концепция онтологической относительности послужила основой для нового понимания научного знания. Если положения дел не существует, а вместо предметов мы имеем дело

⦁ постулируемыми сущностями, то выходит, что наука вовсе не исследует и не выявляет истинную природу бытия, а лишь предлагает набор концептуальных структур, которые мы можем с большим или меньшим успехом применять для достижения стоящих перед нами задач.

15. Концепция личностного знания М.Полани

По Попперу, мир знания автономен (если исчезнут все орудия труда и результаты научной деятельности, но останутся библиотеки, то и культура быстро восстановиться). Полани же считает, что знание оживает

⦁ имеет смысл, только когда есть носители знания, которым это знание необходимо. Личностное или неявное знание формируется посредством личных контактов и оказывает непосредственное влияние на теоретические и практические навыки ученых, их способность к воображению и творчеству. Основной пафос концепции Полани состоял в преодолении ложного идеала деперсонифицированного научного знания, ошибочно отождествляемого с объективностью. Для него знание – это активное постижение познаваемых вещей, действие, требующие особого искусства. Для него личностное здание – это интеллектуальная самоотдача, страстный вклад познающего.

Знание нельзя свести только к рациональному изложению информации. Это внешняя оболочка знания, а сердцевина – коммуникативная деятельность между субъектами, неявное знание (латентное знание). Это знание передается от учителя к ученику. Нет суммы правил, чаще всего это неосознанный процесс на периферии сознания: 1) психологи, говорят, что человек не может фокусироваться одновременно в нескольких местах, это сбивает человека с мысли; 2) опыты гештальт психологии – сознание человека и сознание высших животных носит целостный характер и не может быть сведено к сумме состояний (переход из одного гештальта на другой – мгновенный). Гештальт — это не просто сумма частей, это нечто большее.

Компоненты познавательной деятельности:

1) страстность – ученые увлечены; науку делают люди, обладающие мастерством

1) личностный опыт – передаётся от учителя к ученику;

1) терпение;

1) внутренняя вера в науку – любая рациональность коренится в доверии.

1) * люди, делающие науку, не могут быть заменены другими и отделены от произведенного ими знания

1) * в познавательной и научной деятельности чрезвычайно важными оказываются мотивы личного опыта, переживания, внутренней веры в науку, в ее ценность, заинтересованность ученого, личная ответственность

Идеал: в когнитивном плане – достижение истины, в личном плане – самоутверждение. Существуют ещё социальные и этические ценности.

Сегодня, по мнению Полани, мы снова должны признать, что вера является источником знания. На нее строится система взаимного общественного доверия. Согласие явное и неявно, интеллектуальная страстность, наследование культуры – все это предполагает импульсы, тесно связанные с верой. Разум опирается на веру как на свое предельное основание, но всякий раз способен подвергнуть ее сомнению.

Появление и существование в науке наборов аксиом, постулатов и принципов также уходит своими корнями в нашу веру в то, что мир совершенное гармоничное целое, поддающееся нашему познанию.

Сомнения должны быть разумными, но зачастую они основаны на личностном (пред)убеждении. В науке нельзя игнорировать сомнения. Любая рациональность коренится в доверии, а у Поппера и Лакатоса рациональность носит нормативный характер (т.е. её нужно проверять). Критерий истинности – интеллектуальная красота. Истина – в ней можно быть только убеждённым.

Язык основан на неинтеллектуальных способностях. Закон бедности языка – в нём не должно быть слишком много букв (=> слишком много слов => не все будут широко употребляться). Необходима удачно выбранная символика, чтобы можно было легко описывать. Разница в развитии человека и шимпанзе увеличивается при: 1) овладении (мистическое) человеком языка; 2) человек развивается неограниченно, а шимпанзе – нет.

Для Полани очевидно, что мастерство познания не поддается описанию и выражению средствами языка, сколько бы развитым и мощным он ни был. Этот тезисы противоречит задаче создания унифицированного языка науки. Научное знание, представленное в текстах научных статей и учебников, по его мнению, всего лишь некоторая часть, находящаяся в фокусе сознания. Другая часть сосредоточена на половине периферийного (неявного) знания, постоянно сопровождающего процесс познания.

16. Философские аспекты СТО

1. О теории (Кто и когда? О чем эта теория?)

Теория, описывающая движение, законы механики и пространственно-временные отношения при произвольных скоростях движения, меньших скорости света в вакууме, в том числе близких к скорости света (в рамках специальной теории относительности классическая механика Ньютона является приближением низких скоростей). Фактически СТО описывает геометрию четырёхмерного пространства-времени и основана на плоском (то есть неискривлённом) пространстве Минковского.

Специальная теория относительности была разработана в начале XX века усилиями А. Эйнштейна, А. Пуанкаре, Г. А. Лоренца и других учёных. Экспериментальной основой для создания СТО послужил опыт Майкельсона. Теория была создана Альбертом Эйнштейном в работе 1905 года «К электродинамике движущихся тел». Математический аппарат преобразований координат и времени между различными системами отсчёта (с целью сохранения уравнений электромагнитного поля) был ранее сформулирован французским математиком А. Пуанкаре (который и предложил их назвать «преобразованиями Лоренца»: сам Лоренц вывел до этого только приближённые формулы). Анри Пуанкаре также первым показал, что эти преобразования можно геометрически представить как повороты в четырёхмерном пространстве-времени (опередив Германа Минковского), и показал, что преобразования Лоренца образуют группу.

Непосредственно термин «теория относительности» был предложен М. Планком. В дальнейшем, после разработки А. Эйнштейном теории гравитации — общей теории относительности — к первоначальной теории начал применяться термин «специальная».

Началом создания СТО была проблема, связанная с интерпретацией преобразований Лоренца (в которых уравнения Максвелла были инвариантны). При сопоставлении следствий этих преобразований с физической картиной мира возникли парадоксы. Их разрешение было найдено в ходе эпистемологического анализа особенностей схем экспериментально- измерительной деятельности. Частично выход из парадоксальной ситуации был найден А. Пуанкаре, но решающие шаги сделал Эйнштейн, который понял, что фундаментальные постулаты теории должны вводиться через их операциональные основания, и разработал более обобщенную и уточненную схему пространственно-временных изменений. Ключевым стало положение о синхронизации часов посредством световых сигналов, распространяющихся с конечной постоянной скоростью независимо от движения источника света. Это и привело к неклассическим представлениям о пространстве и времени.

2. Основания теории (два постулата)

⦁ первую очередь в СТО, как и в классической механике, предполагается, что пространство и время однородны, а пространство также изотропно. Если быть более точным (современный подход), инерциальные системы отсчёта собственно и определяются как такие системы отсчёта, в которых пространство однородно и изотропно, а время однородно. По сути существование таких систем отсчёта постулируется.

Постулат 1 (принцип относительности Эйнштейна). Все физические явления протекают одинаково во всех инерциальных системах отсчёта.

Постулат 2 (принцип постоянства скорости света). Скорость света в вакууме одинакова во всех инерциальных системах отсчёта.

3. Философские проблемы СТО

Проблема альтернативных интерпретаций

Все новые эффекты, которые Лоренц и Пуанкаре считали динамическими свойствами эфира, в теории относительности Эйнштейна вытекают из объективных свойств пространства и времени, то есть перенесены Эйнштейном из динамики в кинематику. В этом главное отличие подходов Пуанкаре и Эйнштейна, замаскированное внешним сходством их математических моделей: они по-разному понимали глубокую физическую (а не только математическую) сущность этих моделей. Перенос в кинематику позволил Эйнштейну создать целостную и всеобщую теорию пространства и времени, а также решить в её рамках ранее не поддававшиеся проблемы — например, запутанный вопрос о разных видах массы, зависимости массы от энергии, соотношения местного и «абсолютного» времени и др.

Пространство и время

⦁ пространстве-времени координатная сетка, которая простирается в 3+1 измерениях, локализует события (вместо просто точки в пространстве), то есть время добавляется как ещё одно измерение в координатной сетке. Таким образом, координаты определяют где и когда происходят события. Однако единая природа пространства-времени и его независимость от выбора координат позволяют предположить, что чтобы выразить временную координату в одной системе координат, необходимы как временная, так и пространственная координаты в другой системе координат. В отличие от обычных пространственных координат, в пространстве- времени возникает понятие светового конуса, накладывающее ограничения на допустимые координаты, если одна из них везде должна быть временной.

Когда мы употребляем слово "прошлое", то тем самым имеем в виду все те события, о которых мы, по крайней мере в принципе, можем что-то знать и получить какие-то сведения. Подобным же образом слово "будущее" охватывает все те события, на которые мы, по крайней мере в принципе, еще можем воздействовать, которые мы можем как-то пытаться изменить или воспрепятствовать их свершению. Хотя сразу трудно утверждать, почему эти определения слов "прошлое" и "будущее" следует считать особенно целесообразными, но можно легко показать, что они в самом деле очень точно соответствуют обычному употреблению этих выражений. Если их употребляют подобным образом, то, как показывают результаты многих экспериментов, область событий, относимых к будущему или прошлому, не зависит от состояния движения или других свойств наблюдателя. На более строгом математическом языке можно сказать, что введенное определение инвариантно относительно перемещений наблюдателя. Оно справедливо как в Ньютоновской механике, так и в теории относительности Эйнштейна.

Но здесь возникает существенное различие: в классической теории мы принимаем, что будущее и прошлое отделены друг от друга бесконечно малым интервалом времени,

который можно назвать настоящим мгновением. В теории же относительности мы видели, что дело обстоит несколько иначе. Будущее отделено от прошлого конечным интервалом времени, длительность которого зависит от

расстояния до наблюдателя. Какое угодно воздействие может распространяться только со скоростью, которая меньше или равна скорости распространения света. Поэтому наблюдатель в данное мгновение не может ни знать, ни оказать влияние на событие, происшедшее в некоторой удаленной точке в промежутке между двумя характеристическими моментами времени. Первый момент - мгновение, в которое должен быть послан из места события световой сигнал, который достигнет наблюдателя в момент наблюдения.

Парадоксы СТО

(Неожиданный вывод из каких-либо предположений. В-третьих, это результат, кажущийся на первый взгляд невероятным, по оказывающийся при более внимательном рассмотрении правильным)

1. скорость сигнала <= c, две частицы летят навстречу друг другу, скорость сближения > c.

1. Парадокс нити и рычага. в релятивистской динамике ускорение, вообще говоря, не совпадает по направлению с действующей силой

1. Тахионы – частицы, скорость которых превышает скорость света в вакууме (а масса равна комплексному числу). Сразу оговоримся, что речь идет о гипотетических частицах: экспериментальные попытки обнаружить такие частицы не увенчались успехом. Но уже само предположение об их существовании кажется парадоксальным: в основе СТО лежит ограниченность скорости передачи сигнала, причем пределом является как раз скорость с. Не противоречат принципам относительности, проблема: принцип причинности.

1. Парадокс близнецов/часов – замедление времени из-за движения (старение близнецов по-разному). Одна из систем не является инерциальной
Следствия СТО

1. Относительность времени
1. Относительность расстояний
1. Релятивистская динамика – масса покоя, ...

Принцип Маха.

1. Существование пространства и времени неразрывно связано с существованием физических тел. Удаление всех физических тел прекращает существование пространства и времени.

1. Причиной существования инерциальных систем отсчёта является наличие далёких космических масс.

1. Инертные свойства каждого физического тела определяются всеми остальными физическими телами во Вселенной и зависят от их расположения.

⦁ классической механике и теории относительности, напротив, считается, что инертные свойства тела, например, его масса, не зависят от наличия или отсутствия других тел. Однако в общей теории относительности (ОТО) от окружающей материи зависят свойства локально инерциальных систем отсчёта, относительно которых и определяются инертные свойства тел, что может считаться конкретной реализацией принципа Маха

17. Статус наблюдателя в современной физике

Статус наблюдателя в современной физике является одной из ключевых тем в области философии и физики. Книга Марио Бунге "Философия физики" подробно затрагивает эту тему, освещая важность и роль наблюдателя в понимании и интерпретации физических явлений.

В современной физике, особенно в квантовой механике, наблюдатель играет центральную роль. В классической физике, наблюдатель рассматривается как пассивный участник, который не влияет на процесс измерения. Однако, в квантовой физике, акт наблюдения может фундаментально изменить состояние системы. Это приводит к таким парадоксам, как "кот Шрёдингера", где кот одновременно жив и мертв до момента наблюдения.

Бунге в своей книге обсуждает, как взаимодействие между наблюдателем и объектом измерения изменяет наше понимание реальности. Он подчеркивает, что научное познание не является чисто объективным, поскольку оно зависит от инструментов измерения и интерпретации данных наблюдателем.

Для дополнения книги Бунге, можно также упомянуть современные исследования в области квантовой декогеренции и теории информации. Эти исследования помогают понять, как информация переходит от квантового уровня к макроскопическому, и как это влияет на роль наблюдателя.

Также стоит учитывать философские аспекты проблемы наблюдателя, такие как вопросы о природе реальности и субъективности восприятия. Эти аспекты помогают осмыслить влияние наблюдателя не только в физике, но и в более широком контексте научного знания.

Дополнительно к обсуждению статуса наблюдателя в современной физике, основываясь на идеях Марио Бунге и современных исследованиях, стоит рассмотреть следующие ключевые аспекты:

1. Квантовая суперпозиция и коллапс волновой функции: В контексте квантовой механики, наблюдатель не просто регистрирует события, но играет активную роль в определении физической реальности. Согласно копенгагенской интерпретации квантовой механики, до момента измерения частицы находятся в состоянии суперпозиции различных возможностей, и только акт наблюдения приводит к коллапсу волновой функции в определенное состояние.

2. Проблема измерения и декогеренция: Проблема измерения в квантовой механике связана с вопросом, как и почему конкретный результат измерения возникает из суперпозиции. Теория декогеренции предлагает объяснение, согласно которому взаимодействие квантовой системы с окружающей средой приводит к выбору определенного состояния. Это показывает, что процесс наблюдения может быть более сложным, чем простое взаимодействие наблюдателя и объекта.

3. Философские импликации: Вопрос о статусе наблюдателя в физике несет в себе глубокие философские импликации. Это затрагивает темы реальности, субъективности и даже сознания. Некоторые философы и ученые спекулируют о возможной связи между сознанием и процессом квантового измерения, хотя эта область остается предметом интенсивных дебатов и исследований.

4. Технологические приложения: Понимание роли наблюдателя в квантовой механике имеет не только теоретическое, но и практическое значение. Развитие квантовых технологий, таких

как квантовые компьютеры и квантовая криптография, напрямую зависит от понимания процессов измерения и взаимодействия наблюдателя с квантовой системой.

5. Интерпретационные различия: Существуют различные интерпретации квантовой механики, которые по-разному объясняют роль наблюдателя. Эти интерпретации варьируются от копенгагенской, которая подчеркивает фундаментальную неопределенность и роль сознания, до многомировой интерпретации, в которой каждое возможное состояние реализуется в своем собственном параллельном "мире".

6. Роль сознания: Одним из наиболее спорных вопросов в физике является роль сознания в процессе наблюдения. Некоторые теории предполагают, что сознание наблюдателя может влиять на физические процессы. Хотя эта идея остается предметом научного и философского дебата, она открывает интересные вопросы о природе реальности и взаимосвязи между сознанием и материей.

7. Экспериментальные подтверждения: Современные эксперименты в квантовой физике, такие как эксперимент с двумя щелями, демонстрируют важность наблюдателя. Результаты этих экспериментов показывают, что поведение квантовых частиц может меняться в зависимости от того, наблюдается ли процесс или нет. Это подчеркивает не только техническую сложность квантовых измерений, но и фундаментальные вопросы о природе реальности.

8. Критика и альтернативные теории: Несмотря на широкое признание важности наблюдателя в квантовой механике, существуют критические и альтернативные подходы. Например, теории скрытых переменных предлагают объяснения квантовых явлений, которые не требуют активной роли наблюдателя. Хотя эти теории имеют свои проблемы и не нашли широкого признания, они подчеркивают продолжающееся разнообразие мнений в научном сообществе.

9. Влияние на другие области знания: Размышления о роли наблюдателя в физике также влияют на другие области, включая биологию, психологию и даже информатику. Понимание того, как наблюдение влияет на физические системы, может дать новые подходы к изучению сложных систем, таких как мозг, и к разработке новых технологий.

10. Философские и метафизические следствия: Наконец, вопрос о статусе наблюдателя влечет за собой глубокие философские и метафизические следствия. Он затрагивает такие основополагающие вопросы, как природа реальности, взаимосвязь между умом и миром, а также пределы научного познания.

Обсуждение статуса наблюдателя в современной физике охватывает ряд дополнительных аспектов, которые стоит учитывать:

11. Интерпретация реальности: Концепция наблюдателя в физике приводит к вопросам о природе реальности. В зависимости от интерпретации квантовой механики, реальность может быть воспринята как полностью объективная, существующая независимо от наблюдателя, или как частично субъективная, формируемая взаимодействием наблюдателя с физическим миром.

12. Эволюция научных парадигм: Рассмотрение роли наблюдателя в современной физике также подчеркивает эволюцию научных парадигм. От классической физики, где наблюдатель считался отделенным от объекта наблюдения, до квантовой физики, где наблюдатель активно

влияет на изучаемые явления, наука прошла долгий путь в понимании взаимосвязи наблюдателя и наблюдаемого.

13. Экзистенциальные и этические вопросы: Вопросы о статусе наблюдателя порождают экзистенциальные размышления о месте человека во Вселенной и о природе человеческого познания. Также возникают этические вопросы о том, как научные открытия, основанные на роли наблюдателя, влияют на наше взаимодействие с миром и нашу ответственность за эти взаимодействия.

14. Влияние на философию науки: Размышления о роли наблюдателя в физике оказали значительное влияние на философию науки. Это касается вопросов о природе научного метода, критериев научности и вопросов о том, может ли наука достичь абсолютной объективности.

15. Развитие новых теоретических моделей: Понимание роли наблюдателя в квантовой механике стимулирует разработку новых теоретических моделей, которые могут объяснить не только физические явления на микроуровне, но и возможные связи между квантовыми процессами и макроскопическим миром.

16. Влияние на образование и популяризацию науки: Понимание роли наблюдателя также важно для образования и популяризации науки. Объяснение этих концепций широкой аудитории помогает лучше понять природу научных открытий и стимулирует интерес к науке и исследованиям.

В целом, статус наблюдателя в современной физике представляет собой сложное переплетение научных, философских и даже социокультурных аспектов, которые продолжают вызывать интерес и дискуссии в академических кругах и за их пределами:

17. Интеграция с другими научными областями: Роль наблюдателя в физике не ограничивается только этой областью; она также имеет важные связи с другими научными дисциплинами, такими как когнитивная наука, нейробиология и философия ума. Понимание взаимодействия между наблюдателем и физическим миром может пролить свет на вопросы, связанные с восприятием, сознанием и даже искусственным интеллектом.

18. Теория относительности и наблюдатель: В контексте теории относительности, роль наблюдателя также имеет особое значение. Время и пространство воспринимаются относительно наблюдателя, что приводит к пониманию, что нет абсолютного времени или пространства, а есть только взаимосвязанные величины, зависящие от состояния наблюдателя.

19. Развитие концепции наблюдателя в истории науки: Изучение истории науки показывает, как развивалась концепция наблюдателя. От Галилея и Ньютона, которые рассматривали наблюдателя как внешнего и не влияющего на эксперимент, до Эйнштейна и квантовых физиков, которые внесли идею о влиянии наблюдателя на изучаемые явления.

20. Философия эксперимента: Рассмотрение роли наблюдателя также приводит к более широким вопросам о природе научного эксперимента. Какие предположения делаются при проведении эксперимента? Как предвзятость и ожидания наблюдателя могут влиять на результаты? Эти вопросы являются ключевыми в философии науки.

21. Роль технологии в изменении роли наблюдателя: С развитием технологий, особенно современных инструментов измерения и компьютерного моделирования, роль наблюдателя в

научном процессе значительно изменилась. Технологии позволяют наблюдать явления, которые ранее были недоступны, и тем самым расширяют границы научного понимания.

22. Социокультурные аспекты научного наблюдения: Концепция наблюдателя также включает в себя социокультурные аспекты. Вопросы о том, кто является наблюдателем, какие предрассудки и культурные факторы влияют на наблюдение, и как социальные структуры влияют на научные процессы, являются важными для понимания науки в более широком контексте.

23. Наблюдатель и философия времени: В квантовой механике и теории относительности, вопросы о времени тесно связаны с ролью наблюдателя. Как восприятие времени меняется в зависимости от состояния и положения наблюдателя? Этот вопрос затрагивает как фундаментальные аспекты физики, так и более широкие философские и экзистенциальные исследования о природе времени и его восприятия.

24. Междисциплинарный подход к роли наблюдателя: Понимание роли наблюдателя в современной физике требует междисциплинарного подхода, объединяющего физику, философию, когнитивные науки и даже искусство. Это показывает, как различные области знания могут взаимодействовать для создания более глубокого и всестороннего понимания научных концепций и реальности.

