Фізична парадигма та універсальна теорія

[ виправити ] текст може містити помилки, будь ласка перевіряйте перш ніж використовувати.

скачати

Фізична парадигма та універсальна теорія

Криза фундаментальної фізичної теорії
Бостонська дискусія
Квантова теорія поля є теоретичною основою сучасної фундаментальної фізики, що включає фізику елементарних частинок і космологію. Свого найбільшого успіху вона досягла в 70-х роках XX століття, коли була створена Стандартна модель, досить добре описує досвідчені дані. У ній фундаментальні взаємодії природи вдалося описати єдиним чином - за допомогою неабелевих калібрувальної теорії. Проте потім послідував тривалий період теоретичного застою, що триває і нині. Концептуальне розвиток СМ застопорилося. Положення, що створилося обговорювалося в 1996 р. в Бостонському університеті на представницькому симпозіумі, присвяченому концептуальним підставах КТП. У 1999 році його матеріали були опубліковані. Їх короткий огляд подано в праці, якої ми будемо слідувати. У дискусії, що відбулася за участю відомих фізиків і філософів науки нас будуть цікавити критичний погляд на КТП «зсередини» і бачення перспективи.
Апологети СМ стверджують, що фізика може вважатися завершеною, що всі основні закони вже відкриті і систематизовано в Стандартну модель. Їхнє гасло: «Ніякої нової фізики!» Однак багато дослідників таку точку зору відкидають, піддаючи СМ і КТП жорсткій критиці за властиві їм недоліки. Загострюючи ситуацію, Ш. Глешоу сказав навіть, що «КТП просто невірна!» Вірна теорія, вважає він, має включати в себе квантову гравітацію. Серед недоліків КТП виділяється проблема расходимостей. «Для таких світил, як Швінгера і Дірак, поява расходимостей робило КТП неприйнятною як деякою остаточної теорії», - зазначив Глешоу. Перспективу він бачить в теорії струн. «Але ніхто ще не отримав з теорії струн будь-яких перевіряються прогнозів», - нагадав він.
Прихильником теорії струн і критиком СМ виступив і Д. Гросс. Він перерахував проблеми, які вимагають виходу за межі КТП. У їх числі уніфікація взаємодій, ієрархія мас, походження лептон-кваркових сімейств, пояснення параметрів СМ і малої величини космологічної постійної, реконструкція ранньої історії Всесвіту та ін
Проблеми, що виходять за рамки КТП, Глешоу визначив як метафізичні. Він відносить до них діраковскую «проблему великих чисел». Чому маси різних ферміонів розрізняються на п'ять порядків і настільки малі в порівнянні з планковской масою? Чому взаємодії у світі елементарних частинок описуються калібрувальними симетріями і яка природа цих симетрії? Що є джерелом сил? Чому дорівнюють гравітаційна й інерційна маси? Чи є внутрішня структура у електрона? І т.д. З точки зору Глешоу справжні метавопроси залишилися зараз тільки у фізиці елементарних частинок і космології.
Висновок, до якого прийшли критики СМ, ​​такий: стагнація теорії повинна бути подолана нової концептуальної революцією, яка не обов'язково буде базуватися на теорії струн, але в будь-якому випадку зробить радикальний перегляд основних припущень і принципів КТП. Фактично це є констатація кризи сучасної фізичної парадигми без зазначення конкретного виходу з нього.
Важливе місце в дискусії було приділено метафізичним і епістемологічних питань фізики. Серед перших основне місце займає питання про картину світу, рисуемой сучасною фізикою. Чи є світ безперервним або він дискретний? Яка природа вакууму і вакуумних флуктуації? Який сенс понять хвиля і частка в субатомному світі? Чи володіє світ ієрархічною структурою і якщо так, то які механізми взаємодії між її рівнями? Чи можна рівні описувати в рамках редукціонізму або вони несвідомих один до одного?
К. Ровеллі зазначив, що в сучасній картині світу, що грунтується на КТП, немає відповіді на питання, що таке час, простір, причинність, матерія. До цих пір не вирішена проблема об'єднання квантової механіки і ейнштейнівської загальної теорії відносності з її уявленнями про простір-часу, і сьогодні ми не маємо узгодженої картини фізичного світу. КМ і ОТО зруйнували поняття, на яких більше трьох століть грунтувався синтез картезіансько-ньютонівської картини світу, не створивши нової. Ровеллі насторожує, що в теорії «невозмущенной» канонічної гравітації і в «невозмущенной» теорії струн з фундаментальних рівнянь зникає час, а з ним і еволюція світу.
Серед епістемологічних проблем головним є питання про природу фізичних понять: чи варто за ними фізична реальність чи це теоретичний конструктор? Зокрема, чи описує реальність базисна онтологія теорії?
