Кризис современной физики и способы выхода из него
Федеральное агентство по образованию РФ
Самарский государственный университет
Социологический факультет
Кафедра
теории и истории
журналистики
Реферат
Кризис
современной физики
и способы выхода
из него
Выполнила: студентка 2 курса
25202.10
Юртаева Алёна
Проверил:
Васин А. Е.
Самара 2010 г.
Содержание
Введение ( Основные понятия )
Глава 1: Историческая справка
Глава 2: Проквантованный миф
Глава 3: Методологический кризис современной теоретической физики
Заключение
Список
используемой литературы
Основные
понятия
Для начала
я предлагаю обратиться к основным
понятиям, что такое кризис и что
такое физика.
Кризис (греч. krisis — решение, поворотный пункт) — суд, перелом, переворот, пора переходного состояния, перелом, при котором неадекватность средств достижения целей рождает непредсказуемые проблемы.
Кризис проявляет скрытые конфликты и диспропорции. Яркий пример кризиса — революция. Может рассматриваться как феномен (нечто непознаваемое), экономический фактор (условие деятельности), политическая, социологическая и экономическая категория.
Кризисы
бывают: экономические, финансовые, энергетические,
социально-демографические, военно-политические,
психологические ит.д.
Физика
(от др.-греч. φύσις «природа») — область
естествознания, наука, изучающая наиболее
общие и фундаментальные закономерности,
определяющие структуру и эволюцию материального
мира. Законы физики лежат в основе всего
естествознания.
Термин
«физика» впервые появился в сочинениях
одного из величайших мыслителей древности
— Аристотеля, жившего в IV веке до
нашей эры. Первоначально термины
«физика» и «философия» были синонимичны,
поскольку обе дисциплины пытаются
объяснить законы функционирования
Вселенной. Однако в результате научной
революции XVI века физика выделилась в
отдельное научное направление.
В русский
язык слово «физика» было введено
Михаилом Васильевичем Ломоносовым, когда
он издал первый в России учебник
физики в переводе с немецкого языка.
Первый отечественный учебник под названием
«Краткое начертание физики» был написан
первым русским академиком Страховым.
В современном
мире значение физики чрезвычайно велико.
Всё то, чем отличается современное
общество от общества прошлых веков, появилось
в результате применения на практике физических
открытий. Так, исследования в области
электромагнетизма привели к появлению
телефонов, открытия в термодинамике позволили
создать автомобиль, развитие электроники
привело к появлению компьютеров.
Физическое
понимание процессов, происходящих
в природе, постоянно развивается.
Большинство новых открытий вскоре
получают применение в технике и
промышленности. Однако новые исследования
постоянно поднимают новые
Общенаучные
основы физических методов разрабатываются
в теории познания и методологии науки.
Историческая
справка
В.
И. Ленин
КРИЗИС
СОВРЕМЕННОЙ ФИЗИКИ
Известный
французский физик, Анри Пуанкаре, говорит
в своей книге о "Ценности науки",
что есть "признаки серьезного кризиса"
физики, и посвящает особую главу этому
кризису (ch. VIII, ср. р. 171). Этот кризис не
исчерпывается тем, что "великий революционер-радий"
подрывает принцип сохранения энергии.
"Опасности подвергаются и все другие
принципы" (180). Например, принцип Лавуазье
или принцип сохранения массы оказывается
подорванным электронной теорией материи.
По этой теории, атомы образуют мельчайшие
частицы, заряженные положительным или
отрицательным электричеством, называемые
электронами и "погруженные в среду,
которую мы называем эфиром". Опыты
физиков дают материал для исчисления
скорости движения электронов и их массы
(или отношения их массы к их электрическому
заряду). Скорость движения оказывается
сравнимой со скоростью света (300000 километров
в секунду), например, доходящей до трети
этой скорости. При таких условиях приходится
принимать во внимание двоякую массу электрона
соответственно необходимости преодолеть
инерцию, во-первых, самого электрона и,
во-вторых, эфира. Первая масса будет реальной
или механической массой электрона, вторая
- "электро-динамической массой, представляющей
инерцию эфира". И вот, первая масса
оказывается равной нулю. Вся масса электронов,
или, по крайней мере, отрицательных электронов,
оказывается по происхождению своему
всецело и исключительно электро-динамической.
Исчезает масса. Подрываются основы механики.
Подрывается принцип Ньютона, равенство
действия и противодействия, и т. д.
Перед
нами, - говорит Пуанкаре, - "руины"
старых принципов физики, "всеобщий
разгром принципов". Правда, - оговаривается
он, - все указанные исключения из принципов
относятся к величинам бесконечно малым,
- возможно, что других бесконечно малых,
которые противодействуют подрыву старых
законов, мы еще не знаем, - и радий к тому
же очень редок, но во всяком случае "период
сомнению" налицо. Гносеологические
выводы автора из этого "периода сомнений"
мы уже видели: "не природа дает (или
навязывает) нам понятия пространства
и времени, а мы даем их природе"; "все,
что не есть мысль, есть чистейшее ничто".