25. Наблюдатель и теория информации: В квантовой теории информации роль наблюдателя становится еще более значимой. Вопросы о том, как информация передается и трансформируется в квантовых системах, и как это связано с процессом наблюдения, открывают новые направления в науке и технологии.

26. Эволюция концепции наблюдателя в будущем: Рассмотрение того, как может измениться концепция наблюдателя в будущем, особенно с учетом развития квантовых технологий и искусственного интеллекта, представляет собой захватывающую область исследований. Как новые технологии и научные открытия будут влиять на наше понимание роли наблюдателя?

27. Влияние на публичное восприятие науки: Как общество воспринимает роль наблюдателя в науке? Понимание этой концепции может повлиять на общественное мнение о науке, научных открытиях и их значении для повседневной жизни. Это также важно для образования и развития научной грамотности.

28. Роль наблюдателя в астрофизике и космологии: В областях, таких как астрофизика и космология, роль наблюдателя также играет ключевую роль. Вопросы о том, как мы наблюдаем и интерпретируем космические явления, и как наше понимание Вселенной зависит от нашего положения и инструментов наблюдения, остаются важными для этих областей науки.

29. Наблюдатель и философские дебаты о научном методе: Роль наблюдателя в физике также важна для философских дебатов о научном методе. Это касается вопросов о том, как мы приходим к знанию, какие методы считаются действительными и надежными, и какие предпосылки мы делаем при проведении научных исследований.

30. Глобальное влияние и межкультурные перспективы: Наконец, концепция наблюдателя и ее влияние на науку имеет глобальное значение и различается в разных культурных и научных традициях. Различные культуры и философские школы могут предлагать уникальные

взгляды на роль наблюдателя и взаимодействие между наблюдателем и изучаемым объектом, что обогащает общее понимание научных процессов.

31. Наблюдатель и этика научных исследований: Вопросы о том, как наблюдатель влияет на проведение и интерпретацию научных экспериментов, также включают в себя этический аспект. Это касается вопросов о том, какие обязанности ученого перед обществом и природой, и как научные открытия могут использоваться или злоупотребляться.

32. Наблюдатель в контексте обучения и педагогики: Понимание роли наблюдателя также имеет значение в образовательном контексте. Как преподавать концепции, связанные с наблюдателем, и как развивать критическое мышление у студентов в отношении научных методов и интерпретаций?

33. Роль наблюдателя в будущих научных открытиях: Как будет развиваться концепция наблюдателя в свете будущих научных открытий? Можно ожидать, что новые теории и эксперименты приведут к еще более глубокому пониманию взаимодействия между наблюдателем и физическим миром, что может иметь непредсказуемые последствия для нашего понимания Вселенной.

34. Наблюдатель и философия истории науки: Рассмотрение роли наблюдателя в историческом контексте позволяет лучше понять, как менялся научный взгляд на мир и какие факторы способствовали этим изменениям. Это также помогает осмыслить, как научные революции и изменения в парадигмах влияли на взгляды на роль наблюдателя.

35. Наблюдатель и межличностные отношения в научном сообществе: Роль наблюдателя не ограничивается только взаимодействием с физическим миром, но также включает в себя взаимодействия внутри научного сообщества. Как восприятия и предположения различных ученых влияют на интерпретацию данных и развитие научных теорий?

36. Изучение когнитивных процессов наблюдателя: Важной областью исследования является взаимосвязь между когнитивными процессами наблюдателя и их влиянием на научные наблюдения. Как предубеждения, ожидания и психологическое состояние ученого влияют на интерпретацию данных? Это понимание помогает осознать, что научное познание не является абсолютно объективным, а подвержено человеческому восприятию и интерпретации.

37. Наблюдатель и эволюция научных инструментов: Развитие и совершенствование научных инструментов также влияет на роль наблюдателя. Новые технологии, позволяющие наблюдать за ранее недоступными явлениями, меняют не только то, что мы можем наблюдать, но и то, как мы воспринимаем и интерпретируем эти наблюдения.

38. Наблюдатель в философии языка и коммуникации: Как способ выражения и описания наблюдений влияет на понимание научных данных? Исследование роли языка и коммуникации в науке позволяет понять, как словесное и письменное описание влияет на интерпретацию научных результатов и теорий.

39. Наблюдатель и социальная ответственность науки: Рассмотрение роли наблюдателя также ведет к вопросам о социальной ответственности науки. Какие обязательства ученых перед обществом в отношении точности и объективности их наблюдений? Как научные открытия, формируемые этими наблюдениями, влияют на общество и окружающую среду?

40. Футурологические аспекты наблюдателя: Как будущие научные и технологические разработки могут изменить роль и понимание наблюдателя? Размышления о будущем науки, включая развитие квантовых технологий и искусственного интеллекта, могут привести к новым способам восприятия и интерпретации научных данных.

41. Наблюдатель в контексте неопределенности и вероятности: В квантовой механике, концепция наблюдателя тесно связана с идеями неопределенности и вероятности. Исследование того, как наблюдения влияют на вероятностные распределения и наше понимание неопределенности в физических системах, является ключевым для глубокого понимания квантовых явлений.

42. Наблюдатель и парадоксы в физике: Роль наблюдателя приводит к ряду парадоксов в физике, таких как парадокс кота Шрёдингера или парадокс Wigner's Friend. Эти парадоксы вызывают вопросы о природе реальности, измерения и взаимодействия между наблюдателем и наблюдаемым.

43. Влияние философских теорий на понимание наблюдателя: Различные философские теории, от реализма и позитивизма до конструктивизма и феноменологии, предлагают разные подходы к пониманию роли наблюдателя в науке. Эти теории влияют на то, как мы интерпретируем научные данные и понимаем взаимодействие между наблюдателем и миром.

44. Наблюдатель и метафизические вопросы: Вопросы о роли наблюдателя затрагивают метафизические аспекты, такие как природа существования и взаимодействия между материей, сознанием и реальностью. Эти вопросы расширяют границы традиционной физики и ведут к более глубоким философским рассуждениям.

45. Наблюдатель и морально-этические дилеммы в науке: Рассмотрение роли наблюдателя в научных исследованиях также ведет к моральным и этическим вопросам. Какие моральные и этические обязательства у ученых при интерпретации данных и представлении результатов? Как убедиться, что научные исследования проводятся с учетом социальной ответственности и этических стандартов?

46. Наблюдатель и межличностная динамика в научном исследовании: Влияние личных взаимоотношений и динамики в научных коллективах на процесс наблюдения и интерпретацию результатов исследований также является важным аспектом. Как командная работа и взаимодействие влияют на научный процесс и его результаты?

47. Технологические инновации и будущее наблюдения: Прогресс в технологиях, особенно в области искусственного интеллекта и машинного обучения, обещает радикально изменить роль наблюдателя в науке. Как эти технологии могут изменить наши методы наблюдения и анализа данных?

48. Глобализация науки и межкультурные различия в восприятии наблюдателя: В эпоху глобализации научное сообщество становится все более многообразным и включает разные культурные и философские подходы. Это многообразие предлагает разные взгляды на роль наблюдателя, что может обогатить и углубить наше понимание научных процессов и результатов.

49. Наблюдатель и художественное восприятие: Искусство и наука часто пересекаются в своих попытках понять и интерпретировать мир. Понимание роли наблюдателя в физике

может вдохновить художников и писателей на создание произведений, которые исследуют сложные идеи, связанные с восприятием, реальностью и существованием.

50. Наблюдатель и вопросы устойчивости научного знания: Понимание того, как наблюдатель влияет на научные знания, важно для оценки устойчивости и надежности этих знаний. Как научные теории и выводы изменяются с течением времени и в свете новых наблюдений? Этот вопрос затрагивает фундаментальные аспекты научного метода и философии науки.

В целом, рассмотрение роли наблюдателя в современной физике открывает широкий спектр вопросов и тем для исследования, пересекающих границы традиционных дисциплин и включающих в себя философские, культурные, этические и социальные аспекты. Это делает тему наблюдателя не только важной для физиков и философов, но и для широкой публики, заинтересованной в понимании науки и ее роли в современном мире.

18. Философские аспекты ОТО

Физика и философия. Теория относительности.

Повторение опыта Майкельсона Морлеем и Миллером в 1904 году явилось первым надежным доказательством невозможности обнаружить поступательное движение Земли с помощью оптических методов, а решающая работа Эйнштейна появилась менее чем два года спустя. С другой стороны, опыт Морлея и Миллера и работа Эйнштейна явились все-таки, пожалуй, лишь последними фазами развития, которое началось гораздо ранее и которое, по-видимому, можно связать с проблемой "электродинамики движущихся сред".

Электродинамика движущихся сред оказалась важным разделом физики и техники. Серьезная трудность выявилась в этой области только тогда, когда Максвелл вскрыл электромагнитную природу световых волн. Эти волны одним отличаются от других, уже известных ранее волн, например от звуковых волн. Они могут распространяться в пустом пространстве. Если звонок заставить звучать в сосуде, из которого откачан воздух, то звук не достигает пространства вне сосуда. Свет же свободно проходит сквозь безвоздушное пространство. Поэтому предположили, что световые волны можно рассматривать как упругие волны в очень легкой субстанции, называемой эфиром, которую нельзя ни видеть, ни ощущать, но которая заполняет как безвоздушное пространство, так и пространство, занятое другим веществом. Мысль о том, что электромагнитные волны обладают своей собственной реальностью, независимой ни от каких тел, в то время еще не приходила физикам в голову. Так как это вещество - эфир - могло проникать во все другие тела, то встал вопрос: что происходит, если тело приведено в движение? Принимает ли эфир участие в этом движении, и если да, то как распространяется световая волна в этом движущемся эфире?

Эксперименты, которые дают ответ на этот вопрос, трудны по следующей причине: скорости движущихся тел обычно чрезвычайно малы по сравнению со скоростью света. Поэтому движение этих тел может вызвать только очень незначительные эффекты. Электронная теория, развитая Лоренцом в 1895 году, дала удовлетворительное описание этих эффектов "первого порядка". Но эксперимент Майкельсона, Морлея и Миллера создал новую ситуацию: чтобы получить большие эффекты, а тем самым и более точные результаты, казалось целесообразным экспериментировать с телами, движущимися очень быстро. Вычисление эффекта, который следует ожидать, показывает, что он в данном случае должен быть очень малым, так как оказывается пропорциональным квадрату отношения скорости Земли к скорости света. Поэтому необходимо поставить точные эксперименты по интерференции двух световых пучков, один из которых направлен параллельно, а другой - перпендикулярно к направлению движения Земли. Первый эксперимент такого рода, выполненный Майкельсоном в 1881 году, был недостаточно точен. Но и последующие повторные эксперименты не обнаружили ни малейших следов ожидаемого эффекта. Такого рода окончательным доказательством того, что эффект ожидаемого порядка величины не имеет места, являются в особенности эксперименты Морлея и Миллера 1904 года.

Их результат казался сначала непонятным, но он имеет отношение и к другому вопросу, незадолго до этого уже осаждавшемуся физиками. В Ньютоновской механике справедлив определенный принцип относительности, который можно характеризовать следующими словами: если в определенной системе отсчета законы Ньютоновской механики выполняются для механического движения тела, в таком случае это имеет

место и в любой другой системе отсчета, движущейся относительно первой системы равномерно и прямолинейно. Равномерное и прямолинейное движение не вызывает, таким образом, никаких механических эффектов в этой системе, и поэтому эти эффекты не могут служить средством обнаружения такого движения.

Подобного рода принцип относительности, как казалось физикам, не мог быть справедлив в оптике и электродинамике. Ибо если первая система покоится относительно эфира, то движущаяся система, напротив, не находится в состоянии покоя, и отсюда следует, что движение этой второй системы относительно эфира можно наблюдать благодаря эффектам того рода, которые были исследованы Майкельсоном. Отрицательный результат опыта Морлея и Миллера 1904 года позволял поэтому снова воскресить идею о том, что принцип относительности такого рода все-таки, вероятно, мог быть также справедлив в электродинамике, как и ранее в Ньютоновской механике.

С другой стороны, имелся старый опыт Физо 1851 года, который, казалось, непосредственно противоречил этому принципу относительности. Физо исследовал скорость света в движущейся жидкости. Если бы принцип относительности был справедлив, то суммарная скорость света в движущейся жидкости должна была бы быть равной сумме скорости жидкости и скорости света в покоящейся жидкости. Однако это было не так. Опыт Физо показал, что суммарная скорость была несколько меньше, чем указанная сумма.

Решающий шаг был сделан в 1905 году Эйнштейном, истолковавшим кажущееся время в преобразованиях Лоренца как время реальное и исключившим из рассмотрения время, которое Лоренц называл "истинным". Это означало изменение оснований физики - совершенно неожиданное и радикальное изменение, для которого именно и была необходима смелость молодого и революционного гения. Чтобы сделать этот шаг в плане математического описания природы, надо было лишь применить к опыту преобразование Лоренца непротиворечивым образом. Однако благодаря новому истолкованию этого преобразования изменялись представления физиков о структуре пространства и времени, и многие проблемы физики предстали поэтому в новом свете Эфирная субстанция, например, оказывалась ненужной и могла быть просто вычеркнута из учебников физики. На самом деле принимать во внимание такую субстанцию больше не имеет смысла и много проще говорить, что световые волны распространяются в пустом пространстве и что электромагнитные поля обладают своей собственной реальностью и могут существовать в пустом пространстве.

Решающее изменение, однако, затрагивает структуру пространства и времени. Очень трудно описать это изменение словами обычного языка без применения математики, так как обычные слова "пространство" и "время" уже относятся к структуре пространства и времени, представляющей собой идеализацию и упрощение действительной структуры. Несмотря на это, необходимо попытаться описать новую структуру, и, пожалуй, это можно сделать следующим образом. Когда мы употребляем слово "прошлое", то тем самым имеем в виду все те события, о которых мы, по крайней мере в принципе, можем что-то знать и получить какие-то сведения. Подобным же образом слово "будущее" охватывает все те события, на которые мы, по крайней мере в принципе, еще можем воздействовать, которые мы можем как-то пытаться изменить или воспрепятствовать их свершению. Хотя сразу трудно утверждать, почему эти определения слов "прошлое" и "будущее" следует считать особенно целесообразными, но можно легко показать, что они в самом деле очень точно соответствуют обычному употреблению этих выражений. Если их употребляют подобным образом, то, как

показывают результаты многих экспериментов, область событий, относимых к будущему или прошлому, не зависит от состояния движения или других свойств наблюдателя. На более строгом математическом языке можно сказать, что введенное определение инвариантно относительно перемещений наблюдателя. Оно справедливо как в Ньютоновской механике, так и в теории относительности Эйнштейна.

Но здесь возникает существенное различие: в классической теории мы принимаем, что будущее и прошлое отделены друг от друга бесконечно малым интервалом времени, который можно назвать настоящим мгновением. В теории же относительности мы видели, что дело обстоит несколько иначе. Будущее отделено от прошлого конечным интервалом времени, длительность которого зависит от расстояния до наблюдателя. Какое угодно воздействие может распространяться только со скоростью, которая меньше или равна скорости распространения света. Поэтому наблюдатель в данное мгновение не может ни знать, ни оказать влияние на событие, происшедшее в некоторой удаленной точке в промежутке между двумя характеристическими моментами времени. Первый момент - мгновение, в которое должен быть послан из места события световой сигнал, который достигнет наблюдателя в момент наблюдения. Другой момент - мгновение, в которое световой сигнал, посланный наблюдателем в момент наблюдения, достигает места события. Весь конечный интервал времени между обоими этими мгновениями может быть назван для наблюдателя в данный момент наблюдения "настоящим". Ибо любое событие, происшедшее в этот интервал времени, не может в момент выполнения наблюдения ни стать известным наблюдателю, ни испытать какое-либо воздействие последнего, и именно так было определено понятие "настоящее". Всякое событие, имеющее место между обоими характеристическими моментами времени, может быть названо "одновременным с актом наблюдения".

Использование выражения "может быть названо" уже указывает на двусмысленность слова "одновременно", объясняющуюся тем, что слово "одновременно" возникло из опыта повседневной жизни, в пределах которого скорость света можно считать практически бесконечно большой. На самом же деле слово "одновременно" может быть определено в физике несколько иначе, и Эйнштейн использовал в своих работах это второе определение "одновременности". Если два события в одной и той же точке пространства происходят одновременно, мы говорим, что они совпадают. Это выражение совершенно однозначно. Теперь представим себе три точки в пространстве, лежащие на одной прямой линии таким образом, что средняя точка находится на одном и том же расстоянии от обеих крайних. Если два события в обеих внешних точках происходят в такие моменты времени, что световые сигналы, посланные в момент свершения событий, приходя в среднюю точку, совпадают, то оба события можно определить как "одновременные". Это определение является в данном случае более узким, чем первое. Одно из его важнейших следствий состоит в том, что, когда два события одновременны для одного наблюдателя, они, возможно, не одновременны для другого наблюдателя; это будет иметь место, если второй наблюдатель движется относительно первого. Соотношение между обоими определениями слова "одновременно" можно выразить высказыванием: во всех случаях, когда два события одновременны в первом смысле, можно найти также систему отсчета, в которой они одновременны и во втором смысле. Несколько более наглядно положение вещей в целом можно, пожалуй, изобразить следующим образом: предположим, что спутник, вращающийся вокруг Земли, испускает сигнал, который через некоторый малый промежуток времени принимается станцией наблюдения на Земле. Эта станция наблюдения в ответ на данный сигнал посылает спутнику команду, которую он принимает через некоторый малый промежуток времени. Весь интервал времени между

посылкой сигнала и приемом команды можно считать на спутнике, согласно первому определению, одновременным с моментом приема сигнала на Земле. Если на спутнике выбирается какое-либо определенное мгновение из этого интервала, то, хотя это мгновение, вообще говоря, в смысле второго определения, не "одновременно" с моментом приема сигнала на Земле, всегда существует система отсчета, в которой эта одновременность имеет место.

Первое определение слова "одновременно" кажется несколько более соответствующим обычному употреблению этого слова в повседневной жизни, так как вопрос о том, одновременны ли два процесса, в повседневной жизни определенно не зависит от системы отсчета. В обоих же релятивистских определениях понятие одновременности приобрело ту точность, которая совершенно отсутствовала у него в языке повседневной жизни. В квантовой теории физики должны были уже заранее осознать, что понятия классической механики описывают природу недостаточно точно, что квантовые законы ограничивают их применимость и что поэтому при их использовании необходима большая осторожность. В теории относительности физики, напротив, пытались изменить смысл слов классической физики, уточнив эти понятия таким образом, чтобы они точно соответствовали новой, только что познанной ситуации в природе.

50 лет назад, когда была создана теория относительности, гипотеза об эквивалентности массы и энергии революционизировала физику, но экспериментальных доказательств этого закона было тогда очень мало. В наши дни можно во многих экспериментах непосредственно видеть, как элементарные частицы рождаются из кинетической энергии и как такие частицы могут снова исчезнуть, превратившись в излучение. Поэтому ныне превращение энергии в массу и наоборот не представляет собой ничего необыкновенного.

Эквивалентность массы и энергии, кроме своего огромного значения для практической физики, подняла также вопросы, связанные с очень старой философской проблематикой. Различные философские системы прошлого исходили из тезиса, что субстанция, или материя, неуничтожима. Эксперименты, которые проводятся в современной физике, показали, что элементарные частицы, например, позитроны и электроны, могут быть уничтожены и превращены в излучение. Означает ли это, что более старые философские системы тем самым опровергнуты новейшим опытом и что аргументы, выдвигающиеся в этих более ранних системах, должны считаться ложными?

Это было бы, несомненно, несколько преждевременное и неоправданное заключение, ибо понятия "субстанция" и "материя" в античной или средневековой философии нельзя просто отождествлять с понятием "масса" в современной физике. Если наши современные знания выразить на языке более старых философских систем, то можно было бы, например, массу и энергию рассматривать в качестве двух различных форм одной и той же субстанции и, таким образом, сохранить представление о неуничтожимой субстанции.

Гипотетическая субстанция "эфир", игравшая столь важную роль в более ранних истолкованиях теории Максвелла в XIX столетии, как это уже упоминалось выше, была устранена теорией относительности. Это обстоятельство часто выражают также в виде утверждения, что теорией относительности было устранено абсолютное пространство. Но такое утверждение нуждается в некоторых оговорках. Правда, согласно специальной теории относительности, больше нельзя выбрать определенную систему отсчета, относительно которой эфир покоился бы и которая по этой причине заслуживала бы

название "абсолютной". Но было бы все же неправильно утверждать, что теперь пространство будто бы потеряло все физические качества. Уравнения движения материальных тел или полей все еще принимают различный вид в "обычной" системе отсчета и в другой системе, равномерно вращающейся относительно "обычной" системы отсчета. Если ограничиваются теорией относительности 1905, 1906 годов, то существование, центробежных сил во вращающейся системе отсчета доказывает, что существуют физические свойства пространства, позволяющие отличить вращающиеся системы от не вращающихся.

