Тут точно промаха не будет, книга великолепная. Приступим!

Вайнберг умер в 2021 году. Теоретически, мы могли бы встретиться, поговорить. Родился он в 1933 году (3 мая). Возможно, наши деды общались напрямую, родом мы из одних мест…

Начинает с объяснения: «Я физик, а не летописец, но с годами меня всё больше и больше очаровывает история науки»…

Я тоже так скажу со временем.

«Наука имеет свойство накапливать знания, каждая вновь создаваемая теория включает успешно доказанные более ранние теории как частные случаи и даже обязана объяснять, почему и в каких условиях выводы этих теорий справедливы».

Это важно! Это как у Фейнмана, постепенное раскрытие шахматных правил.

О древнегреческих философах, отрицавших движение:

«Поразительно, почему они не удосужились объяснить, по какой причине, если движения не существует, вещи выглядят движущимися. Ни один из древнегреческих мыслителей никогда не брал на себя труд детально объяснить, как его теория конечной, истинной реальности соотносится с восприятием вещей. Это вовсе не было умственной ленью, а, скорее, чем-то вроде склонности ранних греков к интеллектуальному высокомерию, которое привело их к решению, что не стоит стремиться к пониманию явлений окружающего мира вообще».

Так что в философии за 2000 с лишним лет ничего не изменилось. То же тупое высокомерие, то же отсутствие интереса к реальным явлениям. Одни только умственные игры…

«Может быть, мы и сейчас совершаем подобные ошибки, обходя вниманием какие-то возможности научного прогресса, потому что игнорируем некие явления, считая их недостойными внимания?»

Золотые слова – зевнули гороскоп, зевнули ритмы государств…

Любопытно наблюдать с какой немыслимой легкостью рождают и утверждают свои псевдотеории прославленные философы. Великий Платон, например, считал, что атомы земли имеют форму куба, атомы огня – тетраэдры, воздуха – октаэдры, воды – икосаэдры. Главное – красиво, остальное – не важно. И наука – скромная прислужница тупой (хоть и красивой) математики.

Очень важно, что, говоря о создании химии, Вайнберг упоминает три имени - Пристли (1733), Лавуазье (1743) и Дальтон (1766). Все трое архетипические химики (архитекторы)…

Так что пока чтение книги ничего кроме удовольствия не вызывает.

Резюме автора по поводу всех этих мыслителей от Фалеса до Платона: никто из них не пытался доказать или хотя бы серьезно подтвердить свои предположения. Читая их записи, постоянно задаешь один и тот же вопрос: «А откуда вы знаете?»

Вайнберг предлагает считать всех этих мыслителей поэтами. Я бы добавил: поэтами от математики.

И тут же добавляет, что те выбрали поэтическую форму не для того, чтобы уклониться от необходимости доказывать свои идеи. Они просто не чувствовали необходимости в каких-либо доказательствах.

Современные учёные тоже поэты. Но не от математики, а от физики. Физики верят, что законы природы красивы… Но их вера не бежит впереди паровоза, эта эстетическая проверка, а не конструирование красоты

Величайшим математиком был Евдокс Книдский (390 до н.э.). Решил множество математических задач. Интеллект древних греков невероятно высок. И найденный математиками дедуктивный метод чрезвычайно хорош для математики, но очень вреден для естественных исследований. Ибо желание достичь абсолютной истины при помощи одного лишь чистого разума, на что вдохновляли математики, было глубокой ошибкой…

«Математика – это средство, с помощью которого мы выводим следствия физических законов. Более того, это незаменимый язык, на котором излагаются сами физические законы. Она часто пробуждает новые идеи в области естественных наук, и, в свою очередь, нужды науки часто подталкивают развитие математики. Работа физика-теоретика Эдварда Виттена (26.08.1951) обеспечила такой громадный прорыв в математике, что в 1990 г. он получил одну из самых высоких наград в области математики – Филдсовскую медаль. Но при этом математика не является естественной наукой. Математика сама по себе, без наблюдений за окружающим миром, не может ничего рассказать о нем. И математические теоремы не могут быть ни подтверждены, ни опровергнуты такими наблюдениями».

Блестяще сказано! Браво Стивен!

«Ни в древнем мире, ни даже в начале Нового времени об этом не подозревали. Например, Платон и пифагорейцы воспринимали математические объекты, например, числа или треугольники, как элементарные составляющие природы.