Это - выводы идеалистические. Ломка самых
основных принципов доказывает (таков
ход мысли Пуанкаре), что эти принципы
не какие-нибудь копии, снимки с природы,
не изображения чего-то внешнего по отношению
к сознанию человека, а продукты этого
сознания. Пуанкаре не развивает последовательно
этих выводов, не интересуется сколько-нибудь
существенно философской стороной вопроса.
На ней подробнейшим образом останавливается
французский писатель по философским
вопросам Абель Рей в своей книге: "Теория
физики у современных физиков" (Abel Rey:
"La théorie de la physique chez les physiciens contemporains",
Paris, F. Alcan, 1907). Правда, автор сам позитивист,
т. е. путаник и наполовину махист, но в
данном случае это представляет даже некоторое
удобство, ибо его нельзя заподозрить
в желании "оклеветать" идола наших
махистов. Рею нельзя доверять, когда речь
идет о точном философском определении
понятий и о материализме в особенности,
ибо Рей тоже профессор и, в качестве такового,
полон бесконечного презрения к материалистам
(и отличается бесконечным невежеством
насчет гносеологии материализма). Нечего
и говорить, что какие-то там Маркс или
Энгельс для таких "мужей науки" совершенно
не существуют. Но чрезвычайно богатую
литературу вопроса, не только французскую,
но и английскую, и немецкую (Оствальд
и Мах в особенности) Рей сводит тщательно
и в общем добросовестно, так что мы будем
часто пользоваться его работой.
Внимание
философов вообще, - говорит автор,
- а также тех, кто, по мотивам того
или другого порядка, хочет критиковать
вообще науку, привлечено теперь в особенности
к физике. "Обсуждая пределы и ценность
физических знаний, критикуют в сущности
законность положительной науки, возможность
познания объекта" (р. I - II). Из "кризиса
современной физики" торопятся сделать
скептические выводы (р. 14). В чем же суть
этого кризиса? В течение первых двух третей
XIX века физики были согласны между собой
во всем существенном. "Верили в чисто
механическое объяснение природы; принимали,
что физика есть лишь более сложная механика,
именно - молекулярная механика. Расходились
только по вопросу о приемах сведения
физики к механике, о деталях механизма".
"В настоящее время зрелище, которое
нам представляют физико-химические науки,
кажется совершенно обратным. Крайние
разногласия сменили прежнее единодушие,
и притом разногласия не в деталях, а в
основных и руководящих идеях. Если бы
было преувеличением сказать, что у каждого
ученого свои особые тенденции, то все
же необходимо констатировать, что, подобно
искусству, наука, в особенности физика,
имеет многочисленные школы, выводы которых
зачастую расходятся, а иногда прямо враждебны
один другому...
"Отсюда
можно видеть, каково значение
и какова широта того, что получило
название кризиса современной
физики.
"Традиционная
физика до половины XIX века принимала,
что достаточно простого продолжения
физики, чтобы получить метафизику материи.
Эта физика придавала своим теориям онтологическое
значение. И эти теории были всецело механические.
Традиционный механизм" (Рей употребляет
это слово в особом смысле системы взглядов,
сводящих физику к механике) "представлял
таким образом, сверх результатов опыта,
за пределами результатов опыта, реальное
познание материального мира. Это не было
гипотетическое выражение опыта, - это
была догма" (16)...
Здесь
мы должны прервать почтенного "позитивиста".
Ясно, что он рисует нам материалистическую
философию традиционной физики, не желая
назвать чёрта (т. е. материализма) по имени.
Юмисту материализм должен казаться метафизикой,
догмой, выходом за пределы опыта и т. д.
Не зная материализма, юмист Рей совсем
уже никакого понятия не имеет о диалектике,
об отличии диалектического материализма
от материализма метафизического в энгельсовском
смысле слова. Поэтому, например, соотношение
абсолютной и относительной истины абсолютно
неясно Рею.
"...Критические
замечания против традиционного механизма,
которые были сделаны во второй половине
XIX века, подорвали эту предпосылку онтологической
реальности механизма. На этой критике
утвердился философский взгляд на физику,
который стал уже почти традиционным в
философии конца XIX века. Наука, по этому
взгляду, не более как символическая формула,
приемы отметки (обозначения, repérage, создания
знаков, меток, символов), а так как эти
приемы отметки различны в различных школах,
то скоро сделано было заключение, что
отмечается при этом только то, что предварительно
создано (façonné) человеком для обозначения
(для символизации). Наука стала произведением
искусства для дилетантов, произведением
искусства для утилитаристов: точки зрения,
которые естественно стали повсюду истолковывать,
как отрицание возможности науки. Наука,
как чисто искусственное средство воздействия
на природу, как простая утилитарная техника,
не имеет права называться наукой, если
не искажать смысла слов. Сказать, что
наука не может быть ничем иным, кроме
такого искусственного средства воздействия,
значит отрицать науку в настоящем значении
слова.