В философском плане это не кажется удовлетворительным, и было бы предпочтительнее приписывать физические свойства только физическим объектам, как, например, материальным телам или полям, а не пустому пространству. Однако если ограничиться рассмотрением электромагнитных процессов и механических движений, то наличие этих свойств у пустого пространства следует просто из фактов, которые не могут быть оспорены, например из факта существования центробежной силы.

Решающая фундаментальная гипотеза общей теории относительности - предположение о тождестве тяготеющей и инертной масс. Весьма тщательные измерения показали, что масса тела, определяемая его весом, в точности пропорциональна другой массе, определяемой инерцией тела. Даже самые точные измерения никогда не давали никаких отклонений от этого закона. Если этот закон имеет универсальное значение, то силы тяготения могут быть поставлены в параллель с центробежными или другими силами, возникающими как реакция на инерционные воздействия. Так как центробежные силы должны быть поставлены в связь с физическими свойствами пустого пространства, как это показано выше, то Эйнштейн пришел к гипотезе о том, что силы тяготения также соответствуют свойствам пустого пространства. Это был очень важный шаг, который тотчас же сделал необходимым новый шаг в том же направлении. Мы знаем, что силы тяготения вызываются массами. Поэтому если тяготение связано со свойствами пространства, то эти свойства пространства должны быть порождены массой или испытывать воздействия масс. Центробежные силы во вращающейся системе отсчета, возможно, должны вызываться вращением относительно этой системы весьма удаленных масс вселенной.

Чтобы провести в жизнь программу, намеченную в этих утверждениях, Эйнштейн должен был связать эти основополагающие физические соображения с математической схемой общей геометрии, развитой Риманом. Так как свойства пространства, очевидно, непрерывно меняются с изменением гравитационных полей, то геометрия мира должна быть подобной геометрии искривленных поверхностей, на которых прямые линии евклидовой геометрии должны быть заменены геодезическими линиями, то есть линиями наименьшей длины, и кривизна непрерывно меняется от точки к точке. В качестве окончательного результата Эйнштейн смог предположить в конце концов математическую формулировку соотношения между распределением масс и параметрами, определяющими геометрию. Эта теория правильно отображает общеизвестные факты, характеризующие тяготение. Она в очень хорошем приближении идентична с обычной теорией тяготения и, кроме того, предсказывает некоторые очень интересные эффекты, лежащие как раз на границе возможностей измерительных приборов. К ним относится, например, влияние силы тяготения на излучение.

Лучшим экспериментальным доказательством справедливости общей теории относительности является, кажется, движение перигелия орбиты планеты Меркурий, величина которого, по-видимому, находится в очень хорошем согласии с предсказаниями теории.

Хотя, таким образом, экспериментальный базис общей теории относительности еще довольно узок, она, однако, содержит идеи огромнейшей степени важности. В течение всего времени развития математики от античности до XIX столетия евклидова геометрия рассматривалась как самоочевидная. Аксиомы Евклида имели отношение к основаниям любой математической теории геометрического характера и представляли собой базис, который не мог быть поставлен под сомнение. Затем в XIX столетии математики Больяй и Лобачевский, Гаусс и Риман нашли, что можно построить другие геометрии, которые могут быть развиты с той же математической строгостью, что и евклидова. Поэтому вопрос о том, какая геометрия является справедливой, с этого времени становится эмпирическим. И только в трудах Эйнштейна этот вопрос смог быть поставлен как физический. Геометрия, о которой идет речь в общей теории относительности, включает в себя не только геометрию трехмерного пространства, но и четырехмерное многообразие пространства и времени. Теория относительности устанавливает связь между геометрией этого многообразия и распределением масс во вселенной. Значит, эта теория поднимает в новой форме старые вопросы пространства и времени в случае очень больших расстояний, и она предполагает ответы, которые могут быть проверены наблюдениями.

Следовательно, можно снова поставить очень старые философские вопросы, занимавшие человеческий разум со времени самых ранних эпох философии и науки: конечно или бесконечно пространство? Что было до начала времени? Что будет в конце времени? Или у времени нет ни начала, ни конца? Эти вопросы нашли различные ответы в различных религиях и философских системах. В философии Аристотеля, например, все пространство вселенной представлялось как конечное, хотя оно и было бесконечно делимо. Пространство возникает благодаря протяженности тел, оно в известном смысле растягивается телами. Поэтому там, где нет никаких тел, нет и пространства. Вселенная состоит из Земли, Солнца и звезд - конечного числа тел. По ту сторону сферы неподвижных звезд нет никакого пространства. Поэтому пространство вселенной и было конечным. В философии Канта этот вопрос принадлежал к тому, что он назвал "антиномиями", - к числу вопросов, на которые нельзя ответить, так как два различных доказательства ведут к взаимно противоположным выводам. Пространство не может быть конечным, потому что мы не можем себе представить "конец" пространства. И какой бы точки пространства мы ни достигли, мы всегда представляем себе, что можем двигаться еще дальше. Но пространство не может быть и бесконечным, потому что пространство - это нечто, что мы можем себе представить, иначе понятия пространства не возникло бы вовсе, а мы не можем представить себе бесконечное пространство в отношении этого второго утверждения доказательство Канта нельзя передать дословно. Утверждение "пространство бесконечно" означает для нас нечто негативное: мы не можем дойти до "конца" пространства. Для Канта, однако, бесконечность пространства означает нечто действительно данное, нечто, что "существует" в смысле, который мы едва ли можем выразить. Кант приходит к выводу, что на вопрос о том, конечно или бесконечно пространство, нельзя дать никакого рационального ответа, потому что вселенная в целом не может быть предметом нашего опыта.

Подобное же положение возникает и относительно проблемы бесконечности времени. В исповеди Августина, например, вопрос поставлен в следующей форме: "Что делал бог до того, как он создал мир?" Августин не был удовлетворен известным ответом: "Бог был занят тем, что создавал ад для людей, задающих глупые вопросы". Это был бы слишком дешевый ответ, полагает Августин; и он пытается рационально проанализировать проблему: только для нас время течет, только мы ожидаем его как будущее, оно протекает для нас как настоящее мгновение, и мы вспоминаем о нем, как о прошлом. Но бог не находится во времени. Тысяча лет для него - что один день, и один день - что тысяча лет. Время было создано вместе с миром, оно, стало быть, принадлежит миру, и поэтому в то время, когда не существовало вселенной, не было и никакого времени. Для бога весь ход событий во вселенной был дан сразу. Значит, не было никакого времени до того, как мир был создан богом.

Правда, легко понять, что в подобных формулировках понятие "создан" тотчас же приводит к существенным трудностям. Это слово, в том виде как оно обычно употребляется, означает нечто, что возникает и чего ранее не существовало, и в этом смысле оно уже предполагает понятие времени. Поэтому в рациональных выражениях невозможно дать определение того, что можно понимать под оборотом речи "время было создано". Это обстоятельство снова напоминает нам часто обсуждаемый урок, который необходимо извлечь из новейшего развития физики, а именно: что всякое слово или всякое понятие, каким бы ясным оно нам ни казалось, имеет все-таки только ограниченную область применения.

Эти вопросы о бесконечности пространства и времени могут быть в общей теории относительности поставлены и отчасти - на основании эмпирического материала - решены. Если теория правильно описывает связь четырехмерной геометрии пространства и времени с распределением масс во вселенной, то астрономические наблюдения о распределении спиральных туманностей в пространстве могут дать нам информацию о геометрии вселенной. Тогда можно будет построить по крайней мере модели вселенной, космологические картины, следствия которых могут быть сравнены с эмпирическими фактами.

Что касается времени, то здесь, кажется, что-то вроде "начала" имело место. Многие наблюдения указывают на то, что вселенная около 4 миллиардов лет назад имела "начало" или, во всяком случае, что в то время материя вселенной была сконцентрирована в значительно меньшем объеме пространства, чем сейчас, и что с того времени вселенная все еще продолжает расширяться из этого небольшого объема с различными скоростями. Это одно и то же время в 4 миллиарда лет все снова и снова появляется во многих различных наблюдениях, например возраста метеоритов, минералов на Земле и т. д., и поэтому было бы, вероятно, затруднительно найти этому объяснение, совершенно отличное от идеи возникновения мира 4 миллиарда лет назад. Если идея "возникновения" в этой форме окажется правильной, то это будет означать, что по ту сторону указанного момента времени - то есть ранее чем 4 миллиарда лет назад - понятие времени должно претерпеть существенные изменения. Это более осторожное заключение становится на место простой формулировки о создании мира. При современном состоянии астрономических наблюдений эти вопросы геометрии пространства-времени еще не могут быть решены с какой-нибудь степенью надежности. Но уже довольно интересно знать, что эти вопросы, возможно, позднее смогут быть решены в один прекрасный момент на прочной основе астрономических знаний.

Даже если дальнейшее рассмотрение ограничить более надежно обоснованной специальной теорией относительности, то можно не сомневаться, что эта теория в огромной степени изменила наши представления о структуре пространства и времени. Беспокоит в этих изменениях, пожалуй, не столько их особенная природа, сколько тот факт, что они вообще оказались возможны. Структура пространства и времени, которую Ньютон математически установил в качестве основы своего описания природы, не содержала никаких внутренних противоречий, была проста и очень точно соответствовала употреблению понятий пространства и времени, к которому мы привыкли в повседневной жизни. Соответствие фактически было столь близким, что Ньютоновские определения можно было рассматривать просто как точную математическую формулировку этих понятий пространства и времени повседневной жизни. До теории относительности считалось само собой разумеющимся, что процессы могут быть упорядочены во времени независимо от их расположения в пространстве. Мы знаем, что в повседневной жизни это впечатление возникает потому, что скорость света значительно больше каких угодно других скоростей, с которыми имеют дело в повседневной жизни. В то время это ограничение, естественно, никто не представлял себе отчетливо. Но даже при условии, что сейчас мы знаем об этом ограничении, едва ли можно себе представить, что порядок событий во времени должен зависеть от их пространственного расположения, то есть от места, в котором они происходят.

Заключение.

Философскую основу теории относительности составляют гносеологические принципы наблюдаемости, простоты, онтологическая идея единства мышления и бытия, методологический гипотезо-дедуктивный принцип. Во-первых, в центре всего рассмотрения стоит вопрос: существуют ли в природе физически выделенные состояния движения? (Физическая проблема относительности). Во-вторых, фундаментальным оказывается следующий гносеологический постулат: понятия и суждения имеют смысл лишь постольку, поскольку им можно однозначно сопоставить наблюдаемые факты. (Требование содержательности понятий и суждений). Весь предшествующий опыт убеждает нас в том, что природа представляет собой реализацию простейших математически мыслимых элементов. Вера в существование внешнего мира, независимого от воспринимающего субъекта, лежит в основе всего естествознания. Основываясь на принципе наблюдаемости, при создании специальной теории относительности Эйнштейн отверг понятие эфира и основанную на ней интерпретацию результатов опыта Майкельсона, данную Лоренцем. Используя принцип простоты, при создании общей теории относительности Эйнштейн обобщил принцип относительности на неинерциальные системы отсчёта.

Наиболее ярко роль гипотезо-дедуктивного метода проявилась в создании общей теории относительности. В основе общей теории относительности лежат гипотезы о геометрической природе гравитации и о взаимосвязи геометрических свойств пространства-времени с материей.

20. Категория пространства в современной фундаментальной физике

Современная фундаментальная физика находится в состоянии постоянного пересмотра своих основных понятий, включая пространство, время, движение, причинность, и случайность . Этот доклад фокусируется на категории пространства, особенно в контексте квантовой механики (КМ), выделяя ключевые направления исследований и фундаментальные вопросы, которые остаются открытыми.

Влияние принципа относительности на понимание пространства в современной физике

Принцип относительности играет центральную роль в развитии и понимании фундаментальной физики, влияя на наше восприятие пространства и времени. Он был сформулирован в классической механике и получил дальнейшее развитие в общей теории относительности (ОТО) Эйнштейна. Этот принцип оказал значительное влияние на наше понимание пространства, особенно в контексте квантовой механики (КМ).

Эволюция принципа относительности

В классической механике, основанной на работах Ньютона и Галилея, принцип относительности описывает одинаковость физических законов во всех инерциальных системах отсчета.

В ОТО, Эйнштейн расширил этот принцип, включив в него ускоренно движущиеся системы и ввел концепцию пространства-времени, где гравитация интерпретируется как искривление пространства-времени массой и энергией.

Принцип относительности и квантовая механика

В КМ, принцип относительности сталкивается с рядом вызовов. Квантовая механика, как правило, описывает явления на микроуровне, где классические понятия пространства и времени не всегда применимы.

Квантовая теория поля, пытающаяся совместить квантовую механику с релятивистскими принципами, сталкивается с проблемой включения принципа относительности в полной мере. Это поднимает вопрос о полноте квантовой теории поля и о том, какие изменения могут быть необходимы для ее усовершенствования.

Влияние на понимание пространства

Общая теория относительности представила пространство как динамичную структуру, которая меняется под влиянием массы и энергии. Это кардинально отличается от статичного пространства классической механики.

В КМ возникает вопрос о том, как применять принцип относительности, особенно при рассмотрении квантовых свойств частиц и поля, которые могут иметь нестандартные геометрические и временные характеристики.

Заключение

Таким образом, принцип относительности остается ключевым элементом в понимании природы пространства в фундаментальной физике. Он представляет собой мост между классической и современной физикой, в то же время подчеркивая различия и оставляя важные вопросы для дальнейших исследований в области квантовой механики и квантовой теории поля.

Основной вопрос, стоящий перед учеными, – это дискретность пространства на квантовом уровне. Идея дискретного пространства-времени существует, но до сих пор не обрела формы фундаментальной теории. Примеры подходов включают модели дискретного пространства- времени на световом конусе и пространство КМ, состоящее из конечного числа точек . Это ведет к поиску новых представлений о пространстве в контексте квантовой теории гравитации .

В КМ возникает идея о реляционной природе пространства, которая может быть определена всеми уровнями физической реальности, включая квантово-полевой вакуум. Это открывает дорогу для новых исследований в квантовой теории поля, выходящих за рамки стандартной КМ .

Существует необходимость создания неметрической физики и геометризации физики, что подчеркивает исследовательские направления, связанные с пониманием пространства. Важным вопросом является, чувствуют ли квантовые объекты, такие как атомы и молекулы, дискретность пространства и как это влияет на онтологические представления в КМ. Этот вопрос важен для понимания, нужно ли строить квантовую механику в непрерывном или дискретном пространстве и как это влияет на общее представление о природе квантовых объектов.

Современные исследования в физике часто сосредоточены на эффективном описании, иногда пренебрегая анализом концептуальных вопросов. Это приводит к вопросам о полноте квантовой теории поля и ее способности включать в себя принцип относительности.

Неклассичность перемещения квантовых частиц подтверждается экспериментально, например, через двухщелевой эксперимент, который демонстрирует квантовые свойства частиц и их потенциальное существование между измерениями. Это требует более глубокого анализа природы пространства и времени .

Электромагнитное поле может служить примером того, как классические пространственно- временные представления могут быть связаны с реляционной природой пространства. Электромагнитное взаимодействие играет ключевую роль в формировании материи и вещества, что подчеркивает его значение для понимания пространства и времени .

Категория пространства в современной фундаментальной физике представляет собой многогранное исследовательское поле, требующее постоянного переосмысления и обновления теорий. Открытые вопросы, такие как природа дискретности пространства, реляционные подходы и влияние принципа относительности, представляют собой фронт современных исследований, требующих как теоретических, так и экспериментальных подходов. Эти исследования остаются ключевыми для понимания фундаментальных принципов, управляющих нашей Вселенной.

21. С.Вайнберг: «Мечты об окончательной теории». Главы IX и X.

Темные материя и энергия. Надеюсь, что вам не нужно это объяснять, но всё же. В ходе спектроскопического анализа скорости вращения галактик выясняется, что скорость эта зависит от расстояния до центра галактики не так, как это должно вытекать из распределения видимого вещества. Желая сохранить прежние уравнения гравитации, которые уж очень хорошо работают во многих других случаях, мы вынуждены предположить, что во вселенной существует масса, не взаимодействующая или во всяком случае очень слабо взаимодействующая с электромагнитным излучнеием, и что самое интересное, этой массы очень много. Вообще, более удачным термином была бы «прозрачная материя», потому что тёмное (поглощающее) в телескопы вполне видно. Причём прозрачная во всех диапазонах. Но такой уж термин исторически сложился. Другая проблема связана с поведением крупномасштабной вселенной. Поскольку в мире есть гравитация, космос не может быть стационарным. Мир должен разлетаться, а гравитация — его тормозить. Но здесь возможно три качественно разных сценария. Либо гравитация в какой-то момент затормозит расширение и обратит его вспять (средняя плотность Вселенной больше порога), либо расширение будет вечно продолжаться с конечной положительной скоростью (средняя плотность Вселенной меньше порога), либо же расширение будет асимптотически замедляться до нуля, но никогда его не достигнет (средняя плотность Вселенной равна пороговому значению). Потрясающий факт в том, что последний случай, весьма маловероятный если константы Вселенной подсторены только случаем, фактически единственный благоприятствует развитию разумной жизни, к чему мы ещё вернёмся. Даже не очень большие отклонения от порога привели бы либо к схлопыванию, либо к разлёту вселенной в унылую пыль ещё в далёком прошлом. Наблюдения за прошлым далёких галактик позволяют проверить, по какому же из этих сценариев живёт вселенная. Случится ли великое сжатие, великий разрыв или мы живём в тонко подстроенной «плоской» Вселенной? Но результаты наблюдений дали странный результат, что реализуется четвёртый случай: на нынешнем масштабе времени наша Вселенная близка к плоской, но тем не менее она расширяется с ускорением, как будто её масса вообще отрицательна. Такой эффект возможен только при наличии во Вселенной колоссальных количеств некой антигравитирующей субстанции, которую и назвали «тёмной энергией».

Теория всего. Теорией всего как правило называется физическая теория, которая смогла бы объединить в некую однородную систему все четыре фундаментальных взаимодействия. После того как стандартная модель смогла объединить электромагнитное взаимодействие со слабым (а ещё прежде электрические и магнитные эффекты были объединены в одну систему электромагнитных), всем очень хочется свести в единое уравнение вообще всё. На 208 пути присоединения к электрослабому взаимодействию сильного есть довольно многообещающие результаты, а вот с гравитацией беда, потому что она вообще несколько выбивается из квантовой теории. Подробно обо всём этом можно почитать у Вайнберга, но это книжка часов на 6, поэтому если вы её не читали в семестре — будет трудно. Хотя в принципе, вы сами всё это гораздо лучше философов знаете. Здесь наверное стоит упомянуть о

суперсимметрии. Если кратно, то вся современная физика частиц построена на разных симметриях: преобразованиях, переводящих одни частицы в другие. Например, u− и d− кварки, а следовательно — и протоны с нейтронами отличаются друг от друга только поворотом в пространстве изоспина. Это симметрия. Так вот, есть гипотеза, что существует специфическая симметрия, переводящая бозоны в фермионы и обратно. Эта гипотеза предсказывает также существование у каждой частицы так называемого «суперсимметричного партнёра», ну вроде как у каждой частицы есть античастица (но это другое, просто аналогия). Вот эти партнёры должны быть тяжёлыми как родовая травма Гришунина, поэтому если они и есть, найти их трудно. Одной из главных задач БАКа было их отыскать, но не справился. Может быть, потому что их нет. Может быть, потому что они ещё тяжелее. Суперсимметрия — ещё не теория всего, но она неких шаг на пути к этой теории. Зачем она нам нужна?

Кандидаты на роль тёмной материи.

Мы не знаем, что такое тёмная материя, но у нас есть масса версий. Среди них самые важные: 1. Барионная тёмная материя. Это тупо старые звёзды или планеты, которые не светят, и слишком маленькие, чтобы их видеть. Самая простая, но неубедительная версия, потому что не складывается с темпами звездообразования. 2. Лёгкие нейтрино. Свойства тёмной материи похожи на свойства нейтрино. Этих ребят тоже хрен поймаешь. Но несмотря на кажущуюся простоту, эта версия при тщательных подсчётах тоже не оправдывает себя. 3. Суперсимметричные частицы. Вот поэтому мы о них и говорили. Обнаружение супперсимметричных частиц помогло бы в поисках и тёмной материи, но пока, увы, всё не так однозначно. 4. Первичные чёрные дыры. Есть версия, что в первые мгновения от большого взрыва образовался ворох мелких чёрных дыр, которые из-за своих ничтожных размеров больше не подвержены излучению Хоккинга, и потому стабильны. 5. И много более извращённых версий, таких как топологические дефекты самого пространствавремени (типа разрывы, складки, всякое такое) и менее интересные наборы гипотетических частиц. В тёмную энергию кандидатов толком нет, вообще непонятно, что это. Может быть какая-то особая сущность, а может быть и просто неучтённый член в уравнениях ОТО. Вклады в общую энергию Вселенной: 1. Звёзды и планеты 0.4% 2. Межгалактический газ 3.6 3. Тёмная материя 22% 4. Тёмная энергия 74% 209 Тот факт, что мы не понимаем 96% нашей Вселенной действительно можно считать проблемой физики. Правда, я не пойму, почему философы, не понимающие 100%, ставят это нам в упрёк.