Различие между математикой и естественными науками достаточно четко. Для нас остается загадкой, как математические построения, никак не связанные с природой, часто оказываются применимы к физическим теориям. В своей знаменитой статье физик Юджин Вигнер (17.11.1902) писал о «непостижимой эффективности математики». Но в целом мы никоим образом не смешиваем математические концепции и принципы естественных наук, которые в конечном счете должны быть подтверждены наблюдениями за окружающим миром.

Сейчас конфликты между математиками и другими учеными порой возникают из-за вопросов математической строгости. С начала XIX в. чистые математики требовали, чтобы строгость стала основой всего. Определения и допущения должны быть точными, а доказательства проведены с абсолютной достоверностью. Физики более гибки, точность и достоверность требуется им только для того, чтобы избежать серьезных ошибок. В предисловии к своей монографии по квантовой теории полей я признаю, что «в книге есть части, которые читатель, склонный к математике, будет читать со слезами на глазах».

Это вызывает сложности во взаимопонимании. Математики говорили мне, что работы физиков часто кажутся им раздражающе расплывчатыми. Те физики, которым, как и мне самому, нужен продвинутый математический аппарат, часто находят, что стремление математиков к строгости усложняет работу»…

Сквозь всё учение Аристотеля проходили принципы, от которых современная наука отказалась на пути своего становления. Та же ТЕЛЕОЛОГИЯ (у каждой вещи есть смысл). Или, например, классификации, которые вводились со смыслом и без.

Сильным препятствием для науки стало разделение на естественные процессы и искусственное. Фактически это был запрет на проведение экспериментов.

Его работы - набор произвольных суждений… Меж тем авторитет его пронзил не века, а тысячелетия. Изучение трудов Аристотеля, по сути, занимало центральное место в университетском образовании…

В древности и Средневековье не было концепции науки, отдельной от философии…

Попытки научной революции XIV века во многом были бунтом против аристотелизма…

Томас Кун (18.07.1922), Дэвид Линдберг (15.11.1935) и многие другие пытаются провести контрреволюцию, оправдать Аристотеля, мол он решал задачи своего времени…

В науке важно не решение каких-то популярных научных проблем-однодневок, а ПОНИМАНИЕ МИРА. В рамках этой работы ученый находит, какие объяснения возможны и решения каких задач может привести к этим объяснениям.

Прогресс науки во многом зависит от поиска вопросов, которые нуждаются в ответах.

Стратон – «физик».

Возникает чрезвычайно важное разделение Афин и Александрии. Вторые не занимались созданием всеобъемлющих теорий, так привлекавших греческих мыслителей от Фалеса до Аристотеля. Афиняне мыслили о всеобщем, александрийцы о частном.

Ктезибий Александрийский

Филон Византийский

Герон Александрийский

Архимед

Аполлоний Пергский

Несмотря на блестящие прозрения в геометрии, в Древней Греции практически отсутствовали математические (алгебраические?) методы

Медицира больше вредила, чем помогала. И виной тому были разные теории. Так во время Гиппократа появилась гуморальная теория о четырёх соках…

Мне не известно ни об одной попытке экспериментально обосновать гуморальную теорию в тот период, когда она считалась общепринятой. И до сих пор она жива в аюрведе.

То же самое с астрологией, которая была крайне престижна и врач-астролог был куда значительней, чем тот же хирург.

Но почему же доктрины и практические методы медицины существовали так долго без критики и влияния экспериментальной проверки?

Трудно проверять???

Александр Койре (29.08.1892) считает расхождение науки и философии катастрофой…

Согласно Гиббону все религии в Римской империи «…были в глазах народа одинаково истинны, в глазах философов одинаково ложны, а в глазах правительства одинаково полезны»

В начале 5 века все ростки научного сознания исчезают и это как-то подозрительно связано с ростом влияния христианства.

Я кстати писал об этом. 5 век – наука умирает

Подгонка теории – очень важно! В физике это большой грех

Теории Гиппарха, Аполлония и Птолемея не были просто какими-то фантазиями, которые случайно оказались подтвержденными наблюдениями, и в то же время никакой связи с реальностью.

Полторы тысячи лет продолжались споры между защитниками Аристотеля, которых часто называют «физиками» и сторонниками Птолемея, которыми обычно считали «астрономами» или «математиками».

Пьер Дюгем (9.06.1861) старался свести роль науки к простому созданию математических теорий, которые согласуются с наблюдениями, и отвергал попытки что-либо объяснить.

Это неправильно!

Огромный успех Ньютона был именно в том, что он объяснил движение планет, а не просто описал его. Ньютон не объяснил притяжение и считал, что не должен этого делать, но с объяснениями всегда так бывает – что-то остается на будущее.

