Эйнштейновская модель построения научной теории. «Дуга Эйнштейна» и факторы, влияющие на нее

Уравнения не сравнивают с эмпирическим слоем – вы должны получить решения каких-то конкретных ситуаций, и тогда сравнивать конкретные решения с конкретными наблюдательными или экспериментальными фактами. Физика только частично логически математизированная вещь, а в каком-то смысле, это искусство. Проверка теорий, сопоставление теоретических решений – это замечательная вещь. Ландау говорил: «Если бы я родился на 3-4 года пораньше, я бы принял участие в создании квантовой механики». Но он, блестящий «решатель» родился позже, и квантово-релятивистская парадигма уже была создана. Второй раз уравнение Дирака не напишешь, так же, как второй раз Америку не откроешь. Но зато, явления сверхпроводимости и сверхтекучести удалось хорошо объяснить на основе квантовой теории, Ландау принял участие и за это получил Нобелевскую премию, но, конечно, он завидовал тем нобелевским лауреатам, кто создавал аксиомы, кто создавал нынешнюю квантово-релятивистскую парадигму, если говорить в терминах Куна. Эйнштейн нарисовал в этой схеме кривую линию, и это основной мотив его письма, он подчеркивает, что замечательные вещи такие, как аксиомы физики и прочие, они логически из опыта и следуют. Уравнение Шредингера ниоткуда нельзя вывести, его надо сконструировать или открыть. Два подхода: либо вы чувствуете себя открывателем каких-то истин, либо вы чувствуете себя конструктором, который строит теории. Конструктивный и платонистский подход. Такие есть и в математике и в теор. физике. Так вот, Эйнштейн говорит, а логический вывод, такого рода процедура на этой стадии невозможно, поэтому линия кривая («Нет логического пути, ведущего от опытных данных к теории»). Эту кривую линию я назвал «дуга Эйнштейна». Историк науки, который хочет понять, как возникают такого рода теории, он изучает, что же влияет на дугу Эйнштейна? Как происходят такого рода открытия? Конечно, можно назвать это интуицией или озарением, но на самом деле все не так уж безнадежно. Я занимался этим на примере ОТО. Выясняется, что есть какие-то факты, которые влияют на эту дугу, что это не просто озарение и все. Да, эти факторы не относятся к тому, что мы называем чистой дедукцией или чистой математикой. Я назову некоторые из них, которые мы изучаем в нашем курсе очень тщательно. Этих факторов много, в каждом конкретном случае могут быть разные. Например, вы изучаете в философии науки раздел (я бы даже разбил его на несколько) «методологические принципы научного познания» (у меня они фигурируют как «Мето-дологические принципы физики», я думаю, что они меняются от области к области и методологические принципы познания биологии отличаются от физики, даже в химии есть отличия, хотя химия – это, грубо говоря, физика внешних электронных оболочек). Я назову несколько таких принципов. Один из мощных принципов называется «Принцип соответствия»: чтобы получить ньютоновскую механику из специальной теории, вы устремляете отношение v/c к нулю (потому что говорить, что вы устремляете c к бесконечности некорректно, это константа), и в пределе из соотношений СТО для импульса, энергии, чего угодно, мы получаем преобразования Галилея и Ньютона из преобразований Лоренца. Физика устроена асимптотически: старые теории получаются из новых и параметр асимптотики является фундаментальной константой. Это касается и квантовой механики, и ОТО. Это довольно нетривиальные вещи, там есть свои особенности, но принцип, связывающий новые вещи со старыми – это и есть принцип соответствия. Это замечательный принцип, он связывает одноконстантные теории с двуконстантными и т.д.

Существует ряд методологически интересных и важных моментов, которые необходимо учитывать тому, кто собрался заниматься изучением природы. Первый, по существу методологический элемент уже был назван: воображение важнее знания. Насколько это существенно для физика? Второй. Он говорит в своей статье «Физика, философия и научный прогресс», примерно 50-е годы: «Можно выделить существенные черты, научного сознания, которые имели место быть, начиная со времен Галилея: во-первых, никакое познание с помощью мышления не ведет ни к каким результатам в изучении природы». Его очень интересовал этот вопрос: модно ли с помощью чистого мышления познавать природу? Он, как нормальный физик считал, что любое познание начинается с чувственных ощущений, по существу с эмпирических фактов. Потом мы уже анализируем, обобщаем, абстрагируемся, получаем новые понятия, выдвигаем принципы и строим теорию. Но можно ли познавать с помощью чистого мышления? Этот вопрос интересовал и Канта, правда, Кант по своему отвечал на него. Эйнштейн сказа: «Вслед за древними греками, я склоняюсь к той точке зрения, что это сделать можно». Но с другой стороны, он неоднократно говорил, касаясь вопроса о природе геометрии, что она описывает реальный мир, она исходит из конкретных объективных закономерностей и т.д. Легко видеть, что в своих утверждениях он был довольно противоречив. Хорошо это или плохо? Конечно, не очень здорово, однако, такой из-вестный исследователь Артур Файн заметил, что Эйнштейн так же, как и некоторые другие выдающиеся исследователи считал, что в принципе не так важно отшлифовать теорию, а гораздо важнее хотя бы успеть сформулировать ту идею, которая вас посетила. Некогда шлифовать! К сожалению, сейчас требуют гладкие тексты, а то, что непричесанно рассматривают как слабую подготовку автора, непрофессионализм. Успеть бы сформулировать некую генеральную идеею, которую вы увидели. Шлифовать – это всегда хорошо, но это потом, если останется время, если останутся силы. Кстати говоря, Нильс Бор очень требовательно относился к текстам и очень тщательно за этим следил, тщательно редактировал.

Далее. Эйнштейн так же говорит, что, в принципе, исследователю нужно сохранять спокойствие, если он встанет перед какими-то преградами. Например, известны такие его слова: «Не волнуйтесь о ваших проблемах с математикой, я уверяю вас, что источник лежит намного глубже». Другими словами, математические проблемы каким-то образом он связывал с физическими проблемами и представлениями. Математические проблемы для него лежат всегда где-то в другом месте, в более глубоком месте. Насколько математика связана с физикой? Насколько связана с природой? Хорошо известны знаменитые слова о непостижимой эффективности математики в естествознании, в той же физике. Почему это так? Что это означает? Вполне возможно, что математика представляет собой некоторый абстрактный уровень описания свойств сосуществования в реальном физическом мире. Тогда она непосредственно относится к физическому миру и очевидна ее эффективность. Сейчас много различных реляционных теорий в физике создается. Реляция – это отношение. И действительно показано, что скорее всего объектности как таковой не существует, и все нужно рассматривать как отношения сосуществования. Правда тогда возникает проблема, так называемых, релятов. Отношение – это хорошо, но отношение между чем и чем? Что на концах этих отношений? Эйнштейн высказывает так же следующую неожиданную мысль: «Физика является разновидностью метафизики». Как это – работающий физик и вдруг отдает приоритет какой-то там метафизике. Может это снова литература? Да нет, он вполне серьезно и достаточно основательно развивал эту мысль неоднократною. Вот он считал, что на самом деле вся история познания, прежде всего физического, говорит о том, что многие идеи, образы возникают из неких философских мировоззренческих установок и позиций. У вас есть какая-то общая картина в голове и из нее вы черпаете. Конечно, если занимаетесь чем-то фундаментальным – для прикладных наук это не так важно – но в фундаментальной области вы обязательно будете возвращаться, оглядываться на некую метафизику, на некие мировоззренческие аспекты и уровни.