23. Онтологические и методологические аспекты теории струн

Мы начнем с перечня ситуаций, в которых струны возникают "сами по себе независимо от нашего желания и воли. Уже само существование подобных ситуаций делает необходимым построение и изучение теории струн, поэтому естественно предпослать их описание как более спекулятивным сценариям с участием струн в роли фундаментальных объектов, так и изложению формализма теории.

Струна в самом наивном смысле слова — это одномерный протяженный объект с натяжени-ем, т.е. энергия его растет с длиной Струна из музыкальных инструментов (нерелятивистская струна), давшая свое имя всему предмету, имеет закон "дисперсии"

= const + kL2

который для малых колебаний превращается в линейный, переписанный в терминах амплитуды A малых поперечных колебаний, снова становится квадратичным. Конечно, в теории музыкаль-ных струн нас вряд ли ждет много неожиданностей, но не упомянуть их для полноты картины было бы нельзя. Другой важный пример нерелятивистских струн — полимеры, в том числе белковые молекулы.

Несколько более интересно появление струн в роли устойчивых квазичастиц, а также при изучении нетривиальных фазовых состояний и, в частности, при нарушениях симметрии. Воз-никновение струн в такой ситуации не только не редкость, а скорее закономерность: среди самых известных примеров вихри (смерчи) в ламинарных потоках, линии дислокации в кри-сталлических решетках, абрикосовские нити в сверхпроводниках, дираковские нити, связанные

монополями в калибровочных теориях, "космические струны"в разнообразных моделях со специфическим хигтсовским сектором и т.п. Причиной распространенности струноподобных образований в теориях, имеющих отношение к нашему миру, является трехмерность простран-ства. Чтобы ответить на вопрос, как устроены простейшие топологически устойчивые квази-частицы, надо знать, что следует выбросить из R3, чтобы сделать его неодносвязным. Ответ очевиден: одномерные линии. Это означает, что покрайней мере в тех ситуациях, где имеется характеристика ("параметр порядка"), принимающая значения в окружности, можно гаранти-ровать существование стабильных струноподобных квазичастиц.

Более того, в подобных ситуациях очевидно, что энергия квазичастицы прямо пропорцио-нальна ее длине: это следует из равноправности всех фрагментов линии — постоянства плот-ности энергии. Такой закон дисперсии характерен для "релятивистских"струн, и мы видим, что релятивистские струны естественно возникают в совершенно нерелятивистских системах.

Вернемся теперь на шаг и заметим, что помимо решения "уравненияR3 –? = неодносвяз-но"представляет интерес и ответ на вопрос "R3 – ? = несвязно". Этот вопрос связан, например,

разделом различных фаз. Ответом на него, естественно, является "? = двумерная поверх-ность"— в трех мерном мире фазы разделены поверхностями. В двумерном мире R2 фазы разделялись бы линиями. Изучение этих линий полезно хотя бы потому,

что в системах с фазо-выми переходами второго рода плотности энергий различных фаз совпадают, и вся свободная энергия системы оказывается связанной с линиями фазового раздела. Более того, в системе

близкодействием энергия просто концентрируется вблизи линии раздела и фактически про-

порциональна ее длине, т.е. мы возвращается к знакомому соотношению числение статсуммы теории после этого сводится к суммированию по произольному (случайному) расположению линий раздела фаз с весами зависимости от конкретной модели следует разрешить или запре-тить самопересечения линий). Классический пример такой задачи — модель Изинга — одна из самых популярных моделей, рассматриваемых по разным поводам в теории струн. Возвращаясь

mpехмерному миру R3, мы получим поверхности раздела, свободные энергии, пропорцио-нальные площади, и суммы по случайным поверхностям с весами. принципе иерархия может быть продолжена: имеет смысл стремиться к созданию теории мембран ((2 + 1)мерных объектов) и общей теории p-бран ((p + 1)-мерных систем).

Перечислим еще несколько разделов теоретической физики, ждущих своей (наверняка су-ществующей) переформулировки в терминах теорииструн. Прежде всего это теория полимеров и биологических мембран. В принципе, теория струн, в которой принято населять нити и по-верхности всякими дополнительными объектами и изучать, что из этого получается, как будто специально создана для подобных приложений, однако серьезных попыток в этом направлении пока не предпринималось. Другой круг вопросов — теория хаоса. Популярны усилия построить такую теорию на языке учения о фракталах, которое, в свою очередь, очень близко к квантовой гравитации, а значит, и к теории струн. Выяснение этих связей пойдет во многом параллельно исследованию параллелей между хаосом и квантовой теорией, что, собственно, составляет одну из главных задач исследователей хаоса. В определенной связи с предыдущими находятся уже упоминавшиеся проблемы многофазных систем типа спиновых стекол и нейронных сетей. Хотя конкретная их связь с теорией струн пока неясна, отдельные параллели впечатляют.

Вообще, в перспективе теория струн может оказаться полезной для перевода самых раз-нообразных задач дискретной математики на язык непрерывной (аналитический) и наоборот. Первым успехом на этом пути была, конечно, сама квантовая механика, допускающая две эк-вивалентные формулировки — матричную (дискретную) и функциональную (непрерывную), лучшим выражением которой стал интеграл по путям Винерa—Диракa—Фейнмана. С этой точ-ки зрения достижение теории струн состоит в предложении рассмотреть более богатый класс интегралов по путям — интегралы по случайным поверхностям (а не только линиям) — и тем самым резко расширить спектр задач, допускающих формулировку в таких терминах. Посколь-ку важность (и сложность) создания эффективной дискретной математики для дальнейшего прогресса естествознания (особенно в сферах биологии и искусственного интеллекта) вряд ли вызывает сомнения, одна эта перспек тива способна поддержать интерес к теории струн.

Как описываются частицы теорией струн

Вспомним вкратце, что мы говорили о колебаниях фортепианной струны. Если туго натянуть струну между двумя колками и ударить по ней молоточком, она завибрирует с определённой частотой. Частота — это число колебаний в секунду. Помимо основной частоты, фортепианная струна вибрирует также на обертонах — колебаниях более высоких частот, придающих звуку рояля характерную окраску. Я приводил эту аналогию при описании поведения электрона в атоме водорода: он тоже имеет основную колебательную моду, соответствующую основному

состоянию с минимальной энергией, и дополнительные моды, соответствующие более высоким энергетическим уровням.
Самый нижний энергетический уровень натянутой струны соответствует отсутствию коле-баний. Ну... почти отсутствию, ведь небольшие квантовые колебания присутствуют всегда, и этот факт имеет важное значение. Правильнее всего представлять себе нижний энергетический уровень как обладающий небольшой колебательной энергией в рамках дозволенного квантовой механикой. Возбуждённые уровни релятивистской струны соответствуют её колебаниям либо на основной частоте, либо на обертонах основной частоты, причём она может вибрировать и на нескольких частотах одновременно, так же как и фортепианная струна. Но, так же как и элек-трон в атоме водорода, релятивистская струна не может вибрировать на произвольной частоте. Электрон может выбирать энергетические уровни из дискретного набора. У релятивистских струн всё точно так же. Разные колебательные уровни обладают разными энергиями, а посколь-ку масса и энергия связаны соотношением E = mc 2 , то разным колебательным состояниям соответствуют и разные массы

Было бы замечательно, если бы я мог сказать, что частота колебаний струны связана с её энергией простым соотношением типа E = hv, как это было в случае фотонов. К сожалению, всё не так просто. Полная масса струны складывается из нескольких составляющих. Первая из них

— это масса покоя струны, которая соответствует энергии натяжения струны между двумя D0-бранами. Вторая — масса, соответствующая колебательной энергии, которая в свою очередь складывается из энергий колебаний всех обертонов. Напомню, что энергия и масса связаны соотношением E = mc 2 . И наконец, третья составляющая — это масса, соответствующая энергии неустранимых квантовых флуктуаций, носящих название нулевых колебаний. Термин «нулевые колебания» заставляет нас помнить о принципиальной неустранимости квантовых флуктуаций. Так вот: вклад энергии нулевых колебаний в массу струны... отрицателен! Согласен, это странно. Очень странно. Чтобы показать, насколько это странно, я приведу такой пример. Если мы ограничимся одной колебательной модой струны, то увидим, что энергия нулевых колебаний этой моды положительна. Каждый из более высоких обертонов в отдельности даёт ещё больший положительный вклад в энергию струны. Но если мы соответствующим образом просуммируем вклады всех обертонов, то получим отрицательное число. Если вы считаете, что это недостаточно плохо, то вот вам ещё более скверная новость: я утаил часть правды, сказав, что вклад энергии нулевых колебаний отрицателен. Все эти эффекты — масса покоя, энергия колебаний и энергия

нулевых колебаний — входят в выражение общей массы квадратами своих величин. И если в этой сумме преобладает энергия нулевых колебаний, то квадрат полной массы оказывается отрицательным, а это значит, что сама масса оказывается мнимой, как корень из минус единицы.

Прежде чем вы с возмущением отвергнете подобную чушь, позвольте мне добавить, что в теории струн устранению описанной проблемы посвящено целое направление исследований. В двух словах проблема состоит в том, что квадрат массы релятивистской струны в её низшем энергетическом состоянии отрицателен. Струны в таком состоянии называются тахионами. Да-да, это те же самые тахионы, которые в каждой серии противостоят героям «Звёздного пути». Это, безусловно, плохая новость.

Впрочем, я слишком сгустил краски. Существует спасительное решение и для тахионов. Предположим, что основному состоянию тахионной струны соответствует мнимая масса и её квадрат: m2 < 0. Колебательная энергия тоже даёт определённый вклад в квадрат массы. Исполь-зуя правильную колоду и нужным способом сдав карты, можно добиться того, что полная масса струны будет в точности равна нулю. Это обнадёживает, потому что, как мы знаем, в реальном мире существуют безмассовые частицы, например фотоны или гравитоны. Следовательно, если струны действительно описывают реальный мир, то они должны быть безмассовыми или, более строго, по крайней мере некоторые квантовые состояния струн должны быть безмассовыми.

Обратите внимание, что нужно взять правильную колоду карт. Этой метафорой я хотел ска-зать, что нам понадобится 26-мерное пространствовремя. Возможно, вы уже догадались, что к этому безобразию всё и придёт, поэтому я не стану извиняться. Имеется несколько аргументов

пользу 26 измерений, но большинство из них сугубо математические, и я боюсь, что основ-ной массе читателей они не покажутся убедительными. Аргумент, который я приведу, более физический. Мы хотели бы получить безмассовые квантовые состояния струн. Мы знаем, что квантовые нулевые колебания «толкают» m2 в отрицательную сторону. Мы также знаем, что колебательные моды «толкают» m2 в противоположном направлении. Минимальное возможное значение энергии колебаний не зависит от размерности пространства, в то время как величина квантовых нулевых колебаний — зависит. Посмотрим на это вот с какой стороны: когда что-то колеблется — фортепианная струна или что-либо ещё, — оно делает это в каком-то опреде-лённом направлении. Фортепианная струна колеблется в том направлении, в котором по ней ударил молоточек; например, струна рояля колеблется вверх-вниз, но не вправо-влево. Колеба-ние выбирает какое-то одно направление и игнорирует остальные. В противоположность этому квантово-механические нулевые колебания происходят во всех возможных направлениях, и до-бавление каждого нового измерения добавляет квантовой флуктуации ещё одно направление, в котором могут происходить колебания. Больше возможных направлений колебаний, или, как их называют, степеней свободы, означает большее количество флуктуаций, что приводит к больше-му отрицательному вкладу в m2 . Остаётся лишь подсчитать, как правильно подобрать вклады

общую массу колебательных мод и нулевых колебаний. Получается, что одну колебательную моду с минимальным значением энергии компенсирует одно 26-мерное

квантовое нулевое коле-бание. Смотрите на это с оптимизмом, ведь количество необходимых измерений могло оказаться нецелым! Что бы мы делали, например, с двадцатью шестью с половиной измерениями?

Если вы ещё не вполне освоились с разными типами колебаний, не переживайте. Они очень похожи. Единственное различие между колебательными модами и квантовыми нулевыми ко-лебаниями состоит в том, что колебательные моды могут присутствовать, а могут и не при-сутствовать, в то время как нулевые колебания присутствуют всегда. Нулевые колебания — это те минимальные движения, наличия которых требует принцип неопределённости. Поми-мо основной моды, в колебаниях струны присутствуют и обертоны, придающие струне новые квантовомеханические свойства. Я предпочитаю представлять себе различные моды в виде про-стых механических моделей, например круговых колебаний, колебаний в форме листа клевера или крутильных колебаний. Каждая форма соответствует отдельной частице. Другими слова-ми, одна и та же струна может выступать в роли различных частиц в зависимости от формы

происходящих на ней колебаний. Но говорить о форме колебаний всё же не совсем корректно, потому что эти колебания не механические, а квантовомеханические. Правильнее говорить, что каждой частице соответствует своя квантовая мода. Геометрическая форма — это лишь удобный способ визуализации квантово- механических свойств.

Итак, мы имеем: хорошую новость, плохую новость и очень плохую новость. Струны, обладая разными колебательными модами, способны вести себя как фотоны или как гравитоны. Это хорошая новость. Они могут делать это только в 26-мерном пространстве. Это плохая новость. Кроме того, существуют колебательные моды, приводящие к мнимым массам и превращающие струны в тахионы, которые привносят в теорию нестабильность. Ужаснее этой новости быть не может.

Переход к суперструнам позволяет излечить теорию от тахионов, а заодно снизить коли-чество необходимых измерений с 26 до 10. К тому же суперструны допускают новый тип колебательных мод, заставляющий их вести себя как электроны. Это уже по- настоящему круто.

много чего хотел бы рассказать о суперструнах, но этот рассказ ожидает своей очереди в следующих главах. Сейчас же я предпочту остановиться на вопросе лечения теории от тахионов. Суперструны флуктуируют не просто в пространстве-времени, а значительно более сложным

абстрактным образом. Эти особые виды флуктуаций позволяют решить проблему тахионов, но не так, как вы, возможно, подумали. Тахионы по-прежнему остаются в теории как одно из решений для колебательных мод, обладающих мнимой массой, но фишка в том, что если вы будете рассматривать моды, отвечающие за поведение суперструны как фотона, гравитона, электрона или какой-то другой реальной частицы, то, как бы вы ни сталкивали эти частицы, каким бы образом они между собой ни взаимодействовали, они никогда не порождают тахионы. Тахионы как бы возможны, но они никогда не возникают. И это означает, что теория попрежнему балансирует на лезвии ножа, но существует особый тип симметрии, помогающий сохранять это хрупкое

равновесие. Такой тип симметрии называется суперсимметрией. Физики надеются найти экспериментальные доказательства существования суперсимметрии в ближайшие годы. Если они их найдут, многие из нас поверят в суперструны. Но об этом — в седьмой главе.

1.1 ##?

Таким образом, согласно теории струн наблюдаемые характеристики всех элементарных ча-стиц определяются конкретной модой резонансного колебания внутренних струн. Этот взгляд радикально отличается от точки зрения, которой придерживались физики до открытия теории струн, когда считалось, что различия между фундаментальными частицами обусловлены тем, что они «отрезаны от разных кусков ткани». Хотя частицы считались элементарными, предпола-галось, что они состоят из различного «материала». Так, например, «материал» электрона имел отрицательный электрический заряд, а «материал» нейтрино был электрически нейтральными. Теория струн радикально изменила эту картину, объявив, что «материал» всего вещества и всех взаимодействий является одним и тем же. Каждая элементарная частица состоит из отдельной струны, – точнее, каждая частица представляет собой отдельную струну – и все струны явля-ются абсолютно идентичными. Различия между частицами обусловлены различными модами

резонансных колебаний этих струн. То, что представлялось различными частицами, на самом деле является различными «нотами», исполняемыми на фундаментальной струне. Вселенная, состоящая из бесчисленного количества этих колеблющихся струн, подобна космической сим-фонии.

Виды теории струн

String theory demands that closed strings must exist, though open strings may or may not exist. Some versions of string theory are perfectly mathematically consistent but contain only closed strings. No theory contains only open strings because if you have open strings, you can construct a situation where the ends of the strings meet each other and, voila,` a closed string exists. (Cutting closed strings to get open strings isn’t always allowed.)

2.1 Type I string theory

Type I string theory involves both open and closed strings. It contains a form of symmetry that’s mathematically designated as a symmetry group called O(32). This happens to be the group of rotations and reflections in 32 dimensions. (We’ll try to make that the most mathematics you need to know related to symmetry groups.)

2.2 Type IIA string theory

Type IIA string theory involves closed strings where the vibrational patterns are symmetrical, regardless of whether they travel left or right along the closed string. Type IIA open strings are attached to structures called D-branes (which we discuss in greater detail in Chapter 11) with an odd number of dimensions.

2.3 Type IIB string theory

Type IIB string theory involves closed strings where the vibrational patterns are asymmetrical, depending on whether they travel left or right along the closed string. Type IIB open strings are attached to D-branes (discovered in 1995 and covered in Chapter 11) with an even number of dimensions.

2.4 Two strings in one: Heterotic strings

A new form of string theory, called heterotic string theory, was discovered in 1985 by the Princeton team of David Gross, Jeff Harvey, Emil Martinec, and Ryan Rohm. This version of string theory sometimes combines some features of bosonic string theory with some of superstring theory.

A distinction of the heterotic string is that the string vibrations in different directions resulted in different behaviors. “Left-moving” vibrations resembled the old bosonic string, while “right- moving” vibrations resembled the Type II strings. The heterotic string seemed to contain exactly the properties that Green and Schwarz needed to cancel out anomalies within the theory.

It was ultimately shown that only two mathematical symmetry groups could be applied to heterotic string theory, which resulted in stable theories in ten dimensions: O(32) symmetry and E8 × E8 symmetry. These two groups gave rise to the names Type HO and Type HE string theory.

2.4.1 Type HO string theory

Type HO is a form of heterotic string theory. The name comes from the longer name Heterotic O(32) string theory, which describes the symmetry group of the theory. It contains only closed strings whose right-moving vibrations resemble the Type II strings and whose left-moving vibrations resemble the bosonic strings. The similar theory, Type HE, has subtle but important mathematical differences regarding the symmetry group.

2.4.2 Type HE string theory

Type HE is another form of heterotic string theory, based on a different symmetry group from the Type HO theory. The name comes from the longer name Heterotic E8 × E8 string theory, which describes the symmetry group of the theory. It also contains only closed strings whose right-moving vibrations resemble the Type II strings and whose left-moving vibrations resemble the bosonic strings.

How to Fold Space: Introducing Calabi-Yau Manifolds

The problems of extra dimensions continued to plague string theory, but these were solved by introducing the idea of compactification, in which the extra dimensions curl up around each other, growing so tiny that they’re extremely hard to detect. The mathematics that explain how this might be achieved had already been developed in the form of complex Calabi-Yau manifolds, an example of which is shown in Figure 10-3. The challenge is that string theory

offers no real way to determine exactly which of the many Calabi-Yau manifolds (or a similar type of folded structure) is right!

One suggestion was the solution that had been proposed by Theodor Kaluza and Oskar Klein a half century earlier: The dimensions could be curled up into a very small size.

In 1985, the Calabi-Yau manifolds (created for other purposes years earlier by mathematicians Eugenio Calabi and Shing-Tung Yau) were used by Edward Witten, Philip Candelas, Gary Horowitz, and Andrew Strominger to compactify the extra six space dimensions in just the right way. These manifolds preserved supersymmetry just enough to replicate certain aspects of the Standard Model.

Unfortunately, there are tens of thousands of possible Calabi-Yau manifolds for six dimensions, and string theory offers no reasonable means of determining which is the right one. For that matter, even if physicists could determine which one is the right one, they’d still want to answer the question of why the universe folded up the extra six dimensions in that particular configuration.

