CC BY
18Методы современной науки: анализ трактовки знаменитых физиков и их толкователей
В.А. Жмудь
Новосибирский государственный технический университет, Новосибирск, Россия
Аннотация. Методы науки преподаются по книгам Эйнштейна и Инфельда, а также со ссылкой на книги и мнения Поппера и некоторых других знаменитых физиков. Физики зачастую оказывались достаточно слабыми философами, также в ряде случаев даже те из них, которые выдвигали довольно смелые и революционные идеи, не всегда верно описывали методику формирования таких идей, и очень часто неполно и даже необоснованно формировали критерии научной ценности тех или иных теорий. Некторые ошибки легко вскрываются по сопоставлению, например, утверждений в подобных научно--популярных книгах с информацией из других источников, более достоверных. Также статья приводит точку зрения автора на значимость некоторых опущенных кретирев, или критериев, которым уделено недостаточное внимание, и на несущественность некоторых других критериев, которые в разбираемой литературе указаны как значимые.
Ключевые слова: методы науки, логика, эксперимент, мысленный эксперимент, доказательство, физика, теория систем, автоматика
Введение
«В постоянном напряжении человеческий род движется от одного заблуждения к другому, уже меньшему заблуждению»
Альфред Адлер
«Задача эксперта заключается не в том, чтобы быть умнее других, а в том, чтобы ошибаться из-за более сложных причин»
Дэвид Батлер
Монография Г.И. Рузавина дает широкий взгляд на проблему изучения методов научных исследований [1]. Значительное место в ней уделено обсуждению точки зрения на этот вопрос Поппера [2], Эйнштейна и Инфельда [3, 4] и других ученых и философов. Некоторые утверждения бесспорны, но некоторые сомнительны, а есть и откровенно ошибочные тезисы. Можно было бы игнорировать эту книгу, но, во-первых, лучших книг не так много, во-вторых, эту книгу рекомендуют многие кафедры, преподающие предмет «Методы научных исследований». Также небезынтересно ознакомиться и с другой книгой Поппера, являющейся предисловием к упоминаемой [5].
О ПОСТРОЕНИИ ТЕОРИИ
«Истина только одна, но она всё время меняется»
Аркадий Давидович
«Говорить правду людям, которые понимают её превратно, не то ли же самое, что лгать им?»
Американское изречение
Нам представляется, что пространные рассуждения о методах построения теории нужны лишь теоретикам теоретизирования. Методы индукции, дедукции, восхождения от общего к частному, обобщения и прочие - не столь важны, как важны критерии для проверки
построенных «теорий», которые формально должны числиться гипотезами до тех пор, пока они не докажут своего безусловного превосходства над всеми альтернативными гипотезами. В этой проблеме, по-видимому, основной проблемой является, во-первых, создание полного перечня всех возможных гипотез, объясняющих известные факты, во-вторых, отыскание критериев для отбрасывания лишних. Обе эти проблемы следует изучать и решить как можно быстрее. Если будет решена задача создания полного множества гипотез, которые решают поставленную задачу объяснения феномена, который требуется объяснить, тогда задача творчества единственной гипотезы вообще снимается. И наоборот, если творец гипотезы обладает каким-то исключительным даром создавать наиболее изящную гипотезу, можно полагать, что это вредно для науки, поскольку красота и изящество такой гипотезы привлечет необоснованно много сторонников на её сторону и отвлечет от проблемы формулировки альтернативных гипотез, тем более от проблемы коллекции полного набора всех возможных объяснений интересующего науку феномена.
Обратим внимание на терминологию в отношении эвристических методов, примененную Рузавиным: они «не доказывают тот или иной результат, но дают «своего рода указание, что вывод верен» (цитируется в [1] по [6]). Автор забывает, что в математике любое предположение может быть проверено методом доказательства, которое всегда в этой науке проводится бесспорными методами, а если какой-либо автор допустит ошибку, другие её обязательно найдут, на то она и математика. Поэтому в математике указание, что предположение может быть верным, является лишь основанием для выдвижения теоремы, которую еще следует доказать. В других науках доказательство методами математики, как правило, невозможно,
поэтому «своего рода указание» в математике достаточно безобидно, но в естественных науках зачастую убеждение в правдоподобности может сработать как основание для принятия теории, во всяком случае, в последние сто с лишним лет в физике происходит именно это.
По этой причине дальнейшее утверждение, что мысленный эксперимент является эвристическим методом для построения теории [1, с. 159] является крайне опасной тенденцией, роковой для доказательной науки. Обратим внимание, что автор оперирует таким понятием, как доверие к гипотезе [1, с. 160]. Если гипотезу нельзя доказать (как это чаще всего бывает), то единственное, что мы можем предложить - это составление полного (именно в значении исчерпывающего) списка всех остальных вариантов гипотез, и опровержение всех остальных, кроме этой. Именно для этих целей служил ранее мысленный эксперимент, для опровержения сомнительных альтернатив, а не для утверждения единственной гипотезы на основании доверия к ней.
Далее автор [1] вслед за авторами [3] восхищается загадкой «эквивалентности тяжелой и инертной масс», что, впрочем, никакой загадкой не является. Эту загадочность имитировал и ошибочно раскрыл в других работах Эйнштейн, но напротив было бы странно, если бы имелось две разные массы, поскольку природа этих «двух» масс едина. Гравитационная масса - это не только мера количества вещества, что достаточно правильно, но и мера заложенной в этом количестве вещества способности создавать гравитационное воздействие и отвечать на него. Чем больше масса, тем больше её гравитационное полевое воздействие на другие тела, обладающие массой. Вторая природа, инерционная, является другим проявлением этой же самой природы, а именно: тела с массой силы гравитации передают через гравитационные поля, а не путем непосредственного взаимодействия. Тело взаимодействует с полем, а поле - с другим телом; это гравитационное взаимодействие. Тело взаимодействует с полем, а поле - с этим же самым телом, препятствуя изменениям его скорости - это проявление отнюдь не другой какой-то «инерционной массы», а той же самой гравитационной. Совпадение этих «двух разных масс» было бы странным если бы не указанное рассуждение. В свете этого мировоззрения никаких двух масс нет, и никакой странности нет. Таким образом, нелепым видится последующее рассуждение, что в классической механике Ньютона это совпадение было случайным, а в теории Эйнштейна оно служит руководящей идеей всех дальнейших построений.
Далее автор, будучи гуманитарием, приводит тезис, который, конечно, ему лично не понятен, поскольку он не понятен и многим физикам, и
звучит этот тезис крайне реакционно: «В то время как в специальной теории относительности физические законы формулируются только для инерциальных систем, в общей теории относительности они являются справедливыми для всех систем координат».
Здесь слишком много ошибок и глупостей. Во-первых, системы координат были только в системе Галилея, в которой считается пространство бесконечным, равномерным, покоящимся абсолютно, в связи с чем можно указать покоящуюся систему, а также движущиеся относительно неё инерциальные и неинерциальные системы. Слово «координат» указывает на привязывание к пространству и к направлениям в нём. Эйнштейн специально ввел другой термин -«система отсчета», а не «система координат». Таковая обязательно привязывается к какому-либо массивному телу, достаточно массивному, чтобы движением этого тела в сравнении с дру -гими телами рядом можно было бы пренебречь, например, к Земле, к Солнцу, к какой-либо звезде, или в космической станции, как минимум. Следовательно, говорить о системах координат в связи с теорией относительности есть ошибка (либо надо вкладывать в это понятие смысл, который вкладывал Галилей). Во-вторых, законы физики изначально справедливы сами по себе, а описание движения следует делать относительно тех систем координат, относительно которых будут получаться наиболее простые соотношения. Наблюдать же физические явления можно из любых систем координат (или отчета), законы физики все равно будут соблюдаться, они лишь будут более сложно описываться, и теория Ньютона в этом вопросе не была чем-то худшим, чем теория относительности. Именно в этом смысле теория Коперника и Галилея победила теорию Птолемея. Современное стихийное мировоззрение (то есть мировоззрение, при котором физики на минутку забывают о теории относительности) предполагает, что Земля вращается вокруг Солнца. В системе Птолемея предполагалось, что Солнце и все прочие небесные тела вращаются вокруг Земли. Эйнштейн очень часто в изложении своей теории относительности приводил этот пример триумфа гелиоцентрической системы над геоцентрическими представлениями, однако, общая теория относительности возвращает физику во времена Птолемея, поскольку, согласно этой теории, система отсчета, связанная с Землей, не имеет никаких недостатков в сравнении с системой, связанной с Солнцем, гелиоцентрическая система не обладает преимуществами перед геоцентрической. Это просто подарок средневековой инквизиции, некоторое оправдание их расправы с Коперником. Удивительно, что в одной и той же книге авторы умудряются сначала восхвалять Коперника и Галилея в сравнении с Птолемеем, а затем восхваляют теорию относительности,
которая приводит обратно к Птолемею, а именно, в книге [1], вслед за книгой [3], [4].
