Чтоматематика — это и есть суть современной физики
Скачать 74.96 Kb.
|
чтоматематика — это и есть суть современной физики.
Уравнение злого духа23 Академик Людвиг Фаддеев считает, что сегодня математическая строгость важнее физической интуиции и именно благодаря математике будет построена «единая теория всего» оказалось, что удачные математические приемы имеют не просто техническое значение, но глубокий физический смысл. Математическая интуиция при решении все более усложняющихся физических задач может оказаться важнее физической. новое поколение ученых, которых уже нельзя назвать чистыми физиками или математиками. Людвиг Фаддеев принадлежит к их числу. решивший сложнейшие математические проблемы теории Янга—Миллса, которые в дальнейшем легли в основу теории суперструн. Эффекты, получили название «духи Фаддеева—Попова» и под этим названием вошли во все современные учебники теоретической физики. Фаддеев убежден, что как физика решила все теоретические проблемы химии, тем самым «закрыв» химию, так и математика позволит создать «единую теорию всего» и «закроет» физику — основатель и многолетний руководитель Международного математического института имени Эйлера в Санкт-Петербурге, — Известный американский физик Юджин Вигнер одну из своих статей назвал «Непостижимая эффективность математики в естественных науках». Нет ли у вас ощущения, что математика теперь порождает «чудовищ», которые человечество не способно оценить? Как писал тот же Вигнер, уравнения квантовой теории можно уподобить прорицанию оракула. Однако человеческий разум не в силах понять, о чем вещает оракул. Гейзенберг был совершенно гениальным человеком, но не знал теории матриц. Дирак, английский гений, создал свою математику, у него даже обозначения были свои. Герман Вейль объяснил Шредингеру, как решать уравнение Шредингера. Гильберт как-то сказал, что физика слишком трудна для физиков, и физики, конечно, были раздражены. Ландау все время говорил: подумаешь, что такое математики, их надо в отдел спорта перевести. Когда Николай Боголюбов, великий математик, разработал теорию сверхтекучести, ее математическое обоснование (сейчас это называют теорией бозе-газа), Ландау сначала не верил. Даже в учебнике было написано, что это неправильная работа. Потом работа оказалась правильной, но Боголюбов был обижен. А в квантовой теории математика — единственный адекватный язык. Нам предлагают картину атома водорода — электрон вращается вокруг ядра, — но все это наивно. А на самом деле единственная последовательная теория электрона, одного электрона, — это уравнение Шредингера во внешнем поле. В общем, только математика. Можно сказать, что математика — это шестое чувство. У электрона нет ни цвета, ни запаха. И его можно почувствовать только с помощью формул. Тогда в чем же состоит различие между математиком и физиком? Оно состоит в различной форме интуиции. У физиков главную роль играет физический смысл. У Ландау это было очень четко. Нильс Бор тоже так считал. А я говорю, что все-таки математическая элегантность, строгость, но строгость не в том смысле, как при формальном доказательстве теоремы, а именно логическая строгость — это будущее фундаментальной науки. — А как состыковать физическую интуицию и математическую строгость? Ведь некоторые физики как раз и объясняют свое недоверие к математическим сложностям тем, что они за пределами физической интуиции. — Нашу физическую интуицию надо расширять, включая в нее новые математические соображения, иначе на следующий этап физики не перейти. Вот сейчас меня признают и физики, и математики. — Именно так. Поясню на примере физики микромира. В XIX веке элементарными составляющими материи были атомы и молекулы. В начале прошлого века ученые поняли, что атомы имеют ядро, которое, в свою очередь, состоит из нуклонов. Эта картина замечательно подтверждается в экспериментах. Но теперь мы считаем, что нуклоны состоят из кварков, которые нельзя увидеть как свободные частицы. Это уже чисто математическая модель. И про нее иначе как на математическом языке не расскажешь. — На одном из студенческих форумов мы прочли: «Демон Максвелла — лох. Вот духи Фаддеева—Попова — реальные пацаны». Так что это за духи? — Занятно сказано. Вы знаете, что основа взаимодействия электрически заряженных частиц — это электромагнитное поле. Для кварков аналог электромагнитного поля — это поля Янга и Миллса. Физики очень любят давать новым явлениям необычные названия. Так, среди кварков есть и «очарованный», и «странный». А характеристика кварков, их заряд называется цветом. Когда я вместе со своим сотрудником Виктором Поповым, занимаясь проблемой квантования поля Янга—Миллса, ввел новые переменные, которых не было в классической теории поля, их стали называть духами. Так и осталось. Наш математический трюк позволил корректно написать континуальный интеграл — основу теоретических расчетов в Стандартной модели элементарных частиц. Признано, что она является теоретической