Контрответ Акуле
Этот пост - контрответ тов. sch_haifisch ТИК Акула (кстати, что значит sch?) на его ответ на мои комментарии к его посту о науке.
Начну, пожалуй, вот с чего. Вы же бритву Оккама, наверное, уважаете? Применим её сперва к буржуазности учёных (вместе с бритвой Хэнлона заодно). Если какой-нибудь Гельфанд (который биолог) или Фоменко (который математик) толкают какую-то дичь по историческим и социальным вопросам, то это проще всего объяснить тем, что они отрочество, юность и молодость положили на изучение своих специальностей и не имели или не хотели тратить достаточно времени, чтобы разобраться как следует в гуманитарных дисциплинах, а недостаток конкретных знаний заполнили, само собой, преобладающей в их среде идеологией. Вариант, что буржуазное сознание каким-то образом мешает им трезво мыслить даже в своих научных областях, требует существенно больших натяжек, и ещё больших требует конспирологическая версия, что учёные нам сознательно врут, поэтому, покуда нет веских доказательств обратного, они обе должны быть сбриты нашей двойной бритвенной системой.
Тот же инструмент следует использовать и приступая к разговору о физических теориях. При этом теорию я понимаю, по вашей классификации, как «специалист», т. е. в смысле инструмента аппроксимации опытных данных. Одной и той же теории в этом смысле может соответствовать сколько угодно теорий в понимании «неспециалиста» - об этом ниже. На данный момент ТО является минимальной теорией, включающей в себя классическую механику, классическую электродинамику и теорию гравитации. В этой ситуации аргумент «что-то тут неочевидно» может служить поводом разобраться тщательне́й, но никак не доводом против работающей теории. Все альтернативные теории, не противоречащие экспериментальным данным, математически как минимум не проще, а следовательно, потенциально содержат в себе ещё больше «странностей». Другой физики у меня для вас нет. Пока эти странности не найдены экспериментально и никто из скептиков не предложил более лучшего варианта, не видно никакого смысла усложнять себе жизнь измышлением гипотез, поэтому мы пользуемся самым простым инструментом из имеющихся. Если чёрной кошки нигде не видно, и при этом никто не гадит по углам и не дерёт обои, скорее всего её и нет. По крайней мере мы будем так считать, пока не обнаружим хотя бы маленькую лужицу.
Эти оговорки позволяют сузить круг обсуждаемых проблем до двух взаимосвязанных вопросов: физической трактовки математических соотношений, даваемых теорией относительности, и взаимодействия между «специалистами» и «неспециалистами». При этом, на мой взгляд, первый вопрос мог бы быть полностью или частично снят, если бы был успешно решён второй, что, как я уже писал ранее, не может быть эффективно достигнуто до ликвидации разделения труда и радикального сокращения рабочего дня. Понятно, что в этом в равной степени виноваты и не виноваты как учёные, не имеющие времени на доходчивое изложение результатов своей работы, так и ширнармассы, не имеющие времени основательно разбираться в существующих изложениях, даже при наличии у тех и у других соответствующих желаний. Но настоящий коммунист, как и настоящий самурай, не должен отказываться от цели из-за такой мелочи, как её недостижимость, поэтому мы попробуем.
Сразу же следует разграничить теорию относительности (а вместе с ней квантовую механику, хотя мы её пока не обсуждаем), являющуюся бесспорной истиной - со всеми оговорками, с которыми в науке что-либо может быть бесспорным, - и рабочим инструментом для подавляющего большинства физиков, и всяческие гипотезы мультивселенных, струн, инфляции, состоящие, по гамбургскому счёту, из игры математического воображения и в лучшем случае не противоречащие наблюдаемым фактам. Сюда же, строго говоря, следует отнести и некоторую часть космологии. Кто-то из биологов, говоря о теории эволюции, заметил, что она настолько глубоко с разных сторон пронизывает всю биологию, что было бы не слишком большим преувеличением сказать, что современная биология - это и есть теория эволюции. Так вот, по аналогии, СТО - это и есть современная физика. Она лежит в основе всех работающих современных теорий, включая квантовую электродинамику - абсолютного рекордсмена по согласию с экспериментом: отдельные рассчитанные в её рамках величины совпадают с измеренными до десятой значащей цифры. Чтобы заценить масштаб трагедии: представьте, что вы рассчитали длину экватора по каким-нибудь косвенным данным, например, по времени видимости мачты корабля над горизонтом, а потом опоясали Землю рулеткой, и оказалось, что измеренная длина отличается от расчётной всего на несколько сантиметров. Время разливать лимонад: ваша теория догнала по эффективности КЭД. Разумеется, мультивселенщики никакими подобными ноухау не могут похвастаться даже близко, поэтому идут лесом браной, прихватив с собой суперструнщиков, хотя немногие из них охотно это признают, но это уже вопрос борьбы за место под солнцем в наукоценозе, а не самой науки.
