«Авторитет, основанный на мнении тысячи, в вопросах науки не стоит искры разума у одного»

Вид материала

Книга

Содержание 5. Из истории фундаментальных наук. Физика

Подобный материал:

• Авторитет, который наука завоевала в сфере знания, служил и служит оружием ученых,, 31.15kb.
• Центральная библиотека, 270.54kb.
• Вестник Воронежского госуниверситета. Серия Гуманитарные науки. 2006., 282.61kb.
• Учение  В. И. Вернадского  о Ноосфере, 90.32kb.
• Курт Хюбнер. Критика  научного  разума, 4185.35kb.
• 17 августа 2010 года Юлия денисенко: «Религиозная свобода одного заканчивается там,, 62.92kb.
• Курсовая работа, 931.34kb.
• Со студенческих лет занимала проблема происхождения жизни и разума. Его книга "Драконы, 2571.03kb.
• Являлся источником огня. Вкачестве зажигательного средства применялся кремень разновидность, 37.64kb.
• Мешавкина Т. В, 189.23kb.

5. Из истории фундаментальных наук. Физика.


«В современной физике нет принципиально

невозможного, в ней любая «безумная» идея

при случае может обрести права

гражданства. И если для создания «теории

всего» потребуется проквантовать

пространство и время, что сможет это

запретить? Однако тоска по рациональности

иногда заставляет задуматься: действительно

ли все дозволено?» /к.ф.н., А.Ю. Грязнов/


На семинаре по истории методологии физики могут быть рассмотрены и натурфилософские проблемы. Это вполне возможно, поскольку именно такое устройство Мира исторически лежала в основании теории познания. Подробно с этим вопросом можно ознакомиться в работах доктора физико-математических наук Р.Ф. Полищука.

Однако, наука это – понятие развивающееся, и это развитие заключается в смысловом стержне основных положений. Чтобы осуществлять эволюционный процесс, необходимо выходить за пределы фундаментальных понятий. Великий Парминид, а затем и Демокрит, говорили об устройства Мира, и мы до сих пор осмысливаем те понятия, которые были ими в природе схвачены. Дело в пафосе истины. Но где же находится не истина? Высказывались предположения, что истины вообще нет.

Была высказана посылка, что нельзя квантовать пространство и время. В противовес этому положению стоят научные авторитеты, разум и декларации. В науке возможны и даже неизбежны противоречия. Парминид открыл умозрение, у Аверинцева говорится о дальних гранях познания в виде само подвижной тождественной сущности (атом Демокрита, число Пифагора и т.д.), с которой стали интеллектуально манипулировать, заложив тем самым начало философии. До этого существовало лишь умозрение в связанном виде, которое потом дополнили риторикой. Это позволило перейти в понятиях от существования к бытию.

Если мы хотим осмыслить сущность, то должны остановить бытие как неподвижное, но в Мире существует лишь существование, а бытие это только способ познания. Остановить его поток мы не можем, мы вынуждены существовать в движении. Вообще, содержательность античной философии огромна, ее сущность в абсолютных формах, которые не устаревают. Мы вынуждены постепенно продвигаться от Парминида к Платону, далее к Демокриту, Аристотелю, Спинозе, Гегелю, Гейзенбергу и т.д.

Парминид расщепил общую философию


физика

философия




метафизика


На самом деле существует нерасщепленная сущность бытия, а разделение идет согласно различным способам познания. Вообще философия – это физика познания, это способ познания Мира. Спор о первичности и дуализме, скорее всего, не способствует развитию познания. Познание при этом идет путем слияния теории и эксперимента (их взаимного влияния и проникновения).

В физике существует то, что можно измерить, а то, что нельзя измерить – не существует, а разум как бы должен обосновать наблюденные факты. Но разум должен отталкиваться от предшествующего знания, не иделогезировать это знание, не мифологезировать. Если мы хотим либо понять, либо познать сущность, то должны идти от основ (например, от числа, от атома и т.д.).