Арабские ученые в свою золотую эру не занимались исламской наукой. Они занимались просто наукой

Окказионализм

Буридан (1300-1358) – какие-то подвижки

Роберт Гроссетест (1175 или 1168) – отец экспериментирования Теоретик и практик экспериментального естествознания

В целом пропускаю. Ибо главное 4 часть – научная революция

Стивен шейпин (11.09.1943)

Коперник сделал своё открытие исходя скорее из эстетических соображений… Система Птолемея была некрасивой, хоть и более точной.

Система Коперника является классическим примером того, как теория может быть выбрана по эстетическим критериям, без всякого экспериментального доказательства, которое могло бы дать ей преимущество перед другими теориями.

Эта работа Коперника является иллюстрацией того, что неоднократно повторялось в истории физики, когда простая и красивая теория, которая достаточно хорошо согласуется с наблюдением, оказывается ближе к истине, чем теория, которая лучше нее согласуется с наблюдением, но ужасно сложна.

И протестанты, и католики дружно набросились на Коперника. Главное, что Земля теперь не главная, не центр мироздания, а одна из нескольких равноценных планет.

Тихо Браге – был лучшим астрономом-наблюдателем до изобретения телескопа и автором самой правдаподобной системы мира альтернативной теории Коперника

Именно точность наблюдений Браге позволила Кеплеру убедиться в эллиптических орбитах планет и усомниться в идее небесной тверди.

Тэ квадрат на а куб равно 1 Круто!

И всё же

Как и другие учёные своего времени, Кеплер только частично принадлежал к новому миру науки, который лишь зарождался, а частично – к старинной философской и поэтической традиции

Первое решающее подтверждение гелиоцентрической теории НАБЛЮДЕНИЕМ было сделано Галилео Галилеем

Революция в астрономии началась в 1609 году, когда Галилей впервые услышал о новом голландском приборе, который назывался «зрительная труба».

С помощью своей улучшенной версии телескопа Галилей сделал 6 открытий. Горы на Луне, множество звезд, объемность планет, спутники юпитера

… статус математиков был намного ниже, чем тот, что имели философы

Фазы Венеры стали первым прямым доказательством неверности системы Птолемея. Венера (по Птолемею всегда между солнцем и Землей, а тут полновенерие

В истории бывают моменты, когда новые технологии открывают большие перспективы для чистой науки. Усовершенствование вакуумных насосов в XIX в. сделало возможными эксперименты с электрическими разрядами в катодной вакуумной трубке, что привело к открытию электрона. Усовершенствование корпорацией Ilford фотографических эмульсий позволило открыть целую группу элементарных частиц за десятилетие, последовавшее после Второй мировой войны. Развитие микроволновых радаров во время войны позволило использовать микроволновое излучение для изучения атомов, обеспечив принципиально важное обоснование законов квантовой электродинамики в 1947 г. И не стоит забывать о гномоне. Но ни одна из этих новых технологий не позволила достичь таких впечатляющих результатов, как телескоп в руках Галилея.

Производить какие-либо манипуляции с небесными телами невозможно, поэтому великие достижения в астрономии, описанные в главе 11, основывались лишь на пассивных наблюдениях. К счастью, движение планет в Солнечной системе является достаточно простым, чтобы после сотен лет наблюдений с помощью все более совершенных инструментов можно было, наконец, правильно его описать. Для решения других задач требовалось перейти от наблюдений и измерений к экспериментам, искусственно создавая физические явления, позволяющие проверить или модернизировать общую теорию. В каком-то смысле люди всегда экспериментируют, идя путем проб и ошибок, чтобы научиться делать что-то правильно, начиная от выплавки руд и кончая выпеканием пирогов. Но здесь, говоря о начале экспериментов, я имею в виду только те, которые проводились, чтобы открыть или проверить истинность теорий, связанных с законами природы.

В этом смысле невозможно точно определить, когда начались эксперименты. Возможно, еще Архимед проверял свою гидростатическую теорию экспериментально, но его трактат «О плавающих телах» написан исключительно в дедуктивном стиле математики и не содержит никаких намеков на проведение экспериментов. Герон и Птолемей ставили эксперименты, чтобы проверить свои теории отражения и преломления, но их примеру никто не следовал в течение многих веков.

Как и многое другое, экспериментальное изучение механики движения началось с Галилея.

Читая о простейших опытах Галилея с шарами, которые скатываются по желобам, поражаешься элегантности опытов и фантастически важных результатах, которые он получил, но гораздо более поражаешься тому, отчего ждать этих событий пришлось 2000 лет. Дыра между Архимедом и Галилеем поражает воображение

Очень важно:

Галилей демонстрирует свое понимание того, что ученому приходится мириться с приближенными значениями, уходя от стремления древних греков к точности, основанной на математической строгости.