Далее на стр. 160 также восхваляется мысленный эксперимент за то, что он помог В. Гейзенбергу обосновать его ошибочное соотношение неопределенностей. Опять-таки хвала безапелляционным физическим гипотезам воздается из уст гуманитария, так оно, чаще всего, и происходит при окончательном решении в пользу той или иной гипотезы, тут главное большинство и популяризация, а не научная обоснованность и доказательность, к сожалению. Далее указывается, что Галилей сформулировал свою теорию о том, что тело может двигаться бесконечно долго равномерно прямолинейно в отсутствии внешних сил, на основе мысленного эксперимента, но методика этого самого мысленного эксперимента в данном случае не приводится. Эта фантазия Эйнштейна, не соответствующая никакой исторической истине, вызывает обоснованные сомнения у думающих читателей, поскольку совершенно не понятно, как можно методом мысленного эксперимента дойти до такого вывода. Известно, что Галилей методом мысленного эксперимента блестяще доказал, что ускорение всех тел в безвоздушном пространстве вблизи поверхности Земли одинаковое (и при этом он абсолютно верно и последовательно применил метод мысленного эксперимента). По-видимому, невнимательно слушавший своих преподавателей Эйнштейн (о его невнимательности в школе и университете сообщают все биографы), соединил в своей фантазии два факта: во-первых, что Галилей сформулировал закон инерции, во-вторых, что Галилей применял метод мысленного эксперимента. На этой шаткой базе воспоминаний (в русском языке на эту тему говорится: «Слышал звон, да не знает, где он»), книга [2], а вслед за ней и учителя методам науки от гуманитариев [1] сообщают нам эту выдумку: «Нелишне будет отметить, что еще Галилей, закладывая основы механики, наряду с реальными экспериментами нередко прибегал к воображаемым экспериментам. По сути дела, принцип инерции классической механики появился в результате мысленного экспериментирования, так как ни в каком реальном опыте нельзя полностью изолировать тело от внешних воздействий. Вот почему этот метод в сущности относится к операциям абстрактного мышления» [1]. Даже сайт, знакомящий гламурных леди с основами физики, даёт более точные сведения на этот счет, чем книга Эйнштейна и Инфельда: «В Европе понятие инерции было сформулировано Г. Галилеем в середине семнадцатого века после того, как он провел серию широко известных экспериментов с шарами» [7] (курсив наш - Галилей сформулировал этот принцип на основе реальных экспериментов, а не мысленных). И далее: «Г. Галилей одним из первых пришел к объяснению причин
равномерного и ускоренного перемещения тел и исследовал движение по инерции. Однако представления Галилея были не верны до конца, так как он утверждал, что тело, на которое не действуют силы движется равномерно по окружности» [7] (курсив наш - Галилей не сформулировал принцип о равномерном прямолинейном движении в отсутствии сторонних сил). И далее: «Такие представления у ученого были сформированы после изучения движения небесных тел. Так как он считал, что небесные тела движутся сами по себе. Было бы правильно, говорить, что первым сформулировал закон инерции французский философ, математик Р. Декарт. Он писал о том, что любое тело пребывает одном состоянии до того момента пока не встретится с другим телом. И в другом своем законе Декарт говорит, что любая частица стремится двигаться исключительно по прямой. Однако Декарт дал формулировки своих законов, не зная о силах гравитации и скорее по наитию, чем опираясь на факты, поэтому считают, что закон инерции, который мы знаем, сформулировал И. Ньютон: Каждое тело находится в состоянии покоя или движется равномерно и прямолинейно, относительно любой инер-циальной системы отсчета, до того момента пока действие на него других тел не заставит его изменить свое состояние» [7]. Итак, три великие ошибки в одном утверждении в самом известном эссе об истории развития физики: 1) Галилей формировал принцип инерции не на основе мысленных экспериментов, а на основе экспериментов; 2) Галилей не формулировал принципа о прямолинейном движении; 3) автором окончательной версии в Европейском мировоззрении является Ньютон, а до этого еще между 450 и 250 годами до нашей эры фрагментарно эти принципы были сформулированы в Китае [7]. Прямо как в анекдоте про выигрыш: «-Правда ли, что Ованесян выиграл по лотерее автомобиль Волга? - Факты подтвердились! Только не Ованесян, а Абрамтычжан, не Волгу, а Запорожец, не по лотерее, а в карты, и не выиграл, а проиграл, в остальном всё верно». Вот также подтвердились, в общем и целом, факты из истории физики в изложении Эйнштейна и Инфельда.
В конце главы о построении теории Рузавин снова цитирует Эйнштейна и Инфельда: «В создании физической теории существенную роль играют фундаментальные идеи. Физические книги полны сложных математических формул. Но началом каждой физической теории являются мысли и идеи, а не формулы» [1, с. 165], цитируется по [3, с. 530].
Переведем на понятный язык. Эйнштейн полностью взял математический аппарат теории Лоренца. Именно поэтому почти никакой экспериментальный факт, который согласуется с теорией относительности, не может не согласовываться автоматически также и с теорией Лоренца. Поэтому невозможен решающий
эксперимент, который бы опровергал теорию Лоренца, но не опровергал теорию относительности. Эйнштейн математики в этой области не создавал, а просто её повторил. Также почти никакой экспериментальный факт, который согласуется с теорией Лоренца, не может не согласовываться автоматически также и с теорией относительности. Это «почти» очень важно. Сюда входит среди прочих и «парадокс близнецов». Этот эксперимент даёт разные результаты в теории Лоренца и в теории относительности, причем в последней он даёт парадоксальный результат, а слово «парадокс» в этом случае означает «опровержение исходных положений». Эйнштейн, который признавался в собственной слабости в области математики, всегда опирался в этой области на кропотливых соавторов, и очень часто пропускал математические ошибки в «своих» статьях, о чем имеются примечания в полном собрании сочинений такого приблизительного содержания: в первом варианте статьи была допущена ошибка, позднее она была исправлена.
Поэтому для Эйнштейна было крайне важно акцентировать внимание читателей на том единственном достоинстве, которым он обладал, а именно - на неудержимом полете мысли, который творит такие картины, которые человеку в трезвом уме и здравой памяти не могут показаться вероятными основаниями для выдвижения гипотез, причем он обладал незаурядной смелостью выдвигать подобные гипотезы в качестве фундаментальных, то есть разрушающих все основы физики.
Обобщение и развитие научных теорий
«Исходя из ложного понятия, можно выстроить подчас целую теорию»
Гастон Башляр
«Возможно, две ошибки, борющиеся друг с другом, плодотворнее, чем одна безраздельно царящая истина»
Уилл Роджерс
Раздел про обобщение и развитие научных теорий раскрывает смысл термина «обобщение», который вкладывается в него специалистами в области методологии науки.
На интуитивном уровне термин «обобщение» не означает чего-то особенно великого. Просто берутся известные факты и из них выводится общая закономерность, область применимости которой еще следует правильно очертить и доказать. Поэтому ученые-экспериментаторы не слишком ценят такую деятельность как обобщение.
В трактовке книги [1] обобщение - это одно из высших достижений научной мысли, оно «представляет расширение прежней теории T\, в результате которого она становится подтеорией новой теории T2. С теоретико-множественной
точки зрения на теорию как на множество высказываний, замкнутых для дедукции, которая лежит в основе исчисления дедуктивных систем А. Тарского, обобщение можно рассматривать как включение данного подмножества высказываний, или теории Т\, в подмножество 72». То есть если я взял известную теорию (например, Ньютона) и дополнил её каким-либо небольшим несущественным дополнением, например, поправкой на 0,001% для каких-то очень специфических случаев, которой в 99,999% случаев можно пренебречь, то это должно называться не «дополнение», а «обобщение», и это является фундаментальным творчеством науки, и теперь уже исходная теория становится «подтеорией», то есть «недотеорией», чем-то неполноценным по отношению к исходному, а новая конструкция -фундаментальная теория с несущественной добавкой - становится глобальной новой теорией, фундаментальным достижением. Если вы построили небоскреб, а я на его крыше построил голубятню, тогда ваш небоскреб -лишь «субконструкция» или «подконструкция», а все здание - это моё произведение, дело моих рук, дело моего инженерного ума, при этом моя конструкция - это мировое достижение, а ваша конструкция - это всего лишь частный случай моей конструкции. Карлсон, который построил домик на крыше большого дома, является создателем всей конструкции, поэтому он вполне обоснованно требовал дань в виде варенья и печенья от некоторых жильцов этого дома.
Такой подход, между прочим, принят в патентном деле. Вы можете взять чьё-то детально расписанное изобретение, добавить к нему небольшое усовершенствование, и запатентовать результат как полностью ваше новое изобретение, так устроены правила патентования вместо того, чтобы выдавать вам свидетельство на единственную связь или единственный введенный в структуру элемент. Следовательно, если вам хочется воспользоваться чужим изобретением, вы имеете для этого вполне законный путь.
Один из вариантов - ввести, например, в известные соотношения, такой коэффициент, зависящий, например, от скорости движения, который для всех известных экспериментальных данных стремится к единице с высокой точностью. В этом случае ваша новая теория будет более обширной, чем широко известная всем и многократно проверенная, но она будет отличаться от известной, так как будет давать некоторые утверждения, отличающиеся от общеизвестных, для случаев, которые проверить в данное время и в ближайшем будущем невозможно. Такая модификация известной теории явно подпадает под понятие «обобщение».
Возьмем известные соотношения Ньютона. Введем в них коэффициент «гамма», который во
всех доступных экспериментах равен единице, и отличается от единицы только в том случае, который экспериментально невозможно реализовать. Тогда наша «новая теория» будет «более широкой», следовательно, имеет место «научное обобщение», новая теория является обобщением старой, а старая теория является лишь частным случаем новой теории, так ведь получается.
