О. В. Крылов Олег Валентинович Крылов доктор химических наук, профессор
Скачать 334.07 Kb.
|
В отличие от религии в науке никакие положения не принимаются на веру, а должны быть подкреплены экспериментальными доказательствами. Предсказания конца науки были и в XVIII, и в XIX вв. Сейчас внимание к проблеме начала и конца прогресса не ослабевает и, более того, ставятся вопросы, на которые, по-видимому, никогда не будут получены ответы. Среди таких вопросов: когда точно была создана Вселенная? Существует одна или множество Вселенных? Можно ли узнать, что находится за пределами видимой Вселенной? Могут ли кварки и электроны состоять из всё более малых частиц их вплоть до бесконечного деления? Как точно началась жизнь на Земле? Насколько беспредельна жизнь и последующая история? Ответы на подобные вопросы можно найти в статьях, они любопытны, но не могут быть экспериментально проверены. Хорган называет такие спекулятивные построения "иронической наукой". В 1989 году в Миннесоте на конференции о конце науки выступил с докладом биолог Г. Стент, автор книги "Конец прогресса". По его мнению, наука и технология, а также искусство имеют начало и конец своего развития. Чем быстрее движется прогресс, тем ближе он к концу. Может быть, это случится при нашей жизни, может быть, через одно-два поколения. Стент предсказывал еще в 1969 году потерю интереса последующего поколения к науке. На смену ей придет погоня за удовольствиями (наркотики, компьютерные игры), произойдет переход к обществу, которое Стент называет "Новой Полинезией". Для отдельных лиц таким удовольствием может быть и поиск истины, т.е. наука, но скорее всего это будет не экспериментальная, а "ироническая", спекулятивная наука. Согласно [8], ученые, практикующие ироническую науку, делятся на два типа: те, кто верит, что они открывают объективную истину, и те, кто понимает, что они ближе к искусству или литературной критике, чем к науке. Среди ученых есть и те, и другие. Подобно тому, как до сих пор продолжаются споры, что имел в виду Гамлет в своем знаменитом монологе, по ряду научных проблем можно дискутировать без конца, не надеясь их решить. Заметим, что прогресс существовал не всегда. Наука (прогресс) развивалась в Древней Греции (Архимед, Пифагор, Платон, Птолемей, Аристотель), но потом был почти двухтысячелетний период застоя. Правда в VIII-IX в. получила развитие наука в арабском мире, а в средневековом Китае были изобретены компас и порох, но эти достижения мало повлияли на развитие науки в целом. Ф. Бэкон, Р. Декарт, И. Ньютон, деятельность которых пришлась на период общего научного подъема, высказали мнение, что человечество будет систематически приобретать знание и в конце концов достигнет такого уровня развития, что можно будет создать идеальное общество. После появления теории эволюции Ч. Дарвина утвердилось представление, что прогресс вечен. Идея непрерывного прогресса поддерживалась в США и СССР, особенно в период холодной войны. Но к концу XX в. все чаще стали обращаться к отрицательным сторонам прогресса: загрязнение окружающей среды, появление нового оружия и т.д. Появились статьи, высказывающие мысли о том, что наука, власть ученых опасна, особенно подвергались нападкам физики с их мегаломанией, претензией на конечную истину. В 1970-80-х годах ряд ученых отметили, что мы вступаем в эру уменьшающихся результатов: требуется больше усилий, больше средств. Чтобы наука давала те же результаты, что и раньше, она должна поглотить весь бюджет. В трудах некоторых авторов дискутируется вопрос, не будет ли конец прогресса означать также конец человечества. По-видимому, нет. Выше указывалось, что в истории человечества существовали достаточно длительные периоды, когда прогресса (по крайней мере, в современном понимании) и развития науки не было: была религия, были традиции, развивались отдельные виды искусств. Надо надеяться, что эти формы человеческой деятельности сохранятся, а возможно, появятся новые формы, пока еще нам неизвестные. Было бы жалко, если с исчерпанием научного знания, прекратилось бы человечество. "Конец физики" Конечной целью теоретической физики является построение "великого объединения", "единой теории поля", описывающей четыре основных вида взаимодействий - электромагнитное, сильное, слабое и гравитационное и все виды элементарных частиц - на основе небольшого числа универсальных принципов. Когда единая теория будет построена, можно будет говорить о конце физики. Такую мысль, в частности, высказывал крупный физик-теоретик, работавший в Институте химической физики, А.