С. Вайнберг, аналізуючи шлях розвитку КТП і її основних понять, зазначає, що колишній дуалізм, згідно з яким світ складається з частинок і полів, подоланий. З позиції КТП квантові поля є базисними інгредієнтами Світобудови, в той час як частки вторинні - вони просто прояви полів. Але, зазначає Вайнберг, багато обчислення спрощуються, якщо їх виконувати, слідуючи світовим лініях частинок. Він висловив незадоволення феноменологічним описом елементарної частинки, поле якої є у ​​лагранжіане. Ф. Рорліх підкреслює, що експериментатори спостерігають саме частки, і на відміну від інших компонент теорії онтологічний статус елементарних частинок викликає мало сумнівів. Раціональне виправдання для формалізму КТП Вайнберг бачить у тому, що тут реалізується синтез трьох принципів: Лоренц-інваріантності, квантової механіки, а також кластерного розкладання, згідно з яким «результати віддалених один від одного експериментів не повинні бути корелюється».
Найбільш гостра дискусія розгорнулася з проблеми редукціонізму - антіредукціонізма в теоретичній реконструкції мікрореальності, оскільки вона пов'язана зі стратегічними шляхами розвитку фізичної теорії. Їх два: програма ефективних теорій або пошук остаточної теорії. Перша виходить з того, що ієрархічні рівні матерії, що різняться масштабом довжин і енергій, квазіавтономного, а їх «населення» підпорядковується власним законам. Сучасна наука влаштована подібним же ієрархічним чином, а її рівні мають свої власні основоположні експерименти і поняття, що не мають сенсу на нижчому, фундаментальному рівні і не виводяться з понять останнього. Згідно Т. Цао, стратегія ефективних теорій, заперечує монофундаменталізм остаточної теорії, сумісна з поліфундаментальність ієрархічних рівнів, із яких жоден не можна вважати більш фундаментальним, ніж інші. Дослідник кожного фундаментального рівня не повинен засмучуватися через обмежену області застосовності своєї теорії. Адже, згідно Цао, навіть найбільш послідовний монофундаменталіст у фізиці елементарних частинок розуміє, що його теорія має обмежену область приложимости і не може бути використана, скажімо, в економіці і поезії.
Д. Нельсон відзначає, що фізика елементарних частинок досягла таких малих масштабів і таких високих енергій, що її висновки виявляються несуттєвими для фізики оточуючого нас світу.
Глешоу сумнівається в свідомості самих понять «фінальна» теорія або «Теорія Всього Сущого». І хоча ідеал остаточної теорії грає позитивну роль у пізнанні, оскільки стимулює найбільші інтелектуальні зусилля з її побудови, сама мета є ілюзорною. Глешоу не вірить, що вчені коли-небудь зможуть її досягти * '.
З редукционистских позицій виступив М. Редхед. Він вважає, що ні антіредукціонізм, що асоціюється з йде в нескінченність вежею ефективних теорій, ні редукціонізм, що передбачає остаточну теорію типу «Теорія Всього Сущого», не можуть бути експериментально обгрунтовані раз і назавжди, а тому ці ідеї метафізічни, оскільки, кажучи словами Канта, виходять за рамки будь-якого досвіду. Однак ідея остаточної фундаментальної теорії стимулює пізнавальний процес, пошуки єдності знання, характеризується простотою і симетрією порядку, що лежить за видимою складністю явищ.
Вайнберг і Гросс відстоювали можливість остаточної теорії. Обидва вважають, що ефективні польові теорії - лише наближення до більш глибокої теорії, яка буде отримана з цих наближень якимось систематичним шляхом. Ця більш глибока чи остаточна теорія буде не польовий, а радикально відмінною від КТП.
Такі основні позиції, які пролунали на бостонському форумі. Вони добре відображають сучасне кризовий стан фундаментальної теорії. Вражає значний перелік питань, на які належить відповісти тим, хто спробує знайти вихід з критичної ситуації. Звучали слабкі надії на розвиток теорії струн. Надії на заміну КТП залишаються надіями вже більше 25 років. Теорія струн виникла як модель, здатна усунути розбіжність, пов'язані з точкових частинок і локальністю їх взаємодії. Вона здатна включити гравітацію в квантову теорію. Але, «претендуючи на роль фундаментальної теорії фізики мікросвіту і єдиної теорії всіх взаємодій, теорія струн до цих пір не має не те що закінченої формулювання, а навіть до кінця розібраного« модельного прикладу », більш-менш охоплює всі її принципові риси, подібно найпростішим моделями квантової механіки або квантової теорії поля ». Ситуацію з теорією струн найкраще описує прислів'я: на безриб'ї і рак риба. Очевидний висновок з дискусії: потрібні нові ідеї.
Коли на бостонському форумі говорилося про остаточну теорії або «Теорії Всього Сущого», мова не йшла про універсальну теорії - теорії Універсуму. Суперечка між редукціоністамі і антіредукціоністамі був не про теорію Всесвіту, хоча, якщо вдуматися, остаточної теорією може бути тільки вона. Мова йде про стратегії досліджень. Обидві сторони бачать шлях розвитку науки поетапним, різниця полягає в способах опису ієрархічного світу. Однак поетапний розвиток монофундаменталістской теорії виглядає не дуже зрозумілим. Поетапно повинні охоплюватися різні рівні ієрархії. Якщо сьогодні теорія опише рівень елементарних частинок і Всесвіту, то завтра і післязавтра - проміжні рівні. Але якщо єдиним чином вдасться описати мінімальний і максимальний масштаби, то чому проміжні масштаби опиняться поза теорії? Якщо ж мова йтиме про універсальної теорії, то поетапність повинна бути виключена.