"Крах
традиционного механизма или,
вернее, та критика, которой он
был подвергнут, привела к следующему
положению: наука тоже
И автор
ставит вопрос: "Представляет ли из
себя современный кризис физики временный
и внешний инцидент в развитии
науки или наука внезапно поворачивает
назад и покидает окончательно ту дорогу,
по которой она шла?.."
"...Если
физико-химические науки,
В качестве
позитивиста автор считает
Но эту
смену, составляющую кризис, Рей не
представляет себе так, как будто все
новые физики стоят против всех старых
физиков. Нет. Он показывает, что по гносеологическим
своим тенденциям современные физики
делятся на три школы: энергетическую
или концептуалистскую (conceptuelle - от слова
концепт, чистое понятие), механистскую
или ново-механистскую, которой продолжает
держаться громадное большинство физиков,
и промежуточную между ними, критическую
школу. К первой относятся Мах и Дюгем;
к третьей Анри Пуанкаре; ко второй Кирхгоф,
Гельмгольц, Томсон (лорд Кельвин), Максвелл
из старых, Лармор, Лоренц из новейших
физиков. В чем суть двух основных линий
(ибо третья является не самостоятельной,
а промежуточной), видно из следующих слов
Рея: "Традиционный механизм построил
систему материального мира". В учении
о строении материи он исходил из "элементов
качественно однородных и тождественных",
причем элементы должны были рассматриваться
"неизменными, непроницаемыми" и
т. д. Физика "строила реальное здание
из реальных материалов и реального цемента.
Физик обладал материальными элементами,
причинами и способом их действия, реальными
законами их действия" (33-38). "Изменения
этого взгляда на физику состоят преимущественно
в том, что отбрасывают онтологическую
ценность теорий и чрезвычайно подчеркивают
феноменологическое значение физики".
Концептуалистский взгляд имеет дело
с "чистыми абстракциями", "ищет
теории чисто абстрактной, устраняющей,
насколько возможно, гипотезу материи".
"Понятие энергии становится подосновой
(substructure) новой физики. Поэтому концептуалистская
физика может быть большей частью названа
энергетической физикой", хотя это наименование
не подходит, например, к такому представителю
концептуалистской физики, как Мах (р.
46).
Это смешение
энергетики с махизмом у Рея, конечно,
не совсем правильно, равно как и
уверение, что к феноменологическому взгляду
на физику приходит и ново-механистская
школа (р. 48), при всей глубине ее расхождения
с концептуалистами. "Новая" терминология
Рея не уясняет дела, а затемняет его, но
мы не могли избежать ее, чтобы дать читателю
представление о взгляде "позитивиста"
на кризис физики. По существу вопроса,
противоположение "новой" школы старому
взгляду вполне совпадает, как мог убедиться
читатель, с вышеприведенной критикой
Гельмгольца Клейнпетером. Передавая
взгляды разных физиков, Рей отражает
в своем изложении всю неопределенность
и шаткость их философских взглядов. Суть
кризиса современной физики состоит в
ломке старых законов и основных принципов,
в отбрасывании объективной реальности
вне сознания, т. е. в замене материализма
идеализмом и агностицизмом. "Материя
исчезла" - так можно выразить основное
и типичное по отношению ко многим частным
вопросам затруднение, создавшее этот
кризис. На этом затруднении мы и остановимся.
Проквантованный миф.
Владимир
Низовцев (преподаватель
мгу, кандидат физико- математических
наук). Кризис современной физики -- результат
разрушения рациональной классической
теории.
Природа
может крикнуть "нет!",
но человеческая
изобретательность
всегда
способна крикнуть еще громче.
Имре
лакатос.
Современная
физика находится на пороге новой
революции. Несмотря на впечатляющие успехи
ученых, пока им так и не удалось
достигнуть главной цели -- построить
единую и внутренне непротиворечивую
картину мира. По мнению автора приводимой
ниже статьи, причиной кризиса современной
физики стала ее методология -- классический
рациональный подход в начале xx века был
подменен иррационализмом, и в результате
с некоторого момента продуктивный рост
знания стал невозможен. Предлагаемый
выход из тупика -- рационалистическая
реставрация основ научного знания. Тезис
этот найдет немало противников как среди
адептов современной науки, так и среди
ее критиков. И тех и других мы приглашаем
к дискуссии.