основой квантовой теории поля Янга и Миллса. Янг придумал уравнения, которые были написаны для классических полей. А любой классической теории, если она удовлетворяет некоторым требованиям, можно сопоставить квантовую теорию. И вот эту квантовую теорию придумали мы. — Теория суперструн и суперсимметрий это дальнейшее продолжение ваших теоретических разработок? — Это естественное развитие идей многих ученых, но я активно в этом не участвую. Не знаю, мне кажется, что это все спекулятивно. Я считаю, что будущая единая теория объяснит вселенную другим способом. Но пока настоящей теории, связанной с теорией тяготения, тем, что мы называем квантовой теорией тяготения Эйнштейна, не построено. Обобщение, на которое я рассчитываю, идет не по линии Эйнштейна, который скептически оценивал квантовую механику. Эйнштейн создал то, что мы называем классической теорией тяготения, общей теорией относительности. Хотя основные уравнения были написаны впервые не Эйнштейном, а Гильбертом, великим математиком. Но, несмотря на все трудности создания общей теории, я верю, что удастся создать фундаментальную теорию, объясняющую все явления микро- и макромира. Знаете, Ленин когда-то написал, что электрон неисчерпаем, как и атом, имея в виду бесконечность познания. А я считаю, что будет конец. Это называется, как мне недавно объяснили, редукционизмом, и это очень ругают. Но пусть считают, что я редукционист. Мой приговор: когда-то основы физики будут окончательно поняты. Хорошая аналогия с химией, потому что химия в этом смысле — конченая наука. Хотя химики так не думают. Последний пример — открытие фуллеренов. Никто же не ожидал такого красивого соединения. Но все равно в конечном счете все сводится к решению уравнения Шредингера для электронов в поле ядер. И все следует из него. Но у людей, которые занимаются теми же фуллеренами, свой комплекс. Мы говорим, что по мере развития науки основы упрощаются, хотя путь от фундаментальной теории к объяснению ее следствий математически даже сложнее, чем сама теория. А наши оппоненты говорят, что наука идет от простого к сложному. Для математика, конечно, первая точка зрения гораздо более привлекательна. — Сейчас все физики ждут запуска ускорителя в ЦЕРНе. — Конечно, у физиков, как говорится, от ожидания руки дрожат, потому что Стандартная модель основана на предположении о существовании такой гипотетической частицы, которая еще не наблюдалась, она называется бозоном Хиггса. Ее должны найти с помощью этого ускорителя. А кроме того, физики мечтают найти еще много частиц, которые предсказывает суперсимметрия. У каждой из частиц, которые мы сейчас знаем, должен быть аналог по своей группе суперсимметрии. Эти две мечты физиков абсолютно априорные. Но они ждут, что их теории подтвердятся. Если же не подтвердятся, то это будет большое фиаско, поскольку было очень много сказано о том, что новый ускоритель делается именно для этого. Я считаю, что это было очень опасно. Но это, к сожалению, следствие пиара. Без пиара трудно теперь обходиться. По-моему, когда их спрашивали: «А что вы получите на новом ускорителе?» — то честно было бы сказать: «Мы посмотрим, что происходит в том интервале энергии, который обеспечивает этот ускоритель. Спасибо, что дали деньги. Мы расскажем, что получится». А они говорят: «Мы совершим открытие». А это, как всегда, опасно. Десять лет назад на представительной конференции был распространен опросный лист — откроет ли суперсимметрию этот самый ускоритель. Половина написала «нет», половина — «да». Я написал «нет». Но одно можно сказать: физика высоких энергий часто дает совершенно непредсказуемые технологические результаты. Скажем, электроника на свехпроводящих материалах, магниты сверхпроводящие и криогенная наука — все это потребовалось для ускорителя, а теперь используется в разных местах. Всемирную паутину интернета разработали в ЦЕРНе — физики первыми захотели иметь такое моментальное средство передачи информации. А теперь мы даже не представляем себе, как мы жили без интернета. Без физики полупроводников. Без математической теории информации. И тех технических вещей, которые от всего этого произошли за последние двадцать лет. — Если говорить о российской науке, не о месте ее в России, а, так сказать, о ее месте в мире, то она по-прежнему исключительно влиятельна. — Сейчас многие говорят, что российская школа традиционно давала фундаментальное образование. А оно зачастую не нужно, это некий такой избыток, на который мы тратим средства и усилия, учеников гоняем. А они потом никогда в жизни этим не пользуются. Во-вторых, на мой взгляд, избытка знаний не бывает. Известно, что мозги развиваются, если много учиться. Поэтому исключительно важно, чтобы фундаментальное образование оставалось в полной мере. А нужны техники — готовьте техников. Но в России всегда был интерес к науке. Сейчас прием на математические факультеты снова с большим конкурсом. Наш выпускник идет в фирму и получает три тысячи