У суперечці з редукціоністамі аргументація опонентів не виглядає послідовною. Їхній головний аргумент - неспроможність сучасної монофундаменталістской КТП описувати високі ієрархічні рівні нашого світу. Це дійсно так, і це - вирок, але не редукціонізму, а сучасної фізичної парадигмі, що не одне і теж, хоча остання і включає редукціоністскій підхід як свій елемент. Що йде, мабуть, від Геракліта ідея редукціонізму підтверджується на нижчих рівнях ієрархії матерії. Всіма, в тому числі і антіредукцоністамі, зізнається, що з кварків утворюються нуклони, з нуклонів будуються ядра, що створюють атоми, далі йде молекулярний рівень, досліджуваний хімією. Тут простежується редукціоністской ланцюжок обривається, і при вивченні більш високих рівнів організації матерії сучасна квантова теорія стає неефективною. Чи потрібно з цього робити висновок про поліфундаменталістском устрій світу та неадекватності редукціоністського підходу? Більш послідовний висновок такий: можливості КТП обмежені, і їй треба шукати заміну. Про це говорили деякі учасники бостонської дискусії.
Якщо прийняти концепцію антіредукціоністов, то проблема опису світоустрою не спрощується, а ускладнюється. Відразу постає питання про кількість ієрархічних рівнів, ніж воно визначається. Потрібно буде пояснювати їх походження, ніж природа одного рівня відрізняється від природи іншого, скільки нових фундаментальних констант повинні їх описувати, яке їх походження і т.д. Комплекс проблем, що виникає при монофундаменталістском підході, багаторазово примножиться при переході до поліфундаменталізму. І це вихід з кризової ситуації? Дивлячись на подібне невимушених ускладнення, доречно згадати про «бритві Оккама».
Бостонська дискусія не виявила непереборної аргументації проти можливості створення універсальної монофундаменталістской теорії, розробка якої у 2000 р. просувалася успішно, хоча ще була далека від завершення.
Для пошуку виходу з глухого кута в 2004 р. Міністерство енергетики та Національне наукове товариство США створили комітет, завданням якого є з'ясування можливостей науки у вирішенні найбільш значних проблем у фізиці елементарних частинок. Комітет, керований П. Дрелл, почав зі складання переліку питань, яким треба приділити особливу увагу у національних і міжнародних програмах:
1. Чи існують невідомі природні принципи, нові фізичні закони, нові симетрії?
2. Чи є додаткові просторові виміри?
3. Чи можна об'єднати всі сили і всі взаємодії?
4. Навіщо Всесвіті так багато типів різних елементарних частинок?
5. Чи можна розкрити таємницю темної матерії і отримати її в лабораторії?
6. Які справжні властивості нейтрино?
7. Як Всесвіт досягла сучасного стану?
8. Що в процесі еволюції Всесвіту трапилося з антиречовиною?
Всі ці питання будуть обговорюватися в ч. I. Вони важливі для розробки нової парадигми.

Про «теорії всього Сущого»
На бостонському симпозіумі, коли мова заходила про «Теорії Всього Сущого» або остаточної теорії, під цим розумілася аж ніяк не теорія Всесвіту - не той сьогодні рівень фундаментальної фізичної теорії, щоб розраховувати на подібне. Проте теорії, які претендують на універсальне опис світоустрою, відомі. Їх небагато і успішними назвати їх не можна, але для характеристики пошуків у цьому напрямку, важливому для нас, ми представимо дві теорії - одну антіредукціоністскую і одну редукціоністской.
Теорія Д. Дойча. Вона не належить до фізичних теорій. Тому ми наведемо подання автора не про структуру реальності, а про формування універсальної Теорії Всього. Він, як і багато, вважає метою наукової теорії пояснення світу, вважаючи, що повинно розумітися не все, що існує, а все, що зрозуміле. «Ми розуміємо структуру реальності, тільки розуміючи теорії, що пояснюють її». Якщо структура реальності єдина, то шлях узагальнення теорії призведе до «єдиної теорії єдиної структури реальності». «Це буде теорія всіх предметів: Теорія Всього». Вона буде першою універсальною теорією. Так як теорії принципово недосконалі, її свого часу витіснить більш глибока і точна теорія, і т.д. «Створення Теорії Всього буде останнім великим об'єднанням і в той же час першим кроком до виникнення нового світогляду». Дойч вважає, що при редукціоністсько підході фундаментом стає «спрощена Теорія Всього», універсальна теорія частинок, сил, простору і часу разом з деякою теорією початкового стану Всесвіту. Решта фізика утворює перші кілька поверхів. Астрофізика і хімія займуть більш високий рівень, геологія ще вищий і т.д. Ще вище - біохімія, біологія і генетика. «У нетвердих шарах стратосфери примостилися такі предмети як теорія еволюції, економіка, психологія та обчислювальна техніка». Однак «ніхто насправді не збирається виводити принципи біології, психології чи політики з принципів фізики. Причина, по якій предмети більш високого рівня піддаються вивченню, полягає в тому, що в певних умовах незбагненно складну поведінку величезної кількості частинок стає мірою простоти і яскраво. Це називається результатом: простота високого рівня виходить із складності низького. Явища високого рівня з зрозумілими фактами, які не можна просто вивести з теорії низького рівня, називаються вихідними явищами ». «Мета наук високого рівня - дати нам можливість зрозуміти вихідні явища, найважливішими з яких ... є життя, думка і обчислення». «Чотири основні нитки пояснення, які можуть скласти першу Теорію Всього - це квантова фізика, епістемологія, теорія обчислень і теорія еволюції».