Мы можем обобщить и теорию относительности, провозгласив, например, что известный из преобразований Лоренца коэффициент введен лишь приближенно, в частности, соотношение:
1 = loJ1 - б)' , (\)
где l - длина стержня в движущейся системе, l0 -длина этого же стержня в неподвижной системе, v - скорость движения движущейся вдоль стержня системы, c - скорость света [8], является недостаточно точным. Например, мы предложим, что правильное соотношение имеет следующий вид:
' = '»Jl-©2 + (34 • (2)
Соответственно, если при скорости v = 0,1 c поправка от второго члена составляет под корнем 0,01, и общее значение длины стержня с такой поправкой укорачивается так, что его длина изменяется с коэффициентом 0,99498743710662, то по соотношению (2) этот коэффициент становится равным
0,99503768772846, и попробуйте докажите, что это не так. А тем, кто скажет, что эта поправка несущественна для всех случаев, мы можем возразить, что при v = c картина глобально изменяется, и этот коэффициент становится строго равным единице, так что проверяйте -разгоните стержень до скорости, равной в точности скорости света, и вы увидите, что он не сокращается до нуля, а остается той же самой длины.
Подобных теорий можно создать бесконечное множество. Например, можно ввести и такое уточнение этого коэффициента:
<=<^-(Э ЧЭ4-(Э6 .
(3)
Попробуйте опровергнуть, что это соотношение ошибочное. Нам могут возразить, что оно не обосновано теоретически, но то же самое можно сообщить и о соотношении (1).
Кстати, такой подход вполне согласуется с утверждением: «Подлинный прогресс научного познания выражается не столько в обобщении и расширении старых понятий и принципов, сколько в возникновении совершено новых понятий и коренном пересмотре старых принципов или даже отказе от них» [1, с. 175]. Далее в этом фрагменте идут дифирамбы в адрес Эйнштейна: «Хорошо известно, например, что © Automatics & Software Enginery. 2020, N 2
специальная теория относительности обобщает целый ряд понятий и положений классической механики и электродинамики. Возникновение этой теории было связано с отказом от господствовавших в классической физике концепций об абсолютном пространстве и времени, мировом эфире и других понятий и принципов» [1, с. 175]. Да, такое вот «обобщение», в результате которого все понятия физики утратили свой изначальный смысл: понятнее в физике нечего не стало, воцарился хаос и произвол, обоснований для этого отказа не приведено, в разных местах изложения этой теории имеются кардинально противоположные тезисы. Также отметим, что во многих публикациях Эйнштейн маскировал, как мог, отказ от новых принципов, и напротив пытался убедить читателя, что его теория якобы не нарушает никаких ранее установленных принципов, а напротив, лишь устраняет противоречия, доводя до логической стройности взгляды Лоренца и Максвелла. Если в одной из публикации он категорически пишет, что от эфира следует отказаться, то в другой публикации он столь же категорически пишет, что от эфира отказываться ни в коем случае нельзя. «Следует отказаться от введения понятия эфира, который превратился лишь в бесполезный довесок к теории» [9, с.416]. «Согласно общей теории относительности, пространство немыслимо без эфира; действительно, в таком пространстве не только было бы невозможно распространение света, но не могли бы существовать масштабы и часы и не было бы никаких пространственно-временных расстояний в физическом смысле слова» [10]. Также в одном случае Эйнштейн возражает против того, что плита, на которой размещен интерферометр Майкельсона, сокращается вследствие движения её в пространстве, в других местах (во всей теории относительности) он однозначно утверждает, что всякое тело, двигающееся относительно другого, сокращается. «Г.А. Лоренц и Фицджеральд выдвинули гипотезу о том, что каменная плита со всеми смонтированными на ней приборами испытывает в направлении движения Земли небольшое сокращение, как раз такое, что ожидаемый эффект компенсируется противоположным эффектом вследствие сокращения. Способ действия, когда добиваются согласия теории с отрицательным результатом эксперимента с помощью выдвинутой специально для этого гипотезы, выглядит крайне неестественным» [9, с. 425]. «Если стержень в покое обладает длиной I', то при движении со скоростью V вдоль своей оси он будет обладать с точки зрения несопутствующего наблюдателя меньшей длиной» [9, с. 420].
Далее Рузавин достаточно вольно излагает историю изменений мировоззрений в физике. Например: «Ньютон считал, что Галилей открыл закон, согласно которому постоянная сила
тяготения вызывает движение, скорость которого пропорциональна квадрату времени. Однако такую формулировку это закон имеет только в динамике Ньютона. Галилей же ничего подобного не говорил, так как имел дело с кинематической теорией» [1, с.175-176]. Но исследователь жизни и творчества Галилея, однако, пишет: «Так как вертикальное падение тел совершалось слишком быстро, не давая возможности подвергнуть его подробному наблюдению, то Галилей прибег к посредничеству наклонной плоскости и пришел к заключению, что расстояния, пройденное телом с самого начала движения, пропорциональны квадратам времени» [11, с.19] (здесь мы лишь перевели со старорусского, заменив слово «пространства» на термин «расстояние», убрав твердые знаки и заменив букву «ять» на «е»). Итак, всё же Галилей изучал кинематику и пришел к тому заключению, которое отметил у него Ньютон. Для чего же тогда Рузавин опровергает этот факт? По-видимому, Рузавин изучает историю физики по работам Эйнштейна и Инфельда, а Эйнштейн, как известно, чего не знал, то домысливал. Но ведь книги [1], [2] рекомендуют почти все современные авторы в качестве литературы по предмету «Методы науки».
Поэтому приходится студентам и аспирантам учиться по книгам, которые, в частности, пишут: «Подлинное научное обобщение всегда связано с моментом открытия, не поддающимся никакой регламентации» [1, с. 176]. Вот так: открытие делается произвольно, этот процесс не может быть регламентирован. Тогда чему же автор этой книги собирается научить молодых ученых? Предлагается стать гениальными, и других рецептов нет? Зачем тогда эту книгу читать? Для чего её рекомендовать в качестве дополнительного методического пособия? Нам возразят, что эта книга старая. Это так, но большинство последующих ссылаются на неё и цитируют либо пересказывают именно подобные же взгляды и утверждения, просто этой вторичной макулатуры слишком много, чтобы всю её изучать, достаточно ознакомиться с первоисточниками глупостей.
Как должна развиваться наука
«Все великие истины начинались как кощунство».
Джордж Бернард Шоу
«Правда всегда побеждает. Ибо то, что побеждает, всегда оказывается правдой».
Габриэл Лауб
Извечна как мир проблема противоречия новых знаний старым традициям. Новизна в науке всеми требуется и всеми же воспринимается в штыки. Рузавин обнадеживает нас тем, что, казалось бы, призывает к смелой
критике известных догм, он пишет: «Возникает вопрос: если «нормальная наука» сводится только к разработке доминирующей теории и исключает почти всякую ее критику и проверку, то каким же образом появляется принципиально новое научное знание? Как становятся возможным научные революции?» [1, с. 184]. Вроде бы даны указания на то, что возникающие противоречия существующей парадигмы новым фактам является кризисом науки, что даёт основания для опровержения или корректировки старых парадигм. Тут же критикуется утверждение Т. Куна: «Как в политических революциях, так и в выборе парадигм нет инстанции более высокой, чем согласие соответствующего общества». Это наблюдение Куна совершенно справедливо, хотя, конечно, жаль, что такое имеет место. Рузавин изображает идеалистическую картину, состоящую в том, что новая теория обладает лучшей аргументацией и даёт более точные предсказания, вследствие чего все ученые вынуждены с ней согласиться. Это какая-то маниловщина. В жизни почти никогда так не происходит, новая теория не побеждает легко, согласие достичь очень трудно, порой на это уходят десятилетия, а иногда и столетия. Нам сообщают, что Поппер считает, что прогресс в науке определяется критической деятельностью ученых, а Кун полагает, что переход к новой теории должен изучаться не логикой, а психологией открытия. Наверное, в случае с Эйнштейном, действительно, психологам следовало бы подключиться. Но далее со ссылкой на Поппера утверждается, что предпочтительной теорией следует признать ту, «которая говорит нам больше». Разумеется, теория Ньютона не рассуждает о том, что будет при движении со скоростью света. Следовательно, она сообщает меньше. Следовательно, теория относительности более верна? Сомнительная логика. Эйнштейн очень часто и детально сравнивал свою теорию относительности с теорией Ньютона, создавая впечатление, что до него никто не знал, что скорость света (и, соответственно, скорость любого взаимодействия на расстоянии) имеет свои ограничения. Но при чем тут Эйнштейн? В 1609 году Оле Рёмер на основании астрономических наблюдений определил, что скорость света составляет 222000 км/с, исходя из тех представлениях о диаметре орбиты Земли, которые тогда имели место. В 1849 году Арман Ипполит Луи Физо в своем опыте определи скорость света равной 312000 км/с. В 1948 году Доминик Араго в своем новом опыте получил значение 298000 км/с, а через десять лет Мари Альфред Корню получил значение 300000 км/с [11]. Совершенно естественным было внести этот факт как уточнение к теории взаимодействия. Имелись соответствующие теории, наиболее обоснованная из которых - теория эфира Лоренца. Проблема для Эйнштейна в том,
что фактически он не имел никаких весомых оснований для того, чтобы читающая и мыслящая научная публика доверяла его теории больше, чем теории Лоренца. Ни в одной современной книге по физике вы не найдете достаточно оснований для этого выбора. Эйнштейн же преподносил свою теорию так, как будто бы до него никогда не существовало в физике представлений о том, что скорость света не бесконечна. Он постоянно сравнивал её лишь с теорией Ньютона, после чего делал вывод о том, что, коль скоро, наука доказала, что скорость света не бесконечна, а конечна, у неё не осталось никакого выбора, кроме как признание теории относительности. Иными словами, он представлял дело так, что имеется лишь две возможности - либо выбрать теорию Ньютона и предполагать, что свет и дальнодействие распространяется с бесконечной скоростью, либо выбрать теорию относительности, поскольку она учитывает конечную скорость света и гравитации. Такой вот выбор - примите это блюдо, как бы отвратительно оно вам ни казалось, либо умирайте от голоду, потому что другого нет.
