CC BY
6
где P(z) и Q(z) — многочлены степени не выше m, а это повтор известного результата [6], а при p = 1,3,5 имеем:
га га
^(—1)n;2n(z) =1(CGSZ— ;o(z)),^(—1)W(2n)2;2n(z) = — |sinz, 1 1
ira(—1)n(2n)4;2n(z) = —1(3z2CGSz + zsinz.), первые две суммы из которых известны [1].
В заключение отметим, пользуясь способами суммирования, приведёнными в §3, можно провести суммирование большого числа рядов Неймана.
Список использованной литературы:
1. Ватсон Г.Н. Теория бесселевых функций, ч.1. М., Наука. 1981, 712с.
2. Абрамовиц М., Стиган Н., Справочник по специальным функциям. М., Наука. 1979,832 с.
3.Уиттекер Е.Т., Ватсон Г.Н., Курс современного анализа. Москва-Ленинград, ГТТИ. 1934, 809 с.
4. Ведина О.И., Пак И.Н. Свойства сумм рядов по функциям Бесселя. Lambert Academic Publishing, Germany, 978-620-2-51196-4. 2020, 250 с.
5. Пак И.Н. Ряды по функциям Бесселя. СПбГУТелеком. 2006, 207 с.
6. Carlitz L. Summation of somme series of Bessel functions. Proc. Konincl. Nederl. Acad. Wet. A., v.65, № 147-54. 1962.
© Ведина О.И., Пак И.Н., 2021
УДК 53
Федоровский В.Е.
Пенсионер, физик, бывш. раб. УЭХК, г. Новоуральск, Р.Ф.
ПРОБЛЕМЫ РАЗВИТИЯ ФИЗИЧЕСКОЙ НАУКИ Аннотация
В статье говорится об объективных и субъективных проблемах развития физической науки при изучении окружающей нас Природы; вскрываются причины этих проблем; проводятся параллели между этими проблемами и недостатками в системе образования учащихся; делается вывод о необходимости повышения общеобразовательного, в том числе, культурного уровня народа.
Ключевые слова: наука, физика, формулы, законы, специалист, культура, образование.
В науке, к сожалению, большая часть учёных побеждает лучшую часть Э. Роттердамский
При изучении окружающей Природы перед учёными встают не только объективные трудности, связанные с бесконечно сложным её устройством, необходимостью совершенствования научного подхода к её изучению и всегда недостаточным, отстающим от желаемого, уровнем экспериментальной науки. Возникают также проблемы социологического характера из-за сложных взаимоотношений людей в обществе.
Одной из причин, тормозящих развитие естественных наук, в том числе, как лидера, физической науки, является отторжение, особенно властными структурами и стареющими учёными, всего нового,
что выходит за рамки их знаний, и идеализация тех законов и теорий, которые приняты официальной наукой. Таких примеров в истории науки предостаточно [1].
Философа Сократа, основателя диалектического метода в науке, приговорили к смерти за высказывание в беседах новых мыслей.
Джордано Бруно за учение о бесконечности Вселенной сожгли на костре.
Галилео Галилею пришлось отречься от утверждения, что Земля вертится вокруг Солнца, чтобы не повторить участь Бруно.
В 18 веке члены французской Академии наук вынесли несколько Постановлений, вызывающих в настоящее время удивление. Они решили, что искусственные объекты тяжелее воздуха сами летать не могут. И поэтому проекты таких объектов рассматривать не надо. А в Постановлении о метеоритах говорилось, что, так как на небе камней нет, то и падать они оттуда не могут.
Учёными сначала была полностью отвергнута противооспенная прививка, предложенная Э. Дженпером. Когда стало известно, что Ф. Мессмер проводит сеансы гипноза, он был объявлен шарлатаном.
Лондонское Королевское общество, выполнявшее, по сути, функцию английской Академии наук, тоже «не отставало» от соседей.
Оно отрицательно отозвалось об учении Ч. Дарвина.
Теория кровообращения врача Х. Гарвея и его метод лечения переливанием крови тоже были полностью отвергнуты. Фанаты-противники этого метода лечения сожгли дом Гарвея, где сгорело много рукописей.