Можна погодитися з Дойчем, що його «Теорія Всього» недосконала. Це яскравий приклад спекуляції, не забруднюють собі доказами.
Теорія Г. Шилова. У цієї теорії інший статус. Ця фізична редукціоністской теорія представляє інтерес тим, що в ній фактично закладений поляризаційний підхід, який лежить в основі цієї роботи. Це робить можливим порівняння.
Як відомо, від А. Ейнштейна бере початок ще один напрямок пошуку, націлене на універсальне опис світу, - єдина теорія поля. В її основі лежить геометризація полів матерії. Ейнштейн сподівався, що на цьому шляху йому вдасться знайти рівняння «досконалої квантової теорії», так як з'явилася квантова теорія його не задовольняла. Шиповим в «Теорії фізичного вакууму» будується більш загальна ЄТП, заснована на ідеї, що «... в світі немає нічого, крім кривизни і крутіння». Як вважає її автор, «проблема створення єдиної теорії поля отримала своє рішення в теорії фізичного вакууму» - «основного стану будь-якого виду матерії, який є джерелом всіх частинок і полів». Виведення рівнянь 10-мірного вакууму, що не містять фізичних констант, заснований на новому «принципі загальної відносності всіх фізичних полів ... Всі фізичні об'єкти стають відносними, набуваючи можливість міняти свої маси, заряди, спини і т.д. при народженні з фізичного вакууму ». Ці характеристики «частіцеподобних рішень» рівнянь визначаються тензором кривизни, таким стає відносним.
Поля матерії, що утворюють тензор матерії, - «це торсіонні поля, що є джерелом нового виду взаємодій - торсіонних», що породжують сили інерції в прискорених системах відліку. «У інерціальних системах відліку поля інерції, що утворюють щільність матерії, задовольняють хвильовим рівнянням, подібним рівнянню Шредінгера ... При цьому хвильова функція квантової теорії виявляється пов'язаної з реальним фізичним полем - полем інерції і отримує детерміністську інтерпретацію». «Поле інерції і являє собою єдине поле».
З рівнянь вакууму Шиповим виділено «сім рівнів реальності»: абсолютно Ніщо, первинне торсіонне поле, фізичний вакуум, елементарні частинки, газ, рідина і тверде тіло. Абсолютна Ніщо має два стани абсолютного вакууму: неврегульоване і впорядковане. «На цьому рівні немає нічого конкретного: ні спостерігача, ні речовини. Йде процес самоорганізації Абсолютного Ніщо, який полягає в нумерації точок простору », кривизна і кручення якого дорівнюють нулю. «Порожнє, але пронумеровані простір передбачає існування« первинного надсвідомості », здатного усвідомити Абсолютне Ніщо і зробити його упорядкованим. На цьому рівні реальності вирішальну роль грає «надсвідомість», що виступає в ролі активного початку ідеального, що діє в рамках загального принципу відносності. Перехід з першого рівня реальності на другий здійснюється спонтанно або під дією торсіонного поля. На цьому рівні поле кручення представляє собою елементарні просторово-часові вихори, що не переносять енергію в звичайному її розумінні, але переносять інформацію ». Геометрія простору на цьому рівні являє собою 10-мірне різноманіття, причому кривизна виявляється рівною нулю, а кручення відмінно від нуля. «На третьому рівні реальності виникає віртуальна матерія, здатна при взаємодії передавати енергію. Її рівняння не містять ніяких фізичних констант ». «Перехід матерії з віртуального стану в реальний відбувається після того, як константи або функції інтегрування в тому чи іншому конкретному рішенні набувають фізичні значення. У цьому випадку порушена вакуумне освіта - інерційні - виявляє себе як реальна частка або поле. Іншими словами, відбувається народження реальної матерії з вакууму, тобто перехід на четвертий рівень реальності ». На цьому рівні і «встановлюється відповідність фізичного вакууму існуючим фундаментальним рівнянням фізики». Такий сценарій Шилова народження матерії з «нічого».
Поряд з частинками, мають позитивну масу, повинні народжуватися частинки з негативною масою. Шипов посилається на Я.П. Терлецького, переставив нас поняття позітон і негатон і вважало, що негатони розподілені у Всесвіті рівномірно, компенсуючи неоднорідне розподілену масу позітонов. Сучасна щільність негатонов незначна, тому вони ненаблюдаемость в експерименті. У великих же масштабах вони повинні проявляти себе. До таких проявів він відносить наявність спіральної структури у галактик. Згідно Терлецького, повинні існувати і тахіон - сверхсветовие частинки з уявною масою. Така картина Всесвіту прийнята в теорії Шилова. Крім того, «до теоретичних наслідків відносяться:
1) побудова ейнштейнівської єдиної теорії поля як теорії фізичного вакууму;
2) відповідність рівнянь фізичного вакууму всім фундаментальним рівнянням сучасної фізики;
3) побудова детермінованою квантової теорії, що задовольняє вимогам Ейнштейна;
4) відкриття нових типів фундаментальних взаємодій, заснованих на точних рішеннях рівнянь фізичного вакууму;
5) теоретичний опис торсіонних взаємодій;
6) фундаментальне опис монопольного випромінювання в електродинаміки;
7) узагальнення деяких теорем і законів класичної механіки ».