Любопытно, что в конце шестой главы Рузавин, ссылаясь на Поппера, даёт идеализированную картину развития науки: «Прогресс должен удовлетворять трем основным требованиям: во-первых, новая теория в сравнении со старой должна рассматривать с некоторой новой, более эффективной, простой и единой точки зрения связи, или отношения, вещей, которые до сих пор казались изолированными; во-вторых, новая теория должна допускать независимую проверку, т. е. иметь другие эмпирически проверяемые следствия; в-третьих, в опытных науках теория должна продемонстрировать свой
эмпирический успех, т. е. обеспечить новые, более эффективные предсказания» [1, с. 188] (курсив наш). Ну и где эти предсказания в теории относительности? Предсказание, что при движении с околосветовой скоростью поезд сожмется до размеров автобуса? Предсказание, что при путешествии по вселенной с околосветовой скоростью космонавт почти не будет стариться? Эти предсказания кто-нибудь проверял, или доверяем указанию Эйнштейна: «Это легко любой из нас может проверить, просто приложив к поезду линейку»? В каком именно месте теория относительности более проста, более эффективна, где она использует связи и отношения вещей? Каким образом она допускает независимую проверку? Где она продемонстрировала эмпирически проверяемые следствия? Нам ответят об отклонении света звезд вблизи Солнца? Спасибо, не надо, это «явление» мы уже обсудили всесторонне [13, 14]. «Только те теории будут лучше объяснять и предсказывать факты, которые правильнее отражают мир и критерием истинности которых служит в
конечном итоге практика» [1, с.188]. Здесь Рузавину следовало бы ссылаться не на Поппера, писавшего в середине XX века, а на Ленина, который писал, что «критерием истины является
общественно-историческая практика».
Проверка, подтверждение и
ОЦЕНКА ТЕОРИЙ
«Фактическое признание чего-либо еще не доказывает истинности признаваемого положения».
Франц Брентано
Проверка теорий - это самое важное действие в науке. Если гипотезы формируются не лучшим образом, это не проблема, при условии, что их проверка делается должным образом. Если гипотезы формулируются самыми передовыми и научно-обоснованными методами, но их проверка недостоверна, тогда получаемые из таких гипотез научные теории могут оказаться совершенно ложными.
Рузавин совершенно справедливо указывает, что «в опытных науках важнейшим признаком, отличающим научные теории от ненаучных спекуляций, является их эмпирическая проверяемость» (курсив автора) [1, с.189].
Далее приводятся «трудности», которые одна за другой всё дальше уводят нас от фактической проверки теории. Во-первых, утверждается, что вследствие системного характера теоретических знаний, «проверяются не изолированные утверждения, а вся теория в целом». Во-вторых, утверждается, что «в составе теории существуют такие утверждения, которые выполняют вспомогательную роль в процессе дедукции следствий и поэтому не нуждаются в проверке». В-третьих, поскольку в составе теории имеются утверждения на различных уровнях абстрактности, степень их проверяемости зависит от их удаленности от эксперимента. В-четвертых, новая теория опирается на предшествующие, поэтому нет необходимости проверять то, что следует одновременно как из старой теории, так и из новой. В-пятых, необходимо сначала математические выражения интерпретировать в эмпирическую форму, и лишь затем проверять. Последние две оговорки не вызывают возражений, отсутствие необходимости проверки промежуточных утверждений можно оспорить (мы скорее согласимся с тем, что если какие -либо промежуточные положения не представляется возможным проверить, тогда наука вынуждена отложить этот вопрос на более поздние времена, но наука не должна оперировать такими понятиями, как «не имеет смысла проверять»).
Поэтому Рузавин приходит к ложному заключению: «Таким образом, теория будет считаться научной, если она не противоречит основным принципам предшествующего знания и, разумеется, результатам опыта. Первое из этих
условий можно назвать требованием концептуальной, а второе - эмпирической проверяемости». Это ошибочное утверждение. Если теория не противоречит основным принципам предшествующего знания, следовательно, она не революционная, если противоречит, то она революционная. Новая теория может оказаться истинной или ошибочной вне зависимости от того, революционная она, или нет. Новая революционная теория может оказаться истинной, но она противоречит предшествующим концепциям, основным принципам предшествующего знания. Между прочим, теория относительности противоречит предшествующим принципам. Квантовая теория противоречит предшествующим принципам. Вообще говоря, все знаменитые теории вначале звучали как ересь, поскольку они противоречили предшествующим концепциям. Не все они оказались ложными, особенно в сравнении с предшествующими теориями. Теория Галилея о неподвижном Солнце и обращающейся вокруг него Земле противоречила основным принципам предшествующего знания. Процитируем два тезиса из решения инквизиционного суда над Галилеем: «Положение, будто солнце находится в центре мира и движения в пространстве не имеет, нелепо, ложно по философии и формально еретично, ибо прямо противоположно священному писанию. Положение, что земля не центр мира, не неподвижна, но движется, имея вместе и суточное обращение, также нелепо, ложно по философии, и рассматриваемое богословски, представляет собою, по меньшей мере, вере противное заблуждение» [11, с. 55-56]. Таким образом, Рузавин спутал понятие «не революционность» с понятием «научность». Тот факт, что новая теория не противоречит известным экспериментальным сведениям, является не критерием научности, а критерием непротиворечивости известным фактам. Наличие этого признака является достаточным для включения данной «теории» в список гипотез, то есть претендентов на роль теории, при условии, что она подтвердится в будущем в сравнении с остальными альтернативными, но равноправными гипотезами. Если гипотеза противоречит хотя бы одному экспериментальному факту, она не заслуживает даже достоинства гипотезы, это просто высказывание, не заслуживающее никакого доверия.
Любая гипотеза становится теорией после её доказательства, при этом любая новая гипотеза должна строиться на основе известных экспериментальных фактов и не противоречить ни одному из них, в противном случае её ценность отсутствует, она не требует проверки, поскольку её ошибочность ясна изначально. Таким образом, Рузавин выдаёт за доказательство то, что является лишь необходимым, но не достаточным требованием. Это большая разница,
подобно разнице между тем, чтобы включить кого-то в список для избрания и тем, чтобы его избрать, или, если угодно, как разница между тем, чтобы приобрести лотерейный билет и тем, чтобы выиграть по этому билету важнейший приз. Обратим внимание на тот факт, что никакие экспериментальные сведения, которые известны или могут быть известны автору гипотезы до её опубликования не могут служить проверке этой гипотезе, поскольку все они должны быть учтены при создании гипотезы, входят в необходимое условие, но не являются достаточным условием признания гипотезы. Далее автор рассуждает о тех областях, в которых он явно не специалист, поэтому цитировать эти фрагменты и дискутировать с ними не имеет смысла.
Критерии и методы проверки
ТЕОРИЙ
«Глупец, который случайно говорит правду, все равно ошибается».
Ален
«Использование сравнений - одно из лучших средств обмануть себя и других Человек прибегающий к сравнениям, не чувствует в себе способности убедить других с помощью фактов и логики».
Альфред Адлер
Далее Рузавин дает три случая «проверки теорий» [1, с.195].
«Первый случай. Следствия теории соответствуют данным наблюдений и измерений (в границах экспериментальных ошибок). В таких случаях говорят, что опыт подтверждает теорию». Автор заблуждается, в этом случае можно лишь утверждать, что теория не противоречит практике. Если имеется лишь одна теория, не противоречащая практике, она и принимается, но не как доказанная, а как единственная. Если же имеется две или больше подобных теорий, следовательно, никакого подтверждения в этом случае нет.
«Второй случай. Эмпирические данные существенно расходятся со следствиями теории и, следовательно, опровергают ее». Разумеется.
«Третий случай. Данные опыта нельзя сопоставить со следствиями теории, поскольку они не имеют существенной связи с теорией». Подобные сведения названы иррелевантными. Это не имеет смысла. Если результаты опыта никак не доказывают и не опровергают теорию, этот опыт не имеет никакого отношения к данной теории, зачем его вообще включать в перечень опытов по проверке данной теории?
Далее отмечается «асимметрия между подтверждением и опровержением», суть которой в том, что одного подтверждающего факта недостаточно для подтверждения теории, но одного опровергающего факта достаточно для опровержения теории. Можно и так сказать,
конечно, а можно проще: единичные факты никогда не подтверждают общее утверждение, сколько бы таких фактов ни нашлось, но единичное опровержение опровергает теорию. Эти единичные факты, согласующиеся с теорией, не следует называть «подтверждением», а факты, противоречащие теории, можно называть опровержением её, поэтому никакой асимметрии нет.