Позднее все было поставлено на свои места. Физика, которая у Платона не была чистой наукой, стала наукой и основой познания структуры Мира. Однако, опять произошло расщепление на физику Платона и физику Демокрита. У Демокрита есть атомы и пустота (пустота – это небытие). У Гераклита – все есть агония и процесс изменения. У Пифагора фундамент – это число, но, при этом, «1» не есть число, а некоторая физическая реальность. Иначе можно сказать, что «1» у Пифагора – это его «атом», а мир чисел – это набор атомов. Любое другое число приобщается к этой истинной реальности через отношение к «1» (=,,). Так объясняют устройство Мира первые натурфилософы. Они дают понятие меры истины.

Что есть истина? Мы всегда имеем дело в какой-то мере с истиной, но сначала лишь схватываем ее мифологически, а затем наполняем ее рациональным смыслом и получается наука о чем-либо. Однако грань между наукой и мифом очень динамична, условна, но никогда не исчезает. Наука начинается тогда, когда мы работаем с несуществующим о существующем. К слову сказать, это в равной мере относится и к мировым религиям, так как они «творят» человека. Человек же не может перестать быть человеком, он может лишь отречься от мифов. Понятие постепенно развевается и наполняет идеи новым смыслом. Процесс познания соответствует повышению разрешающей способности знания. Примером может служить наука о человеке: млекопитающее, функциональная структура, биологическая структура на клеточном уровне, на нейронном уровне, ДНК и т.д. Каждая клетка несет информацию обо всем организме. Строение организма должно соответствовать стратегии познания: стратегия нейрона – стратегия клетки – стратегия организма – стратегия Человечества – стратегия биосферы – выход на стратегию Космоса. На самом деле процесс познания происходил от некоторой средней линии в двух направлениях: в сторону микромира и в сторону макромира. Возможно, последнее связано с отрывом классической науки от изотерического знания.

Не обязательно на каждом этапе эволюции познания пересматривать заново весь объем знаний. Если изначально стратегия выбрана правильно, то гораздо оптимальней будет преемственность знания. Когда же появились теоретические науки? Были сформулированы аксиомы Евклида, гипотезы о вещах невероятных или мало вероятных. Для каждой пары точек плоскости существует единственная прямая линия, проходящая через них в пространстве (точка не имеет геометрической размерности, линия имеет длину без толщины). В природе такого не существует, это – математическая абстракция. Тот факт, что прямую можно продолжить до  , зафиксирован в аксиомах, хотя никто никогда такого не видел. Это, безусловно, мыслительная абстракция. И только приняв такую абстракцию, мы можем доказывать, что сумма углов треугольника равна 180⁰.

Затем появляется учение Галилея о том. что законы природы описаны математически, Мир аппроксимируется геометрическими фигурами (геометрическая теория Мироустройства). Галилей ввел понятие функции, функциональной связи. Ньютон описал падение тел. Образ Мира по Галилею-Ньютону позволил описать его устройство математическими уравнениями. До этого было только число. После этого началось наше современное развитие понятия о Мире.

Но сначала были известны только рациональные числа (натуральный ряд и дроби). Функция же показывает, что надо сделать с числом. Если число это – (p_n,q_n)=p/q, то функция – это y=f(x), и не важно, какое значение имеет «х». «Х» - это не просто аргумент, а может быть и сложным выражением. Это значит, что функция фиксирует отношение числовых пространств. Непрерывную функцию задают рациональными точками, которые можно пересчитать, получая  последовательность. Вектора же не бесконечно мерного пространства могут быть описаны с помощью n-мерной матрицы.

Квантовая механика есть теория Q-чисел (квантовых чисел), когда физический смысл определяется квантово-механическими операторами. При этом старые понятия никуда не теряются, они входят в новые законы в виде элементов (как числа).

Сначала были известны только натуральные числа, затем было введено понятие мнимой единицы как j=(-1). Это вовсе не какая-то мистическая величина, комплексная единица определяет вектор поворота на плоскости на 90⁰ и определяет тем самым комплексную плоскость. Такие преобразования в электромеханике и теории поля. Это оказывается мистикой лишь в одномерном пространстве (прямая линия). Эта теория работает для двумерного пространства, то есть на плоскости. Лейбниц считал, что комплексная плоскость – это обиталище божественного духа на стыке бытия и небытия. На самом деле, комплексные числа определяют всего лишь оператор вращения. Кроме того, комплексная единица связывает обычное трехмерное пространство через вектор поворота с многомерными базисами, реально используемыми в электротехнике и теории поля, давая к тому же возможность связать во едино основные мировые константы, через знаменитую формулу Эйлера:

е^2j = 1, где  = 3,1415926536… в радианах,

а «е» - основание натурального логарифма.  = 180⁰ в угловых градусах. Для периодических процессов  связано с угловой частотой  = 2f, где f – частота в Гц.