С мыслью, что по-хорошему надо бы поменьше чудес, я полностью согласен, и даже сам её когда-то неявно высказывал в связи с путаницей из-за массы. Но, похоже, многие популяризаторы думают иначе по причине уверенности, что чем больше чудес наука наобещает и нарисует там, где никаких чудес на самом деле нет, тем охотнее обыватели будут ею интересоваться. Наверное, они отчасти правы. Вопросы, насколько велика эта часть, какова ценность такого профанированного околонаучного знания и чего в нём в конечном итоге больше: пользы или вреда - выходят за рамки нашего обсуждения. Замечу, что у меня нет на них готовых ответов.
Следующее замечание - к загадочно пренебрежительному отношению к математике. Советско-буржуазный математик В. И. Арнольд часто повторял, что математика - это раздел физики, в котором эксперименты особенно дёшевы. Если из одинаковости уравнений Максвелла во всех инерциальных системах отсчёта следует сокращение длины движущихся объектов, то это такой же экспериментальный факт, как результат перемножения двух натуральных чисел. Вы же, покупая две пачки, допустим, чая по 25 пакетиков в каждом, не требуете от кассирши каждый раз их вскрывать, чтобы убедиться, что в сумме пакетиков там ровно 50. Скорее всего вообще ни разу не требовали. А между тем первая ситуация отличается от второй только несколько большим количеством промежуточных вычислений. Но физики при случае всё равно свои, уcловно говоря, длины перемеряют руками.
Раз уж речь зашла о сокращении длин, давайте проговорим, что это значит. Грубо говоря, длина - это то, что мы мерим линейкой. Значит, если мы возьмём метровую линейку и разгоним вторую такую же, параллельную первой, вдоль общего направления их шкал до скорости 0.6 c, то в момент, когда нули обеих линеек поравняются, метровая отметка движущейся окажется напротив отметки 80 см неподвижной. Сокращённая форма той же мысли звучит так: движущаяся линейка стала короче. Вместе с ней в той же пропорции сократятся размеры любого другого движущегося с той же скоростью объекта: ракеты, предметов её интерьера и пассажиров. Как мне кажется, смысл сказанного вполне очевиден. В то же время в точности аналогичное по смыслу утверждение о часах почему-то вызывает недопонимание. На сотню тиков находящихся в движущейся ракете часов придётся 125 тиков неподвижных, в том же соотношении будут находиться темпы всех остальных процессов: электрических колебаний, распадов нестабильных частиц, метаболизма в организмах наблюдателей и их субъективных ощущений времени. Спрашивать, замедлилось ли время на самом деле или просто увеличилось время жизни мюона - всё равно что спрашивать, уменьшились ли длины предметов или это просто линейка стала короче. Никакого другого времени, кроме отмеряемого физическими событиями, конструктивно определить невозможно. Именно так его и определяет физика - это самый что ни на есть модернистский подход. Попытки рассуждать о каком-то времени, независимом от наблюдаемых явлений, не имеют смысла по очевидной причине отсутствия мыслимого способа это гипотетическое время измерить. Наверное, они и есть то, что марксисты называют ругательным словом «метафизика».
Наконец, попытаюсь подробнее изложить то, что уже пытался втолковать в диалоге с Сахонько, и он меня вроде бы даже понял, хотя и не согласился, а именно: понятие «объяснение» в фундаментальной науке имеет ограниченный смысл, притом не обязательно совпадающий с привычным общечеловеческим. Итак, что же это значит - объяснить? Это значит сделать более ясным, свести к уже известному, к привычным механизмам, в конечном итоге к наглядным образам. Понять - значит усвоить объяснение, ясно представить взаимосвязи, причины и следствия внутри рассматриваемого явления. Механика кажется большинству людей понятной именно потому, что имеет дело с привычными объектами, которые все видели, а многие даже трогали и держали в руках. Термодинамика стала гораздо понятнее, когда была сведена к механике, объяснена через механические взаимодействия атомов и молекул (хотя в современной школе, похоже, эту связь до детей уже зачастую не доносят). Периодический закон выглядит для Сахонько понятным, потому что объясняется строением атома, хотя само это строение обусловлено уже совершенно непонятными обычному человеку причинами.