На підтвердження своєї теорії Шипов розглядає деякі експерименти з використанням так званих торсіонних генераторів і приймачів, результати яких не вдається пояснити в рамках звичайної фізики. Поза цими рамками знаходяться і передбачені ним «фізичні об'єкти, які за своїми властивостями претендують на роль посередника в психофізичних явища». Особливість торсіонних полів Шипов пов'язує зі спіном, який розглядається як спіновий заряд. Тому електромагнітне поле та інші поля зі спіном отримують в теорії незвичайні «торсіонні» властивості і використовуються для пояснення Аномалістика.
Теорія Шилова виділена нами тому, що в ній зроблена спроба зрозуміти виникнення матерії з «нічого», дано якийсь сценарій її народження. Подання про вакуум в ній і КТП різні, а пошук виходу з кризи теорії вимагає ревізії поглядів на вакуум як на початковий стан матерії. Освіта фізичних величин з «нічого» - це поляризаційний процес, матеріалізація «Порожнечі», те, що пов'язує підходи Шилова та справжньої роботи. Проте є одна принципова відмінність між ними. Геометрична природа взаємодії в ЄТП відокремлює фізичний простір від матерії, роблячи простір первинним. Тут простір не виникає з «нічого», це вища даність, в якій реалізуються матерія і свідомість. Такий принцип побудови ЄТП. Питання, чому простір виділено, не обговорюється. Це постулат теорії.
Якщо ж виключення для простору-часу не робити і не постулювати первинність торсіонних полів, то виникає інша теорія, яка названа нами поляризаційної. У ній природа всіх взаємодій пов'язана вже не з властивостями простору - кривизною і крученням, а з симетрією. Це те, що об'єднує її з КТП. Корінне відмінність у природі поляризації нуль-вакууму зумовлює різницю у можливості адекватного опису спостерігається реальності. Незважаючи на універсальність підходу, опису ієрархічних рівнів відсталої і живої матерії в теорії Шипова немає. Порівняння теорії з експериментом носить досить обмежений характер. Теорія оперує не тільки трьома фундаментальними константами, а й іншими. При цьому вона не досягає тієї точності опису дослідів, яка не дозволила б засумніватися в її адекватності. У ній немає відповіді й на численні питання, що обговорювалися на бостонському форумі, без чого не можна говорити про ЄТП як про нову фундаментальної теорії фізики. Адекватність ЄТП спостерігається світу не доведена. Тому вона не була сприйнята фізиками «традиційної орієнтації», але отримала визнання в середовищі дослідників, що займаються аномалістикою і інтерпретує її за допомогою «торсіонних» полів. Декларована первинність «торсіонних» полів суперечить сучасним уявленням і поляризаційної теорії, які вважають первинним скалярний полі.
Близькими у концептуальному відношенні до уявлень Шилова є ідеї Дж. Хегеліна, згідно з якими сфера Свідомості, Мислення, Колективного розуму має матеріальну основу у вигляді Єдиного Поля, а різні індивідуальні свідомості слід розглядати як прояв єдиного універсального свідомості, що відповідає ведичної традиції. Як фізичної основи Єдиного Поля у Хегеліна виступають суперструн. Його уявлення лягли в основу науково-дослідної програми Міжнародного університету Махаріші. Один із її напрямків - спроби впливу на хід соціальних процесів з допомогою цілеспрямованої колективної медитації.
Можна констатувати, що існують спроби радикально розширити монофундаменталістскій «фізичний кругозір», особливо в бік свідомості, яке Н. Бор вважав фізичним феноменом. Однак вони не здатні переконати антіредукціоністов. І не тільки їх. Ці спроби були недостатньо успішними, щоб похитнути існуючу парадигму і перешкодити критичної ситуації у фундаментальній фізичній теорії благополучно перекочувати з другого тисячоліття в третє.
Сучасна природничонаукова парадигма
Система основних концептуальних положень, що характеризують певний етап розвитку науки, змінюється разом з нею. Ревізія наукової парадигми - це постійно йде процес, і тому її формулювання завжди буде мати неоднозначність, невизначеність. Це відноситься і до сучасної парадигми - парадигмі межі тисячоліть. Характеризуючи науковий етапі щодо, зазвичай вказують окремі концептуальні положення, які відображають його специфіку. Спроби дати більш-менш повне формулювання системи основних положень автору невідомі. У такому формулюванні, власне кажучи, немає і особливої ​​потреби - науку це не просуне, а спорів, що вважати загальноприйнятим, може викликати безліч.
Інша справа, якщо мова йде про новий погляд на світ, на його пристрій. Тоді потрібно зафіксувати наявний світорозуміння, щоб була можливість чіткіше усвідомити пропонуються зміни і сфокусувати на них дискусію.