Далее: «Если свидетельство гипотезы будет неожиданным с точки зрения предшествующего знания, то эта гипотеза будет иметь больше шансов на успех, чем та, подтверждение которой можно было ожидать в свете существующего знания». Авторы окончательно запутались в терминологии. По-видимому, они хотели сказать, что если новая гипотеза, не противоречащая всем известным экспериментальным сведениям, при этом обращается к сведениям, пока еще не известным из экспериментов, и при этом она предсказывает что-то неожиданное в этой области, и это предсказание существенно отличается от предсказаний предшествующей теории, тогда в случае, если это предсказание оправдается, это даст очень весомые основания для принятия новой гипотезы и отказа от старой. Сказали же они совершенно иное: «чем большую дичь с позиции известной теории предсказывает новая теория, тем больше шансов, что она верная», то есть они обращают нас к формуле «верую, ибо абсурдно», вместо формулы «уверовал, поскольку фантастически неожиданные её прогнозы полностью подтвердились».
Далее раскрывается тезис Дюгема-Куайна, приводится тезис Дюгема: «Физик никогда не может подвергнуть контролю опыта одну какую-нибудь гипотезу в отдельности, а всегда только целую группу гипотез. Когда опыт его оказывается в противоречии с предсказаниями, то он может отсюда сделать лишь один вывод, а именно, что, по меньшей мере, одна из этих гипотез неприемлема и должна быть видоизменена, но он отсюда не может еще заключить, какая именно гипотеза не верна». Опять не верно. Если теория состоит из двух постулатов, и имеется опыт, который опровергает, по меньшей мере, один из этих постулатов, то вся теория ошибочна. Пример: постулат о том, что отсутствие смещения полос в интерферометре Майкельсона при его повороте доказывает, что внутри интерферометра находится такая среда (воздух, который приравнен в правах к пустоте), в которой скорость света всегда одинакова при любых движениях этого интерферометра в пространстве, и также второй постулат, что никакими опытами в замкнутой лаборатории нельзя выявить движение лаборатории в пространстве, проверяется единственным опытом с интерферометром Майкельсона, заполненным средой, в которой показатель преломления существенно отличается от единицы. В этом
случае если полосы не будут смещаться, то ошибкой был вывод, что в первом случае скорость света одинакова во всех направлениях при всех поворотах и при всех скоростях лаборатории, поскольку про свет в такой среде достоверно известно, что его скорость зависит от скорости среды, следовательно, изменение скорости света не влияет в этом опыте на положение интерференционных полос. Следовательно, первый постулат опровергнут, так как постоянство скорости света в пустоте тем самым опровергнута. Если же полосы будут смещаться, это опровергает предположение о том, что никакими опытами внутри лаборатории подобное движение нельзя выявить, так как данный опыт в этом случае такое движение выявляет. Итак, мы видим, что указанный тезис опровергнут. Согласно ранее провозглашенной асимметрии, единственного опровергающего примера достаточно.
Далее Рузавин приводит тезис Куайна, развивающий тезис Дюгема. Согласно Куайну, «Любое утверждение может рассматриваться как верное, если мы сделаем достаточно сильное исправление в какой-то части системы». Мы предлагаем внимательно прочитать этот тезис, не согласиться с ним, и позвольте не приводить аргументы и примеры для этого. Кажется, очевидно, что для теоретиков, допускающих, что при определенных поправках любое утверждение можно признать верным - это уже не наука, это к терапевту. Далее дано разъяснение, что любую теорию можно спасти от опровержений путем соответствующих модификаций. Это напоминает утверждение, что с любую ложь можно спасти от разоблачения с помощью другой ещё более изощренной лжи. Далее: «Очевидно, что никакой отдельный эксперимент не может опровергнуть всю исследовательскую программу» [1, с.199]. Далее: «Этот вывод получил достаточно убедительное обоснование в работах И. Лакатоша. «Не существует никаких решающих экспериментов, - заявил он, - если под ними подразумевать эксперименты, которые могут сразу же ниспровергнуть исследовательскую программу». По счастью, Рузавин смягчает этот тезис, разъясняя: «Исправления, вносимые в теорию, должны касаться ее второстепенных частей, так как изменение основного ядра означает фактически отказ от старой теории. Поэтому возможность ее сохранения с обнаружением опровергающих эмпирических свидетельств нельзя преувеличивать». Для чего было произносить крайне ошибочный тезис с последующим его исправлением до такого, с которым можно так уж и быть согласиться? Данное утверждение также сохранено за счет модификаций. То есть эта глупость сохранена тем методом, который предлагает эта самая глупость. Автор утверждает далее, что эта теорема «выражает весьма общую, формальную особенность не только теории, но и любой
системы логически взаимосвязанных утверждений». Ну ладно, наверное, любое ошибочное логическое утверждение можно исправить так, чтобы оно стало правильным. Но ведь это будет другое утверждение. Давайте напишем неправильное арифметическое соотношение. Затем исправим в нем ошибку. Оно превратится в правильное арифметическое соотношение. Правильно ли будет утверждать, что исходное соотношение осталось верным за счет некоторых модификаций? Давайте будем говорить, что теория «8 + 6 = 4» верная, если перед четверкой нарисовать единицу? Какой смысл в таких теориях? Не надо «подправлять» ошибочные теории, надо искать и принимать правильные. Попробуйте исправить утверждение «все нечетные числа простые» с помощью конечного количества подправок. И сколько исправлений требуется внести в утверждение «все целые числа меньше ста»? Если «теория» ошибочна, её следует отбросить и нет смысла её чинить, ремонтировать, подправлять.
Поппер указал, что важна не верифици-руемость, а фальсифицируемость. Для проверки теории принципиально существенны не подтверждения, а принципиальная возможность опровержений [1, с. 201].
«Из теории выводятся «предсказания», в особенности такие, которые легче всего можно проверить или применить. Среди них выбираются такие, которые не выводятся из существующих теорий или даже противоречат им. Затем мы сравниваем их с результатами практических применений и экспериментов. Если результат положителен, т. е. если эти единичные заключения оказываются приемлемыми, или верифицированными, то теория считается временно выдержавшей проверку: мы не имеем оснований отбросить её. Но, если результат отрицателен, или, другими словами, если заключения были фальсифицированы, тогда их фальсификация также фальсифицирует теорию, из которой они были выведены» [1, с. 201]. «Мы временно принимаем теорию, но только в том смысле, что выбрали её как заслуживающую того, чтобы подвергать ее дальнейшей критике и различным тестам, которые мы можем построить», пишет Поппер [1, с. 202]. Рузавин протестует против такого подхода, не ясно, почему.
Согласимся с утверждением: «Из методологических критериев наиболее важными являются проверяемость теории и простота» [1, с.202]. Принцип простоты перекликается с принципом бритвы Оккама [15], а принцип проверяемости не требует пояснений. Далее следует неожиданное заявление: «Проверяемость нельзя, разумеется, считать единственным критерием научной теории. Теория может оказаться легко проверяемой, но неглубокой». Ну и что из того, что она не глубокая? Что ещё за необоснованное требование - глубина теории? В чём она
измеряется? Читаем далее: «Наоборот, чем глубже теория, тем более абстрактными и логически сильными являются её исходные посылки и тем труднее она поддаётся проверке» [1, с.202]. Рузавин не осознаёт, что этим утверждением он оставляет широкие входные ворота для всевозможных лженаучных теорий, ведь в его понимании глубина теории может оправдать отсутствие проверяемости, то есть глобальность утверждения (если мы верно понимаем термин «глубина») заменяет требование проверяемости, равноценное требованию доказательности.
Для примера, можно выдвинуть предположение, что на орбите Земли с противоположной стороны находится вторая планета, по всем параметрам близкая к Земле, обращающаяся по точно такой же траектории, но в точности в противофазе. До тех пор, пока у нас нет возможностей направить туда космические зонды, мы не можем проверить это предположение, поскольку подобная гипотетическая планета никогда бы не находилась в поле зрения астрономов, так как всегда была бы скрыта Солнцем. Эта «гипотеза» не основана абсолютно ни на чём, проверяемость её в настоящее время отсутствует (если не считать недостаточно достоверные и точные гипотетические вычисления о предположительном её гравитационном влиянии на другие планеты). Но данное предположение является настолько глобально революционным, ведь оно переворачивает представление о составе Солнечной системы, что оно могло бы быть объявлено одним из наиболее глубоких. Разве подобная «глубина» может заменить проверяемость? Мы бы указали, что несмотря на то, что подобная гипотеза не содержит ничего невозможного, то есть ни один известный научный факт не опровергает подобную возможность, но всё же для такой гипотезы нет никаких оснований. Поэтому отсутствие оснований должно рассматриваться как причину для игнорирования подобных гипотез, и любых безосновательных гипотез вообще. Поэтому мы предлагаем учитывать такое требование, как «основательность теории», то есть наличие теоретических и (или) экспериментальных сведений, на основании которых выдвигается какая-либо гипотеза, если оснований для её выдвижения нет, её целесообразно считать ничтожной. То есть те представления, которые, невозможно проверить на данном этапе развития науки, следует считать неактуальными, а гипотезы в этой сфере - ничтожными. Подобные гипотезы не влияют ни на какие научные прогнозы или расчеты в отношении каких-либо проверяемых явлений, поэтому науке не следует тратить на них время. Например, обсуждение того, что находится на расстоянии, равном удвоенному диаметру наблюдаемой Вселенной, является, возможно, философским вопросом, но астрономии зани-
маться этими вопросами не обязательно, так как любые утверждения в этой сфере не проверяемы. В этом смысле философия не является наукой в общем значении этого слова, это некая система мировоззрений, стоящая над наукой, выше науки. Например, религию научными методами невозможно ни доказать, ни опровергнуть. Но философия позволяет каждому индивидууму обосновано решать этот вопрос для себя. Поскольку философии могут быть различными, и они оперируют в значительной мере такими понятиями, которые лежат вне доказательной сферы. Отметим, что без философии науки быть не может, без науки философия также не может существовать, но одни и те же научные знания могут разделять ученые, исповедующие различные (порой взаимно исключающие) философские взгляды, равно ученые, имеющие идентичные философские представления, могут иметь диаметрально противоположные взгляды на какие-то вопросы науки. Итак, если для философии «глубина» равносильна в какой-то степени полноте, законченности, и поэтому такое свойство следует принимать к сведению, то для экспериментальной науки понятие «глубина» не должно приравниваться к доказательности.
