2022-07-31 14:27:29—2024-08-17 19:28:14
"Прочитал про нее в интервью Михаила Кацнельсона (хотел перечитать, сайт свободы заблокирован)
Книга в свое время потрясла Михаила:
Я до сих пор считаю, что это – абсолютная вершина в научно-популярном жанре, и лучше ничего и быть не может.
Великие открытия всегда нелогичны, люди с трудом к ним привыкают.
Удивительно, насколько просто и поступательно Фейнман разворачивает историю ключевых фундаментальных физических законов. Медленно раскрываются маленькие шаги и взаимосвязи. И еще он показывает роль математики во всем этом. Любопытно, что один и тот же глубокий фундаментальный закон можно очень по разному формулировать и наводить иные смыслы. Что даже не сразу сможешь сопоставить их между собой.
Когда в физике проблема оказывается трудной, мы можем заглянуть к математикам -- вдруг они уже встречались с такими вопросами и имеют готовые способы доказательства? Но может оказаться, что они этим еще не занимались. Тогда нам придется самим изобрести доказательства и потом передать их математикам. Каждый, кто рассуждает о чем-нибудь точно, показывает тем самым, как человек мыслит, и если представить его рассуждения в общем виде и передать математика, то они внесут его в свои книги в качестве раздела математики. Математика -- это путь, по которому мы переходим от одной совокупности утверждений к другой. И она, очевидно, полезна в физике, потому что говорить о вещах мы можем по-разному, а математика позволяет нам выяснить следствия, анализировать ситуации и видоизменять законы, чтобы связать различные утверждения. В общем физик знает очень мало. Он только должен помнить правила, которые позволяют переходить от одного к другому, ибо все эти различные утверждения о равенстве времен, о силе, направленной по радиусу, и т.д. тесно связаны с логикой.
Мы знаем эти общие принципы, которыми пронизаны самые разные законы. Но если мы будем слишком серьезно относиться к математическими доказательствам и считать, что одно справедливо только потому, что справедливо другое, то не сможем понять связи между различными отраслями физики. В тот день, когда физика станет полной и мы будем знать все ее законы, мы, вероятно, сможем начинать с аксиом, и, несомненно, кто-нибудь придумает, как их выбрать, чтобы из них получить все остальное. Но пока мы не знаем всех законов, по некоторым из них мы можем угадывать теоремы, которые еще не имеют доказательств. Чтобы понимать физику, необходимо строгое равновесие в мыслях. Мы должны держать в голове все разнообразные утверждения и помнить об их связях, потому что законы часто простираются дальше своих доказательств. Во взаимоотношениях физики и математики имеется еще одна интересная черта: математика позволяет доказать, что в физике, исходя из разных точек, можно прийти к одним и тем же выводам. Это и понятно: если у вас есть аксиомы, то вместо них вы можете воспользоваться некоторыми теоремами; физические же законы построены так деликатно, что их различные, хотя и эквивалентные формулировки качественно отличаются.
У меня пометка "в том то и беда с физикой, что она должна быть математикой". Аналогия между моделью поля и клеточными автоматами (но не пойму, к чему я это писал, в тексте книги не вижу зацепок -- пишу спустя прилично времени после прочтения по записками своим рукаписным, в основном коряво в метро)
Математики имеют дело только со структурой рассуждений, и им в сущности безразлично, о чем они говорят. Им даже не нужно знать, о чем они говорят, или, как они сами выражаются, -- истинны ли их утверждения. Объясню почему. Вы формулируете аксиомы: то-то и то-то обстоит так, а то-то и то-то обстоит так. Что дальше? Дальше можно заниматься логикой, не зная, что означают слова "то-то и то-то". Если аксиомы полны и сформулированы точно, то человеку, строящему доказательство, необязательно понимать значение слов, для того чтобы получить новый вывод на языке, которым он пользуется. Если в одномй из аксиом стоит слово "треугольник", то в выводах математика будут какие-то утверждения относительно треугольников, однако при получении этих выводов он не обязан знать, что за вещь -- треугольник. Я же могу вернуться к началу его рассуждений и сказать: "Треугольник -- это фигура с тремя сторонами, которая представляет собой то-то и то-то". И тогда я пойму его новые выводы. Другими словами, математик готовит абстрактные доказательства, которыми вы можете воспользоваться, приписав реальному миру некоторый набор аксиом. Физик же не должен забывать о значении своих фраз. Это очень важная обязанность, которой склонны пренебрегать люди, пришедшие в физику из математики. Физика -- не математика, а математика -- не физика. Одна помогает другой. Но в физике вы должны понимать связь слов в реальным миром. Получив какие-то выводы, вы должны их перевести на родной язык и на язык природы -- в медные кубики и стеклянные шарики, с которыми вы будете экспериментировать. Только так вы сможете проверить истинность своих выводов. В математике этой проблемы не существует вовсе.