«Аристотель говорит: “Железный шар, весом в сто фунтов, падая с высоты ста локтей, упадет на землю, в то время как другой, весом в один фунт, пройдет пространство в один локоть”. Я утверждаю, что оба упадут одновременно. Проделав опыт, вы найдете, что больший опередит меньший на два пальца, так что когда больший упадет на землю, то меньший будет от нее на расстоянии толщины двух пальцев. Этими двумя пальцами вы хотите закрыть девяносто девять локтей Аристотеля и, говоря о моей небольшой ошибке, умалчиваете о громадной ошибке другого»

Эксперименты, описанные в «Беседах о двух новых науках», стали исторической точкой разрыва с прошлой научной традицией. Вместо того чтобы ограничиться теоретическим изучением свободного падения, которое Аристотель считал естественным движением, Галилей перешел к искусственно смоделированному движению шаров, катящихся по наклонной плоскости, или метаемых объектов. В этом смысле наклонная плоскость Галилея стала далеким предшественником сегодняшних ускорителей частиц, с помощью которых мы искусственно создаем частицы, которые невозможно обнаружить в природе.

Переходное звено от Галилея к Ньютону – Гюйгенс

Пример Гюйгенса показывает, как далеко ушла наука от имитации математики, от упования на дедукцию и стремления к абсолютной точности, характерной для математики. В предисловии к «Трактату о свете» Гюйгенс объясняет: «Доказательства, приводимые в этом трактате, отнюдь не обладают той же достоверностью, как геометрические доказательства, и даже весьма сильно от них отличаются, так как в то время, как геометры доказывают свои предположения с помощью достоверных и неоспоримых принципов, в данном случае принципы подтверждаются при помощи получаемых из них выводов; природа изучаемого вопроса не допускает, чтобы это происходило иначе.

Практически это и есть наиболее исчерпывающее описание методов современной физики.

Это очень и очень важно!

Торричелли, Паскаль, Бойль провели блестящие опыты в понимании пустоты, атмосферного давления. Как раз середина 17 века.

Даже эксперименты Галилея с наклонной плоскостью не были так показательны для нового энергичного стиля экспериментальной физики, как эти эксперименты с давлением воздуха. Физика перестала быть царством натурфилософов, выводящих законы природы из случайных наблюдений. Теперь к матери-природе относились как к хитрому неприятелю, чьи секреты должны быть раскрыты с помощью специально созданных искусственных обстоятельств.

Очень важно не впадать в эйфорию и не считать всех великих середины XVII века причастными к созданию именно науки. И тут автор приводит два реально гигантских имени, однако сильно переоцененных.

Фрэнсис Бэкон. Не будучи ни учёным, ни математиком он выдвинул крайне эмпирическую точку зрения на науку. Он нацело отрицал дедуктивный (логический) путь. Также он отрицал любые исследования, которые не приносят немедленной практической пользы.

«Прогресс зависит и от наблюдения, и от эксперимента, которые служат основой для размышлений об общих принципах и дедуктивных выводов из этих принципов, которые могут быть проверены через новые наблюдения и эксперименты. Поиск знания с практической целью может служить ограничением для неконтролируемых домыслов, но понимание мира имеет свою ценность и само по себе, вне зависимости от того, ведет ли оно к непосредственной пользе.

Идея об опытах носилась в воздухе задолго до Бэкона, тот же Леонардо, например…

Рене Декарт. Он очень много сделал для внедрения математики в физику, но слишком увлекался достоверностью математических доказательств. Но как же много он ошибался…

«Просто поразительно, как часто для человека, заявляющего, что он нашел самый лучший метод получения достоверных знаний, Декарт был не прав, говоря о различных явлениях природы. Он был не прав, говоря, что Земля имеет продолговатую форму (то есть расстояние вдоль линии, соединяющей полюсы, больше длины экватора). Он, как и Аристотель, ошибался, утверждая, что вакуум не существует. Он был не прав, доказывая, что свет передается мгновенно. Он ошибался по поводу того, что космос наполнен материальными вихрями, которые передвигают планеты вдоль их траекторий. Он был не прав по поводу шишковидной железы, которая является вместилищем души и отвечает за человеческую совесть. Он был не прав насчет того, что скорость свободного падения пропорциональна пройденному расстоянию. И, в конце концов, основываясь на наблюдении за поведением нескольких любимых домашних котов, я убежден, что Декарт ошибался и насчет того, что животные – это машины, которые не имеют души».