Пространство-время из струн

Многое в теории струн происходит похожим образом. На основании характера движения и взаимодействия струн делаются предположения о свойствах пространства-времени. Такой

подход называется теорией струн на мировом листе. Мировой лист — это способ представ-ления движения струн. GPS-трек движения автомобиля представляет собой мировую линию в пространстве-времени. Со струнами всё оказывается сложнее по двум причинам. Во-первых, струны — не точки. Они имеют протяжённость, поэтому, чтобы задать положение струны, вы должны задать положение всех её точек. Во- вторых, струны существуют в 26-мерном или, в лучшем случае, в 10-мерном пространстве, и эти пространственные координаты могут быть искривлены или свёрнуты довольно сложным образом. В отличие от зрителя автогонки, физик не может встать в сторонке и взглянуть оттуда на геометрию пространства-времени. Осмыслен- ные вопросы имеют отношение только к характеру движения и взаимодействия струн. Само же пространство-время в теории струн на мировом листе имеет смысл лишь в аспекте поведения струн, но не само по себе

Мировой лист струны является поверхностью. Если мы проведём по этой поверхности разрез, то получим кривую, которая и представляет собой струну. Разрезая лист разными спо-собами, мы получим набор кривых; этот набор является аналогом набора точек, из которых состоит GPS-трек автомобиля. Каждая точка GPS-трека представляет положение автомобиля

определённый момент времени; аналогично каждая кривая, вырезанная из мирового листа, представляет струну в определённый момент времени.
Хорошей аналогией является представление мирового листа струны как топографической карты, горизонтали которой описывают различные положения струны

в пространстве-времени. Но можно встать на другую точку зрения и сказать, что мировой лист струны — это всё, что у нас есть, а пространство-время — не более чем набор ярлычков

Подведём промежуточные итоги, а затем перейдём к одной из главных изюминок теории струн на мировом листе. Обычно мы представляем струны вибрирующими в пространстве-времени. Но пространство и время не обязаны быть абсолютными понятиями. Даже лучше, если это не так, потому что тогда некий внешний динамический принцип мог бы управлять формой пространства-времени. Именно так и случилось в теории струн. В теории струн на мировом листе пространство-время является просто набором ярлыков, позволяющих описать движение струны. Квантовая механика требует, чтобы эти ярлыки немного колебались. А теперь: ба-рабанная дробь! В конечном итоге выходит так, что вы можете отслеживать эти квантовые флуктуации, только если пространство-время подчиняется уравнениям общей теории относи- тельности. Общая теория относительности — напомню — это современная теория гравитации. Итак, квантовая механика плюс теория струн на мировом листе включают в себя гравитацию. Круто!

Объяснения «отслеживания» квантовых флуктуаций пространственновременных ярлыков на мировом листе уведут нас глубоко в технические дебри, но я могу попытаться объяснить это «на пальцах», используя аналогию с гоночной трассой. Помните, я предположил, что мы могли бы догадаться, что автодром состоит из поворотов и прямых участков, заметив, что ав-томобили тормозят в одних местах трассы и разгоняются в других? Автодром также не имеет острых углов, потому что, чтобы повернуть в таком месте, автомобиль должен почти остано-виться, что противоречило бы духу автогонок. В общей теории относительности тоже почти нет острых углов в пространстве-времени, потому что уравнения ОТО их запрещают. Я говорю

«почти», потому что на самом деле острые углы, или, как их называют теоретики, сингулярно-сти, разрешены, но только за горизонтом чёрных дыр. Интуитивно можно понять отсутствие острых углов в пространстве-времени по аналогии с отсутствием их на автодроме. Струны не могут проходить через сингулярности, так же как гоночные автомобили не могут прохо-дить острые углы трассы без остановки, хотя есть и исключения. Исследование разрешённых типов сингулярности представляет собой отдельный и крайне увлекательный раздел теории струн. Обычно эти сингулярности не могут быть поняты в рамках общей теории относительно-сти, так что теория струн разрешает существование гораздо более богатых классов геометрии пространства- времени, чем теория относительности. Дополнительные геометрии возникают в теории струн в некоторых случаях, связанных с бранами, о которых пойдёт речь в следующей главе.

Браны

Струны имеют две важных особенности. Во-первых, несмотря на конечность простран- ственных размеров, они могут быть непротиворечиво описаны в рамках квантовой механики. Во-вторых, среди резонансных мод колебаний имеется мода, свойства которой в точности совпа-дают со свойствами гравитона: тем самым гарантируется, что

гравитационное взаимодействие представляет собой неотъемлемую часть этой теории. Однако, как мы помним, теория струн показала, что принятое понятие нульмерной точечной частицы оказалось не более чем мате-матической идеализацией, не имеющей отношения к действительности. Не может ли быть так, что бесконечно тонкая одномерная струна представляет собой такую же математическую иде-ализацию? Может быть, одномерная струна на самом деле имеет какую-то толщину, подобно внутренней поверхности двумерной велосипедной шины или, если быть более реалистичными, подобно тонкой трехмерной баранке? Но трудности, с которыми столкнулись Гейзенберг, Дирак

другие в попытках построить квантовую теорию трехмерных фундаментальных комочков, вы-глядели непреодолимыми и вновь и вновь ставили в тупик исследователей, старавшихся пойти столь естественным путем.
Однако в середине 1990-х гг. специалисты по теории струн, используя косвенные и довольно сложные рассуждения, несколько неожиданно установили, что подобные фундаментальные объ-екты действительно играют важную и нетривиальную роль в самой теории струн. Исследователи постепенно осознали, что теория струн содержит не только струны. Важнейшее наблюдение, иг-рающее центральную роль во второй революции в теории суперструн, начатой Виттеном и его коллегами в 1995 г., состоит в том, что теория суперструн в действительности включает в се-бя компоненты различной размерности: элементы, похожие на двумерные фрисби-диски, на трехмерные капли, и даже еще более экзотические конструкции.

концу 1980-х гг. теория струн, по мнению физиков, хотя и приблизилась к построению единой картины Вселенной, но не выдержала экзамен на «отлично». На то были две причи-ны. Во-первых, как вскользь отмечено в главе 7, физики обнаружили, что существует пять различных вариантов теории струн. Напомним, что их называют теориями типа I, типа IIА, типа IIВ, а также теориями гетеротических струн на основе групп О(32) (О-гетеротические

струны) и Е8хЕ8 (Е-гетеротические струны). Многие основные свойства этих теорий совпа-дают: колебательные моды определяют возможные массы и заряды, общее число требуемых пространственных измерений равно 10, их свернутые измерения должны быть многообразиями Калаби-Яу и т.д

Теоретики, занимавшиеся струнами, чувствовали себя неуютно: хоть и впечатляет иметь на руках серьезную кандидатуру на окончательную единую теорию, но если таких кандидатур пять, непонятно, как распределить время на исследование каждой из них.

Вторая причина отклонения от неизбежности более тонкая. Когда физики начинали ис- следовать уравнения любой из пяти теорий, выяснялось, что у этих уравнений действительно много решений, например много возможных способов свертывания дополнительных измерений,

каждое решение соответствует вселенной со своими свойствами. И хотя все эти вселенные возникали в качестве полноправных решений уравнений теории струн, большинство из них, казалось, не имеет никакого отношения к наблюдаемому нами миру.

Хотя предстоит проделать еще много работы, две основные характеристики М-теории уже установлены физиками. Во-первых, М-теория рассматривает одиннадцать измерений (десять пространственных и одно временное). Подобно тому, как Калуца внезапно обнаружил, что одно дополнительное пространственное измерение можно использовать для объединения гравита-ции с электромагнетизмом, теоретики осознали, что одно дополнительное пространственное измерение в теории струн (помимо оставшихся девяти пространственных и одного временного, обсуждавшихся в предыдущих главах) позволяет осуществить более чем удовлетворительный синтез всех пяти вариантов теории струн. Кроме того, это дополнительное измерение возникает не из воздуха: теоретики обнаружили, что выводы о существовании одного временного и девя-ти пространственных измерений, сделанные в 1970-х и 1980-х гг., являются приближенными, а точные вычисления показывают, что одно пространственное измерение в те годы осталось незамеченным.

Второе установленное свойство М-теории состоит в том, что она, кроме колеблющихся струн, включает и другие объекты: колеблющиеся двумерные мембраны и трехмерные капли (последние называют 3-бранами), а также и многие другие составляющие.

Когда подошло время заявленного выступления Эдварда Виттена, он поднялся на кафед-ру и сделал доклад, который вызвал вторую революцию в теории суперструн. Вдохновленный результатами более ранних работ Даффа, Халла и Таунсенда, а также замечательными идеями Шварца, Ашока Сена и других теоретиков, Виттен объявил о новой стратегии выхода за рамки теории возмущений в теории струн. Главным элементом этой стратегии было понятие дуально-сти. Физики используют это понятие для описания теоретических моделей, которые кажутся различными, но приводят к идентичным физическим следствиям. Есть «тривиальные» примеры дуальности, в которых совершенно одинаковые теории могут казаться различными лишь вслед-ствие того, как эти теории представлены. Человек, понимающий только английский язык, не поймет, что речь идет о теории относительности, если объяснять ему эту теорию на китайском языке. Однако физик, свободно владеющий обоими языками, легко переведет ее на свой язык и установит эквивалентность двух теорий. Мы называем этот пример «тривиальным», поскольку с точки зрения физики при переводе не обнаруживается ничего нового. Для владеющих разны-

ми языками теоретиков получить новый результат в теории относительности одинаково сложно вне зависимости от того, на каком языке эта теория сформулирована. Переход от английского

китайскому и обратно не приводит к появлению новых физических результатов. Нетривиальными являются те примеры дуальности, в которых различные описания одной и

той же ситуации приводят к различным взаимодополняющим физическим выводам и матема-тическим методам исследования. На самом деле, выше мы уже дважды сталкивались с такими примерами. В главе 10 обсуждалось, что теория струн во вселенной с циклическим измерением радиусом R может быть с тем же успехом описана в рамках теории во вселенной с цикличе-ским измерением радиусом 1/R. Геометрически два варианта различны, но физические явления оказываются

совершенно идентичными. Второй пример – зеркальная симметрия. Имеются два различных многообразия Калаби-Яу в дополнительных шести пространственных измерениях, но две вселенные, кажущиеся на первый взгляд совершенно разными, имеют одни и те же фи-зические свойства. Существенным отличием от перевода с одного языка на другой является то, что эти дуальные описания могут привести к новым физическим результатам, например, к предсказаниям минимального размера циклического измерения или переходов с изменением топологии в теории струн.

своей лекции на конференции «Струны-95» Виттен привел пример нового и фундамен- тального типа дуальности. Как кратко отмечено в начале этой главы, он предположил, что пять теорий струн, имеющих совершенно разную структуру, на самом деле являются лишь разными способами описания одного и того же физического мира. Работая с пятью теориями струн, мы просто смотрели в пять разных окон, обращенных в сторону одного теоретического фундамен-та. До событий середины 1990-х гг. возможность существования дуальности такого масштаба была одной из лелеемых физиками идей, о которой можно было упоминать лишь шепотом

– настолько она представлялась фантастической. Если две теории существенно расходятся в деталях формулировки, трудно вообразить, что эти теории могут быть просто двумя разными описаниями одной и той же физической реальности, лежащей в основе. Тем не менее, с развити-ем теории струн появляются все более убедительные свидетельства в пользу того, что все пять теорий струн являются дуальными. Кроме того, как будет пояснено ниже, из доводов Виттена следует, что в физике есть место и для шестой теории.

Эти результаты тесно переплетены с вопросами о применимости методов теории возмуще-ний, обсуждавшихся в конце предыдущего пункта. Причина в том, что пять теорий струн сильно отличаются друг от друга, если в каждой из них предполагается наличие слабой связи, т. е. если константа связи меньше 1. Долгое время физики опирались на теорию возмущений, в рамках которой невозможна постановка вопроса о том, какими будут свойства любой из теорий, если окажется, что константа связи в этой теории больше 1, т. е. связь будет сильной. По утвер-ждениям Виттена и других исследователей, сейчас можно ответить на этот важнейший вопрос. Их результаты убедительно свидетельствуют о том, что для сильной связи в каждой из теорий (включая шестую теорию, которую мы опишем ниже) есть дуальное описание в терминах слабой связи в другой теории, и наоборот.

Чтобы яснее понять смысл последнего утверждения, можно взять на вооружение следующую аналогию. Представим себе двух, мягко говоря, слегка чудаковатых индивидуумов. Один из них

обожает лед, но, как ни странно, никогда не видел воды. Второй обожает воду, но, что не менее странно, никогда не видел льда. Однажды они встречаются и решают отправиться в поход по пустыне. В начале похода каждый из них изумлен снаряжением другого. Любитель льда пленен гладкой поверхностью прозрачной жидкости, которую принес с собой любитель воды, а любителя воды странным образом притягивают твердые кубики, принесенные любителем льда. Ни один из них и не подозревает о близком родстве между льдом и водой; для них эти субстанции совершенно различны.

Но, продвигаясь по палящей жаре пустыни, они поражены тем, что лед начинает медленно превращаться в воду. А позже, дрожа от дикого холода пустынной ночи, они столь же сильно поражены тем, что жидкая вода начинает медленно превращаться в твердый лед.

тут до них доходит, что вода и лед, которые они считали совершенно разными веществами, тесно связаны между собой.
Дуальность в пяти теориях струн в чем-то похожа на этот пример: грубо говоря, константы связи струны играют роль, аналогичную температуре в пустыне. Подобно воде и льду, любые две из пяти теорий с первого взгляда кажутся совершенно различными. Но при изменении соответствующих констант связи эти теории превращаются одна в другую. Так же, как лед превращается в воду при увеличении температуры, одна из теорий переходит в другую при увеличении константы связи. Эта аналогия, в конце концов, может привести нас к выводу о том, что все теории струн являются дуальными описаниями единой структуры – аналога Н2О для воды и льда.

Итак, посмотрим, где мы находимся. К середине 1980-х гг. физики построили пять теорий суперструн. При исследовании приближенными методами теории возмущений свойства пяти теорий казались различными. Однако эти приближенные методы применимы лишь тогда, когда константа связи струны меньше 1. Ожидалось, что константу связи в каждой теории можно будет вычислить точно, но из вида приближенных уравнений для констант стало ясно, что такое вы-числение в настоящее время невозможно. Поэтому физики направили свои усилия на изучение всех пяти теорий в допустимых диапазонах соответствующих констант связи, как для констант, меньших 1, так и больших 1, т.е. при слабой и при сильной связи. Однако попытки определить свойства любой из этих теорий в области сильной связи на основе традиционных методов теории возмущений оказались тщетными. В настоящее время физики научились рассчитывать опре-деленные характеристики каждой теории струн в области сильной связи, используя мощный формализм суперсимметрии. Ко всеобщему изумлению всех теоретиков, свойства теории О-гетеротических струн в области сильной связи оказались идентичными свойствам теории струн типа 1 в области слабой связи, и наоборот. Более того, свойства теории струн типа IIВ в области сильной связи оказались идентичными свойствам той же теории в области слабой связи. Эти неожиданные открытия побуждают нас, следуя Виттену, перейти к анализу двух оставшихся теорий струн, струн типа IIА и Е-гетеротической струны, и выяснить, как эти теории вписыва-ются в общую картину. И здесь нас ожидают еще более удивительные неожиданности. Для того чтобы подготовиться к ним, необходимо совершить краткий исторический экскурс.

Это утверждение не обесценивает ни одного из выводов предыдущих глав, но побуждает рассмотреть их в рамках нового формализма. Возникает, например, вопрос, как можно со-стыковать новые результаты с тем, что в теории струн требуется одно временное и девять

пространственных измерений? Что же, как обсуждалось в главе 8, это ограничение возника-ет при расчете числа различных направлений, в которых может колебаться струна, и число измерений выбирается так, чтобы квантово-механические вероятности гарантированно имели осмысленные значения. Новое измерение не является

измерением, в котором может колебать-ся Е-гетеротическая струна, так как оно зафиксировано в самой структуре «струны». Кроме того, в формализме теории возмущений, который использовался физиками для вывода ограни-чения на число пространственно-временных измерений, предполагалась, что константа связи Е- гетеротической струны мала. И хотя это было осознано гораздо позднее, в таком предполо-жении неявно используются два взаимосогласованных приближения: малая ширина мембраны на рис. 12.7, при которой она выглядит, как струна, и малый размер одиннадцатого измерения, не влияющий на вид уравнений теории возмущений. В рамках этой приближенной схемы мы вынуждены представлять себе Вселенную десятимерной и заполненной одномерными струнами. Теперь мы видим, что она 11- мерная и заполнена двумерными мембранами.

Но что представляет собой 11-мерная теория? Согласно Виттену и другим исследователям, при низких (по сравнению с планковской) энергиях она аппроксимируется почти позабытой все-ми 11-мерной квантово-полевой теорией супергравитации. А как же тогда описать эту теорию при высоких энергиях? Сейчас этот вопрос тщательно исследуется. Как показано на рис. 12.7

12.8, в такой 11-мерной теории существуют двумерные протяженные объекты – двумерные мембраны. Как мы вскоре увидим, важную роль играют и протяженные объекты других раз-мерностей. Однако об этой 11-мерной теории ничего не известно, кроме набора разнородных фактов. Являются ли мембраны ее фундаментальными объектами? Каковы ее определяющие свойства? Благодаря каким ее свойствам она может быть связана со знакомой нам физикой? Ес-ли соответствующие константы связи малы, то лучшие ответы, которые можно дать сейчас, уже описаны в предыдущих главах, так как при малых константах связи мы возвращаемся обратно к теории струн. Но для больших констант связи в настоящее время ответов не знает никто.

Есть старая притча о трех слепцах и слоне. Первый слепец ощупывает бивень слона и го-ворит, что чувствует что-то гладкое и твердое. Второй держится за ногу и описывает что-то шероховатое и мускулистое. Третий слепец держит слона за хвост и говорит о чем-то гибком и хилом. Слыша описания других слепцов, каждый из них думает, что держится за другое живот-ное. Много лет физики были столь же слепы и думали, что разные теории струн действительно являются разными. Но теперь, благодаря второй революции в теории суперструн, наступило прозрение, и они поняли, что все пять теорий струн являются частями тела одного огромного «слона» – М-теории.

Когда на территории одного из пяти полуостровов на теоретической карте рис. 12.11 кон-станта связи струны мала, фундаментальный объект в этой теории выглядит как одномерная струна. Сейчас, однако, у нас появилась новая точка зрения. Если начать двигаться из области Е-гетеротических струн или струн типа НА, увеличивая значения соответствующих констант связи, то постепенно мы сместимся к центру карты рис. 12.11, и объекты, казавшиеся одно-мерными струнами, начнут вытягиваться, превращаясь в двумерные мембраны. Более того, в результате более сложной последовательности преобразований дуальности, включающих как изменения констант связи струн, так и изменения вида свернутых измерений, можно беспре-

пятственно перейти из любой точки на рис. 12.11 к любой другой ее точке. А так как двумерные мембраны, которые мы открыли, рассматривая Е-гетеротические струны и струны типа ПА, нам будут сопутствовать при переходе к любой из трех других формулировок, мы приходим к выводу, что двумерные мембраны на самом деле присущи любой из пяти формулировок теорий струн.

Чтобы разобраться в каждой из формулировок теории струн, не прибегая к теории возму-щений, теоретики во многом опирались на принципы суперсимметрии. В частности, характе-ристики БПС-состояний, массы и заряды частиц в этих состояниях, однозначно определяются суперсимметрией, и это позволило понять некоторые свойства теории в области сильной свя-зи без необходимости проведения прямых вычислений невообразимой сложности. На самом деле, благодаря пионерским работам Хоровица и Строминджера, а также последующей заме-чательной работе Польчински, о БПС-состояниях мы знаем даже больше. В частности, нам не только известны их заряды и массы, но имеется ясное представление о том, как эти состоя-ния выглядят. И последнее, возможно, самое удивительное. Некоторые из БПС-состояний – одномерные струны. Другие представляют собой двумерные мембраны. Пока все действую-щие лица знакомы. И вот – сюрприз: некоторые состояния трехмерны, четырехмерны,. . . На самом деле диапазон возможных пространственных размерностей включает все значения до девяти включительно. Теория струн или теория, которую сейчас называют М-теорией (какое бы окончательное название ей ни дали), в действительности содержит протяженные объекты целого ряда пространственных измерений. Протяженные трехмерные объекты физики назвали 3- бранами, протяженные четырехмерные – 4-бранами, и так далее до 9-бран (в общем случае для протяженного объекта, имеющего р пространственных измерений, физики придумали не очень благозвучный термин р-брана). Иногда, используя эту терминологию, струны называют 1-бранами, а мембраны – 2-бранами. Тот факт, что все эти протяженные объекты являются равноправными объектами теории, побудил Пола Таунсенда провозгласить «демократию бран».

Браны 2

Есть ещё одно важное следствие: электрон имеет электрический заряд из-за калибровочной симметрии. Последнее лучше всего проиллюстрировать аналогией между калибровочной и вра-щательной симметрией. Калибровочная симметрия электрона настолько похожа на вращатель-ную симметрию, что иногда даже говорят о калибровочном «вращении». И вот это абстрактное квантовомеханическое «вращение» электрона и есть, по сути, его электрический заряд. Заряд электрона отрицателен, а заряд позитрона положителен, — это означает, что они в абстрактном калибровочно- симметричном смысле «вращаются» в разные стороны.

Оказывается, что введение дополнительных измерений позволяет сделать предыдущий раз-говор более предметным. Допустим, что дополнительное измерение имеет форму кольца, и представим, что частица движется в этом измерении по окружности. Она может двигаться как по часовой стрелке, так и против. Если это кольцо очень-очень мало, мы не сможем обнаружить движение в этом измерении, но тем не менее частица будет вращаться в этом измерении либо в одну, либо в другую сторону. Двигаясь в одном направлении, частица будет иметь положи-

тельный заряд, двигаясь в другом — отрицательный. Представляя дополнительные измерения

виде миниатюрных колец, или, как принято говорить, свёрнутых измерений, мы не должны удивляться тому, что их калибровочная симметрия настолько похожа на вращательную. Ка-либровочная симметрия электрического заряда — фактически то же самое, что и симметрия окружности. Частица может двигаться в этом измерении только в двух возможных направле-ниях — условно говоря, по часовой стрелке и против. Соответственно в природе существуют только два электрических заряда: положительный и отрицательный.