С. Компанеец [9]. Он, например, дал утвердительный ответ на вопрос, можно ли знать все о каком-либо классе сил. Идея построения общей физической теории давно обсуждалась крупными учеными. Как известно, еще Дж. Максвелл в XIX в. объединил электричество, магнетизм, свет едиными уравнениями, что послужило толчком к разговорам о конце физики. А. Эйнштейн много лет пытался объединить свою общую теорию относительности с квантовой механикой, но не преуспел в этом. Единую теорию слабого и электромагнитного взаимодействия, получившую название "стандартная теория электрослабого взаимодействия" в 1960-1970-х гг. создали Ш. Глэшоу, С. Вайнберг и А. Салам (Нобелевская премия 1979 года). В 1970-х гг. появилась теория суперсимметрии (впервые она была предложена в теоретическом отделе Физического института АН СССР в 1972 году). Теория суперсимметрии связывает поля, кванты которых обладают целочисленными спинами (бозоны), с полями, кванты которых имеют полуцелый спин (фермионы). Константы электрослабого и сильного взаимодействий становятся равными при переходе к очень малым расстояниям или, соответственно, при очень высоких энергиях (1014-1016 ГэВ). Такие энергии недостижимы ни на планируемых в обозримом будущем ускорителях, ни в космических лучах. Дальнейшее расширение теории суперсимметрии - супергравитация (гипотетическая частица гравитон имеет заряд (2)), позволяет объединить все четыре вида взаимодействий. Но в таком поле полная симметрия достигается при еще больших знергиях: 1019 ГэВ. В теории суперструн делается попытка построить модель, объединяющую все взаимодействия в многомерном (26- или 10-мерном) пространстве. При этом "лишние" измерения (сверх четырехмерного пространства-времени) замыкаются в пространстве радиусом порядка планковской длины (10-33см). Теория суперструн предсказывает существование не наблюдавшихся до сих пор частиц с большой массой (> 1 ТэВ). Таким образом, подтверждение теорий суперсимметрии и суперструн требует экспериментов в области таких энергий и таких расстояний, которые недостижимы в обозримом будущем. Для проверки этих теорий нужны ускорители диаметром больше Солнечной системы. Но это означает, что реальное знание кончается и мы вынуждены принимать выводы теории на веру, что более свойственно религии. Э. Уиттен, один из основателей теории суперструн и наиболее широко цитируемый, считает, что эта теория слишком красива, чтобы быть неверной. Так высказываются и другие физики. Отметим, что теории Ньютона и Эйнштейна тоже красивы, но они все же проверялись экспериментом. Подход к оценке истины (если экспериментальная проверка невозможна) с помощью эстетических критериев ничем не лучше использования теологических принципов. Применяют и другой критерий истины - принцип простоты. Такой критерий в XIV в. предложил английский философ У. Оккам ("бритва Оккама"), который сводится к тому, что простейшее объяснение является лучшим из всех возможных. Так, великое творение Коперника о системе создания мира, действительно, проще теории Птолемея, предположившего сложные спиральные эпициклы планет вокруг Земли. Но теории суперструн и суперсимметрии критерию простоты не удовлетворяют. Однажды мне довелось прослушать доклад одного из самых крупных физиков-теоретиков Е.С. Фрадкина о суперсимметрии. После доклада я спросил: "Сколько людей Вас понимает?" Ответ: "Человек 5-6". Если в XIX в. любой образованный человек мог понять современную ему физику, то в конце XX в. даже физики-теоретики не всегда понимают друг друга. Задав вопросы многим физикам-теоретикам о сущности теорий суперструн и суперсимметрии, я получил ответы, что они не могут ее объяснить. Это является тоже своего рода концом науки. Емкость мозга имеет свои пределы. И неудивительно, что, когда наука становится непонятной, да еще и непрактичной, общество перестает ее поддерживать. В 1992 году вышла книга одного из теоретиков "великого объединения", нобелевского лауреата С. Вайнберга "Мечты конечной теории". Вайнберг считает, что концепция суперструн может быть конечным объяснением физических процессов и явлений. Он глубоко верит, что теоретическая физика может достичь абсолютной истины. Конечная теория сможет объяснить силы и массы всех частиц, исходя из набора элементарных фундаментальных констант, в принципе доступных экспериментальной проверке. Это будет конечным достижением всей науки. Остальные науки - химия, биология, экономика суть производные этой конечной теории. Но в тоже время Вайнберг понимает, что концепция "великого объединения" есть просто вера, и не дает аргументов, зачем нужно строить новый сверхускоритель. Наоборот, он указывает, что конечная общая теория может не дать ничего практического для человечества. Чем больше мы открываем новые, самые общие принципы, тем меньше мы знаем, что с ними делать. Другой нобелевский лауреат Р. Фейнман в книге "Характер физических законов" (1967 г.) писал, что мы живем в эпоху открытия фундаментальных физических законов и эта эпоха никогда не повторится подобно тому, как не повторится эпоха открытия Америки. В последующем интерес к физике потеряется, будут другие эпохи с другими интересами к более важным предметам, например, к биологии, к философии. Фейнман был, конечно, прав, но ошибся в сроках: он считал, что интерес к физике пропадет через сотни и тысячи лет, а это случилось через несколько десятилетий. В конце своей жизни Фейнман придерживался более пессимистических взглядов. Он говорил, что теоретическая физика кончается, а для повседневной жизни мы знаем из физики все, что нам нужно. Хорган [8] объясняет такой пессимизм Фейнмана тем, что в это время (конец 1980-х гг.) он уже был неизлечимо болен. В дискуссии по моему докладу в Институте химической физики РАН (Черноголовка) В.