И тут же Вайнберг даёт некую пренебрежительную индульгенцию для гуманитариев:

«Научные заблуждения Декарта не имели бы особого значения, если бы речь шла о работах по этической или политической философии или даже метафизике, но для человека, который писал о «методе, позволяющем направлять свой разум и отыскивать истину в науках», постоянные ошибки не могут не бросать тень на философское суждение. Дедукция просто не может вынести тот груз, который Декарт взвалил на нее».

Впрочем, ошибаются все… Галилей ошибался насчет приливов и комет, и мы увидим, как Ньютон ошибся по поводу дифракции.

Что касается великого вклада Декарта, то он в основном в создании мат. аппарата. Аналитическая геометрия. Современная запись уравнений.

«Сочинения Декарта по научному методу всегда привлекали внимание философов, но я не думаю, что они оказали большое влияние на практику научного исследования (и даже, как уже говорилось выше, на самую успешную научную работу самого Декарта). Его работы имели один негативный эффект – физика Ньютона была принята во Франции несколько позже. Алгоритм выведения научных принципов из чистых размышлений, описанный в «Рассуждении о методе», никогда не работал и не мог работать. Гюйгенс в молодости считал себя последователем Декарта, но позже пришел к пониманию того, что научные принципы – это только гипотезы, которые должны быть проверены сравнением их следствий с наблюдениями».

«Декарт и Бэкон – это только два философа среди очень многих, которые на протяжении веков пытались определить правила научного поиска. Это никогда не срабатывает. Мы узнали, как вести научные исследования, не придумывая правила, как заниматься наукой, а исходя из опыта занятий наукой, руководствуясь ощущением удовлетворения, которое мы испытываем, когда наши методы позволяют нам что-то объяснить».

Это просто потрясающе! Бей философов и прочих методологов науки!

(Хотя, как и Декарт, Лейбниц был великим математиком, чьи философские труды вызывают огромное восхищение, он не внес особого вклада в развитие естественных наук.)

«Но Ньютон не был просто талантливым пережитком магического прошлого. Не будучи ни волшебником, ни в полном смысле слова современным ученым, он пересек границу между натурфилософией прошлого и тем, что стало современной наукой. Достижения Ньютона, несмотря на все его недостатки, обеспечили парадигму, которой в дальнейшем следовали все ученые и благодаря которой наука стала современной».

«…если считать силу, удерживающую Луну на ее орбите, той же, что притягивает тела к земной поверхности, лишь уменьшенной в соответствии с законом обратных квадратов. Именно это Ньютон имел в виду, когда говорил о двух силах, что «нашел, что они подходят очень хорошо». Это был кульминационный шаг в объединении земного и небесного в науке. Коперник поместил Землю среди других планет, тогда как Тихо Браге показал, что в небесах происходят изменения, а Галилей увидел, что поверхность Луны неровная, как и поверхность Земли, но ни одно из этих нововведений не связывало движение планет с силами, которые можно наблюдать на Земле. Декарт пытался понять движение тел в Солнечной системе как результат взаимодействия вихрей в эфире, сравнивая их с вихрями в луже воды на Земле, но его теория не имела успеха. Теперь же Ньютон показал, что сила, которая удерживает Луну на орбите вокруг Земли и планеты на их орбитах вокруг Солнца, – это та же самая сила притяжения, которая заставляет яблоко падать на землю Линкольншира и имеет те же самые количественные характеристики. После этого открытия о разграничении между небесным и земным, которое начиная со времен Аристотеля сдерживало развитие физики, пришлось навсегда забыть».

Три года спустя Королевское общество опубликовало «Математические начала натуральной философии» Ньютона, несомненно, величайшую книгу в истории физики.

«Теория тяготения Ньютона успешно объяснила простые явления, такие как движение планет, но не смогла дать количественно оцениваемых характеристик для более сложных явлений, например, приливов. Сегодня мы оказались в той же ситуации с теорией сильного поля, которое сдерживает кварки в протонах и нейтронах внутри атомных ядер, теорией, которая известна как квантовая хромодинамика. Она вполне успешно объясняет определенные процессы при высоких энергиях, такие как образование различных сильно взаимодействующих частиц при аннигиляции быстрых электронов и их античастиц. Это убеждает нас, что теория правильна. Но мы не можем использовать ее, чтобы высчитать точные значения, которые хотели бы объяснить, например, массы протонов и нейтронов, потому что расчеты слишком сложны. Здесь, как и в ситуации с ньютоновской теорией приливов, лучше всего набраться терпения. Физические теории проходят проверку, когда они дают нам возможность надежно рассчитывать достаточное количество простых параметров, даже если мы не можем рассчитать все, что нам захочется».