Есть некоторая опаска погружаться в самую абстрактную математику и вращать сущностями без определений и смыслов. Так можно потеряться совсем и затем потерять интерес. С другой стороны, я понимаю, что именно в этой абстракции и кроется самый важный фундамент, основа всего. Тут нужен баланс. Думаю можно ходить и пребывать в обоих состояниях, иногда очень радикально уходить в безсмысленность, но уметь возвращаться и связывать, находить смыслы.
Почему же мы можем распространять наши законы на области, подробно не изученные? Почему мы так уверены, что какое-то новое явление подчиняется закону сохранения энергии, если проверяли закон только на известных явлениях? Время от времени вы читаете в журнале, что физики убедились в ошибочности одного из своих любимых законов. Так, может быть, не нужно говорить, что закон выполняется в тех областях, куда мы еще не заглядывали? Но если вы никогда не скажете, что закон выполняется там, куда вы еще не заглядывали, вы ничего не узнаете. Если вы принимаете только те законы, которые относятся уже к проделанным опытам, в не сможете сделать никаких предсказаний. А ведь единственная польза от науки в том, что она позволяет заглядывать вперед, строить догадки. Поэтому мы вечно ходим, вытянув шею. А что касается энергии, она, вероятнее всего. сохраняется и в других местах.
Как только вы скажете что-нибудь об области опыта, с которым непосредственно не соприкасались, вы сразу же лишаетесь уверенности. Но мы обязательно должны говорить о тех областях, которых мы никогда не видели, иначе от науки не будет проку. Например, при движении тела его масса меняется из-за сохранения энергии. Из-за эквивалентности массы и энергии энергия, связанная с движением, проявляется как дополнительная масса. Двигаясь, тела становятся тяжелее. Ньютон был другого мнения. Он считал, что массы постоянны. Когда обнаружилось, что представления Ньютона ложны, все говорили: "Это ужасно! Физики нашли у себя ошибку! Почему же они думали, что они правы?" Эффект этот очень мал и проявляется только при скоростях. близких к скорости света.
... если мы хотим, чтобы от науки была какая-то польза, мы должны строить догадки. Чтобы наука не превратилась в простые протоколы проделанных экспериментов, мы должны выдвигать законы, простирающиеся на еще не изведанные области. Ничего дурного тут нет, только наука оказывается из-за этого недостоверной. А если вы думали, что наука достоверно, -- вы ошибались.
Сейчас наука зашла так далеко, что приходится строить все более радикальные, шокирующие и невероятные догадки. Которые совершенно контринтуитивны. (Например что делает Макс Тегмарк).
... то, что "было" или "будет" во времени, может частично смешиваться с тем, что "там" или "здесь" в пространстве. Пространство и время оказываются неразрывно связанными между собой. После этого открытия Минковский заметил, что "отныне пространство само по себе и время само по себе должны обратиться в фикции и лишь некоторый вид соединения обоих должен еще сохранить самостоятельность". Этим конкретным примером я занимаюсь так подробно потому, что по сути дела именно отсюда и начинается настоящее изучение симметрий физических законов. Именно Пуанкаре предложил исследовать, что можно делать с уравнениями , не меняя при этом их вида. Именно ему принадлежит идея обратить внимания на свойства симметрии физических законов.
Вероятность любого события в идеальном эксперименте -- т.е. эксперименте, где все определенно настолько точно, насколько только это возможно, -- равна квадрату некоторой другой величины a, которую мы назвали амплитудой вероятности.
Так что вовсе не незнанием внутреннего механизма, внутренней сложности источника электронов объясняется появление вероятностных законов природы. По-видимому, это в какой-то степени неотъемлемое свойство природы. Кто-то выразился об этом так: "Даже сама природа не знает, по какому пути полетит электрон". Один философ сказал: "Для самого существования науки совершенно необходимо, чтобы в одних и тех же условиях всегда получались одни и те же результаты". Так вот, этого не получается. Вы можете точно воспроизвести все условия, и все-таки не сможете предсказать, в каком отверстии вы увидите электрон. Тем не менее, несмотря на это, наука жива, хотя в одних и тех же условиях не всегда получатся одни и те же результаты. Что совершенно необходимо "для самого существования науки" и каковы характеристики природы -- все это определяется не напыщенными декларациям, а тем материалом, с которым мы имеем дело, самой природой. Мы наблюдаем и видим то, что нам удалось узнать, и мы не можем заранее правильно предсказать, на что это будет похоже. Самые правдоподобные домыслы часто не соответствуют реальному положению вещей. И если наука должна двигаться вперед, то чтО нам действительно необходимо, так это возможности экспериментирования, честность в сообщениях о результатах, -- о них нужно сообщаться. не обращая внимания на то, какими их кто-то хотел бы видеть, -- и наконец, и это очень и очень важно, умение разумно интерпретировать результаты. При этом нельзя держаться предвзятого мнения и говорить: "Это очень мало правдоподобно; мне это не нравится". (или как многие говорят: Это не очень красиво, мне это не нравится (как исследует Сабина Хосенфельдер в книге "Уродливая Вселенная". Все гонятся за красотой, но это не значит, что истинна лежит там, уже не раз опровергалось.)