Идея представить электрический заряд в виде движения в свёрнутом измерении была пред-течей теории струн. Ей почти сто лет, но за это время никому не удалось что- нибудь реально посчитать на её основе. Часть великого замысла теории струн как раз и состоит в том, чтобы заставить упомянутую идею работать, но у нас есть много дополнительных измерений, чтобы поиграть с ними, и это вселяет некоторую надежду. То есть независимо от того, правилен наш подход или нет, следует признать, что электрический заряд и электромагнитные взаимодействия фундаментально связаны с вращательной симметрией и с движением по окружности.

Может показаться, что мы слишком далеко ушли от D-бран, но это не так. D-браны как раз служат примером тому, о чём мы только что говорили. Как мы видели, D-браны обладают вращательной симметрией. Вспомним хотя бы сравнение D1-браны с флагштоком посреди тротуара, имеющим ту же симметрию, что и окружность. Вращательная симметрия помогает объяснить многие свойства D-бран, но и калибровочная симметрия играет огромную роль. Вот первый намёк на связь D-бран и калибровочной симметрии: если мы возьмём D1-брану, представляющую собой прямую, и «стукнем» по ней в определённом месте, то от места удара

разные стороны побегут два небольших возмущения. Эти возмущения будут двигаться со скоростью света, ведя себя как безмассовые частицы, и ничто не заставит их остановиться. Мы уже знаем, что безмассовые частицы, такие как фотоны, обладают калибровочной симметрией, и калибровочная симметрия заставляет их быть безмассовыми. То же самое происходит и с возмущениями на D1-бране. Я, конечно, сильно всё упрощаю, потому что возмущения на D1-бране, конечно же, совсем не похожи на фотоны. Например, они не имеют спина, но если мы рассмотрим такие же возмущения на D3-бране, то некоторые из них будут иметь спин и с математической точки зрения ничем не будут отличаться от фотонов. Как только этот факт был установлен, физики тут же кинулись строить модели мира, в которых он представляет собой D3-брану. Правда, всё ещё остаются дополнительные измерения, но мы не можем их наблюдать, поскольку мы застряли на бране. Кажется, что достаточно оснастить эту брану фотонами, и идея будет вполне жизнеспособной. Всё, что нам нужно для полного удовлетворения, это ещё пятнадцать или около того элементарных частиц. К сожалению, D3-брана сама по себе не обеспечивает их существования. В настоящее время в этом направлении ведутся интенсивные исследования, цель которых состоит в том, чтобы выяснить, какие ещё ингредиенты нам нужны для построения мира на D3-бране.

Струнные теоретики возлагают большие надежды на то, что все наши представления о заряде и калибровочной симметрии могут просто вытекать из скрытой многомерной природы мира.

24. Некоторые концептуальные аспекты философии техники

Проблемы философии техники.
Вопросы 1-5: смысл и взаимосвязь между понятиями прибор, устройство, установка, машина, механизм, техника, технология.

Определения (из словаря Ожегова)

УСТРОИТЬ, -ою, -оишь; -оенный; сов. 1. что. Сделать, создать, организовать. У.
запруду. У. концерт. 2. что. Учинить, вызвать своими действиями. У. переполох. У. кому-н. неприятность. 3. что. Наладить, придав нужный вид, установить порядок. У свои дела. У. жизнь по-новому. 4. что кому. Получить, достать, осуществить что-н. нужное для кого-н. (разг.). У. билеты на премьеру. 5. кого (что). Поместить, определить куда-н. У. на работу. У. в интернат. 6. кого (что). Оказаться удобным, подходящим для кого-н. Такое решение меня не устроит. П несов. устраивать, oаю, -аешь. II сущ. устроение, -я, ср. (к 1 и 3 знач.; книжн.) и устройство, -а, ср. (к 1, 3 и 5 знач.). II прил. устроительный, oая, oое (к 1 знач.). УСТРОИТЬСЯ, -оюсь, -бишься; сов. 1. (1 и 2 л. не употр.). Наладиться, прийти в
порядок. Семейная жизнь устроилась. 2. Поступить куда-н. (на работу). У. на завод. 3. Расположиться где-н., наладить свою жизнь в каком-н. месте. Хорошо у. в новой квартире. У. спать на сеновале. Неплот устроился (часто ирон.). и несов. устраиваться, -аюсь, -аешься. II сущ. устройство, -а, ср. (ко 2 знач.).
УСТРОЙСТВО, -а, ср. 1. см. устроить, -ся. 2. Расположение, соотношение частей, конструкция чего-н. Удобное у. помещения. Прибор сложного устройства. 3. Установленный порядок, строй. Государственное у. Общественное у. 4. Техническое сооружение, механизм, машина, прибор. Решающее у. Регулирующее у.
ПРИБОР, -а,м. 1. Приспособление, специальное устройство, аппарат для производства какой-н. работы, управления, регулирования, контроля, вычислений. Измерительный п. Электрические приборы. Световые приборы. 2. Набор принадлежностей для чего-н. Бритвенный п. Письменный п. Столовый п. II прил. приборный, -ая, -ое (к 1 знач.). П. щит. Приборные масла.
УСТАНОВИТЬ, -овлю, -бвишь; -овле-нный; сов., что. 1. Поставить надлежащим
образом; смонтировать. У. прицел. У. приборы, оборудование. 2. Назначить, утвердить, ввести в действие. У. новое расписание. У. дни отдыха. Выполнить работу в установленные сроки. 3. Устроить, осуществить. У. связь с кем-н. 4. Доказать, выяснить, обнаружить. У. факт. У. истину. II несов. устанавливать, -аю, -аешь. II сущ. установление, -я, ср. (ко 2, 3 и 4 знач.) и установка, -и, ас. (к 1 знач.). II прил. установочный, -ая, -ое (к 1 знач.). УСТАНОВКА, -и, ж. 1. см. установить. 2. Установленный, смонтированный где-н. механизм, приспособление или система механизмов, приспособлений. Заводские установки. Самоходная артиллерийская у. 3. Цель, направленность к чему-н. У. на высокое качество продукции. Целевая у. программы. 4. Руководящее указание, директива. У. вышестоящих органов. Дать, получить установку. II прил. установочный, -ая, ое (к 3 и 4 знач.).
МАШИНА, -ы, ж. 1. Механическое устройство, совершающее полезную работу с преобразованием энергии, материалов или информации. Электрическая м. Вычислительная м. Транспортные м. Паровая м. Вязальная, швейная м. М. времени (в научной фантастике: устройство, способное переносить человека из одной эпохи в другую). 2. перен. Об организации, действующей подобно механизму, налаженно и четко. Государственная м. Военная м. 3. То же, что автомобиль. Служебная, личная м. Гараж для машины. 4. У спортсменов: мотоцикл, велосипед. II прил. машинный, -ая, -ое (к 1 знач.). М. перевод (перевод, осуществляемый электронной вычислительной машиной). Машинное время (в вычислительной технике: время, затрачиваемое электронной вычислительной машиной на определенную работу). МАШИНАЛЬНЫЙ, -ая, -ое; -лен, -льна. Бессознательный, непроизвольный. М. жест. Отвечать машинально (нареч.). II сущ. машинальность, -и, ж. МЕХАНИЗМ, -а, м. 1. Внутреннее устройство (система звеньев) машины, прибора, аппарата, приводящее их в действие. Звено механизма. М. часов. Заводной м. 2. перен. Система, устройство, определяющие порядок какого-н. вида деятельности. Государственный м. 3. перен. Последовательность состояний, процессов, определяющих собою какое-н. действие, явление. М. кровообращения, II прил. механический, -ая, -ое (к 1 знач.). ТЕХНИКА, -и, ж. 1. Круг наук, связанных с изучением и созданием средств
производств, орудий труда. 2. Совокупность средств труда, знаний и деятельности, служащих для создания материальных ценностей. Передовая т. Овладеть техникой. 3. Совокупность приемов, применяемых в каком-н. деле, мастерстве. Музыкальная т. Т. шахматной игры. Т. делопроизводства. 4. собир. Машины, механические орудия, устройства.

Ремонт техники. * Техника безопасности - система технических мероприятий, обеспечивающих здоровые и безопасные условия труда. Дело техники (разг.) - говорится, когда достижение результатов зависит только от умелого исполнения, от оперативности. Директор согласен, остальное - дело техники. II прил. технический, -ая, -ое. Технические науки. Т. прогресс. Т. надзор. Техническая эстетика (в конструировании).
ТЕХНОЛОГИЯ, -и, ас. Совокупность производственных методов и процессов в определенной отрасли производства, а также научное описание способов производства. Г. производства. Т. волокнистых веществ. Нарушение технологии. II прил. технологический, - ая, -ое. Т. процесс. Технологические требования.

1) Тождественны ли следующие понятия: прибор, устройство, установка, машина, механизм,

техника
С одной стороны понятия прибор, устройство, установка, машина, механизм, техника имеют схожий смысл, но есть следующие соотношения:
Устройство — техническое сооружение.
Механизм — часть устройства. В свою очередь устройство — это тоже механизм. Установка — один или несколько смонтированных механизмов
Машина — вид устройства, для работы
Прибор — вид устройства, для управления, измерения

2) Является ли Большой адронный коллайдер: прибором, устройством, установкой,

механизмом, техникой? Почему?
БАК является устройством, т. е. Техническим сооружением.
Следовательно БАК также — механизм. (Приделать его к чему-то — наверное интересно)
БАК в свою очередь состоит из горы механизмов, собранных воедино. Значит он и установка.
Цель работы БАК — измерения, значит он и прибор.

3)Являются ли садовые грабли: устройством, механизмом, техникой? Почему? Грабли — это устройство, следовательно и механизм.

4)Можно ли технику понимать просто как совокупность устройств? Или это гораздо более глубокое и широкое понятие, включающее в себя, в том числе. социальные, психологические, экономические и др. аспекты?

Можно сформулировать ещё одну методологическую проблему

(она возникла под влиянием культурологических исследований, которые в последние годы все больше оказывают влияние на философию техники), а именно, входит ли понимание техники, то есть сугубо психологический и культурный феномен, в сущность техники? Культурологические исследования показывают, что, например, в архаической культуре орудия, простейшие механизмы и сооружения понимались в анимистической картине мира. Древний человек думал, что в орудиях (оружии, также, впрочем, как в архаических произведениях “искусства” — рисунках, скульптурных изображениях, масках и т. д.) присутствуют духи, помогающие или препятствующие человеку, что действия по изготовлению или использованию орудий предполагают воздействие на эти духи (жертвоприношение или уговоры-заговоры), иначе ничего не получится или орудие вырвется из-под власти человека и повернется против него. И не просто думал, подобное анимистическое осмысление техники предопределяло сущность и характер всей древней технологии. В этом смысле в древнем мире техника совпадала с магией, а технология была насквозь сакральной.

Соответственно формирование техники в современной культуре Нового времени привело к тому, что современный человек видит В технике действие законов природы и свое собственное инженерное творчество. И дело не просто в умозрительном

понимании, особой трактовке техники, речь идет о ее культурном существовании и бытии. Как дух техника (орудие, механизм, машина) живет по одной “логике”, имеет одни степени свободы, как проявление божественного творчества (средневековое понимание) — по другой “логике”, как процесс (сила, энергия) природы — по третьей. В культуре техника живет и развивается не столько по “законам нужды и необходимости”, сколько по логике существования идей, культурных форм сознания, смысловых представлений мира (картин мира).

(sic! этому вопросу и посвящена монография!)

5)Как связаны техника и технологии?
Однако в понятии “технология” можно уловить еще два смысла,

отсутствующие в эспиносовской концепции. Технология, действительно, все же как-то связана с техникой, и кроме того, не просто с техникой, а с цивилизационными завоеваниями, которыми мы обязаны естественным и техническим наукам, технике и техническим изобретениям.

С понятием технологии связан такой смысл как возможность целенаправленного повышения эффективности техники. И не только техники. Дальнейший анализ показал, что цивилизационные завоевания, достижение новых эффектов труда` связаны не только с новой техникой, но также с новыми формами кооперации, организации производства или деятельности, с возможностями концентрации ресурсов, с культурой труда, с накопленным научно-техническим и культурным потенциалом, с энергией и целеустремленностью усилий общества и государства и т.д. Постепенно под технологией стали подразумевать сложную реальность, которая в функциональном отношении обеспечивает те или иные цивилизационные завоевания (то есть является механизмом новаций и развития), а по сути представляет собой сферу целенаправленных усилий (политики, управления, модернизации, интеллектуального и ресурсного обеспечения и т.д.), существенно детерминируемых, однако, рядом социокультурных факторов.

Вопросы 6, 7, 9: человек как техника
6) Техника как продолжение органов человека

<помимо того, что приходит на ум>
Эрнст Капп (1808-1896) — принцип органопроекции (повергся критике П.К. Энгельмейером). Человек во всех своих созданиях бессознательно воспроизводит свои органы и сам познает себя, исходя из этих искусственных созданий.
Критика: молоток,топор — ОК.
А стрела? А паровой двигатель?

Формулируя свой антропологический критерий, Эрнст Капп подчеркивает: каковы бы ни были предметы мышления, то, что мысль находит в результате всех своих исканий, всегда есть человек. Поэтому содержанием науки в исследовательском процессе вообще является ничто иное, как возвращающийся к себе человек. Капп считает, что именно в словах древнегреческого мыслителя Протагора — “Человек есть мера всех вещей” — был впервые сформулирован антропологический критерий и сформировано ядро человеческого знания и деятельности. Именно благодаря тому, что человек мыслит себя в природе и из природы, а не над ней и вне ее, мышление человека становится согласованием его физиологической организации с космическими условиями.

7) Био и техника. Являются ли живые организмы техническими устройствами? Почему? А биотехническими устройствами? И действительно, все высшие живые организмы имеют различные органы, представляющие собой рычаги (лапы, руки), шарниры (коленные и локтевые суставы) и т.д.

А если исходить из определения техники как сложного устройства, созданного человеком для определенных целей (в основном – для повышения своих возможностей)? Отсюда могут следовать следующие любопытные следствия. Например, живое как биотехническое устройство, создано для осуществления каких-то определенных целей. Сразу возникают вопросы для каких целей и кем создано?

9) Верно ли, что человек постепенно превращается в техническое устройство? Киборгизация, биотехнизация человека (в частности, трансплантация органов) и т. д.

Вопросы 8, 10, 11, 12, 13: влияние техники на человека
10)О техногенной среде (обитания). Меняет ли она психику человека? Самого человека?

Влияние технического развития на человека и его образ жизни менее заметно, чем на природу. Тем не менее оно существенно. Здесь и полная зависимость человека от технических систем обеспечения (начиная от квартиры), и технические ритмы, которым должен подчиняться человек (производственные, транспортные, коммуникационные — начало и окончание программ, скорости процессов, кульминации), и потребности, которые исподволь или явно (реклама) формируют технические новации.

11)Каковы глобальные футурологические тенденции дальнейшего развития техники. Придётся иметь дело с кризисом техногенной цивилизации, а именно кризисами: экологическим, эстахологическим, антропологическим, к. культуры и др. технологическая сингулярность

8)Верно ли, что человек все большее время общается с техникой, а не с другими людьми? Конечно, в настоящее время все еще больше с людьми, но все больше с помощью техники (ТВ, компьютеры, мобильники, смартфоны и т.д.), но тенденция в том, что с усложнением техники (а тем более с появлением ИИ), возможно, будет только с техникой.

Но это означает, что средой обитания человека все больше становится техносреда (и она все больше доминирует), а человек становится ее элементом (составной частью).

12)Интеллект и техника. Верно ли, что существование интеллекта с необходимостью приводит к созданию и развитию техники?
13)Можно ли утверждать, что техника – необходимый и объективный этап эволюции человечества? Любой разумной цивилизации?

25. Антропный принцип

Ранее: Земля, человек – центр мироздания

В 1543г: Коперниканский Поворот – Солнце в центре. Мы, Земля не являемся чем-то выделенным.

Но потом опять назад:

1973 г. Б. Картер, Слабый АП: «Наше положение во Вселенной с необходимостью является привилегированным в том смысле, что оно должно быть совместимо с нашим существованием в качестве наблюдателей» - тупо логика. Констатация факта.

Сильный АКП: «Вселенная (и, следовательно, фундаментальные постоянные, от которых она зависит) должна быть такой, чтобы в ней на некотором этапе эволюции допускалось существование наблюдателей.

Если вопрос: почему мы существуем в этом месте и в это конкр. Время – ответ: Потому что Вселенная ПОЗВОЛИЛА нам тут существовать. Не только для человека, для любой жизни.

Если место и время => то законы физики также позволяют нам дышат

Так, если бы гравитационная постоянная (G) была чуть слабее, чем она есть, то все звезды были бы красными карликами. Напротив, если бы гравитационная постоянная (G) была чуть больше, то главная последовательность звезд целиком состояла бы из голубых гигантов, что означало бы отсутствие звезд средней массы типа нашего Солнца, из чего следовала, в свою очередь, невозможность возникновения во Вселенной разумных существ.

Размерность пространства, Значения масс электрона, протона и

нейтрона,

Резонанс в ядре

Существование дейтрона и несуществование дипротона,

углерода-12

Но есть и параметры, которые безразличны к возникновению жизни: масса нейтрино Состояние Хойла у ядра углерода.

Сильный => Слабый, Но из Слабого не => Сильный !

Есть две точки зрения – АП может подстегнуть новые научные открытия VS он только мешает.

Почему квазары настолько яркие? Потому что иначе, мы бы не смогли их наблюдать))

которых приводят

к возникновению большего числа чёрных дыр, и эти же

параметры, по предположению

Смолина, благоприятствуют возможности

зарождения жизни.

Ряд физиков и философов отнеслись к идее Смолина достаточно скептически.

Оппонентом

менее, оценил эту

Смолина выступил известный космолог Леонард Сасскинд, который, тем не

. Дискуссия Смолина и Сасскинда (2004)

о роли антропного

гипотезу достаточно высоко

[28]

принципа в науке вызвала большой интерес научной общественности.

Философские оценки

необязательно[30].
коренные причины «точной настройки» Вселенной:

Станислав Лем написал, что этот принцип, понимаемый буквально, объясняет

неизвестное

Вселенной, а не люди,

через неизвестное, к тому же по логике порочного круга. С тем же

основанием можно

утверждать про любой предмет, что именно он является «целью»

например, почтовые марки, хотя их существование для

Вселенной совершенно

Известный космолог Мартин Рис заметил, что антропный принцип сам по себе не

раскрывает

На меня производит впечатление метафора канадского философа Джона Лесли.

«Представьте себе, что вы стоите перед расстрельной командой. Пятьдесят человек в вас

целятся, но все промахиваются. Если бы кто-то не промахнулся, вы бы не выжили и не

смогли

будете искать

бы задуматься об этом. Но вы не можете это просто забыть — вы озадачены и

причины своего фантастического везения»

Антиномии И. Канта и антропный принцип

Антиномичность познавательной ситуации наиболее полно выразил, как известно, И. Кант. Он разделил мир на наблюдаемый и ненаблюдаемый, причем определил жесткие ограничения на познаваемость (наблюдаемость) «вещей-в-себе». Отсюда — его антиномии. По Канту, физическая Вселенная является синонимом феноменального (наблюдаемого) мира человека. А так как этот мир включает наблюдателя, он должен быть приспособлен для его существования. Так, кантовский мир «вещей для нас» приспособлен для человека, для его познавательной деятельности.

Отметим, что имеется своего рода кантовская модель АП в двух вариантах: слабый АП признает, что ноуменальный (ненаблюдаемый) мир должен обладать определенными свойствами, такими чтобы создания наподобие нас могли существовать; сильный АП подразумевает, что воспринимаемый нами мир выделяется из ноуменального. Кант предложил, ввиду непознаваемости (и ненаблюдаемости) «вещей-в-себе», создавать их идеальный образ, идеал.

Антиномии возникли, когда встал вопрос перехода «от механизмов к организмам». Одним из главных вопросов, поставленных Кантом, стал вопрос о «возможности метафизики как науки». Речь, по сути, свелась к принципиальному различию знаний о феноменах и знаний о ноуменах. В первом виде знаний имеет место строгая корреляция способа познания и предмета познания (феномены), а во втором такая

корреляция отсутствует, поскольку ноуменам как предмету познания не соответствует ни один рациональный, научный способ познания (в этом случае Кант, как известно, отдал
предпочтение вере, а не знанию). Историческую ограниченность,
относительность способов познания Кант интерпретировал как ограниченность человеческого разума вообще.