Вся современная математика пошла от понятия числа (конечные, бесконечные величины), а отношение p/q, приведенное ранее, в общем виде определяет все виды чисел. Бесконечность () при этом определяется как бесконечное деление ( малые числа). Вообще  - это порождение разума, который может познать (вообразить) то, что человеку не дано в ощущениях.

Всякий уровень идеализации есть научный миф. Наука начинается там, где с несуществующим работают как с существующим. В природе нет науки, нет теорем, а есть лишь сверх большие и сверх малые числа, что может соответствовать макрокосмосу и микрокосмосу. Ученые часто говорят: и т.д. до , когда не знают, как же именно «далее». Противоречия возникают у физиков. Они должны требовать поиска новых математических преобразований и методов, когда возникают парадоксы (например, парадоксы Зенона), имеющие интуитивные разрешения, но не имеющие необходимых описательных законов. Не достаточно разработанный математический аппарат заводил в тупик, приводил к парадоксам (апории Зенона). Возможно ли деление до бесконечности? - задавались вопросом древние ученые. И считали, что нет, поскольку половина часов не могут показывать время.

Делению должно подвергаться только то, что в физическом смысле подлежит делимости, то есть вновь полученные свойства не должны противоречить свойствам начального объекта. (Если рвутся кварки, то получается две пары кварков, связанных дрюонами.) Надо определить меру делимости. Мера Архимеда – это, когда «большое есть повторение малого». В частности, в апориях Зенона существование меры не подразумевается.

Фундаментальная наука призвана заниматься разрешением противоречий. Например: (3)ⁿ и (1/3)ⁿ не имеют общей меры. Это не значит, что между этими числами существует противоречие. При этом вопрос о «» только запутывает проблему чисел. То есть надо открывать новые понятия для разрешения лишь новых противоречий. Возможно, наши претензия

на  есть следствие неполноты научного знания. На самом деле, необходимо мыслить, обобщать и расширять горизонт знаний. Большие ограничения накладывает беспечность на пути пространственных преобразований, о чем говорит такая работа Гильберта, как «Познание природы и логики», - 1930г. В этом плане большой интерес представляет связка математических открытий Лобачевского, Гильберта, Римана. Возможно, через математические сопряжения можно конструировать конфигурации пространства. Тогда вопрос метрики дает в качестве решения многих задач неопределенности, что существенно расширяет понимание целого ряда фундаментальных физических теорий. Примером могут служить вопросы определения суммы углов треугольника при локализации этой геометрической фигуры в различных системах координат.

Сумма углов треугольника определяется тем, в какой


















Геометрия Декартова Геометрия

Лобачевского Геометрия Римана


Системе координат производится расчет. В Декартовой системе координат, как уже говорилось ранее, всегда равна 180⁰, в пространстве Лобачевского  углов треугольника 180⁰, а пространстве Римана  углов треугольника соответственно больше 180⁰.

Есть противоречия и в других метрических характеристиках. Например, утверждение о распространении электромагнитного излучения со скоростью света С. Если квазар движется со скоростью света, тогда в световой системе отсчета расстояние до этого космического тела =0, а системе отсчета Земли эта скорость равна 10 млрд. световых лет. Если слететь туда и обратно, то это займет время в 20млрд. световых лет, а в световой системе отсчета это время равно 0. Поскольку, в формулу сопряжения лоренцевых длин входит V², то равны нулю и расстояния до квазара в двух направлениях. Но ведь скорость не может быть равна нулю, она всегда больше или меньше нуля. При скорости, равной нулю происходит схлопывание пространства. Тогда наблюдатель одновременно находится везде. Это что –парадокс или подсказка к способу передвижения в пространстве путем его схлопывания? И что это за движение, когда t = 0 и s = 0? Возможно, вообще надо говорить не о примитивном физическом представлении, о движении, а о состоянии покоя, как об этом говорили Галилей и Аристотель (как об отправном состоянии)?