А. Бендерский, возражавший против концепции "конца науки" привел в тоже время хороший пример области, в которой все основные законы уже открыты. Это - термодинамика. Но если одна из наук (или часть науки, поскольку термодинамика - часть физики) может кончиться, то же самое можно сказать о другой науке, третьей и т.д. Конечно, физика будет существовать еще много лет. Будет еще долгое время развиваться физика твердого тела, вероятно, откроют более высокотемпературную проводимость. В прогнозах будущего развития физики обычно уделяют внимание более прикладным проблемам. Но все труднее открыть новые элементарные частицы, а тем более, основные законы. Соответственно, это приведет к потере интереса к фундаментальному знанию. "Конец космологии" Астрофизика и космология отличаются от физики тем, что на Земле практически невозможно провести эксперименты, подтверждающие ту или иную теорию образования Вселенной, распределения звезд и планет. Астрофизик может наблюдать, но не может влиять на ход наблюдаемого процесса. Экспериментальным подтверждением любой астрономической теории обычно являются астрономические наблюдения. Яркий пример тому - открытие планеты Нептун в 1846 году на основании вычислений У. Леверье, которые он произвел, исходя из законов небесной механики. Крупнейшим достижением астрофизики XX в. является теория расширяющейся Вселенной (А.А. Фридман, 1922 г.), предложенная на основе общей теории относительности. Дальнейшее ее развитие привело к созданию теории Большого Взрыва, согласно которой Вселенная возникла 10-20 млрд. лет назад в сингулярном состоянии - состояние с бесконечно большой плотностью и высокой температурой. В условиях очень высокой температуры (Т > 1013К) вблизи сингулярности не существуют молекулы или атомы, а существует равновесная смесь элементарных частиц. Теория расширяющейся Вселенной получила три экспериментальных подтверждения: 1) красное смещение излучения в зависимости от изменения расстояния, 2) реликтовое фоновое излучение 2,7 К и 3) распространенность различных химических элементов во Вселенной. Теория Большого Взрыва продолжает развиваться и можно сказать, что сейчас космология находится в Золотом веке, в состоянии максимальной интенсивности своего развития. Но дальнейшее продвижение космологии упирается в отсутствие возможности экспериментального подтверждения, что начинает приближать эту науку к научной фантастике. Если на вопросы о том, как горячая плазма конденсировалась в звезды и галактики, как группировались галактики, еще можно надеяться получить экспериментальные подтверждения, то вопросы типа, что было до Большого Взрыва или что происходит за пределами Вселенной, столь же бессмысленны, как поиски доказательства существования Бога. Общие законы физики надежно проверены, начиная с ядерных плотностей (1014 г/см3). Согласно теории Большого Взрыва, такую плотность Вселенная приобретает через 10-4 с от состояния сингулярности и после этого ее развитие идет уже по более или менее известным законам. Но физики и астрофизики интересуются тем, что было при более коротких временах. Именно эти экспериментально непроверяемые времена и определяют, как образуются силы и массы. В начале 1980-х гг. появилась теория начальной стадии развития Вселенной, получившая название теории раздувающейся Вселенной. В последнее время к ней была применена теория суперструн. Автор книги [8] описывает беседу с одним из создателей теории раздувающейся Вселенной, русским физиком А.