По мнению авторов статьи, должна существовать система, называемая «наблюдатель» (даже если она результат случайности), для того чтобы играть роль «судьи» в существовании «вещей-в-себе» (сфера сущности, ненаблюдаемое). Назовем такой аргумент самоссылающимся: я такой, следовательно, мир должен быть таким же, чтобы я в нем мог существовать; он относится к категории аргументов, к которой принадлежат все аргументы АП. В рамках его нужно определиться с условиями, в которых может существовать наблюдатель. Как только эти условия научно определены, «вещи в себе» начинают раскрывать свои тайны. «Наблюдатель» Канта таков, точнее, он находится в таких условиях, что принципиально не способен познать «вещи-в-себе». Гегелевский «наблюдатель» (мировой разум), напротив, поставлен в исключительные условия, гарантирующие ему абсолютную истину. Существенный прорыв в направлении принципиального снятия кантовских антиномий был совершен в середине XX в. теорией самоорганизации и синергетикой (И.Р. Пригожин, Г. Хакен, С.П. Курдюмов и др.). В работе Э. Янча «Самоорганизующаяся Вселенная» [8] ярко и на высоком научно-философском уровне описан переход «от механизмов к организмам», к открытым сложным системам. В основе концепции Янча новый стиль научного мышления — нелинейное мышление (см. также известные примеры нелинейного мышления: «теория колебаний» Л.И. Мандельштама, вероятностное прогнозирование и т.п.). Стоит также упомянуть концепцию гиперциклов М. Эйгена (формирование протожизни в виде самовоспроизводящихся сложных полимерных соединений)

26. Проблема времени в квантовой гравитации и квантовой космологии

Наиболее остро проблема времени стоит при описании мира в двух крайностях: на самых больших масштабах (квантовая космология) и самых малых (квантовая гравитация). Перечислим вкратце основные трудности этих областей.

Квантовая космология

Важное уравнение квантовой космологии — уравнение Уилера – ДеВитта. Выглядит оно просто и знакомо

— как будто Уравнение Шрёдингера, из которого убрали часть, связанную с эволюций во времени: H(x) =0. Оно выглядит понятным, если принять, что гамильтониан всей вселенной равен нулю. Следует отметить, что гамильтониан и волновая функция отличаются от тех, что имеют место в нерелятивистской квантовой теории.

Как уже было отмечено, временная часть уравнения отсутствует. Значит, отсутствует и зависимость от времени решения, что приводит к парадоксам. ДеВитт по этому поводу говорил, что парадокса тут нет, потому что для всей вселенной не существует внешнего наблюдателя, который бы мог измерить время. Понятие эволюции неприменимо ко всей Вселенной в целом. Однако время можно ввести следующими способами:

1) Можно выделить наблюдателя с часами. Тогда состояние остальной части Вселенной зависит от этих часов, и время таким образом появляется. ДеВитт говорил: “Вселенная, наблюдающая сама себя”. Эйнштейн по этому поводу говорил: “Изменится ли вселенная, если на неё посмотрит мышь?”

1) Также время можно ввести в квазиклассическом приближении. Получаем интересный момент – время возникает только в классическом пределе, а на квантовом уровне его нет.

Вообще решения уравнение Уиллера-Девитта можно рассматривать как трёхмерные метрики, а само уравнение описывает эволюцию метрики пространства в суперпространстве метрик. Несколько парадоксально – эволюция есть, а времени в общем случае нет. Основные проблемы, возникающие при рассмотрении уравнения Уиллера-Девитта:

1. Переход от 4-мерного пространства к трёхмерному пространству и отдельному времени выглядит как шаг назад от достижения ОТО.

1. В общем случае отсутствует как время, так и удовлетворительная трактовка общего решения уравнения.

1. Уравнение УдВ описывает квантовую эволюцию метрики пространства, при этом не содержит времени. Возможна ли эволюция без времени?

Квантовая гравитация

Вторая область, в которой остро стоит проблема времени – физика на планковских масштабах. Сюда относится и планковская космология, и квантовая гравитация.

Согласно одной из интерпретаций, в петлевой квантовой гравитации основные объекты – это квантовые ячейки пространства с планковскими размерами. Эти ячейки соединяются некоторым полем, существующим в ячейках, и это поле некоторые рассматривают как внутреннее время, и изменение этого поля определяет ход времени.Однако тут возникают проблемы.

Планковское время – предельное время в природе, и «в течении» этого планковского кванта времени не может происходить никаких изменений, в том числе и изменений полей. Вообще, планковское время обладает многими странными свойствами:

1. Это не длящееся время. Оно квантовано, и с точки зрения квантовой теории некорректно рассматривать длительности «внутри» 10-43 с. Оно не течет;

1. У него нет направленности (отсутствие стрелы времени);

1. У него (и «внутри» него) нет ни прошлого, ни будущего, а возможно только настоящее, которое заключено в этот странный «интервал» 10-43 с.

Рассмотрение планковского времени приводит к следующим проблемам:

Насколько осмысленны времена меньше планковского? Б. Грин писал по этому поводу: “В итоге, на масштабах более мелких, чем планковская длина и планковское время, квантовая неопределенность делает ткань космоса настолько перекрученной и искаженной, что обычные концепции пространства и времени более не применимы”, а также “время может иметь зернистую структуру с отдельными моментами, тесно упакованными друг к другу, но не сливающимися в сплошной континуум”.

Но подобный подход не продуктивен по нескольким причинам. Во-первых, «обычные концепции пространства и времени более не применимы» уже на привычном физикам квантово-механическом уровне атомов и элементарных чвстиц, далеком от планковского. В частности, согласно соотношению неопределённости, координата и импульс не коммутируют; в макромире же подобного свойства пространственных координат не существует. Во-вторых, становится концептуально неясной природа планковского масштаба – он перестает быть предельным уровнем физической реальности. А далее Б.Грин пишет: «... что представляют собой «молекулы» и «атомы» пространства и времени, - этот вопрос в настоящее время очень энергично изучается. На него еще предстоит дать ответ». (с) Эрекаев

⦁ Какова природа флуктуаций на планковском масштабе? Что такое флуктуация за предельное планковское время?
Квант времени не может флуктуировать, но флуктуация – изменение величин со временем.

⦁ Невозможно измерить период времени между двумя планковскими моментами времени в квантовой гравитации: между планковскими «тиками» нет никакой длительности.

Две формирующиеся программы

Подобные и другие подходы к проблеме времени в квантовой космологии позволяют сделать предположение о постепенном формировании двух фундаментальных физических программ: программы построения неметрической физики, и программы физики без времени. Причем вторая программа более радикальна. Дискретная физика существует и сейчас. Например, это — физика кристаллов, физика на решетке и т.д. Но здесь предполагается радикальная перестройка всей физики. Она должна строится не на континуальной парадигме, а принципиально на дискретной.

Если эти тенденции имеют перспективу, то, возможно, они будут реализовываться в два этапа: на первом будет более быстрыми темпами формироваться неметрическая физика, а уже затем на втором будет необратимый переход к физике без времени. (с) Эрекаев

Неметрическая физика

Если оставить время в качестве всеобщей (философской) категории, то, учитывая все “фокусы” планковских квантов пространства и времени, следует развивать неметрическую планковскую физику, в которой время приобретает некоторые принципиально новые формы.

В метрическом пространстве, как известно, есть метрика: 1. (x,y)=(y,x);
1. (x,y)0; (x,y)=0 x=y;
1. (x,y) (x,z)+(z,y);

⦁ метрическом пространстве возможны измерения. Отсюда вытекает проблема неметрической физики — отсутствие возможности делать измерения. Но, время между планковскими “тиками” невозможно измерить. Тем не менее, чтобы сохранить время как длительность процессов, следует отыскать такие процессы, которые могут происходить вне метрических отношений пространства и времени.

Нужно отметить, что в настоящее время исследуются отдельные элементы неметрической физики. Например, теория Эйнштейна – Картана — расширение ОТО, включающее спиновые поля, является неметрической теорией. Ярким примером неметричности являются кротовые норы. Но этим исследованиям в их совокупности не хватает масштабности и коллективной целенаправленности, чтобы стать программой научных исследований. Она еще только должна будет превратиться в широкую бурно развивающуюся дисциплину. Должно возникнуть еще больше серьезных результатов, а самое главное – должно быть получены новые концептуальные идеи и принципы. Она должна стать такой же как программа геометризации физики, в то время как отчасти ситуация с неметрической физикой напоминает положение дел в (с) программе топологизации физики. (с) Эрекаев

27. Онтологии планковской космологии

Что такое планковский масштаб. Планковские длина, время, энергия и др

Все до сих пор используемые системы единиц, в том числе так называемая абсолютная СГС-система, обязаны своим происхождением пока что случайному стечению обстоятельств, поскольку выбор единиц, лежащих в основе каждой системы, сделан не исходя из общей точки зрения, обязательно приемлемой для всех мест и времен, но исключительно исходя из потребностей нашей земной культуры... В связи с этим представляло бы интерес заметить, что, используя [фундаментальные] постоянные

⦁ мы получаем возможность установить единицы длины, массы, времени и температуры, которые не зависели бы от выбора каких-либо тел или веществ и обязательно сохраняли бы своё значение для всех времен и для всех культур, в том числе и внеземных и нечеловеческих, и которые поэтому можно было бы ввести в качестве «естественных единиц измерений».

— Собственно, Макс Планк

⦁ 1900 году Макс Планк предложил новый закон излучения (закон Планка), в котором фигурировали две новые постоянные: h и kB. В 1901 году Планком была предложена система на основе постоянных c, G, h и kB.

⦁ ядерной физике, квантмехе и теории относительности оказалось удобно считать в естественной планковской системе величин из-за отсутствия необходимости таскать за собой константы в формулах.

Однако затем физики задумались о том, не могут ли данные величины значить что-то сами по себе? Так, метод размерностей позволяет _угадать_ вид взаимосвязи параметров системы, комбинируя между собой величины, которые эту систему характеризуют.

Говорят, что такие формулы получены из метрических соображений и получаются они с точностью до некоторого коэффициентов. По сути, для построения планковской системы единиц мы делали то же самое, но с величинами, характеризующими всю Вселенную. Из этого можно предположить, что полученные величины будут что-то значить из метрических соображений, более того, что-то значить в фундаментальном смысле.

"Планковский масштаб" – назван так в честь Макса Планка, который ввел это понятие более века тому назад. В физике мы измеряем все наблюдаемые величины тремя единицами — длины, времени и массы. Все другие количественные физические характеристики могут быть выражены через эти единицы. Но фундаментальными константами размерности в природе являются отнюдь не метры, килограммы и секунды. Эти единицы изобретены человеком. Мы же подозреваем, что Природа использует единицы измерения, в основе которых лежат фундаментальные размерные константы: скорость света c, квант действия h и гравитационная постоянная Ньютона G.

Последнюю из этих фундаментальных констант — так называемую «постоянную Планка» h

— Планк ввел для описания излучения.

Он понял, что h вместе с c и G можно использовать в качестве трех базовых единиц, нужных нам для описания всех физических явлений. Ученый был крайне рад, что ему удалось завершить триаду фундаментальных размерных констант, и он же дал определения длины Планка, энергии Планка и времени Планка в этих фундаментальных единицах. Характерно, что все эти три единицы отстоят от нас крайне далеко: длина Планка настолько мала, энергия Планка настолько велика, а время Планка настолько мимолетно, что они выходят за пределы нашего восприятия. Однако любой физик согласится, что это — фундаментальные размерные параметры Природы, и нам действительно следует выражать все физические величины в этих единицах.

— Дэвид Гросс — американский физик, лауреат Нобелевской премии по физике в 2004 году «за открытие асимптотической свободы в теории сильных взаимодействий»

Так, физики полагают, что планковская длина и планковское время могут описывать минимальные расстояния и промежутки времени, которые вообще имеют физический смысл в нашей вселенной. Автор одного экспериментального исследования физик- теоретик из Чикагского университета, директор Центра астрофизики элементарных частиц Фермилаба Крейг Хоган, убежден, что на уровне супермалых, планковских масштабов пространство, являясь квантованным, состоит из информационных так называемых кубитов.

Также существует мнение о том, что планковская длина описывает размер нашей Вселенной спустя Планковское время после момента ее появления. Экспериментальные данные, позволяющие обосновать предположения о Планковской эпохе, до недавнего времени практически отсутствовали, но

последние результаты, полученные зондом WMAP, позволили ученым проверить гипотезы о первой 10^−12 секунде существования Вселенной (хотя реликтовое излучение, которое регистрировал WMAP, возникло, когда Вселенной было уже несколько сотен тысяч лет). Несмотря на то, что этот временной интервал по- прежнему на много порядков больше, чем Планковское время, в настоящее время продолжаются эксперименты (включая проект «Планк»), имеющие многообещающие результаты, которые позволят отодвинуть границу «изученного» времени ближе к моменту возникновения Вселенной и, возможно, дадут сведения о Планковской эпохе. (тут уточнить, что до этого был спутник COBE, а сейчас есть еще спутник Планк, который вероятно дал продвинуться еще глубже, но вряд ли сильно ближе к Планковскому времени, чем WMAP)

Планковская масса является массой, при которой комптоновская длина (величина размерности длины, определяющая (по порядку величины) миним. неопределённость,

⦁ которой может быть измерена пространственная координата частицы длина, на которой взаимодействуют объекты с ЭМ излучением,
становится равной планковской длине) и представляет собой массу порядка массы песчинки (сравните с массой протона порядка 1.7 на 10^-27 кг), однако предполагается, что это максимальная масса, которой может обладать элементарная частица, ведь частицы большей массы будут автоматически образовывать вокруг себя черные дыры, и наоборот - планковская масса - это минимальная масса черной дыры.

Планковская энергия - планковская масса на квадрат скорости света, по величине не такая уж и большая (порядка 500 кВатт час), но если предположить, что мы говорим об энергии, характерных для квантовых процессов, то есть энергиях, которыми может обладать элементарная частица, то самая высокоэнергетическая частица, которую мы когда-либо фиксировали - обладала в 100млн раз меньшей энергией, а чтобы разогнать частицу до такой энергией - понадобился кольцевой ускоритель с протяженностью около светового года.

Кроме того, некоторое понимание процессов в ранней Вселенной дают данные с ускорителей частиц. Например, эксперименты в релятивистском коллайдере тяжелых ионов (RHIC) позволили определить, что кварк-глюонная плазма (одно из ранних состояний материи) ведет себя скорее как жидкость, чем как газ. На Большом адронном коллайдере возможно исследовать ещё более ранние состояния материи, однако в настоящее время нет ни существующих, ни планируемых ускорителей, которые позволят получить энергии порядка Планковской энергии (около 1,22×1019 ГэВ).

Планковская температура по определению - такая температура, при которой средняя кинетическая энергия теплового движения частиц вещества будет соответствовать планковской энергии, находится далеко за пределами когда-либо полученных температур, но ошибочно считается максимальной температурой, до которой можно нагреть в-во, но это неверно. При такой энергии гравитационное взаимодействие частиц в веществе, определяемое их энергией, сравнится с другими фундаментальными взаимодействиями, и поэтому нельзя будет пренебречь, как обычно делается в квантмехе, этим самым гравитационным взаимодействием - то есть мы не можем пока описать состояние в-ва при таких температурах, пока не разработаем квантовую теорию гравитации. То есть нагреть в-во сильнее может быть и можно - но что будет происходить с в-вом мы пока не знаем.

Можем ли мы быть уверены в физическом смысле планковских единиц? К сожалению, нет.

⦁ проверить экспериментально пока не представляется возможным в силу недостижимости планковских величин для современных экспериментов с элементарными частицами. Современная граница измерительных возможностей длины это что-то около 10^-18 м, кроме того метод размерностей работает с точностью до константы, которая может принимать самые разные значения, сколько угодно порядков. Также, не все планковские единицы могут быть наделены глубоким физическим смыслом - например, есть планковское сопротивление - около 30 Ом, однако стандартный резистор на 30 Ом никакими фундаментальными особенностями

не обладает. Скорее стоит воспринимать планковские единицы как маяки для исследований, некоторые показатели масштаба тех или иных физических явлений - мы можем предположить, что на таких масштабах мы можем обнаружить (или не обнаружить) какие-то неизвестные до этого св-ва объектов.

2.Насколько фундаментален планковский масштаб?

Несмотря на всю красоту и перспективы планковской физики и планковской космологии, можно предложить и более радикальный вопрос: насколько фундаментален планковский масштаб? И даже вопрос о том, а существует ли этот масштаб вообще?

Выше было показано, что введение планковского состояния квантованной реальности как предельной, сталкивается с рядом проблем в его физической трактовке. Это касалось и предельной плотности, и трактовки физического смысла планковского времени, и минимальности планковской длины и т.д. Ниже приведены еще некоторые соображения по этому поводу.

⦁ концептуальной точки зрения в науке наиболее важен вопрос о том, насколько прочны те основания, на которых строится, прежде всего, фундаментальная теория. И хотя до построения самой теории реально определить это практически невозможно, тем не менее, попытки качественного анализа - критического и конструктивного - этого вопроса могут внести свою положительную лепту, в частности, наметить некоторые пути концептуального исследования. Эта проблема в первую очередь касается физики планковского масштаба. Планковский уровень реальности характеризуется планковскими величинами. Они были введены Планком из представлений о фундаментальности в физике трех основных физических констант природы и соображений размерности. Другими словами, из постоянных с (скорость света), h (постоянная Планка) и G (гравитационная константа) можно сконструировать величины размерности длины, времени, плотности, массы. Эти три константы остаются фундаментальными константами природы и в современной физике. Но остаются ли они фундаментальными на том масштабе, который сами же задают – на планковском масштабе?[ Этот вопрос перерастает в более общий методологический вопрос для всей философии науки: могут ли фундаментальные понятия задавать принципиально новый уровень описания качественно другой реальности, на котором сами уже перестают быть фундаментальными? ] Рассмотрим этот вопрос подробнее.

*Яковлев*

⦁ как введение к следующему докладу рассмотрим некоторые возможные онтологические границы фундаментального физического познания с точки зрения факта существования планковских величин.

Во-первых, любая метрическая величина квантована.

Во-вторых, возможно, не существует размеров меньше 10^−33 см. Есть несколько предположений:

1) Пространственные размеры менее 10^−33 см в действительности существуют, но в рамках квантовой теории пока неизвестны материальные объекты, которые могли бы быть сопоставлены таким масштабам.

1) На постпланковских масштабах метрика вырождается. Здесь определяющую роль играют принципиально другие характеристики пространства, например, топологические.

1) К.А.Томилин считает, что «в физической теории появились фундаментальные константы c и h, как границы применимости классических теорий. . . » В рамках квантовой теории планковские величины можно также рассматривать как абсолютные

пределы измеримости, что, в свою очередь, означает согласно квантовой ортодоксальной парадигме абсолютную границу физического познания.

Также рассмотрим некоторые возможные онтологические границы фундаментального физического познания с точки зрения факта принципиальной качественная «удалённость» наблюдателя от качественно специфичных объектов и уровней реальности.

Было бы вполне естественно предположить, что в физической реальности существует определенная иерархия качественно различных уровней бытия (макромир и мир квантованных объектов и процессов, обычное макроскопическое и планковское или сингулярное состояние материи, макромир и уровень квантово-полевого вакуума, движение с досветовой и световой скоростью). Наблюдатель никогда не сможет непосредственно взаимодействовать с квантовой частицей как с равновеликим с собой объектом, а всегда только очень опосредованно, причём цепочка опосредованности продолжает расти. (пример: рассмотрим простейший детектор, где с помощью фотона будем пытаться установить отклонение в расстояниях порядка планковского масштаба. Банально нельзя установить различие по длине порядка планковского масштаба, потому что понадобится длина волны порядка планковского масштаба, что потребует огромной энергии, а более того, непонятно, а может ли быть длина волны планковского масштаба)

Характеризуя взаимоотношения между физикой и философией, можно предложить следующую аналогию. Взаимоотношения между этими дисциплинами подобны взаимоотношению между общей теорией относительности (ОТО) и квантовой механикой: обычно и первая пара, и вторая пара несовместимы и в чем-то даже «антагонистичны» по отношению друг к другу, но при определённых условиях и те, и другие с необходимостью требуют взаимного слияния. Сегодня уже хорошо известны эти условия: ОТО и квантовая механика не могут друг без друга на планковском масштабе, а физика и философия — на уровне фундаментального познания. Обобщая и одновременно конкретизируя, можно надеяться, что с точки зрения современных представлений все они должны совместиться как раз на планковском масштабе.

Мое мнение - мы как будто дошли до физических аксиом, когда сама формулировка любого утверждения уже не может обходиться без использования какого-либо утверждения, к согласию относительно которого нужно прийти каким-то образом

⦁ например о том, как расположены кванты пространства друг относительно друга включает уже в себя понятие пространства в слове «расположение»

⦁ как происходят процессы между квантами времени уже включает в себя понятие времени в слове «процесс» и так далее.

Это ломает мозг и пока не совсем понятно, к какому консенсусу придет общество и какие эксперименты в этом помогут.

Из учебника Яковлева немного о Планке:

Второе направление формирования новой картины мира связано с появлением квантовой теории – одним из наиболее революционных переворотов в мышлении в двадцатом столетии. Идея квантов энергии впервые была высказана М. Планком для того, чтобы объяснить ряд наблюдаемых явлений в теории теплового излучения. В ходе исследования спектра излучения чёрного тела было введено понятие кванта как прерывистости в излучении энергии. Однако вначале Планк рассматривал операции с этим понятием лишь с точки зрения облегчения расчётов, упорядочения и описания процесса, не придавая этому физический смысл.