То же самое происходит в Теоретической истории, законы, идеально работают в Больших Империях большой энергии. Но чем меньше страна, чем меньше энергия, тем хуже работает ТИ.

«До сих пор я изъяснил небесные явления и приливы наших морей на основании силы тяготения, но я не указывал причины самого тяготения. Эта сила происходит от некоторой причины, которая проникает до центра Солнца и планет без уменьшения своей способности и которая действует не пропорционально величине поверхности частиц, на которые она действует (как это обыкновенно имеет место для механических причин), но пропорционально количеству твердого вещества, причем ее действие распространяется повсюду на огромные расстояния, убывая пропорционально квадратам расстояний… Причину же этих свойств силы тяготения я до сих пор не мог вывести из явлений, гипотез же я не измышляю»

«Начала» описывают законы движения и принципы закона всемирного тяготения, но это не исчерпывает их важность. Ньютон дал будущей науке модель того, какой должна быть физическая теория: набор простых математических принципов, которые точно удовлетворяют широкому спектру различных явлений. Хотя Ньютон точно знал, что притяжение является не только физической силой, именно поэтому его теория была всеобщей – каждая частица во Вселенной притягивает любую другую частицу с силой, пропорциональной произведению их масс и обратно пропорциональной квадрату расстояния между ними. «Начала» не только вывели законы движения планет Кеплера как точное решение упрощенной задачи – движения точечного источника массы в ответ на притяжение единственной массивной сферы, – они объяснили (хотя в некоторых случаях только качественно) огромное количество других явлений: прецессию равноденствий, прецессию перигелия, траектории движения комет, приливы и отливы, падение яблок».

Священники критиковали теорию Ньютона за обезличенный натурализм… Другим препятствием к восприятию работы Ньютона было застарелое искусственное противостояние между математиками и физиками... Ньютон не говорил, подобно Аристотелю, языком сущностей и качеств и не пытался объяснить причину тяготения. Священник Николя Мальбранш (1638– 1715) в своем отзыве на «Начала» говорил, что это работа геометра, а не физика.

Еще при жизни Ньютона его теория была встречена в штыки во Франции и Германии последователями Декарта и старого соперника Ньютона Лейбница. Они возражали против нее на основании того, что притяжение, действующее через миллионы километров, является загадочным элементом натурфилософии, и продолжали настаивать, что действию притяжения должно быть найдено рациональное объяснение, а принимать его как данность нельзя. В этом европейские натурфилософы придерживались древнего идеала науки, восходящего к эллинистической эпохе, о том, что научные теории должны обязательно быть основаны исключительно на рациональных объяснениях. Мы научились тому, что от этого надо иной раз отказаться. Даже несмотря на то, что наша очень успешно работающая теория электронов и света может быть выведена из современной Стандартной модели элементарных частиц, которая может (как мы надеемся), в свою очередь, быть выведена из более глубокой теории, тем не менее, как бы глубоко мы ни копали, мы никогда не найдем теорию, основанную только на чистой логике. Как и я, большинство физиков сегодня смирились с неизбежным фактом, что мы всегда будем удивляться тому, что наши самые глубокие теории именно таковы, какие они есть».

Так же точно критики и противники СГ и ТИ срочно и спешно требуют рациональных объяснений, им не получается просто смириться с тем, что законы СГ и ТИ таковы, каковы они есть…

«…эта теория объясняла универсальные принципы, которые позволили успешно решить множество задач, которые ранее казались неразрешимыми. Таким образом, она обеспечила неоспоримый образец того, какой может и должна быть физическая теория».

«В 1730 г. Александр Поуп написал памятную эпитафию Ньютону: Был этот мир глубокой мглой окутан, «Да будет свет!» – И вот явился Ньютон. В XX в. английский поэт-сатирик Дж. С. Сквайр добавил еще две строчки: Но сатана недолго ждал реванша. Пришел Эйнштейн – и стало все, как раньше.

Не верьте этому. Общая теория относительности во многом соответствует духу теорий движения и притяжения Ньютона: она основана на общих принципах, которые могут быть выражены уравнениями, следствия которых выводятся математически, применимы к широкому спектру явлений и подтверждаются наблюдениями. Разница между теориями Эйнштейна и Ньютона намного меньше, чем разница между теорией Ньютона и тем, что было сделано до него».