Д. Линде (ранее сотрудник ФИАНа, а теперь работающий в Швейцарии). Линде предложил так называемую теорию инфляции (раздувания), описывающую процессы, происходившие во Вселенной в течение от 10-43 до 10-33 с с момента ее образования из некоего предвещества [10]. Размер Вселенной тогда был меньше размера протона, а гравитационные силы были не притягивающими, а отталкивательными. За это время Вселенная увеличила свой размер в (1010)5 - (1010)10 раз, после чего ее геометрия стала неотличимой от эвклидовой геометрии плоского мира. В результате квантовых флуктуаций Вселенная разбивается на ряд областей, доменов, каждый из которых образует свою вселенную со звездами и галактиками. Возможно, согласно Линде, эти вселенные имеют разные элементарные константы и разные свойства. Совокупность вселенных может находиться в некоем состоянии равновесия или быть стационарной, хотя наблюдателю с Земли кажется, что Вселенная расширяется. Очевидно, что теория инфляции не может быть проверена экспериментально. Мы живем в одной Вселенной и никогда не узнаем, существуют ли другие. Сам Линде в разговоре признал, что, возможно, теория инфляции не имеет отношения к реальности и является простой игрой ума. Отсюда не следует ли, что существует предел рационального знания? Недаром в 1990-х гг. теория инфляции начала терять популярность. Физики надеются, что с помощью телескопов им удастся найти подтверждение своим теориям где-нибудь на краю наблюдаемой Вселенной, а космологи доказательства своей теории пытаются найти в физике элементарных частиц. В действительности, теории, неподтверждаемые экспериментом, - это уже не физика и не космология, а философия. Развитие теории космологии еще будет продолжаться. Будут и новые открытия. Теория Большого Взрыва пока не все объясняет. Астрономы не могут договориться о точном значении константы Хаббла, описывающей возраст, размеры и скорость расширения Вселенной. Одни ученые считают, что Вселенная моложе 10 млрд. лет, другие - что старше 20 млрд. лет (в последнее время сходятся на цифре 16 млрд. лет). Еще не объяснено появление пятен на Солнце. Есть недоказанное предположение о наличии черных дыр в центре всех галактик. Появятся новые спектральные методы. По некоторым оценкам, число открытий в космологии перейдет через максимум около 2000 года, после чего начнет стремительно падать и в конце концов дойдет до нуля. |
Похожие:
 | Министерство Российской Федерации по делам гражданской обороны, чрезвычайным... Ран; Милованов В. И. — доктор исторических наук; Мистюков Н. А.; Молодых И. И. — доктор геолого-минералогических наук, профессор;... | | Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Подвинцев Олег Борисович, доктор политических наук, профессор кафедры политических наук |
| Учебно-методический комплекс дисциплины Рецензенты: доктор экономических наук, профессор Лоскутов Владислав Иванович; кандидат физико-математических наук, зав кафедрой Математического... | | Программа по предмету «История и культура Башкортостана» Составители: Доктор филологических наук, профессор С. А. Галин, кандидат филологических наук, доцент Г. С. Галина, доктор филологических... |
| Алексей Валентинович Покудов Как управлять дебиторской задолженностью Боброва И. Н. — доктор медицинских наук, профессор, заслуженный деятель науки Российской Федерации, научный консультант Государственного... |  | «История политических и правовых учений» для студентов специальности 030501 «Юриспруденция» Марченко М. Н, доктор юридических наук, профессор; Кожевников С. Н. доктор юридических наук, профессор |
| Программа обязательного междисциплинарного учебного курса для специальности «Юриспруденция» Авторы: доктор юридических наук, профессор И. Ю. Богдановская, доктор юридических наук, профессор Л. Р. Сюкияйенен | | Учебно-методический комплекс Для студентов, обучающихся по специальности... Рецензенты: Морозов В. Ю., доктор экономических наук, Профессор, Николаев О. В., доктор экономических наук, профессор |
| Вопросы к вступительным испытаниям по Теории и истории государства и права Марченко М. Н, доктор юридических наук, профессор; Кожевников С. Н. доктор юридических наук, профессор | | Темы курсовых работ по дисциплине: «теория государства и права» Марченко М. Н, доктор юридических наук, профессор; Кожевников С. Н. доктор юридических наук, профессор |
| Методические рекомендации по курсу историография истории россии для... Рецензенты: доктор исторических наук, профессор Н. М. Ушаков, доктор исторических наук, профессор Е. Г. Тимофеева | | Пояснительная записка Курс имеет целью познакомить студентов с концепцией... Рецензенты: Вагинова Л. С., доктор культурологии, профессор кафедры Кимктяиж мггу; Ворожбитова А. А., доктор филологических наук,... |
| Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Лебедев Олег Ермолаевич – доктор педагогических наук, профессор, член-корреспондент рао, президент Общественного института развития... | | Научные руководители: доктор медицинских наук, профессор Трофимова... Цель урока: обучение созданию собственных речевых произведений, соответствующих нормам речевого этикета |
| Внеклассная работа как средство повышения компетентности учащихся. Монография Рецензенты: доктор технических наук, профессор Копыльцов А. В.(зав кафедрой информатики ргпу им. А. И. Герцена), доктор педагогических... | | Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Авторы программы – доктор социологических наук, профессор Н. Е. Покровский, доктор философских наук, кандидат психологических наук... |