Лишь в последующих работах П. Эренфеста и А. Эйнштейна, связанных с пониманием природы фотоэффекта, было показано, что свет излучается, распространяется и поглощается квантами (фотонами) – реальными физическими В элементами. Планк выступил против световых квантов Эйнштейна. До этих работ и световая волна, согласно теории Френеля, считалась непрерывной. ====================================================================== ⦁ рамках стандартной модели физическая Вселенная на определенном этапе своей эволюции должна была находиться в состоянии, которое можно назвать квантовой Вселенной. Согласно модели Большого взрыва Вселенная прошла длительную эволюцию от сингулярности (от планковских размеров) до современных и в настоящее время продолжает расширяться. Через доли секунды после Большого взрыва Вселенная имела размер порядка размера атома (10-8 см), т.е. она являлась квантовым объектом в стандартном понимании квантовой механики.

Вселенная начала эволюционировать из состояния с планковскими параметрами. Поэтому в квантовой космологии можно выделить особый раздел – планковскую космологию, описывающую предельно возможные формы физического бытия.

Планковская Вселенная – специфическая космологическая эпоха, в этот период Вселенная должна была существовать как предельная квантовая реальность в чистом виде.

Что же представляет собой подобная форма объектного существования?

⦁ современном фундаментальном познании планковский масштаб играет определяющую роль, так как с ним связано и выяснение механизма рождения

Вселенной, и построение теории квантовой гравитации, создание единой физической теории и др.

Возможно, на этом уровне квантовая теория гравитации и планковская космология должны сливаться с единой теорией.

Необходимо делать различие между квантовой космологией вообще и планковской космологией как квантово-предельной. Если первая описывает космологию в квантово-релятивистском смысле, то планковская космология является экстремальной реальностью. Она рассматривает такие вопросы: Что представляет собой физический объект предельно возможной минимальной длины? Что представляет собой состояние материи с предельно возможной плотностью 1094 г/см3?

Содержит ли в себе квантовая гравитация (единая теория) какую-то принципиально новую физику? Необходимо ли на этом уровне радикальное изменение аппарата физики?

⦁ то же время, планковскую Вселенную следует отличать от планковского уровня рассмотрения современной большой Вселенной, состоящей из огромного числа планковских ячеек.

Онтология предельной планковской длины.

Рассмотрим вопрос о физическом смысле планковской длины (l=10^-33 см). В частности, существует ли длина, меньшая планковской? Соответственно, существует ли объем пространства, меньше планковского (10^-99 см3)? Среди специалистов мнения по этому вопросу расходятся.

Так, А.Линде считает, что расстояния меньше планковского существуют, просто их нельзя измерить: «... t планковское (tp ~ 10^–43 с) – это момент, начиная с которого впервые мы можем Вселенную рассматривать в терминах нормального пространства- времени, потому что если мы возьмем объекты на временах меньше, чем это, или на расстояниях меньше, чем планковское расстояние (это 10–33 см), то на меньших расстояниях пространство-время так сильно флуктуирует, что померить их будет нельзя.»

Подобной точки зрения придерживается и Б.Грин: «Даже обычное понятие до/после ... из-за квантовых флуктуаций становится бессмысленным на временных масштабах меньше планковского времени...» ... «В итоге, на масштабах более мелких, чем планковская длина и планковское время обычные концепции пространства и времени более не применимы» .

⦁ примеру, Грин пишет: «Поскольку гравитоны являются мельчайшими, наиболее элементарными составляющими гравитационного поля, не имеет смысла говорить о поведении гравитационных полей в масштабах меньше планковской длины» . Другими словами, постпланковская длина возможно и существует,

но, исходя из прагматических соображений, говорить о ней не имеет смысла.

Противоположная точка зрения: Г.Венециано: планковская длина – минимально возможная. «Струна не может быть короче кванта длины, поэтому вещество в

принципе не может быть бесконечно плотным» . «... принцип неопределенности Гейзенберга не позволяет нам разделить струну на части длиной меньше, чем приблизительно 10^-34 м.»

Принципиально важным является вопрос о физической природе планковской длины. Прежде всего, что может представлять собой квант длины? Каково физическое содержание этого понятия? Поскольку квант в физике означает дискретность и минимальность, дальнейшую неделимость, это означает, что не существует длины меньше планковской. Таким образом, согласно квантовой теории, планковская длина 10^-33см – минимально возможный размер физического пространства. Но это означает, что

1) не существует никаких объектов, имеющих размеры меньше планковских,

1) не существует никаких движений в области пространства от 0 см до 10-33 см. Причем движения как перемещения, так и движения как любого изменения вообще, так как любые внутренние изменения объекта определяются изменениями в его структуре. Поскольку не существует размеров меньше планковской длины, то не может существовать и никакой внутрипланковской структуры.

Но тогда возникает вопрос о том, какова физическая природа области реальности с такими минимальными свойствами?

Это должна быть область без физических взаимодействий. Ведь «внутри» планковского кванта нет никаких отличающихся друг от друга свойств и качеств и никаких элементов. Можно провести аналогию между дискретностью пространства и известным парадоксом времени, суть которого состоит в следующем. Прошлого, как известно, уже нет, будущего, очевидно, еще нет.

Получается, что любые объекты заперты в этом мгновении настоящего. А это означает, что невозможно никакое изменение (движение) во времени. Аналогично в случае дискретности пространства нельзя перепрыгнуть из одной планковской ячейки пространства в другую – перемещение в пространстве невозможно.

Так как у физического планковского отрезка не может быть никаких внутренних геометрических свойств, не может быть никаких внутренних свойств и у любого физического объекта планковской длины. В этой связи, если струна – это «материальный объект» планковского размера, то она не может иметь никаких внутренних свойств.

Как известно, струна имеет размер порядка планковского . Если это означает «несколько больше планковской длины», то согласно современным представлениям это не должно вызывать принципиальных трудностей. Однако, если размер струны может равняться планковской длине, то возникает ряд принципиальных вопросов.

⦁ современных интерпретациях теории суперструн струна обладает рядом внутренних характеристик, например, различными модами собственных колебаний, которые определяют различные типы элементарных частиц. Это означает, что струна, имея планковскую длину, может изменять свою пространственную форму, т.е. «изгибаться», вибрировать, то есть, «внутри» длины 10^-33 см происходят изменения. В частности, струна в форме подковы либо свернутая струна, образующая кольцо,

создаст объект меньший планковского масштаба, что невозможно. Кроме того, сомнительно в физическом плане и свойство бесконечной тонкости струны: любая бесконечность нефизична и будет порождать новые бесконечности различных физических величин.

О природе флуктуаций на планковском масштабе.

⦁ квантовой теории существуют представления о квантовых флуктуациях, которыми наполнен весь микромир.

Однако существующие представления о флуктуациях нельзя буквально переносить на планковский уровень. Ведь соотношение неопределенностей, на которых они базируются сформулировано для низкоэнергетического и дорелятивистского предела. Кроме того, до сих пор нет общего согласия: либо эти соотношения описывают особенности процедур измерения, либо выражаемая ими неопределенность принадлежит квантовым объектам самим по себе.

Более сложный вопрос связан с тем, какова природа флуктуаций на планковском масштабе? Каков физический смысл флуктуации внутри планковского кванта? Что такое флуктуация в предельно возможной плотности 10^94 г/см3?

Существует выбор из двух возможностей: либо представления о флуктуациях как отклонениях от среднего значения являются универсальными, либо необходимо вырабатывать какие-то новые представления о флуктуациях для форм бытия и движения материи в ее экстремальных состояниях.

Что может представлять собой флуктуация в физически предельно малых периодах времени? Ведь любая флуктуация – это изменение каких-то характеристик во времени. Кроме того, на уровне квантовой гравитации, а следовательно и на планковском уровне времени просто не существует. Можно ли себе представить изменение (физических характеристик) вне времени?

Можно ли на планковском уровне вообще говорить о процессах?

На самом планковском уровне существует только один момент времени – планковский квант времени 10^-43 с. Если под процессами, изменениями понимать изменение чего- то во времени, то за это время (или в этот момент времени) никаких процессов вообще происходить не могло просто по определению самого кванта времени.

По самому определению планковское время – это время, за которое свет пройдет расстояние 10^-33 см. Следовательно, на

планковском уровне за счет существования предельно малого времени должны существовать предельно большие скорости процессов, а согласно СТО – это скорость света. Это означает, что состояние материи на планковском уровне – чисто бозонная материя с нулевой массой покоя. Т.е. на планковском уровне могут существовать только частицы, всегда движущиеся со скоростью света. На этом уровне принципиально не может существовать фермионной материи, имеющей массу покоя и движущейся со скоростями меньшими скорости света. В связи с этим можно тогда предположить, что на планковском уровне струны действительно должны быть исключительно бозонными.

Но парадоксально то, что свет не может пройти квант длины, поскольку не может существовать никакого процесса «внутри» кванта времени. Более того, планковское состояние – это предельно плотное состояние материи, которое в принципе не имеет структуры. В обычной жизни плотность – это совокупность частиц материи, определенным образом расположенных в пространстве. Но планковскую плотность нельзя представлять себе

⦁ качестве расположенности элементов, потому, что нет расстояний, а следовательно, нет соседних элементов. Планковское состояние – это один предельно плотный элемент реальности, без внутренней протяженности , без изменений, и в то же время предельно горячий (Т=10^32 К).

Однако используемое в космологии понятие температуры также некорректно. И в макроскопическом термодинамическом подходе,

⦁ на уровне молекулярно-кинетической теории определение температуры не работает на планковском уровне, поскольку отсутствуют такие понятия как кинетическая энергия квантовых частиц и энтропия, необходимые для ее определения.

Планковское состояние материи не описывается никакими существующими представлениями. В квантовой космологии ставятся под сомнение не только пространство и время, но и понятия движения, температуры и т.д. Задача состоит в том, чтобы

найти понятия, принципы и законы, которые были бы справедливыми на планковском уровне реальности и при определенных условиях согласовывались с низкоэнергетической физикой. Или можно попытаться отыскать понятия, которые универсальны и «работают» на всех уровнях реальности.

Планковская Вселенная и многопланковская структура современной Вселенной.

Как известно, пространство наблюдаемой Вселенной имеет огромные размеры, оцениваемые примерно в 14 млрд световых лет. Согласно теориям квантовой гравитации это пространство квантовано на планковском масштабе, а Вселенная возникла из планковского состояния. Пространство современной наблюдаемой Вселенной состоит примерно из 10^184 планковских ячеек. Но в момент рождения Вселенная представляла собой одну планковскую ячейку – квант пространства.

Возникает вопрос, каким образом из одного планковского кванта возникло 10^184 квантов пространства? Одно из предположений состоит в том, что первоквант Вселенной стал каким-то образом «размножаться». А в связи с ее расширением следует предположить, что этот процесс продолжается и в настоящее время.

Планковский масштаб соответствует моменту 10^-43 с. Инфляция началась в момент когда вселенной было примерно 10^-36 с. Следовательно, до инфляции квант пространства мультиплицировался относительно медленно. Затем на стадии инфляции должно было наблюдаться экспоненциальное размножение планковских ячеек. Затем – хаббловское медленное расширение, а сейчас наблюдается снова ускоренное, что соответствует ускоренному расширению пространства.

Существенным является также и следующий вопрос: каким образом в современной Вселенной связаны друг с другом кванты пространства?

Рассмотрим два соседних кванта. Второй квант должен касаться первого или находится от него «на расстоянии»? Однако расстояния между планковскими квантами пространства не существует. Б.Грин дает такую оценку: ««пространство» между линиями сетки находится вне границ физической реальности» . Похожим образом он описывает сосуществование планковских моментов времени: «Время может иметь зернистую структуру с отдельными моментами, тесно упакованными друг к другу, но не сливающимися в сплошной континуум» .

Здесь особый интерес представляет вопрос о том, как понимать

слова: «тесно упакованными друг к другу»? Ведь квант – это

волна-частица, а между квантами пространства нет пространства!

Но если кванты пространства отделены друг от друга, то, следовательно, между ними должно быть что-то. Какой

онтологический смысл имеет неплотное (неконтинуальное) «заполнение» квантами «пространства»? Самое простое – ввести некое суперпространство, в котором находятся кванты «обычного» пространства. Однако потом для квантов этого суперпространства придется вводить следующее суперпространство и т.д. Вопрос состоит в том, что вообще можно понимать под квантом пространства?

⦁ квантово-полевой теории гравитации наблюдаемыми величинами являются планковские объемы (планковские «кубики» со стороной, равной планковской длине и объемом 10^-99 г/см3) и их границы – планковские площади (10^-66 г/см3). Эти наблюдаемые соединяются в графы и спиновые сети, в которых вершинами являются планковские объемы, а ребрами – планковские площади. Это означает, что планковские «кубики» соединяются друг с другом по определенным «граням» - планковским площадям. Другими словами, планковские элементы не просто касаются друг друга, а имеют планковскую площадь соединения . Но, как было показано, с квантовой точки зрения рассматривать планковские элементы как имеющие протяженность – не корректно.

Как было показано, о планковской Вселенной можно говорить на двух различных уровнях. В первом случае под такой Вселенной можно понимать современную Вселенную, состоящую на планковском масштабе из многочисленных планковских квантов пространства – порядка 10^184 планковских элементов. Во втором случае под планковской Вселенной следует понимать состояние всей Вселенной перед началом

инфляционного раздувания, когда она была «сжата» до размеров планковского объема 10^-99 г/см3.

⦁ первом случае на планковские ячейки дробится пространство современной «большой Вселенной», а во втором – единственной планковской ячейкой становится вся Вселенная. Хотя возможен вариант рассмотрения всех планковских ячеек современной Вселенной в качестве других вселенных, сколлапсировавших до планковского масштаба и существующих внутри нашей Вселенной (дочерние вселенные и материнская Вселенная) .

Космологический переход через планковский масштаб.

Согласно современным представлениям Вселенная могла образоваться в результате стремительного сжатия («квантового отскока»), в свою очередь, породившего Большой взрыв.

Является ли переход Вселенной через планковскую границу (квантовый отскок) детерминированным процессом, как это следует из теории петлевой квантовой гравитации (ТПКГ)?

⦁ квантовой механике изменение состояний квантово-механических систем детерминировано и описывается уравнением Шредингера. Но это уравнение описывает изменение состояния систем (волновой функции) на фоне евклидового непрерывного пространства, в обычном времени, в низкоэнергетическом пределе. Но на планковском масштабе пространство дискретно, квантовано и неевклидово; время также квантуется, и все это имеет место при максимальной плотности энергии. Более того, говорить о пространстве, времени и других физических характеристиках на этом уровне не вполне корректно. Следовательно, нет возможности говорить о каком бы то ни было

физическом процессе как изменении. Что может представлять собой физический детерминированный процесс в отсутствии времени?

Возможно, планковская Вселенная, т.е. предельно квантовое состояние Вселенной, на этом уровне должно испытывать какую-то радикальную качественную трансформацию, не имеющую ничего общего с нашими существующими представлениями.

Но возникает ещё один вопрос. Если исходить из идеологии черных дыр, то можно сделать вывод о том, что у Вселенной должна быть некоторая окружающая среда, некоторая область пространства-времени. К примеру, массивная звезда под действием собственных сил тяготения должна сколлапсировать в черную дыру. Но структура черной дыры представляет собой сингулярность плюс область пространства-времени, ограниченную горизонтом событий с соответствующим гравитационным радиусом.

Вселенная же начала расширяться из планковского состояния и, возможно, сколлапсирует до планковского масштаба, или произойдёт квантовый отскок в рамках ТПКГ. Вокруг этого планковского элемента, в котором сосредоточена вся Вселенная, также должна существовать некая сфера Шварцшильда с соответствующим

гравитационным радиусом. Другими словами, в этом случае сколлапсировавшая до планковского масштаба вся материя Вселенной – это только часть реальности.

Но если Вселенная – это всё, может ли Вселенная коллапсировать в черную дыру без сферы Шварцшильда? Начала ли Вселенная свое расширение из планковского элемента без горизонта событий, или вокруг нее была сфера Шварцшильда, состоящая из пустого пространства-времени? В последнем случае нельзя было бы говорить о том, что в «планковскую эпоху» существовал только один планковский квант пространства, в котором и была сосредоточена вся масса Вселенной.

Особенностью планковской космологии является то, что квантом реальности становится макроскопический объект – Вселенная.

Важнейший вопрос состоит в том, достигает ли реально Вселенная планковских величин? Или любые процессы, связанные с Вселенной (коллапс, квантовый отскок и т.д.) заканчиваются, не доходя до этих предельных физических значений? В частности, в модели осциллирующей Вселенной или в модели с отскоком существующая масса Вселенной, как и любая массивная звезда, должна сколлапсировать до планковского масштаба. Тогда во что трансформируется либо куда исчезает разница масс. Другими словами, куда исчезает избыток энергии или откуда она берется на заключительной стадии коллапса?

Насколько фундаментален планковский масштаб?

Планковский уровень реальности характеризуется планковскими величинами, которые были введены Планком из представлений о фундаментальности трех основных физических констант природы. Т.е. из постоянных с (скорость света), h (постоянная Планка) и G (гравитационная константа) можно сконструировать величины размерности длины, времени, плотности, массы.

Но остаются ли они фундаментальными на планковском масштабе?

Постоянная Планка по своему смыслу выражает существование в природе квантованных (т.е. дискретных и минимальных) значений физических величин. В этом плане существование минимальной длины и минимального времени не противоречит физическому смыслу этой постоянной.

Однако квантовая механика справедлива только при наличии приборов и наблюдателей, и что она из себя представляет на планковском уровне остается неясным. В частности, К.Ровелли утверждает, что такие понятия как энергия, вакуумное состояние, унитарная эволюция, перемещение объектов в пространстве- времени и др., не являются эффективными на уровне квантовой гравитации, которая должна иметь место на планковском масштабе .

Далее возникает вопрос, как будет себя вести гравитация на планковском масштабе? Как известно, гравитация самая «слабая» из всех фундаментальных сил. Однако на космологических масштабах или вблизи очень массивных тел она становится доминирующей.

Во-первых, предполагается, что планковском масштабе гравитация должна квантоваться. Во-вторых, на этом уровне, вероятно, должно произойти объединение

четырех фундаментальных сил природы включая гравитацию. С другой стороны, этот масштаб является предельно малым, а следовательно, он не соответствуют естественной природе гравитации. Гравитация практически не учитывается при описании процессов с квантовыми частицами. Однако, гравитация становится доминирующей на планковском масштабе. Кроме того следует принять в расчет гигантскую массу всей Вселенной, которая может быть сосредоточена в минимальном объеме. Таким образом:

1) гравитация доминирует при наличии больших масс и на астрономически больших масштабах;

1) в квантованном мире уже на масштабах элементарных частиц она стремится к нулю;

1) но на планковском масштабе гравитация, возможно, вновь становится определяющим взаимодействием.

Возможно, противоречивость предельно малых размеров и гигантской гравитации в случае планковской Вселенной должна говорить о том, что на этом уровне природа гравитации должна существенно измениться.

Особая ситуация возникает со скоростью света. Согласно СТО она постоянна в любой инерциальной системе отсчета в пустоте. Но ни понятие пустоты, ни понятие инерциальной системы отсчета не приемлемы для планковского состояния материи. Кроме того, пока совершенно неясно в каком смысле можно говорить о движении в состоянии материи с планковской плотностью 10^94 г/см3,

температуре 10^32 К, квантованном расстоянии 10^-33 см и т.д. Это может означать, что на планковском уровне скорость света перестает быть фундаментальной константой, откуда следует, что на планковском уровне СТО больше не применима.

⦁ примеру, с точки зрения Ж.Магуэйджо свет двигался быстрее в очень ранней вселенной, что снимает необходимость привлечения инфляционного сценария .

Другие учёные (Дж.Амелино-Камелиа и Т.Пиран) анализируя свойства преобразований Лоренца для высокоэнергетического режима, указывают на постоянство скорости света только в низкоэнергетическом пределе. Постоянна ли эта скорость при высоких энергиях требует специального обсуждения.

⦁ предельном планковском режиме отсутствует существенное условие постоянства скорости света – пустота . Поэтому свет не может двигаться свободно. В этом состоянии присутствуют гигантские гравитационные силы (или единое взаимодействие, которое отличается от каждой из четырех фундаментальных сил). Кроме этого, на планковском масштабе вообще нельзя говорить о существовании фотонов в привычном смысле, поскольку при высоких энергиях восстанавливается электрослабая симметрия и электромагнитное взаимодействие в чистом виде исчезает. Следовательно, становится некорректной интерпретация планковского времени как периода времени, за который свет пройдет планковское расстояние .

Следует поставить вопрос: насколько фундаментален планковский уровень? И даже существует ли планковский уровень? Ответы на эти вопросы потребуют радикального пересмотра многих представлений.