Світогляд зазвичай вважається справою філософів. Але наука про Природу - це фізика. Якщо вважати, що нічого, крім Природи, не існує, здавалося б, фізики і повинні формулювати світорозуміння, виходячи з добутих ними емпіричних даних. Однак сучасний рівень розвитку фізики не дозволяє зрозуміти безліч загадок Природи, без чого не можна проникнути в таємницю світоустрою. Внаслідок цього сучасна фізична парадигма нееквівалентний науковій парадигмі, наслідком чого є поділ наук на природні і гуманітарні. Фізики зможуть замінити філософів тільки тоді, коли буде створена остаточна універсальна теорія Природи - теорія Всесвіту. До тих пір філософи будуть домислювати відсутню. Як ми бачили вище, поодинокі спроби її створення фізиками робляться, але мало хто вірить, що успіх можливий у доступному для огляду майбутньому. Чимало й тих, хто вважає зто принципово неможливим. Мова йде не про релігійні людях, не про гуманітаріїв, які вважають, що в «них свої закони», а про фізиків.
Слава богу, науці демократія протипоказана, оскільки творчий процес індивідуальний. Тому, констатувавши ситуацію, що склалася, почнемо просування до наміченої мети, почавши зі спроби сформулювати сучасну природничо-наукову парадигму. Не претендуючи на повноту і врахувавши спірність низки положень, сконцентруємося на тій її частині, яка буде піддана ревізії в рамках пропонованого поляризаційного підходу.
Ми розіб'ємо парадигму на три основні блоки, що охоплюють матерію всіх масштабів. У перший блок включимо положення, що характеризують фундаментальний рівень матерії. Цей блок будемо називати «фундаментальної парадигмою». Другий блок містить основні уявлення про Всесвіт як про єдине ціле. Це - «космологічна парадигма». Нарешті, третій блок включає положення про ієрархічну структуру матерії. Це ієрархічний блок парадигми, або «ієрархічна парадигма». Щодо неї йде суперечка редукціоністов і антіредукціоністов.
У пропонованих нижче формулюваннях курсивом виділені ті позиції, які збережуться в поляризаційної парадигмі. Можливо, не всі наведені положення парадигми можна визнати концептуальними, але базисний характер описуваних ними властивостей матерії представляється очевидним.
А. Фундаментальна парадигма
А.1. Світ матеріальний. Матерія - реальність Всесвіту. Згідно матеріалістичної діалектики, матерія - це об'єктивна реальність, яка існує поза і незалежно від людської свідомості. Це формулювання викликає сумнів, тому що саме людська свідомість може виявитися невідомою формою матерії. Можливо, правильніше вважати, що матерія - це реальність. Але яка? У фізиці вона конкретизується за своїми проявами. Сьогодні відомі три її форми: частинки, поля і вакуум. Поняття останнього варіюється, але домінує уявлення про фізичну вакуумі - стан матерії з відмінною від нуля енергією. При порушенні цей вакуум генерує частинки і поля.
Існують два типи частинок - реальні і віртуальні. Реальні утворюють речовину, віртуальні частинки відрізняються від реальних тим, що для них не виконується співвідношення спеціальної теорії відносності між енергією, масою та імпульсом.
Поля мають також дві форми - класичну та квантову.
Інформація не розглядається як фізична субстанція. Її роль у фізичній картині світу, її внесок у реальність не ясні.
А.2. Реальні частинки існують в чотиривимірному просторі-часі, мають невід'ємні маси і швидкості, що не перевищують світлову. Їх руху описуються принципом найменшої дії. Існують три типи механічного руху матерії - трансляційне, коливальний і обертальний.
О.З. Частинки мають хвильовими властивостями. Вони - прояви полів.
А.4. Існують два типи речовини: перший - кварк-лептонний без правого нейтрино, інший - невідома небаріонная матерія.
А.5. Властивості взаємодій визначаються їх симетрією.
А.6. Існують чотири фундаментальні взаємодії - електромагнітну, слабку, сильне і гравітаційне. Передбачається, що перші три взаємодії об'єднуються в одне з симетрією 5Щ5). У цьому випадку повинні існувати магнітні монополі, а протони - розпадатися. Швидкість поширення взаємодій у вакуумі обмежена швидкістю світла.
А.7. В основі фундаментальної теорії лежать перші принципи - апробовані досвідом постулати.
А.8. Теоретичною основою фундаментальної фізики є квантова теорія поля. Це положення заперечується.
Б. Ко смологіческая парадигм а
Б.1. Подання про Всесвіт не сформовано. Всесвіт - це спостережувана частина Всесвіту, увесь Всесвіт або частка в ньому.
Б.2. Всесвіт розширюється з початкового щільного стану, що виникає у фізичному вакуумі.
Б.З. Маса Всесвіту утворюється на її початковому етапі існування і надалі зберігається.
В.4. Всесвіт зарядово-асиметрична: речовина домінує над антиречовиною.
Б.5. Динаміка Всесвіту як цілого визначається гравітаційною взаємодією, темною енергією і антігравітірующім вакуумом. При червоному зсуві 2 ~ 7 розширення прискорюється.