Записка американского учёного и гос. деятеля Б. Франклина о громоотводе вызвала в учёном собрании взрыв смеха. А громоотвод французские учёные признали только после того, как во французское посольство в США ударила молния, и посольство сильно пострадало.
Изобретение Р. Фултоном колёсного парохода было признано учёным сообществом утопией, а изобретение лампочки Т. Эдисоном - бесполезным.
Много лет английские учёные круги и французская Академия медицинских наук запрещали применение наркоза. Целых 40 лет потребовалось, чтобы внедрить наркоз в медицинскую практику.
Статью Р. Майера о законе сохранения и превращения энергии забраковали и долго не разрешали печатать.
Итальянский учёный Л. Гальвани, один из основателей учения об электричестве, в конце 18 века писал:
На меня нападают две совершенно противоположные партии: учёные и неучи. И те, и другие смеются надо мной, называют меня лягушачьим танцевальным учителем; тем не менее, я знаю, что открыл одну из величайших сил природы.
Опубликованным в 1826г. работам немецкого физика Г. Ома, который установил простое соотношение для электрических цепей между напряжением и током, министр просвещения Германии дал такую оценку [2]:
Физик, проповедующий подобную ересь, не достоин преподавать естественные науки. Из-за того, что открытие Ома более 20 лет не признавалось официальной наукой, должность профессора Мюнхенского университета он получил только за пять лет до своей смерти.
Лорд Кельвин в своей речи, приуроченной к новому столетию (1900г.), сочувствовал молодым физикам в том, что на их долю в физике не осталось ничего существенного.
Английский учёный Дж. Томсон, открывший электрон и предложивший одну из первых моделей атома, в конце своей жизни (1940г.) заявил, что теперь он спокойно может умереть, потому что в физике сделано всё, и ему в ней больше делать нечего?!
В своё время в СССР запрещалось заниматься кибернетикой, которая была объявлена «буржуазной» наукой. Всячески поддерживались ложные идеи Лысенко в генетике. А настоящие учёные, критиковавшие генетику Лысенко, подвергались преследованиям, в том числе уголовным.
Но самым классическим примером государственного вмешательства в науку является запрет на критику теории относительности (ТО).
В 1934г, в разгар дискуссии учёных, выступавших против ТО, вышло Постановление ЦК ВКП(б),
запретившее критику ТО [3]. Политическое руководство страны запретило учёным творчески относиться к научным достижениям! Это нонсенс! С чьей подачи это сделано? Кроме руководства Академии наук СССР, никто не мог лоббировать такое Постановление.
А сама Академия наук дважды выносила подобные Постановления - в 1942г (и это в разгар войны!) и в 1964г. В первом из них всех наших учёных обязывали прекратить анализ и критику ТО и принять её в качестве официально установленной, непререкаемой основы теоретической физики [4].
Во втором - запрещалось всем научным советам и журналам принимать, обсуждать и публиковать работы, связанные с критикой ТО, квантовой механики и термодинамики. В соответствии с этим Постановлением, для борьбы с инакомыслием в науке стали привлекать психиатров:
Только за один 1966г. отделение общей и прикладной физики АН СССР помогло медикам «выявить» 24 параноика [5].
И даже не в такие далёкие времена «Общая газета» от 8.04.99г сообщала, что в АН РФ создана комиссия по борьбе с лженаукой [6]. Эта комиссия, существующая уже более 20 лет, рассматривает все новые предложения энтузиастов науки. И, похоже, отправляет «на костёр» всех, кто посмел сказать что-нибудь новое в любых областях науки.
Вот что говорил один из членов этой комиссии в 2010г: За эти годы мы рассмотрели тысячи предложений, и ещё не было ни одного случая, чтобы дали положительное заключение. Интерпретировать эти слова можно так:
Мы никому не позволим лезть в нашу чистую учёную касту со всякими глупыми идеями, потому что неизвестные учёные могут получать только уродливые факты, которые портят наши красивые теории.
Уж если создавать какую-то комиссию при АН РФ, то цели её должны быть совсем другие - не бороться с учёными, а помогать им, проверять их предложения, особенно в случаях, когда в результате их работ получаются необычные экспериментальные результаты. И если подтверждаются результаты, опровергающие теорию, то эти факты следует признать, а теорию отменить. Только так может эффективно развиваться физическая наука.