Остается один вопрос: почему научная революция XVI и XVII вв. произошла именно в то время и в том месте? Объяснений этому предостаточно. В XV в. в Европе произошло множество изменений, которые подготовили основание для научной революции. Появились централизованные государства: во Франции – при правлении Карла VII и Людовика XI, в Англии – при Генрихе VII. Падение Константинополя в 1453 г. заставило греческих ученых искать пристанище на западе – в Италии и дальше. Возрождение повысило интерес к изучению мира природы, что привело к появлению высоких требований к точности древних текстов и их переводов. Изобретение печатного станка с наборным шрифтом сделало общение ученых более простым и дешевым. Открытие и изучение Америки укрепили уверенность в том, что древние многого не знали. К тому же в соответствии с исследованиями Мертона протестантская Реформация начала XVI в. подготовила почву для великих научных прорывов в Англии XVII в. Социолог Роберт Мертон предполагал, что протестантизм создал социальные отношения, благоприятные для науки, а также своеобразную смесь рационализма с эмпиризмом и верой в законы природы, которые поддаются пониманию, – он сумел вычленить эти качества в работе ученых-протестантов».

«В древние времена или Средневековье никто даже не думал о том, что построение чего-то напоминающего современную науку может быть целью. На самом деле, если бы наши предки могли только представить, какой будет наука в наши дни, возможно, это им совсем бы не понравилось. Современная наука обезличена, в ней нет места сверхъестественному вмешательству и (не считая бихевиористики) человеческим ценностям. В ней нет никакого понятия цели и смысла, и она не оставляет никакой надежды на определенность. Так как же мы пришли к этому?»

«Мир обучал нас, подкрепляя наши хорошие идеи моментами удовлетворения. Спустя века мы поняли, как можем исследовать окружающий мир. Мы научились не волноваться о цели мироздания, потому что стремление к его пониманию никогда не приводило к той радости, которая нам была нужна. Мы научились отказываться от полной определенности, потому что объяснения, которые делали нас счастливыми, никогда не были окончательными и определенными. Мы научились проводить эксперименты, не беспокоясь об искусственности наших построений. Мы развили эстетическое чувство, позволяющее предугадывать, какие теории могут работать, и оно добавляет нам удовлетворения, когда наши теории начинают работать. Элементы нашего понимания суммируются. Это процесс, который нельзя запланировать или предсказать, но его результат – надежные знания и, попутно, радость открытий, которой мы наслаждаемся»

Это просто потрясающе! Браво, Вайнберг!

«…с прогрессом, достигнутым в науке после Ньютона, начала вырисовываться примечательная картина – выяснилось, что мир управляется законами природы, гораздо более простыми и унифицированными, чем это можно было представить во времена Ньютона».

Сам Ньютон в Книге III «Оптики» упоминает теорию материи, которая могла бы по крайней мере сосредоточить в себе и оптику, и химию: «Мельчайшие частицы материи могут сцепляться посредством сильнейших притяжений, составляя большие частицы, но более слабые; многие из них могут также сцепляться и составлять еще большие частицы с еще более слабой силой – и так в ряде последовательностей, пока прогрессия не закончится самыми большими частицами, от которых зависят химические действия и цвета природных тел; при сцеплении таких частиц составляются тела заметной величины».

Также он обращает внимание на силы, действующие в этих частицах: «Ибо мы должны изучить по явлениям природы, какие тела притягиваются и каковы законы и свойства притяжения, прежде чем исследовать причину, благодаря которой притяжение происходит. Притяжения тяготения, магнетизма и электричества простираются на весьма заметные расстояния и таким образом наблюдались просто глазами, но могут существовать и другие притяжения, простирающиеся на столь малые расстояния, которые до сих пор ускользают от наблюдения…»

«Как часто случается в физике, термины понятийной основы уравнений Максвелла, такие как эфир, до наших дней не дошли, но уравнения остались. Их можно увидеть даже на футболках, которые носят студенты-физики».

…электричество и магнетизм объединились не только друг с другом, но и с оптикой.

Как и в электричестве и магнетизме, прогресс в изучении природы вещества начался с количественных измерений, в данном случае – с измерения веса веществ, участвующих в химических реакциях.

Это чрезвычайно важно! Наука без количественных измерений – невозможна!!!