Б.6. Теоретичним фундаментом космології є загальна теорія відносності з Л ф 0 і наступна з неї фрідмановская модель розширення.
Б.7. Основним механізмом структурування речовини Всесвіту є гравітаційна нестійкість початкових збурень, що виникають на інфляційної стадії.
Б.8. Зірки утворені баріонів матерією, тоді як в галактиках і їх скупченнях домінує небаріонное речовина.
Б.9. Великомасштабна структура в однорідному Всесвіті не могла утворитися механічним способом - для цього спостережуваних швидкостей галактичних систем недостатньо.
8.1. Світ єдиний, монофундаментален, і тому властивості всіх складних ієрархічних рівнів матерії повинні пояснюватися властивостями частинок фундаментального рівня, тобто фізика є фундаментом наук, що вивчають будь-які ієрархічні рівні. У природних науках ця тенденція проявилася історично. Тому редукціонізм можна вважати природним підходом, хоча він і заперечується.
8.2. Жива і відстала матерія утворені одними і тими ж елементарними частинками. Жива матерія виникає з відсталої.
8.3. Існує універсальний генетичний код, що задає зв'язок між кодоном структурою ДНК і виробництвом амінокислот.
8.4. Життя з'явилася на Землі хімічним шляхом або за допомогою панспермії і еволюціонує від простого до складного.
8.5. Жива матерія еволюціонує в результаті випадкових мутацій природного відбору. Цей механізм оскаржується, але досить переконливої ​​альтернативи поки що не запропоновано.
8.6. Душі немає, психіка та свідомість-функції мозку і нервової системи.
8.7. Потойбічного світу не існує.
Це, звичайно, не повний перелік базисних положень, що стосуються живої матерії. Він не зачіпає, зокрема, видоутворення і таксономії, людського суспільства.
Мала частка зазначених курсивом положень у всіх трьох блоках дає уявлення, наскільки радикально змінюється парадигма в поляризаційної теорії Всесвіту, що викладається нижче.
Крім змістовної компоненти наукова парадигма включає в себе положення, пов'язані з пізнаванності природи і методами її пізнання. Важливість гносеологічного блоку відзначалася у Вступі. Від нього залежать ефективність і напрямок зусиль, вибір пізнавальної стратегії та методології. У сьогоднішню епістемологічну парадигму включимо такі положення:
Г.1. Світ пізнаваний, а наука - спосіб його пізнання і розуміння. Пізнання світу можливе і ненауковими методами, але його пояснення, розуміння - прерогатива науки.
Г.2. Найважливішим постулатом природознавства є принцип, що закони природи, встановлені в лабораторних експериментах, залишаються вірними для всього Всесвіту, і всі явища, які спостерігаються у Всесвіті, можуть бути пояснені на основі цих законів.
Г.З. Теоретичне узагальнення дослідних даних тим досконаліше, ніж більше число їх воно охоплює.
Г.4. Наука грунтується на відтворюваних фактах.
Перше і третє положення заперечень не викликають. Друга позиція проблематична, тому що в лабораторії не можна встановлювати закономірності великомасштабних і тривалих явищ, а інтерпретація їх допомогою лабораторно відкритих законів може виявитися неможливою. Власне, така ситуація і склалася у фізиці. Наприклад, виявити в лабораторії великомасштабні елементарні частинки не можна, а вони, як буде показано, відіграють визначальну роль в ієрархічній структуризації речовини Всесвіту. Грунтуючись тільки на гравітаційних механізмах структуризації, зрозуміти будову Всесвіту неможливо. Тому тут багато «білих плям». Освіта галактик та Сонячної системи, що розглядається в гл. 3 і 4, тому приклади. Можливості «лабораторного пізнання» реальності обмежені, тому потрібно використовувати й інші методи дослідження.
Слід сказати, що наука спирається не тільки на лабораторні дані, але і на спостережні. Вони лежать в основі деяких наук, але інтерпретуються за допомогою лабораторно відкритих закономірностей. Виняток становить відкрита І. Ньютоном гравітація.
Використання спостережних даних робить сумнівним і четверте положення. Роль відтворюваності у визнанні фактів достовірними не заперечується. Але як уже говорилося у Вступі, вона звужує сферу наукового пізнання і в цьому сенсі суперечить першому і третьому положенням. Не відмовившись від нього, не можна побудувати універсальну теорію Всесвіту. Воно робить ізгоями науки цілі напрямки дослідження реальності.
Наукове ставлення до проявів реальності - це важливі епістемологична та методологічна проблеми. Відмовляючись від вимоги відтворюваності, потрібно запропонувати альтернативу. Нами прийнятий наступний підхід: апріорі не можна заперечувати достовірність будь-якого досвідченого факту, спостереження або свідоцтва, скільки б дивними і неприйнятними вони на перший погляд не здавалися. Для поставленої задачі втрата інформації неприйнятна, тобто інформативність важливіше відтворюваності. Іншими словами, приймається презумпція довіри до фактів, що дозволяє уникнути втрати цінної інформації щодо явищ природи, про існування яких в силу обмеженості сучасного рівня знань і експериментальних можливостей ми навіть не підозрюємо. Іншого шляху немає. Вимагати тотальної перевірки достовірності фактів і свідчень безглуздо, бо їх число неосяжно, а більша частина взагалі непроверяеми, тому що або принципово невідтворна, або відтворена, але недолік знань не дозволяє бути впевненим в ідентичності перевірочних дослідів. Саме так йде справа з експериментами, природу яких ще належить зрозуміти. Крім того, відомі приклади, коли сам експериментатор, його настрій впливають на результати дослідів.