Консерватизм в науке не должен отрицать творческое к ней отношение. К настоящему времени в разных областях физики, казалось бы, давно изученных и не вызывающих у официальной науки каких-либо сомнений в правильности существующих теорий, остаётся без ответов много вопросов, а также экспериментальных результатов, которые не только не могут быть объяснены существующими теориями, но часто даже противоречат им.
Поэтому есть серьёзные основания считать эти теории, законы и соответствующие им формулы ошибочными, не соответствующими процессам, происходящим в Природе. Но никаких научных дискуссий по этим вопросам не проводится, поскольку эти теории, законы и формулы считаются «незыблемыми». Такое отношение к развитию науки является антинаучным. Оно фактически запрещает научное творчество.
Приведённые примеры говорят о том, что почти всё новое в науке, которое впоследствии твёрдо вошло в жизнь и определило научно-технический прогресс общества, коллегами-учёными, занимающими руководящие должности, вначале полностью отвергалось.
Очень точно этот феномен объяснил К. Циолковский [7]:
Мы возмущаемся трагической судьбою великих, осуждаем наших предков, отравивших Сократа, казнивших Лавуазье, сжёгших Д.Бруно, заключивших в тюрьму Галилея и т.д. Мы склонны считать их (наших предков) ужасными преступниками, между тем как сами делаем то же, но не замечаем своих поступков.
Если бедный и неизвестный человек скажет истину, то его не будут слушать и немедленно забудут его слова. Если же авторитет скажет что-нибудь необдуманное, легкомысленное и даже глупое, то его со вниманием выслушают, напечатают, и будут серьёзно обсуждать.
Постоянно отвергаются старые гипотезы, и совершенствуется наука. И всегда этому более всего препятствуют учёные потому, что они от этой переделки более всего теряют и страдают. Предположим, опыт отверг гипотезу относительности Эйнштейна. Сколько трудов было употреблено учёными для её усвоения, сколько студентов ломало над ней голову - и вдруг это оказалось вздором. И
унизительно, и, как будто, клад потеряли.
Чем старше возраст, тем это явление резче. Вот причина, вследствие которой состарившиеся авторитеты отрицают со скрытой злобой всё молодое, новое, несогласное с их заматеревшими мыслями.
Мы уже не говорим про другие, менее извинительные тормоза просвещения: соревнование, зависть вообще, зависть профессиональную, классовую гордость и т.д. Не говорим и о пристрастиях разного рода: дружеских, родственных, половых, национальных, религиозных, патриотических и т.п.
Вследствие этого и других причин идея, даже самая плодотворная, большей частью гибнет, не добившись признания и осуществления. В лучшем случае, она тормозится и задерживается на десятки и сотни лет.
После этого, исключительно точного, определения К. Циолковским «старости» учёного, можно сказать, что профессионализм в науке исторически дискредитировал себя, как судья принципиально новых идей.
Конечно, у любого правила есть исключения. Многие учёные относились и относятся нормально к критике существующих теорий и различным альтернативным гипотезам, объясняющим непонятные явления, происходящие в Природе, понимая, что она устроена бесконечно сложно.
Ещё одной проблемой развития физической науки является отрицание всех явлений, происходящих в Природе, которые может наблюдать и описать человек, если эти явления не объясняются с научной точки зрения.
Полтергейст, ясновидение, телепатия, телекинез, вещие сны, привидения, призраки, предчувствие, пророчество, мироточение икон и др.
Сотни и тысячи случаев таких явлений зафиксировано человечеством за время его существования. Это говорит о том, что мы живём не только в мире, который изучает официальная наука, но и в другом -таинственном, духовном, содержащем всю информацию о прошлом и будущем нашего мира. А человек, созданный по образу и подобию божьему, вхож в этот мир, может получать оттуда информацию о прошедших и будущих событиях.
Почему же официальная наука скептически относится к этому таинственному миру? Причина в том, что этот таинственный, божественный мир признаётся религией, а оккультные науки даже пытаются его изучать. Но официальная наука не хочет иметь ничего общего ни с религией, ни с мистикой, считая недостойной себя заниматься всей этой «ерундой».