Кроме того, возникает понятие о новом состоянии – о стоячей волне, которое не является перемещением в смысле кинематики. Получается новое световое состояние, которое единственно полно отображает состояние Мира. Если существует пара квазаров, расположенных симметрично, то чем, вообще, отличается движение к переднему квазару от движения к заднему квазару, если все схлопнулись в точку?


Квазар Земля Квазар

О------------------*-------------------О

  


Визуально эти два квазара будут отличаться оптически: передний будет иметь голубое свечение, а задний – красное свечение. Получается, что полмира исчезло, но для фотона полмира не существует, а существует -образная плоская волна, которая движется навстречу. Получили парадокс: не существует существования. Тогда как разрешить это противоречие?

Эволюция научного знания диалектична. У Ньютона были абсолютное время и абсолютное пространство, непрерывность и . У Аристотеля Мир был конечен, ограниченный сферой. Но Эйнштейн, Лобачевский, Гаусс, Риман, как современные космологи, оживили современное учение об устройстве Мира. Пусть он расширяющийся или нет, но, все равно, является динамическим. Конечно, можно вернуться к конечности, но на новом уровне.

В современной концепции устройства Мира колеблются сами исходные понятия фундаментальной физики. У времени есть предел? Далее, чем 10⁴⁶ сек. есть время? Опять же возникает вопрос: время – это параметр или субстанция? Есть ли более глубокая реальность, которая порождает Мир? Что такое, например, физический вакуум с критическими переходами? То, что вакуум имеет разные состояния, видно из того, что нейрон свободно распадается, но человек остается как некоторое стабильное состояние, хотя состоит из тех же атомов. Как, в прочем, и Земля, и весь Космос. Земля – это космическое тело, и ее возраст составляет порядка нескольких млрд. лет.

В этих противоречиях рождается понятие светового движения, которое порождает свойства пространства и время. /Иной взгляд на эти вопросы приводится в кн.2, часть1./

Если учитывать квантовую концепцию Мира, то главное, что надо отметить, это принцип Гейзенберга, который говорит о том, что квант и импульс не могут существовать одновременно. Следовательно, если есть трех мерное пространство, как мгновенное состояние Мира (его временной срез), то неизвестно куда происходит скачкообразный квантовый переход (можно сослаться на понятие квантового перехода в работах В.В. Астафьева). Тогда можно утверждать, что времени, как субстанции, нет. Оно для макромира вполне «абсолютно» условно, относительно. Следует так же отметить, что в квантовой механике понятия времени нет (оно не входит ни в один квантово-механический оператор), а есть лишь вероятность энергетических переходов.

В классической механике введено понятие материальной точки. Но это, всего лишь, аппроксимация математического описания, идеализация процесса. Мы же живем в Мире квантованном, даже орбиты Земли и планет солнечной системе квантованы. Возможно, понятия длины и времени, вообще, не правомочны. Если ранее при работе с космологическими масштабами можно было использовать старые понятия и использовать функции, то теперь следует работать с фракталами.

Возьмем пространство состояний. Тогда все пути элементарных событий нельзя описать по Платону (точка рождает линию, движение линии рождает плотность, движение плотности рождает объем). На самом деле, даже размерность становится динамическим параметром теории.

Аристон говорит о вероятности событий и множестве вероятностных предысторий и последствий, связанных в точке бифуркации:




предыстории последствия




фрактал


Получаем структуру, ограничивающую число возможных примыканий, вероятностей состояний. Причем, возможные состояния это – траектории, а не как у Платона – точки. Образуется фрактал состояний как совокупность траекторий. Пучок траекторий, инцидентных одной точке, это совокупность состояний. Если систему разрезать по точке, то получим две подсистемы: траектории, входящие в точку F1 и траектории, выходящие из токи F2.