долларов. А в академическом институте он не будет этого получать. И конечно, так долго не продолжится. Я всюду кричу: ну что ж такое, ребята? Возьмите пример Германии, только двенадцать лет перерыва, с 1933 года по 1945-й, — и они до сих пор не восстановились. Традиции были разрушены. Многие мои коллеги убеждены, что общая проблема Европы в разрушении веками сложившейся традиции так называемого гумбольдтовского, или исследовательского, образования. Ректор — менеджер, он не имеет фундаментальной основы, он традиций не знает и не воспринимает. Я уже сказал, что есть физическая и математическая интуиция. А у него третья интуиция. У него интуиция менеджерская. Другой пример победы этой третьей интуиции, когда нам предлагают дать управляющую кампанию в Академию наук. — На мой взгляд, ученые могут управлять, и вполне достойно. Я двадцать лет был директором института, и за это время он превратился в один из главных центров математики в России, а может, и в мире. У нас было в институте сто человек, из них семьдесят докторов наук. Я уже не говорю о таких гигантских институтах, как Институт космических исследований. Им тоже ведь ученые управляли, и неплохо. С другой стороны, люди, занимающиеся фундаментальной наукой, должны быть очень честными по отношению к обществу. То есть не допускать растраты денег, которые выделяются на фундаментальную науку. Мы ведь знаем огромное количество шарлатанов, которые прикрываются фундаментальной наукой. Нужно, чтобы был контроль. А дальше возникает вопрос: а кто может контролировать? Ответ, к сожалению, таков: только мы, ученые, сами. Никто другой не может. Иначе будет гораздо больше коррупции. А нам, ученым, надо отшивать нечестных людей из нашего сообщества. |
Добавить документ в свой блог или на сайт
Похожие:
 | Пояснительная записка Цели и задачи дисциплины Изучение фундаментальных... Формирование навыков проведения научных исследований, ознакомление с современной научной аппаратурой. Ознакомление с историей физики... | | О проведении VIII районного методического фестиваля «Уроки физики... Чувашской Республики в целях распространения передового педагогического опыта в преподавании физики и математики в районе. Для выявления... |
 | Уроки математики, физики и информатики в современной школе Районный методический фестиваль "Уроки математики, физики и информатики в современной школе" является массовой формой повышения квалификации... | | Абочая учебная программа дисциплины Организационно методический раздел... Формирование навыков проведения научных исследований, ознакомление с современной научной аппаратурой. Ознакомление с историей физики... |
| Районный фестиваль «Уроки физики в современной школе» Учителя физики сначала познакомились кабинетом физики в новом здании. Нам остаётся порадоваться вместе заведующим м кабинетом Футляровым... | | А. Н. Орлов в современной концепции образования исходя из представлений,... Человека в человеке, цель системы педагогического образования представлена как непрерывное общее и профессиональное развитие педагога... |
| Примерная программа дисциплины основы теоретической физики рекомендуется... Дисциплина «Основы теоретической физики» играет решающую роль в завершении формирования целостных представлений о современной физической... | | Радиофизический факультет Цель курса атомной физики состоит в формировании у студента целостной системы знаний по основам современной физики атомов и атомных... |
| Программа по использованию икт на уроках физики Анализ современной научно-методической литературы свидетельствует о тенденции все более широкого использования информационных технологий... | | Программа по использованию икт на уроках физики Анализ современной научно-методической литературы свидетельствует о тенденции все более широкого использования информационных технологий... |
| Внеклассное мероприятие Пока есть жизнь – есть надежда. Цель игры Я решил писать данную работу, чтобы узнать побольше об истории появления тригонометрии, способах решения тригонометрических уравнений... | | Рабочая программа дисциплины Целью изучения дисциплины является: изучение основных физических явлений и идей, овладение фундаментальными понятиями, законами и... |
| Урок «Ученик бионической мастерской» Цель урока Цель урока: выяснить, в чем суть приспособленности животных с точки зрения различных наук: биологии, математики и физики | | По дисциплине "Физика" предназначена для подготовки бакалавров по... Необходимо дать панораму наиболее универсальных методов, законов и моделей современной физики, продемонстрировать специфику рационального... |
| Рябицев Олег Владимирович Есть такие люди, которые приносят солнечный свет в мир, радуют одним своим присутствием, поддерживают в трудные минуты. Рядом с ними... | | Урок 4 Извлечение корня из комплексного числа Извлечение корня n-ой степени из комплексного числа z – это операция обратная возведению в степень n, то есть – это такое комплексное... |