Рузавин приводит в качестве примера попытку Эйнштейна создать единую теорию поля, указывая на глубину этой задачи. Но ведь, во-первых, эта задача не решена, во-вторых, если бы она была решена, никто не вправе освободить такую теорию от требований проверяемости на основании её глубины.
В отношении критерия простоты Рузавин цитирует П.С. Лапласа: «Природа при бесконечном разнообразии своих действий, проста только в своих причинах, и мы видим в ней небольшое число общих законов, рождающих огромное количество явлений, часто весьма сложных» [16], (цитируется по [1, с. 209]). Согласимся с этим, мы также считаем, что электрон движется в составе любого атома или любой молекулы в соответствии с самыми простыми законами, которые можно изучать на примере поведения движения заряженных частиц в электрическом поле, с учетом конечной скорости распространения взаимодействия. У электрона нет справочника по резонансным частотам или по значениям энергетических уровней в каждом атоме и каждой молекуле, он не сверяется с тем, какова у него должна быть частота колебаний в данном атоме по книге [18], он просто движется под действием сил, получает соответствующее ускорение, излучает энергию всегда при одних и тех же условиях, а если условий для излучения нет, то он не излучает. Электрон не знает квантовой физики, электрон не знает теории относительности, электрон - это лишь заряженная частица с небольшой массой, для описания его движения нет необходимости знать что-либо больше того, какова его масса,
скорость, может быть ещё спин (ось вращения, направление и скорость начального вращения).
Далее Рузавин зачем-то говорит о некотором признании диалектического единства простоты и сложности мира. Так нужна простота или сложность, определился бы он уже, что ли? Далее опять на полстраницы идут дифирамбы в честь теории относительности, что естественно для автора, который основным источником своих сведений имеет книгу [2]. После этого Рузавин ссылается на принцип бритвы Оккама, который применительно к отбору теорий означает «чем меньше независимых исходных посылок и вспомогательных гипотез содержит теория, тем проще», это справедливо. При этом надо учитывать, что если для спасения изначально простой теории пришлось дополнить её чрезвычайно большим количеством дополнительных оговорок или постулатов, или особенностей, то критерий «простоты» следует применять не к исходным положениям, а к полному набору получаемых положений.
Что ж, давайте исследуем с позиции простоты книги, излагающие основы взглядов на некоторые относительно простые вопросы физики. Скажем, вопросы общей теории относительности и гравитационных волн при том, что можно сообщить, что науке в этой области практически ничего не известно из того, что её, действительно, интересует, книга Дж. Вебера «Общая теория относительности и гравитационные волны» изложена на 272 страницах [17]. Эта книга содержит 582 пронумерованных уравнений, и еще не менее сотни ненумерованных. Очень «просто» изложено, с учетом того, что о гравитации науке не известно ничего, кроме закона, открытого Ньютоном, излагаемого в одном изящном соотношении. С того времени, т. е. со времени Ньютона, наука объективно продвинулась в отношении изучения гравитации только в одном несомненном сведении о ней - это сведение, что гравитация распространяется с помощью полей, которые не удается экранировать, и которые распространяются в пространстве с некоторой скоростью. Предположение о том, что скорость распространения гравитации равна скорости света, это всего лишь предположение, которое не доказано и не опровергнуто, предположение, что волны гравитации имеют какую-то частоту, это также всего лишь предположение, также не доказанное и не опровергнутое. Факт, что о том, о чем наука не имеет ни малейшего представления, излагается на 272 страницах со средним количеством уравнений более двух на странице, а многие формулы занимают 3-4 строки, можно сказать, что простотой изложения данная книга не блещет. Доказательности изложения в этой книге также маловато, ведь всё выводится чисто математически из недоказанных допущений. Если не считать введений, то изложение начинается со страницы 25, а уже на странице 43
вводится понятие Риманова пространства, в отношении которого можно сказать, что всё это - развитие тезиса о том, что «пространство искривлено», что является крайне спорным, строго говоря ненаучным следствием из необоснованной научно общей теории относительности. Иного от такой книги ожидать и не приходится. Мы применили авторитетный принцип в отношении авторитетного раздела науки, изложенного авторитетным автором, и получили основания для отклонения этой книги, как не выдержавшей проверку. Принципы квантовой механики изложены П. Дираком в книге на 480 страницах, количество формул приблизительно такое же [18], понимания физиками того, как движутся электроны в атомах и молекулах, не имеется ни малейшего, почему электроны не излучают, двигаясь по искривленным траекториям (то есть обязательно с ускорением), нет ни малейшего понимания, почему электроны не падают на ядро, почему орбиты стационарны даже при нагреве и охлаждении атомов, также нет ни малейшего понимания, но книги пишутся длинные. Вся книга [18] посвящена предположительным математическим соотношением между ненаблюдаемыми явлениями с ненаблюдаемыми физическими объектами, фактически она описывает фантазии на тему «а что там на самом деле может происходить?», притом, что достоверно известно, что всё это точно не соответствует никакой фактической реальности. Книга Дэвида Бома описывает простым языком на 288 страницах, что творится с часами, поездами и стержнями, когда они разгоняются до скоростей, сопоставимых со скоростью света [19]. Это также абсолютно беспредметные рассуждения, поскольку часы и стержни никто до таких скоростей не разгонял и не собирается разгонять в ближайшие несколько столетий уж точно, а вернее - в ближайшие несколько тысячелетий. Поэтому рассуждать на эти темы безопасно. А если вас интересует движение с подобными скоростями элементарных частиц (их-то разгоняют уже до таких скоростей), то обратитесь к книге [18], где вы не найдёте описания ни одной траектории хотя бы одной элементарной частицы, даже самой простейшей. Согласно принципу бритвы Оккама все эти книги следует забраковать. Так что судите сами, следуют ли современные физики этому принципу, или нет. Но уже за то спасибо Оккаму, что он позволил отделить религию от науки, а науку от религии [15].
Далее Рузавин пишет, что «в эмпирических теориях весьма важным требованием является возможность интерпретации некоторых их предложений с помощью утверждений, применяемых на опыте». Насчет интерпретации современной физики процитируем Поппера: «Понимаемая реальность оканчивается там, где оканчивается классическая физика» [5, с. 22]. Хотелось
бы услышать интерпретацию того факта, что скорость света во всех системах остаётся неизменной вне зависимости от скорости движения таких систем. Если в системе А имеется два источника света, Б и В, сближающиеся друг с другом таким образом, что скорость каждого из этих источников света практически равна скорости света, то и в этом случае свет от каждого источника в каждой из систем (т. е. в системе А и в двух системах, связанных с источниками света Б и В) в точности равен скорости света, скорость сближения этих двух источников (то есть скорость любого из них относительно другого источника) всё равно приблизительно равна скорости света. Дайте этому предположению интерпретацию, а также сформулируйте в отношении этой ситуации утверждение, проверяемое на опыте. Нас отошлют к опыту Майкельсона-Морли? Но там совсем иная ситуация, и напомним: в этом опыте скорость света не измеряется, поэтому указанный опыт не доказывает никаких утверждений в отношении скорости света. То есть методы науки, описанные Рузавиным, в современной физике не применялись и не применяются.
Семиотические критерии оценки теорий
«Слишком у многих людей вошло в привычку принимать авторитеты на веру».
Альфред Адлер
Рузавин формулирует семиотические критерии для оценки теорий.
«Во-первых, законченная теория должна быть достаточно корректно сформулирована на соответствующем языке». Предъявите пример в физике, пожалуйста.
«Во-вторых, построенная теория должна быть формально непротиворечивой, т. е. в теории не должно одновременно встречаться какого-либо утверждения вместе с его отрицанием». Прекрасно! Эйнштейн отрицает предположение Лоренца, что движущийся интерферометр сокращается в направлении его движения. Отрицает однозначно. Далее он формулирует два постулата, из которых следует, что движущийся интерферометр сокращается в направлении движения. Вопросы есть?
«В-третьих, в достаточно развитой и хорошо организованной теории большинство выводов, или теорем, должно быть получено по правилам дедуктивной логики и математики». Нравится нам слово «большинство» в этом контексте. «Большинство» означает «не все, но большая часть из них». Следовательно, хорошая теория допускает, что некоторые выводы или теоремы получены не по правилам логики и математики? На помойку такую теорию.