Кроме того, этот мир пока недоступен для изучения современной официальной наукой, поскольку у неё нет инструмента для его изучения. А если невозможно процессы, происходящие в нём, объяснить сточки зрения науки, то проще считать, что этого мира и вовсе нет.
Одной из причин живучести консерватизма и отрицания всего нового в науке является молчаливая поддержка большинством учёных такого подхода к развитию науки. Выступать против официальной науки - это попасть в немилость начальства и рисковать своим положением в обществе. Спокойней «плыть по течению и не высовываться». Эту причину образно сформулировал в своё время ещё Ф. Достоевский в своих «Записных книжках»:
Человек часто принадлежит известному ряду убеждений вовсе не потому, что разделяет их, а потому, что принадлежать к ним красиво, даёт мундир, положение в свете, зачастую даже доходы.
Ещё одной проблемой развития физической науки является излишняя математизация физических явлений. Несмотря на успехи практических наук, которые определили технический прогресс человечества, можно утверждать, что в физике давно назревает и усугубляется кризис.
Современная физика уже много лет всё меньше уделяет внимание описанию явлений Природы с точки зрения понимания их физического смысла. Причиной такого кризиса является всё большая оторванность физических представлений о Мире от эксперимента, от наглядных представлений, от логики, всё большая математизация физики без физического смысла вводимых формул.
В большинстве случаев всё сводится лишь к количественному математическому описанию природных закономерностей, в котором отсутствует не только физический, но иногда и элементарный здравый смысл.
Математическими преобразованиями, правильными с точки зрения математики, можно получить
ряд новых физических величин, которых на самом деле не существует. Тем не менее, на основе таких преобразований выведены новые физические теории, принятые в современной физике, смысл которых невозможно понять.
Начало такого кризиса было положено во второй половине 19 века после открытия электричества и электромагнитных явлений.
Для подведения теоретической базы под электромагнитные явления были введены понятия полей - особых видов материи, в среде которых и происходят эти явления. До сих пор никому не известен их физический смысл. Что такое поле, какова его структура, что это за материя и какие процессы там происходят? А теория относительности усугубила этот кризис. С лёгкой руки этой теории и в ряде других работ в научной и популярной литературе закрепилось много терминов и понятий, оторванных от элементарной логики. Вот только небольшая их часть.
Искривление пространства, тёмные материя и энергия, кротовые норы, теория струн, параллельные вселенные, инфлантонное поле, флуктуация вакуума, петлевая гравитация и множество других,
Как это можно искривить пространство? Искривить можно только то, что находится в пространстве. Но само пространство искривить невозможно - нечему там искривляться. Ни один физик, включая авторов этих понятий, не сможет объяснить, что же означают эти понятия, потому что они не физические. Они получены из математических фантазий, не основанных на физическом смысле явлений.
Создаётся впечатление, что современные учёные попросту имитируют свою научную деятельность, выдавая «пустышки» за сенсации, чтобы имитировать своё нахождение в передовых рядах науки. Почему такое происходит?
Объяснить это можно тем, что искусственное усложнение научных проблем выгодно самим учёным. Учёные, как и все люди, должны зарабатывать себе на жизнь. Поскольку быстрой прибыли от внедрения достижений фундаментальной науки ждать не приходится, необходимо добиваться бюджетного финансирования своих работ.
Для этого надо постоянно показывать значимость своих работ, планировать новые темы исследований, которые часто не имеют отношения к реальной действительности, придумывать новые наукообразные термины и щедро «сыпать» ими в диссертациях и отчётах по результатам работ. Вот, мол, какие мы образованные и умные.
Ниже приведён пример такого «наукотворчества» - выдержка из статьи, напечатанной в одном физическом журнале:
Рассматриваемый эволюционный процесс квантовой флуктуации, приводящий к гравитационному коллапсу, начинается в низкоэнергетическом секторе ловушечной поверхности квантового вихря и, достигая критических экстремальных условий распада кварков, туннелирует с образованием осциллирующей пространственно- временной пены.
Природа вокруг нас устроена бесконечно сложно. Поэтому мы никогда не изучим её до конца. Но любое явление в Природе можно описать просто, если мы добрались до понимания его физического смысла.
