1.2. Почему законы физики являются «кирпичиками» познания?

«Кирпичиками» познания законы физики являются потому:

1. что в них используются некото­рые основные и универсальные переменные и постоянные, действу­ющие во всей Вселенной,

2. что в науке действует принцип редукционизма³, гласящий: «все более сложные законы развития более сложных уровней реальности должны быть сводимы к законам более простых уровней».

Например, законы воспроизводства жизни в генетике раскрыва­ются на молекулярном уровне как законы взаимодействия молекул ДНК и РНК. Согласованием законов различных областей материаль­ного мира занимаются специальные пограничные науки, такие, как молекулярная биология, биофизика, биохимия, геофизика, геохи­мия и т. д. Очень часто новые науки образуются как раз на стыках бо­лее древних дисциплин.

Относительно сферы применимости принципа редукциониз­ма в методологии науки ведутся ожесточенные споры, но само объяс­нение как таковое всегда предполагает сведения объясняемого на бо­лее низкий понятийный уровень. В этом смысле наука просто под­тверждает свою рациональность.

3. Физики утверждают, что ни одно тело во Вселенной не может не подчиняться закону всемирного тяготения, а если его поведение противоречит данному закону, значит, вмешиваются другие законо­мерности. Самолет не падает на землю благодаря своей конструкции и двигателю. Космический корабль преодолевает земное тяготение за счет реактивного топлива и т. п.

Ни самолет, ни космический ко­рабль не отрицают закон всемирного тяготения, а используют фак­торы, которые нейтрализуют его действие.

Можно отрицать законы философии, религию, мистические чудеса, и это признается нормальным. Но с подозрением смотрят на человека, который отрицает законы науки, скажем, закон всемирно­го тяготения. В этом смысле можно сказать, что законы физики ле­жат в основании научного постижения действительности.

2. Физика и наглядность

2.1. Какие обстоятельства мешают понять современную физику?

Два обстоятельства мешают понять современную физику:

1. применение сложнейшего математического аппарата, который надо предварительно изучить. А. Эйнштейн⁴ сделал удачную попыт­ку преодолеть эту трудность, написав учебник, в котором нет ни од­ной формулы.

2. невозможность создать наглядную модель совре­менных физических представлений: искривленное пространство, частицу, одновременно являющуюся волной и т. д. Выход из ситуа­ции прост — не надо и пытаться это сделать.

2.2. С чем связан прогресс в современной физике? Какова роль мысленного эксперимента?

Прогресс физики (и науки в целом) связан с постепенным от­казом от непосредственной наглядности.

Как будто такой вывод дол­жен противоречить тому, что современная наука и физика прежде всего основывается на эксперименте, т. е. эмпирическом опыте, кото­рый проходит при контролируемых человеком условиях и может быть воспроизведен в любое время любое число раз.

Но все дело в том, что некоторые стороны реальности незаметны для поверхност­ного наблюдения и наглядность может ввести в заблуждение.

Меха­ника Аристотеля покоилась на принципе: «Движущееся тело оста­навливается, если сила, его толкающая, прекращает свое действие».

Он оказался соответствующим реальности просто потому, что не за­мечалось, что причиной остановки тела является трение. Для того, чтобы сделать правильный вывод, потребовался эксперимент, кото­рый был не реальным экспериментом, невозможным в данном слу­чае, а экспериментом идеальным (мысленным экспериментом).

Такой эксперимент провел великий итальянский ученый Галилео Галилей⁵, автор «Диалога о двух главнейших системах мира, птолемеевой и коперниковой» (1632 г.).

Для того, чтобы данный мыс­ленный эксперимент стал возможным потребовалось представление об идеально гладком теле и идеально гладкой (горизонтальной)поверхности, исключа­ющей трение.

Эксперимент Галилея, позволивший сделать вывод, что если ничто не будет влиять на движение тела, оно сможет про­должаться бесконечно долго⁶, стал основой классической механики⁷ Ньютона (вспомним три закона движения⁸ ).

В 1686 году Исаак Ньютон⁹ предоставил Лондонскому коро­левскому обществу свои «Математические начала натуральной фи­лософии», в которых сформулировал:

1. основные законы движения,

2. закон всемирного тяготения,

3. понятия массы, инерции, ускорения.

Так благодаря мысленным экспериментам стала возможной новая механистическая картина мира.