«В-четвертых, желательно, чтобы исходные посылки теории были независимы друг от друга. Если обнаружится, что одна посылка может быть
выедена из другой (или других), то она должна быть исключена из числа основных». Это требование минимальности аксиом, требование не вводить в набор аксиом такие положения, которые могут быть доказаны, как теоремы. Это взято из Эвклида. Для физики это несущественно. Пусть лучше будет лишний тезис, который не противоречит остальным, но теория останется верной, то есть максимально отвечающей действительности, чем в погоне за краткостью будет упущено какое-то важное положение. Так что это требование изящности, но не достоверности, к достоверности и истинности это требование не имеет отношения.
«В-пятых, необходимо, чтобы исходные посылки теории обладали наибольшей логической силой, с тем чтобы из них вместе с дополнительной информацией можно было логическим путем получить все основные результаты теории, в том числе и те, которые предварительно были найдены с помощью эмпирических методов». Это также идеализированное требование от Эвклида, которое удовлетворено лишь в его геометрии, остальные науки могут лишь мечтать об этом.
Малоизвестное предисловие
«На дне обоснованной веры лежит необоснованная вера».
Людвиг Витгенштейн
В книге [4] имеется предисловие С. Суворова, которое мало кому известно, поскольку книга [4] в оригинальном издании 1948 года стала библиографической редкостью. Наряду с восхвалением Эйнштейна как физика, С. Суворов даёт и справедливую критику его мировоззрений.
Указывая, что Эйнштейн и Инфельд утверждают, будто бы вещество - это просто чрезвычайно плотный сгусток поля, тогда нет необходимости в физике говорить и о веществе, и о поле, достаточно лишь рассмотрение полей и более ничего. Суворов справедливо замечает: «Современная наука вовсе не даёт Эйнштейну и Инфельду ни физических, ни философских оснований для такого сведения» (вещества к полю). Также Суворов справедливо отмечает, что поле - это также одна из форм материи, оно существует объективно и не зависимо от нашего сознания. Это - камень в огород феномену, известному как «Кот Шрёдингера». Также важно замечание: «Различие между веществом и полем гораздо сложнее, чем различие в степени концентрации энергии», хотя приходит к этому выводу Суворов не вполне правильным путем. Всё же он прав: «Успехи физики за последние три четверти века были, несомненно, значительными. Но сами по себе они ещё не доказывают возможности сведения вещества к полю».
Суворов упрекает авторов в том, что они не написали раздел, посвященный ядерной физике,
сочтя его не столь важным для рассматриваемой проблемы, и полемизирует с ними. Он не понял, что данный раздел отсутствует по совершенно иной причине: Эйнштейн не сделал в этой области ничего существенного, поэтому он и называет эту область не существенной для его трудов.
Справедливо и следующее замечание: «В стремлении свести вещество к полю проявилось расширенное толкование границ применимости теории относительности. На этой почве возникла и другая принципиальная ошибка Эйнштейна и Инфельда: вывод о том, будто бы общая теория относительности доказала равноправность космологических воззрений Птолемея и Коперника и дала право, спустя три с половиной столетия, называть эту борьбу между ними бессмысленной».
Суворов возражает против философских воззрений Эйнштейна. В частности, Эйнштейн в главе этой книги «Физика и реальность», а также в других более ранних статьях «Основы теории относительности» и «Физика и реальность» сформулировал свои взгляды на то, чем является научная теория: «Она является созданием человеческого разума, с его свободно изобретенными идеями и понятиями. Физические теории стремятся образовать картину реальности и установить её связь с обширным миром чувственных восприятий», и далее: «С помощью физических теорий мы пытаемся найти себе путь сквозь лабиринт наблюденных фактов, упорядочить и постичь мир наших чувственных восприятий». Суворов пишет: «Наука не замыкается в кругу чисто созерцательных размышлений по поводу чувственных восприятий; она служит практическим целям, создает новую технику, высвобождает атомную энергию, в огромных масштабах повышает развитие производительных сил». Далее: «Крайне наивны рассуждения Эйнштейна и Инфельда о процессе познания, который они представляют в виде двух последовательных стадий: сначала исследователи собирают факты, затем отыскивают их связи посредством чистого мышления. Эволюция физических идей, изложенная в книге ими самими, показывает, как эксперимент, научная практика всё время поправляют и направляют теоретическую мысль, откуда следует, что процесс познания не так прост, как думают авторы».
Далее: «Столь же беспомощны философские суждения Эйнштейна и Инфельда о физических процессах и необычных свойствах микромира... Эйнштейн и Инфельд необоснованно заключают, будто «мы должны отказаться от описания атомных явлений в пространстве и времени». ... Но разве не ясно, что особенности микромира объектов. отнюдь не исключают того обстоятельства, что их движение происходит в пространстве и времени?» «Итак, книга показывает, что философские взгляды
Эйнштейна и Инфельда эклектичны: они колеблются между идеализмом и стихийным материализмом. Они споткнулись на том же старом вопросе, который послужил камнем преткновения для многих физиков еще в начале двадцатого столетия, когда назрел кризис физики, а именно: имеют ли наши понятия и теории, постоянно претерпевающие изменения и сменяющиеся новыми, какую-либо объективную ценность? Развитие физики не останавливается от того, что часть физиков, и даже очень крупных, исповедует махизм. Однако, отрицание объективности предметов нашего познания и объективности его основных категорий, неверная оценка самого процесса познания, задерживают осмысливание теоретических проблем, возникающих в ходе развития современного естествознания, дезориентируют естествоиспытателей в тот момент, когда они мучительно ищут путей разрешения противоречий между новыми результатами экспериментов и старыми теориями. В этом и состоит вред идеализма для развития естествознания. Таким образом, исповедание идеалистической философии естествоиспытателем является его, может быть и неосознанной, изменой своему профессиональному делу, делу развития естествознания. Эта философия неизбежно вступает в противоречие с методом и практикой работы естествоиспытателей, как это можно обнаружить в предлагаемой книге».
Небольшие комментарии. Если мы не можем отличить, которая из двух систем покоится, а которая движется равномерно прямолинейно, из этого отнюдь не следует, что обе системы одновременно и покоятся, и движутся. Этого Эйнштейн не понимал, для него невозможность экспериментального выявления разницы была тождественна отсутствию разницы. Это порочная логика. Если мы не можем знать, чем отличается вещество в самом центре Земли от вещества на глубине, равной четверти её радиуса, из этого не следует, что в обеих этих точках ничего нет, или что в этих точках ситуация полностью идентична.
Далее Эйнштейн установил правило синхронизации часов, согласно которому, из начала координат посылается луч света во все направления в нулевой момент времени, и в момент его достижения любых точек в пространстве в этих точках считается, что установился также нулевой момент времени. Это абсолютная глупость, при такой постановке вопроса можно утверждать, что свет движется с бесконечной скоростью, ведь он достигает любой точки пространства к нулевому моменту времени, то есть за нулевой интервал времени проходит любое расстояние. В такой трактовке в случае наличия какого-либо излучения, которое движется быстрее света, получается, что оно распространяется в прошлое. Это не единственная ошибка Эйнштейна, таких ошибок мно-
жество. Также, например, он полагает, что объекты откликаются на истинные силы, действующие на них со стороны других объектов, вступающих с ними во взаимодействие на расстоянии посредством полей. Вместо этого следовало бы полагать, что объекты не могут иметь информации о фактическом местоположении взаимодействующих с ними объектов, а лишь с запаздыванием, порождаемым конечной скоростью распространения полей, получают запоздалую информацию о некотором прошлом положении объектов и о некоторой прошлой силе взаимодействия от них. На эту запоздалую силовую информацию объекты и откликаются. Но время при этом остаётся универсальным во всей Вселенной. Поэтому если будет открыто излучение, распространяющееся быстрее света, это не приведет ни к каким парадоксам, оно просто будет распространяться быстрее, и ничего иного. Оно не будет распространяться «в прошлое». Соответственно, если космический корабль удаляется от наблюдателя с высокой скоростью, то время в нем не замедлится, а замедлится лишь восприятие этого хода времени покоящимся наблюдателем. При его приближении восприятие времени в нем ускорится, при его возвращении восприятие времени вновь станет верным, и это покажет, что на корабле прошел в точности такой же интервал времени, что и покоящегося наблюдателя. Утверждение об иных результатах есть фантазии Эйнштейна.
ВЫ1ВОДЫ
Предмет «Методы науки» во многом опирается на учения, которые написали люди, не владеющие этим предметом. Некоторые критерии выдвигаются совершенно необоснованно. Другие критерии, являющиеся достаточно обоснованными, порочат некоторые широко известные и широко принятые научные теории, поэтому либо эти критерии также ненадежны, либо указанные теории непригодны для использования. Современная наука, к сожалению, не располагает достаточным арсеналом критериев научности и достоверности теорий. Некоторые теоретики отрицают «решающий эксперимент», что является глубокой ошибкой. Многие теоретики не понимают (или не понимали) сути методики мысленного эксперимента, что породило сомнительные теории. Отсутствие проверенных общественно-исторической практикой критериев научности теорий приводит и привело к кризису многих наук, который выражен в том, что большая часть так называемых научных результатов посвящена математическому обоснованию непроверяемых теорий, тогда как в области проверяемых экспериментов создался острый дефицит достоверных теорий, совпадающих с практикой настолько, чтобы давать прогнозы, подтверждающиеся впоследствии экспериментально. Многие отрасли науки увлек-
лись предсказанием непроверяемых и потому не опровергаемых явлений.