Но уже в электродинамике с бытовым пониманием объяснения возникают проблемы. Электромагнитное поле невидимо, неосязаемо и необоняемо, это просто совокупность пар векторов, торчащих в каждой точке пространства. В обыденной жизни мы ни с чем подобным не сталкиваемся, а соответствующую механическую аналогию с некоторой натяжкой можно было усмотреть только в гидродинамике и теории упругости (от которых электродинамике в наследство досталась часть терминологии - потоки, циркуляции, напряжения), чему вроде бы способствовала поперечность электромагнитных волн - а поперечные волны в механике могут распространяться только в твёрдом теле - и что привело к развитию концепции эфира - эдакого кентавра в виде абсолютно проницаемой, но в то же время твёрдой среды. Даже физики оказались в плену механистических предубеждений. Но результаты опытов Физо и Майкельсона в совокупности с уравнениями электродинамики закономерно привели к созданию эфирной теории Лоренца, в которой тела при движении относительно эфира сокращались аккурат таким образом, чтобы эфир нельзя было обнаружить. Кроме того, атомная теория строения вещества, к началу 20-го века ставшая мэйнстримной, выбила из-под ног эфирного Колосса само его основание: стало ясно, что никаких в подлинном смысле сплошных сред не бывает, и даже в твёрдом теле атомы взаимодействуют посредством электромагнитного поля через пустоту, то есть механизм распространения поперечных волн, служивший изначально для обоснования необходимости эфира, сам требует для своей работы наличия эфира. В конечном итоге физики смирились с мыслью, что необнаружимая всепроникающая сущность не очень-то и нужна, а электромагнитное поле существует вот так вот просто само по себе. Эпоха механицизма нехотя и со скрипом ушла в прошлое.
Кроме того, как говорится, что очевидно каждому, то неочевидно специалисту, и наоборот. Даже и в самой механике, если копнуть глубже, с объяснениями не всё гладко. Объяснение сложного движения планет эллиптическими орбитами с Солнцем в общем фокусе является объяснением в обычном смысле: каждый может себе наглядно представить, как относительное движение Земли и других планет даёт в проекции на воображаемую небесную сферу петлеобразную кривую. Но уже объяснение эллиптичности орбит силой, обратно пропорциональной квадрату расстояния, мало того что требует математического бэкграунда, существенно превышающего имеющийся у среднего обывателя, и даже при его наличии не делает картину наглядной в буквальном смысле, так ещё и ничего не говорит о причинах действия этой силы. Примечательно, что ОТО с этой точки зрения выглядит даже проще, заменяя силу тяготения неизвестной природы движением по инерции.
Таким образом, специалист понимает под объяснением вовсе не обязательно то же самое, что неспециалист, причём чем глубже мы погружаемся в устройство мироздания, тем дальше от повседневного опыта явления и понятия, с которыми приходится иметь дело, тем сильнее акцент в процедуре объяснения смещается от наглядности к абстрактности, и с этим ничего не поделать. Тем не менее СТО ушла в этом направлении не очень далеко от классической механики, что в совокупности с её геометрической интерпретацией позволяет рассуждать в её рамках посредством понятий, близких к наглядным, благо для этого не нужны никакие математические баобабы. Надо только отучить себя от привычки думать в терминах абсолютного времени и абсолютных размеров, что не намного сложнее, чем смириться с фактом равноправности инерциальных систем отсчёта или с первым законом Ньютона, которые с точки зрения семиклассника тоже противоречат всему обыденному опыту.
О видах научных объяснений хорошо написано у тов. проф. vteninn, журнал которого, кстати, в значительной степени посвящён критике современной науки (в смысле социального института, а не системы знаний о мiре) как иерархической бюрократизированной системы, занятой стабилизацией трофики своих партиципантов (авторский стиль, стоит предупредить, весьма своеобразен и не всем может прийтись по душе, но зрить надо в корень).
С основной мыслью - что надо разгонять корабли до околосветовых скоростей и что при капитализме никто этим заниматься не собирается, вряд ли кто-то в здравом уме станет спорить. Я, естественно, тоже не стану.
На этом пока остановимся. Если что-то ещё вспомню или напомнят читатели, добавлю апдейтом, а о квантовой механике, буде возникнет такая необходимость, поговорим в другой раз, если и когда разберёмся с ТО.
Да, если кто ещё не видел, вот очень годный фильмец от Моснаучфильма, где на пальцах разъясняется про относительность одновременности и некоторые другие «странности»:
Click to viewThis entry was originally posted at https://balansirovschik.dreamwidth.org/21910.html. Please comment there using OpenID.