Ответы были найдены в первые три десятилетия XX в. С развитием квантовой механики – самого радикального направления теоретической физики после работ Ньютона. Как предполагает ее название, квантовая механика требует квантования (что означает – дискретности, нарезки элементарными кусочками) энергий различных физических систем…

Квантовая механика не только решила проблему стабильности атомов и природы спектральных линий, она также ввела химию в общий строй физики

В 1929 г. Дирак с ликованием заявлял: «Основные физические законы, необходимые для математических теорий большей части физики и всей химии, теперь полностью известны».

Это не означает, что химики скинули свои задачи на физиков и отправились на отдых. Как хорошо понимал Дирак, решение уравнения Шрёдингера для всех молекул, кроме самых маленьких, слишком сложно, поэтому особый инструментарий и специальные правила, используемые химиками, остаются совершенно необходимыми.

Разделение между частицами и полями исчезло в 1930-е гг., после введения квантовой теории поля. Точно так же, как существует электромагнитное поле, чья энергия и импульс объединяются в частицах, известных как фотоны, существует и поле электронов, чья энергия и импульс объединяются в электронах; также имеются и поля для других типов элементарных частиц.

«В конце 1940 х гг. квантовая электродинамика, квантовая теория поля фотонов, электронов и антиэлектронов достигли потрясающих успехов – была вычислена сила магнитного поля электрона, причем вычисления совпадали с наблюдениями с точностью многих знаков после запятой. Вслед за этим достижением было вполне естественно попытаться развить квантовую теорию поля, которая сосредоточила бы в себе не только фотоны, электроны и антиэлектроны, но и другие частицы, открытые в космических лучах и ускорителях, а также слабые и сильные силы, воздействующие на них. Теперь у нас есть такая квантовая теория поля, известная как Стандартная модель».

«Но Стандартной моделью история не кончается. За ее пределами остается гравитация; Стандартная модель не объясняет наличие темной материи, которая, по словам астрономов, составляет 5/6 массы Вселенной; кроме того, Стандартная модель включает слишком много необъясненных численных величин, таких как соотношения масс различных кварков и частиц, подобных электронам. Но даже при этом Стандартная модель представляет достаточно унифицированную точку зрения на все типы вещества и сил (кроме силы тяготения), с которыми мы встречаемся в наших лабораториях, и может быть описана в виде набора уравнений, умещающихся на одном листе бумаги. Мы можем быть уверены, что Стандартная модель станет, по крайней мере, приблизительным вариантом будущей лучшей теории».

«Стандартная модель показалась бы неудовлетворительной многим натурфилософам от Фалеса до Ньютона. Она обезличена, в ней нет никакой связи с такими человеческими чертами, как любовь или справедливость. Стандартная модель не сделает того, кто ее изучает, лучше, как сулил Платон изучающим астрономию. Также, вопреки тому, чего Аристотель ожидал от физической теории, в ней нет элемента конечной цели. Разумеется, мы живем во Вселенной, которая управляется Стандартной моделью, и можем представить, что электроны и два легких кварка являются тем, что они есть, для того, чтобы наше существование стало возможным. Но что тогда делать с их более тяжелыми эквивалентами, которые не имеют никакого отношения к нашим жизням? Стандартная модель выражается в уравнениях, описывающих различные поля, но ее нельзя вывести только математически, кроме того, она не следует непосредственно из наблюдения природы. В самом деле, кварки и глюоны притягивают друг друга силами, которые возрастают с расстоянием, поэтому эти частицы никогда не удается наблюдать отдельно. Стандартную теорию невозможно вывести и из философских первоначал. Она, скорее, является продуктом умозаключений, ведомых эстетическим суждением (!!!) и подкрепленных множеством успешных предсказаний. Хотя в Стандартной модели есть много неразрешенных вопросов, мы рассчитываем, что по крайней мере некоторые из них будут объяснены в любой более проработанной теории, которая ее сменит».

«Как бы то ни было, мы прошли длинный путь по этой дороге и все еще не добрались до ее конца. Прошлое хранит память и великие истории о том, как небесная и земная физика были объединены Ньютоном, как единая теория электричества и магнетизма поднялась в развитии до объяснения природы света, как квантовая теория электромагнетизма расширилась до того, что включила в себя слабые и сильные взаимодействия внутри атомного ядра и как химия и даже биология были включены в обобщенную, хотя и неполную картину мира, основанную на физике. Теперь дело за более фундаментальной физической теорией, которая упростит огромное количество научных принципов, которые мы уже открыли и открываем сейчас».

Легко догадаться, что приведённый выше текст никакой не отзыв на прочитанную книгу, а скорее конспект, типа тех, что нас заставляли делать по работам классиков марксизма-ленинизма. В дальнейшем этот конспект станет основой для многих классных цитат в будущей книге по истории науки