Учебники по методологии науки, таким образом, требуется пересмотреть.
Дополнительной претензией к подобным изданиям является отсутствие простоты изложения, отсутствие четкого плана изложения, отсутствие непротиворечивости, излишнее доверие непроверенным и даже откровенно ошибочным теориям и методикам, включая ошибочные изложения истории некоторых открытий. В частности, научные методы Галилея заслуживают тщательного изучения, поскольку этот исследователь крайне корректно и кропотливо применял методы фактических экспериментов и методы мысленных экспериментов, но в некоторых описаниях, как, например, в книге [2], открытия, сделанные им экспериментально, описаны как открытия, полученные методом мысленного эксперимента, встречаются и противоположные легенды, в частности открытие, сделанное Галилеем методом мысленного эксперимента (вывод о постоянстве ускорения свободного падения, вне зависимости от массы падающего тела), иногда описывается как результат только экспериментальных исследований (бросание шаров с Пизанской башни).
Непонятным остаётся вопрос, для какой цели искажается история научных открытий, почему книги по теории научных методов исследований излишне доверяют книгам, допускающим отклонение от исторической истины в своих изложениях, как, например, [2].
Литература
[1] Г. И. Рузавин. Научная теория. Логико-методологический анализ. Москва. Мысль. 1978.
[2] Popper K. Objective Knowledge. An Evolutionary Approach, P.29.
[3] Эйнштейн А., Инфельд Л. Эволюция физики. -Эйнштейн А. Собр. научных трудов, т. IV, с. 495.
[4] Эйнштейн А., Инфельд Л. Эволюция физики. С предисловием С. Суворова, М.: изд-во ОГИЗ СССР. 1948. - 268 с.
[5] К.Р. Поппер. Квантовая теория и раскол в физике. Из постскриптума к «Логике научного открытия». Пер. с англ., комментарии, послесловие А.А. Печенкина. М.: Издательская корпорация «Логос». 1988. 192 с.
[6] Пойа Д. Математика и правдоподобные рассуждения. М. 1957. С.187.
[7] https://magazinalsu.ru/kak-bvl-otkrvt-galileem-zakon-inercii-inercii-zakon-smotret-chto-takoe-inercii.html
[8] Д. Бом. Специальная теория относительности. Пер. с англ. Н.В. Мицкевича. М.: Мир, 1967. - 288 с.
[9] Эйнштейн А. Теория относительности. -Эйнштейн А. Собр. научных трудов, т. I, c. 410424.
[10] Эйнштейн А. Эфир и теория относительности. -Эйнштейн А. Собр. научных трудов, т. I, c. 669.
[11] Пергамент О.Я. Галилео Галилей, его жизнь и научная деятельность. Репринтное воспроизведение. М.: Типография ОХО Миннефтегазпрома. 1990. - 72 с.
[12] Б. Джефф. Майкельсон и скорость света. М.: Изд-во иностранной литературы. 1963. - 160 с.
[13] Жмудь В.А. О гравитационных линзах. Сборник трудов НГТУ. 2004, N 2(36), с.149 - 156.
[14] В.А.Жмудь. О природе релятивистской концепции поправки к данным от глобальных систем GPS и ГЛОНАСС: взгляд с позиции теории замкнутых систем (автоматики). Автоматика и программная инженерия. 2014. № 4(10). С.87-141. http://iurnal.nips.ru/sites/default/files/%D0%90%D0 %98%D0%9F%D0%98-4-2014-11 0.pdf
[15] Значение принципа бритвы Оккама для формирования и селекции научных гипотез. В.А. Жмудь. Автоматика и программная инженерия. 2013 2(4). С.95-104. http://iurnal.nips.ru/sites/default/files/%D0%90%D0 %98%D0%9F%D0%98-2-2013-11.pdf.
[16] Лаплас П. Изложение системы мира, т. I. С.-Пб., 1861, с. 74.
[17] Дж. Вебер. Общая теория относительности и гравитационные волны. М.: Изд-во иностранной литературы, 1962. 272 с.
[18] П. Дирак. Принципы квантовой механики. М.: Наука., Гл. ред. физ.-мат. лит., 1979. - 480 с.
[19] Д. Бом. Специальная теория относительности. М.: Мир. 1967. - 288 с.
Вадим Жмудь - заведующий кафедрой Автоматики НГТУ, профессор, доктор технических наук.
E-mail: oao nips@bk.ru
630073, Новосибирск, просп. К.Маркса, д. 20
Статья поступила 10.11.2020 г.
Methods of Modern Science: Analysis of the Interpretation of Famous Physicists and Their Interpreters
V.A. Zhmud
Novosibirsk State Technical University, Novosibirsk, Russia
Abstract. The methods of science are taught from the books of Einstein and Infeld, as well as with reference to the books and opinions of Popper and some other famous physicists. Physicists often turned out to be rather weak philosophers, and in some cases even those who put forward rather bold and revolutionary ideas did not always correctly describe the methodology for the formation of such ideas, and very often incompletely and even unreasonably formulated criteria for the scientific value
of certain theories. Some errors are easily revealed by comparing, for example, statements in similar popular science books with information from other more reliable sources. The article also cites the author's point of view on the significance of some of the omitted cretires, or criteria that have received insufficient attention, and on the insignificance of some other criteria that are indicated as significant in the analyzed literature.
Key words: methods of science, logic, experiment, thought experiment, proof, physics, systems theory, automation
References
[1] G. I. Ruzavin. Nauchnaya teoriya. Logiko-metodologicheskiy analiz. Moskva. Mysl'. 1978.
[2] Popper K. Objective Knowledge. An Evolutionary Approach, P.29.
[3] Eynshteyn A., Infel'd L. Evolyutsiya fiziki. -Eynshteyn A. Sobr. nauchnykh trudov, t. IV, c. 495.
[4] Eynshteyn A., Infel'd L. Evolyutsiya fiziki. S predisloviyem S. Suvorova, M.: izd-vo OGIZ SSSR. 1948. - 268 s.
[5] K.R. Popper. Kvantovaya teoriya i raskol v fizike. Iz postskriptuma k «Logike nauchnogo otkrytiya». Per. s angl., kommentarii, poslesloviye A.A. Pechenkina. M.: Izdatel'skaya korporatsiya «Logos». 1988. 192 s.
[6] Poya D. Matematika i pravdopodobnyye rassuzhdeniya. M. 1957. S.187.
[7] https://magazinalsu.ru/kak-byl-otkryt-galileem-zakon-inercii-inercii-zakon-smotret-chto-takoe-inercii.html
[8] D. Bom. Spetsial'naya teoriya otnositel'nosti. Per. s angl. N.V. Mitskevicha. M.: Mir, 1967. - 288 s.
[9] Eynshteyn A. Teoriya otnositel'nosti. - Eynshteyn A. Sobr. nauchnykh trudov, t. I, c. 410-424.
[10] Eynshteyn A. Efir i teoriya otnositel'nosti. -Eynshteyn A. Sobr. nauchnykh trudov, t. I, c. 669.
[11] Pergament O.YA. Galileo Galiley, yego zhizn' i nauchnaya deyatel'nost'. Reprintnoye vosproizvedeniye. M.: Tipografiya OKHO Minneftegazproma. 1990. - 72 s.
[12] B. Dzheff. Maykel'son i skorost' sveta. M.: Izd-vo inostrannoy literatury. 1963. - 160 s.
[13] Zhmud V.A. O gravitatsionnykh linzakh. Sbornik trudov NGTU. 2004, N 2(36), s.149 - 156.
[14] V.A.Zhmud. O prirode relyativistskoy kontseptsii popravki k dannym ot global'nykh sistem GPS i GLONASS: vzglyad s pozitsii teorii zamknutykh sistem (avtomatiki). Avtomatika i programmnaya inzheneriya. 2014. № 4(10). S.87-141. http://jurnal.nips.ru/sites/default/files/%D0%90%D0 %98%D0%9F%D0%98-4-2014-11_0.pdf
[15] Znacheniye printsipa britvy Okkama dlya formirovaniya i selektsii nauchnykh gipotez. V.A. Zhmud'. Avtomatika i programmnaya inzheneriya. 2013 2(4). S.95-104. http://jurnal.nips.ru/sites/default/files/%D0%90%D0 %98%D0%9F%D0%98-2-2013-11.pdf.
[16] Laplas P. Izlozheniye sistemy mira, t. I. S.-Pb., 1861, s. 74.
[17] Dzh. Veber. Obshchaya teoriya otnositel'nosti i gravitatsionnyye volny. M.: Izd-vo inostrannoy literatury, 1962. 272 s.
[18] P. Dirak. Printsipy kvantovoy mekhaniki. M.: Nauka., Gl. red. fiz.-mat. lit., 1979. - 480 s.
[19] D. Bom. Spetsial'naya teoriya otnositel'nosti. M.: Mir. 1967. - 288 s.
Vadim Zhmud - Head of the Department of Automation in NSTU, Professor, Doctor of Technical Sciences.
E-mail: oao nips@bk.ru
630073, Novosibirsk, str. Prosp. K. Marksa, h. 20
The paper has been received on 10/11/2020.