Тогда интегральная (F1) есть волновая функция , а интегральная (2) будет комплексно сопряженная к . При этом получается вероятность иметь данное состояние, которая равна произведению вероятностей вхождения в точку (волновая функция) и вероятность выхода из точки как ей сопряженная. Р = Р_вх + Р_вых. В действительности, из всех комбинаций существуют лишь не отрицательные. Это Колмогоровская вероятность, удовлетворяющая его аксиомам. Чтобы в системе найти вероятность перехода из одного состояния в другое (из токи «а» в точку «в»), необходимо проинтегрировать по всем возможным путям, инцидентным обеим точкам. При этом интегрирование ведется по «всей Вселенной».

Часто говорят: частицы, поле. На самом деле это всего лишь различные наименования одного объекта. Частица – это липтон, а липтон – это состояние Вселенной (электроны, протоны и т.д., могут иметь двух нейтронное состояние). Все частицы могут переходить друг в друга. «Во всем есть частица всего».

На данном этапе развития фундаментального знания необходимо переосмысливать Платона, Ньютона и т.д. (именно переосмысливать, а не отрицать), четко задавая граничные условия на применимость соответствующих моделей. Суммируя траектории, мы вычисляем экстремум действия. Рассматривая симметрию и ассиметрию путей, мы соответственно описываем лептонные и бозонные поля. Квантовая механика есть статистика вероятности перехода, а не как в классической механике используется система причинно-следственных связей. Это есть новое описание системы мироздания, но Мир многообразен, Закон един, все взаимосвязано. Если летит самолет, то вся Вселенная отзывается на это движение. Функция влияния может быть очень многозначной, но это число влияний есть и его можно определить.

Надо помнить, что закон тяготения есть всемирный закон. Он описывает всеобщее взаимодействие. Но следует также знать, что все космические тела находятся в сложном движении, под действием бесконечного количества космических и локальных факторов. Некоторые из них могут быть очень малы, но они никогда не равны точно «0». Траектории планет, например, не есть окружности или эллипсы, это очень сложные траектории. Многие из факторов сейчас уже учитываются при запуске космических кораблей, но баллистика траекторий учитывает наиболее значимые влияния, остальные входят в коррекцию.

Интересна также теория струн, описывающая стоячие волны колебания закрепленной с двух сторон струны. При чем, в космосе всегда возникают между объектами компенсационные колебания. При этом, получается «частично» устойчивая система связи в условиях резонанса. Только резонансное состояние устойчивое. Оно порождает условие симметрии, соединяет условия единства и множественности. Еще у Платона есть такое рассуждение: понять единое можно только через множество и многое через единство.

Вообще все философские категории работают в познавательном процессе физики, как фундаментальной науки.

У человека есть только два устойчивых состояния рождение (а) и смерть (в). Вся наша культура, которая формирует человечество – это виртуальная встреча «а» и «в» и борьба за победу над смертью. Сингулярные границы никуда не исчезают, а пути между ними имеют бесконечное множество вариантов. Процесс перехода из одного состояния в другое имеет множество вариантов и носит стохастический, вероятностный характер.

Аналогично границы мифов в процессе познания фиксированы, переходы многозначны и носят вероятностный характер, а сам переход неизбежен. От этого перехода нельзя оградится. Суть научного мышления, диалектики эволюции заключается в том, чтобы неизменно двигаться далее. При этом не существует прошлых догм, а есть общее фундаментальное знание.

Однако, надо всегда помнить о соотношении физики и математики в теории познания. Эти две сферы человеческого знания не всегда полностью совпадают по сути. Примером такого положения вещей может служить понятие непрерывности:




( ( (( *


(*)А – общая?


Как характеризуются свойства этих шаров?

На основании математического описания у них есть общая точка – это точка касания. С точки зрения физики, они не могут иметь общей точки, так как при интенсивном сжатии два шара не только не приобретают общих элементов, но и начинают отталкиваться за счет упругих сил. К тому же при детальном рассмотрении этого вопроса становится понятно, что математическое утверждение вообще не однозначно. Возникает противоречие, поскольку точка имеет нулевое измерение, то есть, как говорилось ранее, у точки нет метрики. Соотношение математического и физического знания относится к философии познания.