Гипотезы, конечно, нужны. Но не надо их идеализировать и считать их истиной в последней инстанции. Природа не оперирует, а человек не мыслит цифрами и формулами. Человек мыслит образами. Поскольку человек есть часть Природы, образы - это и есть отражение материи в нашем сознании.
И если математическую модель какого-либо явления нельзя представить образно, это означает, что теория, скорее всего, не верна. Ничего позорного и унизительного в ошибках учёных нет. Без ошибок развитие науки невозможно.
Но развитие сильно тормозится без признания этих ошибок.
Ещё одной проблемой, тормозящей развитие физической науки, является плохая организация среднего и высшего образования учащихся.
Начнём с того, что в законе об образовании в РФ введено понятие «образовательные услуги» (платные и бесплатные). Такое словосочетание означает, что учителей и преподавателей по своему статусу приравняли к работникам бытовых услуг, которые оказывают услуги населению. Это означает,
что учащийся - это заказчик, хозяин, а учитель у него - слуга.
Сокращение количества учителей, раздутые штаты чиновников, которые загружают учителей отчётами и справками, планами проведения различных мероприятий; ухудшение качества учебников -всё это не способствует повышению качества образования учащихся.
В этом же направлении работает и введение ЕГЭ. Первый в мире аналог ЕГЭ был введён во Франции в 60-х годах 20-го века. Зачем? Французские колонии в это время получили независимость, и страну наводнили неграмотные выходцы из Африки. Поскольку приезжих надо было учить, ввели для всех школьников упрощённую систему сдачи экзаменов.
Но через 3 года этот ЕГЭ был отменён, поскольку французскими специалистами был сделан вывод, что такой экзамен ведёт к отупению нации!
Учащиеся должны не только грамотно писать, но и правильно излагать свои мысли в устной речи. А не выбирать один из четырёх ответов на экране компьютера. Ведь, все ответы на поставленный вопрос могут быть ошибочными из-за несовершенства закона, на который они отвечают.
На таком экзамене отсутствует живой контакт с преподавателем, возможность ученику высказывать своё мнение. Такой экзамен принуждает учеников мыслить стандартно, не допуская никаких творческих споров.
Ещё более 70 лет назад известный учёный Н. Бор писал:
Учителя - самая консервативная часть общества, потому что они ежедневно преподносят своим ученикам относительные истины как абсолютные.
Эти его слова справедливы и сегодня.
Несмотря на появление новых знаний в физической науке, которые ставят под сомнение справедливость тех или иных теорий и законов, преподавание физики в школах и институтах проводится по учебникам, содержание которых не меняется уже на протяжении чуть ли не ста лет.
Научное знание, как часть общей культуры, обладает способностью зомбировать человека. Учащийся вынужден запоминать то, чему его учат взрослые преподаватели. В учебных заведениях преподаватели сообщают, в основном, готовые сведения, которые учащийся должен просто запомнить, не подвергая их критическому анализу, даже если они совершенно непонятны. Эти сведения ещё не означают, что они соответствуют действительности. Это только что-то непонятное, которое преподаватель либо не потрудился хорошо объяснить, либо сам не понимает физический смысл излагаемого материала.
Поэтому многое в процессе обучения человек вынужден принимать на веру. Такое обучение готовит преимущественно работников, способных решать только типовые задачи, ориентирует молодых людей на рутинную работу - учит действовать по инструкциям. А широкого обсуждения различных физических теорий и законов, вызывающих обоснованное сомнение в их справедливости, не проводится.
Поэтому с самого начала современная система образования приучает учащихся мыслить консервативно и готовит из них, по выражению Циолковского, будущих «стареющих учёных». Консервативный подход в образовании обязательно должен сочетаться с творческим подходом, особенно в случаях, когда непонятен физический смысл изучаемых явлений.
Особенную актуальность вопрос углубленного и творческого изучения физики приобретает в связи с необходимостью существенного роста экономики страны. Никакие реновации, технопарки и кластеры, роботы и планшеты развитию экономики существенно не помогут, если не будет развиваться фундаментальная наука.
Для существенного роста экономики в России требуются высококлассные технические специалисты с творческим, аналитическим, независимым мышлением, уважающие научные авторитеты, но не преклоняющиеся перед ними и не считающие их достижения истиной в последней инстанции.
