Тема 5. Физика в хх веке

Развитие основных понятий современной физики, особенности ее понятийного и методологического арсенала.

Методологическое значение принципов симметрии и суперпозиции.

Новационные концепции.

Разнообразие форм причинности. "Порядок из хаоса".

Развитие основных понятий физики,

особенности ее понятийного и методологического арсенала

История современной физики свидетельствует, что наука в ХХ веке становится чем-то сродни искусству. Физика ХХ века - неограниченное пространство для полета научной фантазии и воображения. Ярким примером "науки как искусства" может служить "вычисление" такой элементарной частицы как позитрон. Это результат применения нового взгляда на вещи к уже известным и общепринятым представлениям (а не аналогия, как это было с переносом представлений о небесной механике на открытие новых планет). Никому не приходило в голову проанализировать физический смысл отрицательного значения энергии электрона, П.Дирак увидел, что неувязка может быть устранена, если предположить существование частиц с массой равной массе электрона, нос противоположным, положительным зарядом (отсюда - позитрон).

Чисто логический вывод позволил с помощью понятия античастицы согласовать релятивистские эффекты и квантовую концепцию, а потому, "если бы позитроны не существовали, их следовало бы изобрести". Вскоре позитроны были обнаружены П.Блэкеттом, а затем в космическом излучении.

Другой пример - открытие вращения электрона. Существовало сложившееся мнение, что если электрон кроме кругового вращения осуществляет вращение вокруг своей оси, то скорость на его поверхности будет превышать скорость света, чего не может быть. Ученые, выходившие с такими предложениями, были осмеяны, а кое-кто даже покончил жизнь самоубийством. Однако все оказалось именно так, как в гипотезе.

Способность задавать глупые вопросы совершенно необходима. Как говорил Эйнштейн, в игре с природой. "Наиболее интересные открытия совершаются тогда, когда начинают доказывать то, что в доказательствах не нуждалось". Классический пример - неевклидовы геометрии, порожденные попытками доказать, что параллельные прямые пересекаются. Именно неевклидова геометрия лежит в основе общей теории относительности с ее искривлением пространства. Наиболее неуместны такие аргумента, как "этого не может быть, потому что не может быть никогда".

С этой точки зрения авантюрной выглядит гипотеза кварков. Многие проблемы физики разрешались бы при допущении, что андроны (элементарные частицы) состоят как минимум. Американский ученый М. Гелл-Манн, решавший эту проблему, читал повесть Дж.Джойса "Поминки по Финнегану". Вспоминая сон героя, где чайки кричат "Три кварка мистеру Финнегану", он понял, как будут называться его частицы. Далее эти частицы стали наделяться гипотетическими свойствами - "цвет", "страстность", "запах", "очарование". То есть абстрактная гипотеза стала наделяться понятными свойствами. Непонятное через понятное.

Создается впечатление, что это не более чем уловки, ничего не говорящие о реальности. Однако когда такого рода построения решают вполне конкретные задачи, то не имеет смысла спорить о степени их реалистичности.

Наука - это игра с реальностью,(или в реальность), как и искусство. Но в ней правила игры подсказывает изменчивая реальность. В игре ученого с природой обе стороны соревнуются в изобретательности, но дирижирует игрой природа. Именно она вносит коррективы в игру ученого, позволяя ему при этом выбирать инструменты для игры.