Сейчас мы знаем о других явлениях, например о явлении телепатии, которые нам не удается объяснить на основании имеющихся у нас физических знаний. Однако существование такого рода явлений пока еще не установлено с полной достоверностью и мы не можем гарантировать его существование. Если бы этот эффект удалось подтвердить экспериментальным путем, это означало бы, что наша физика не полна, и вот почему физики так заинтересованы в том, чтобы выяснить, возможно ли такое восприятие или нет. Сейчас многие опыты показывают, что такого восприятия нет.
Прежде всего о нем догадываются. Затем вычисляют следствия этой догадки и выясняют, что повлечет за собой этот закон, если окажется, что он справедлив. Затем результаты расчетов сравнивают с тем, что наблюдается в природе, с результатом экспериментов или с нашим опытом, сравнивают непосредственно с результатами наблюдений и выясняют, так это или не так. Если расчеты расходятся с экспериментальными данными, то закон неправилен. В этом простом утверждение само зерно науки. (обычно у природы гораздо больше воображения чем у нас)
Сейчас у нас нет парадоксов, по крайней мере на первый взгляд. Правда, у нас есть эти бесконечности, которые вылезают наружу при попытке объединить все законы в единое целое, но люди так набили руку на том, как прятать весь мусор под ковер, что порой начинает казаться, будто это не так уж серьезно. Как и прежде, то, что мы открыли все эти частицы, ни о чем нам не говорит, кроме того, что наши знания неполны. Я уверен, что в физике история не повторяется, как это видно из уже приведенных примеров, и вот почему. Любая схема типа "ищите законы симметрии", или "запишите все, что вы знаете, в математической форме", или "угадывайте уравнения" сейчас уже всем известна, и такими схемами все время пытаются пользоваться. Если вы застряли, ответ не может быть получен по одной из этих схем потому, что прежде всего вы попробовали использовать именно их. Каждый раз нужно искать новый путь. Каждый раз, когда образуется длительный затор, когда накапливается слишком много нерешенных задач, это потому, что мы пользуемся теми же методами, которыми мы пользовались раньше. Новую же схему, новое открытие нужно искать совсем на другом пути. Так что от истории науки не следует ждать особой помощи.
А сейчас такой большой затор и кризис науки, что смогут помочь видимо только крайне радикальные ходы.
... теория, согласно которой пространство непрерывно, мне кажется неверной, потому что она приводит к бесконечно большим величинам и другими трудностям. Кроме того, она не дает ответа на вопрос о том, чем определяются размеры всех частиц. Я сильно подозреваю, что простые представления геометрии, распространённые на очень маленькие участки пространства, неверны. Говоря это, я, конечно, всего лишь пробиваю брешь в общем здании физики, ничего не говоря о том, как ее заделать. Если бы я это смог, то я закончил бы лекцию новым законом.
Каждый приличный физик-теоретик знает шесть или семь теоретических обоснований одних и тех же физических фактов. Он знает, что они эквивалентны и что никто и никогда не сможет решить, оставаясь на этом же уровне, какая из этих теорий верна, но он помнит о них всех, надеясь, что это подскажет ему разные идеи для будущих догадок.
Мне лично кажется чрезвычайно удивительным, что прогнозировать можно, пользуясь математикой, т.е. просо следуя определенным правилам, не имеющим никакого отношения к тому, что происходит в действительности.
Истину можно узнать по простоте и изяществу. Чаще всего узнать, правильна ваша догадка или нет, нетрудно уже после двух-тех элементарных расчетов, позволяющих убедиться в том, что она не очевидно неправильна. Если вам повезло, это сразу бросается в глаза (по крайней мере если у вас есть есть опыт), так как чаще всего приходится не столько добавлять, сколько отбрасывать. Ваша догадка, в сущности, состоит в том, что нечто -- очень простое. Если вы не видите сразу же, что это неверно, и если так оказывается проще, чем раньше, -- значит, это верно.
Что нам действительно нужно, так это воображение, но воображение в надежной смирительной рубашке. Нам нужно найти новую точку зрения на мир, которая должна согласоваться со всем, что уже известно, но кое в чем расходиться с нашими установившимися представлениями, иначе это будет не интересно.
Вот так все это и началось. Моя идея казалась мне настолько логичной и настолько изящной, что я влюбился в нее без памяти. А ведь влюбиться без памяти в женщину можно только тогда, когда ты ее еще мало знаешь, а потому не видишь всех ее недостатков. Недостатки ты увидишь позже, но любовь уже достаточно сильна, чтобы удержать тебя. Так и я, благодаря своему юношескому энтузиазму, невзирая ни на какие трудности, оставался верен моей теории.
Фейнман очень хорошо отзывается о профессоре Уиллере. Который сразу мог понять, о чем говорит Фейнман.
"
in progress
Все записи