Ещё одной немаловажной проблемой развития образования учащихся и всего общества в целом является сокращение из программы среднего образования «ненужных предметов».
В середине прошлого столетия был весьма актуален спор между так называемыми «физиками» и «лириками» о том, должен ли быть учёный узким специалистом или разносторонне образованным человеком.
Некоторые утверждали, что в связи с бурным развитием науки в 20-м веке и необходимостью
получения большого объёма знаний по каждой специальности, работник должен сосредоточиться только на своей специальности и не отвлекаться на другие науки и культурные ценности. Иначе, мол, не хватит времени для того, чтобы достичь успехов в своей области деятельности. Но такое мнение является ошибочным. Почему?
Настоящими специалистами учащиеся становятся не в школе и не в вузе, а только после многих лет упорной работы в научных и производственных подразделениях. А если по окончании школы и вуза их общеобразовательный уровень будет ущербным, то он таким практически и останется, поскольку основной ценностью в сегодняшнем обществе считается материальный достаток.
Новые технологии, приборы и устройства всё более усложняются. Решения по их созданию часто находятся на стыке разных научных дисциплин. При их разработке необходимо знать не только узкое научное направление, но и основы смежных научных дисциплин. Основы этих знаний, а также многих гуманитарных наук, должны быть заложены в школе.
Почему ещё и гуманитарных? По нескольким причинам. Любые науки, как технические, так и гуманитарные, требуют для творческих достижений схожих мыслительных процессов. Если человек, посвятивший себя техническим дисциплинам, занимается ещё музыкой, спортом, живописью, литературой и т.п., то логические связи и творческие находки в этих дисциплинах, как бы они ни казались далёкими от технических наук, позволят ему, при прочих равных условиях, быстрее достичь успехов и в своём научном направлении.
С другой стороны, если сокращать в школьном обучении «ненужные предметы» и оставлять только предметы по будущей профессии, то общество превратится в сборище искусных рабочих-автоматов и специалистов-роботов, по своему культурному развитию близких к первобытному человеку.
Высокий культурный уровень учёных и всего народа необходим не только для более успешного развития любой науки, но и, что более важно, для долговременной жизнеспособности всего государства.
Культура - это явление элитарное. Его носителем является творческое меньшинство, которое, являясь частью народа, несёт основное бремя ответственности за судьбу народа. Культурная часть общества играет ключевую роль в обеспечении длительной жизнеспособности общества и государства. И чем она многочисленнее, тем более жизнеспособно государство.
Если этой культурной прослойки нет, или она исчезает по разным причинам, жди беды -цивилизация, как правило, гибнет. Так было в истории не один раз. Различные государства или многочисленные, но малокультурные народы, которые покоряли силой оружия другие территории и народы, распадались или исчезали без следа.
Подобная участь ждёт всех, кто, поклоняясь золотому тельцу, назначает себя на роль хозяев мира, лжёт, идёт на подкуп, убийства, устраивает провокации, вводит санкции против неугодных стран, что равносильно политическому и экономическому бандитизму.
Слово «богатство» происходит от слова «Бог» и означает духовное богатство. А падение нравов и отсутствие моральных принципов, а также бескультурье - низкий общеобразовательный уровень народа, расизм, высокая преступность, легализация наркотиков, однополых браков и т.п, - это прямой путь таких государств и народов к судьбе Содома и Гоморры.
У России другой путь - не только усиление военной мощи для защиты от агрессоров, но и повышение культурного уровня всего народа. Список использованной литературы:
1. В.Мезенцев, «Популярная энциклопедия», т.1, 2013.
2. Э. Роджерс, «Физика для любознательных», пер. с нем, 1969.
3. М.Близнецов, «Дискуссия и релятивизм», 2013 (эл. ресурс).
4. «Философские проблемы ТО», 1973г (эл. ресурс).
5. А.Бронштэн, «Беседы о космосе и гипотезах», 1968 (эл. ресурс).
6. «Аргументы недели», №51, 2010.
7. К.Циолковский, «Двигатели Прогресса», 1927 (эл. ресурс).
© Федоровский В.Е., 2021