Як же розбиратися в такому скопище даних, де невірна інформація може навіть домінувати? Це нова для науки проблема - вчитися оцінювати достовірність невідтворюваних даних, несучих незвичайну інформацію і не вписуються в сучасну парадигму. З такою проблемою зіштовхується християнська церква, канонізуючи святих, які вчинили дива. Однак її досвід для науки навряд чи придатний.
Як говорилося у Вступі, поштовхом для справжньої роботи послужило спостереження автором НЛО. Існування феномена НЛО з його дивовижним набором «аномальщіни» заперечується офіційною наукою. Але якщо згадати, аналогічна ситуація була і з кульовою блискавкою. Про неї люди знали споконвіку. Хоча вона вбивала людей і тварин, приводила до руйнувань, наукою це явище довго не визнавалося. Відтворити її експериментально намагаються до цих пір, але вже в 80-х роках XX століття сумніви в існуванні феномена ШМ відпали. Що сталося? У ряді країн з'явилися роботи з статистичному аналізу тисяч свідчень, тобто суб'єктивних спостережень. З'ясувалося, що картина явища не залежить від статусу свідків. Ігнорувати статистику свідоцтв, фото-і відеоматеріали, руйнівні дії було важко. Не вписується в сучасну парадигму явище було визнано офіційною наукою і вивчається нею, правда, без великого поступу вперед. До речі, аналогічний статистичний підхід використовується в космології й астрофізики для вивчення зірок, галактик та інших об'єктів.
Феномен НЛО має щось спільне з ШМ, часом об'єкт можна віднести і до того, і до іншого явища.
У ті ж роки аналогічний статистичний аналіз тисяч свідчень був виконаний і для НЛО. Він знову показав, що на всіх континентах властивий НЛО набір явищ однаковий. Здавалося б, ситуація аналогічна ШМ, але НЛО як явище не визнається офіційною наукою до цих пір, незважаючи на те, що накопичено велику кількість фото-та відеоматеріалів, досліджень фізичних слідів НЛО на землі. Чим викликаний такий подвійний стандарт? Справа, мабуть, в тому, що частина НЛО проявляє розумну поведінку і асоціюється уфологами з інопланетними кораблями, їх не можна віднести, як ШМ, до природних феноменів. З цієї причини спочатку деякі відомості про НЛО засекречували, а НЛО оголошувалися неіснуючими. Якщо НЛО - прояв розуму, то він набагато перевершує людський, і тоді ситуація загрожує суспільству і науці потрясіннями. Наукова експертиза феномена НЛО не змогла відсіяти всі спостереження як недостовірні або пояснюється наукою. Суттєва частка достовірних спостережень залишилася нез'ясованою і стала вивчатися уфологією.
Зроблене відступ характеризує ставлення науки до паранаука, які займаються дослідженнями непрізнаваемих наукою явищ. Подібна ненормальна ситуація характерна і для відносини офіційної науки до релігії, накопившей багато інформації про душу, до містики та іншої Аномалістика. Суть проблеми - в недовірливо ставленні до фактів, здобутим ненауковими методами. Сумніви викликають не їх пояснення, здебільшого незадовільні, а саме самі факти, події. Однак про універсальність теорії не можна говорити, якщо вона не описує весь людський досвід.
Різна ступінь достовірності наявних фактів вимагає вести нашу дослідження у два етапи. На першому для розробки універсальної теорії використовуються дані, що вважаються наукою достовірними. Апробація теорії будується на достовірних, але не пояснених даних про явища, події. Для демонстрації універсалізму теорії необхідно переходити до масиву даних, ігнорованих сучасною наукою. Це не тільки приладові дані, але і суб'єктивні свідоцтва, серед яких є і фальшиві, і помилкові. Вироблений і апробований універсальний підхід дозволяє оцінювати їх достовірність. Якщо дані суперечать універсальної теорії, вони повинні відкидатися як недостовірні. Якщо ж універсальна теорія описує їх, то вони, швидше за все, реальні. Тим самим універсальна теорія стає відносним критерієм істини там, де їм не може стати досвід. Природно, за умови коректного застосування.
Додати в блог або на сайт

Цей текст може містити помилки.

Фізика та енергетика | Контрольна робота
79.8кб. | скачати


Схожі роботи:
Синергетика як універсальна наукова парадигма
Комерційна діяльність СК Універсальна 2
Універсальна тригонометрична підстановка
Універсальна система RTWin
Комерційна діяльність СК Універсальна 2
Комерційна діяльність СК Універсальна
Нетрудові теорії вартості теорія граничної корисності теорія факторів виробництва теорія попиту
Універсальна овочерізальна машина МРО 400-1000
Аналіз інформаційної системи ВАТ КСЖ Універсальна 2
© Усі права захищені
написати до нас