Современная
фундаментальная физика представляет
собой некую интернациональную корпорацию,
своего рода республику касталию, граждане
которой растворяются в интеллектуальной
"игре в бисер". Проводимые на школах
по физике высоких энергий упражнения
в сфере квантово-релятивистской "логики"
имеют результатом чисто умозрительную
"истину". К счастью для граждан касталии,
она уже не может быть проверена, так как
требует экспериментов, проведение которых
непосильно для всего человечества. Но
несмотря на использование самых изощренных
математических и логических спекуляций,
кастальцы не способны объединить частные
физические теории на непротиворечивой
концептуальной основе.
В этом
нет ничего удивительного. Основы современной
физики были заложены в первой трети
хх века -- во времена тотального увлечения
иррационализмом. Историки науки уже продемонстрировали,
что создание квантовой механики было
бы немыслимым без влияния иррационального
культурно- методологического фона, царившего,
скажем, в веймарской республике в двадцатые
годы. Физики тогда предпочли новое мифологизированное
мышление классическому рационализму
прошлых столетий. Расплатой за иррационализм
рациональной науки стал жестокий теоретический
кризис.
В плену
квантофрении.
На смену
классической механике, согласно которой
четко локализованные частицы движутся
по непрерывным траекториям, пришла механика
квантовая, где определить траекторию
частицы в принципе невозможно. Вот как
это выглядит: предположим, что элементарная
частица (электрон или фотон) возникает
в пункте а. Покинув его, она превращается
в волну, которая заполняет все бесконечное
пространство, так что нельзя ничего сказать
о том, где она находится. Достигнув тем
не менее пункта б, частица мгновенно стягивается
в точку, не имеющую размеров. Сцена из
романа маркеса "сто лет одиночества",
когда кровь, вытекающая из тела убитого
персонажа, преодолевает огромное расстояние
(телепортируется, буднично скажет физик)
и попадает на ступени дома его матери,
кажется лишь жалким подобием некоторых
метафор "рациональной" науки хх
века.
Как отмечал
анри пуанкаре, доктрина квантования была
принята на вооружение несмотря на ее
несовместимость с принципом причинности
и аксиомами математической физики. Еще
аристотель знал, что, "если кто-нибудь
идет в фивы, невозможно, чтобы он одновременно
шел в фивы и пришел в фивы". А сейчас
проквантованы не только состояния электронов
в атомах, но и электромагнитные, акустические,
термические потоки и само пространство
со временем...
Между
тем обращение к квантовой
статистике было поспешным и в
научном отношении
Квантование
следует расценивать лишь как вспомогательную
математическую процедуру. Физики в этом
приеме не больше, чем в других случаях
разбиения пространства координат при
расчете методом конечных разностей, широко
используемом в математике по крайней
мере с начала прошлого века. Чтобы увязать
квантование с физической реальностью,
приходится разрабатывать изощренные
статистические модели, которым якобы
подчиняются все частицы микромира. По
этому поводу известный американский
биохимик а. Сент-дьерди с иронией заметил:
"маленький электрон знает нечто такое,
чего не знают все мудрые мужи принстона,
причем то, что он знает, должно быть чем-то
очень простым".
Что же
касается моделирования взаимодействия
между частицами с помощью
обмена другими частицами (квантами
силового поля), то не знаешь, чему здесь
больше удивляться -- настойчивости попыток
или непродуктивности квантового подхода.
Еще в. Гейзенберг (1932) предположил, что
протоны и нейтроны удерживаются в атомном
ядре, обмениваясь электронами (рыночный
механизм). После этого аналогичные попытки
предпринимали э. Ферми, и. Е. Тамм, х. Юкава
и др. -- И ни одна не приблизила нас к пониманию
природы взаимодействий между частицами.
Несмотря
на явную непродуктивность подхода,
в последние три десятилетия
с его помощью пытаются моделировать
уже структуру самих элементарных частиц.
Нобелевский лауреат м. Гелл- манн предложил
схему, согласно которой элементарная
частица (протон или нейтрон) состоит из
трех кварков -- еще более элементарных
частиц, которые удерживаются вместе с
помощью самых элементарных частиц, глюонов
(от англ. glue, "Клей"). Это, конечно,
еще не физика, но хорошо хотя бы, что на
смену рыночному механизму пришло склеивание...
Да что
там склеивание, в сегодняшнем
арсенале теоретика мы найдем такие
термины, как "принципы запрета и неопределенности,
туннелирование, нелокальность, телепортация,
функция распределения инфляционных вселенных,
кентавристика евклидовых и неевклидовых
областей пространства, неположительность
квадрата массы, расслоение пространства-времени,
виртуальные кротовые норы, многомировая
интерпретация, параллельные вселенные".
Наконец, "волновая функция самой вселенной".
И после всего этого ученого снедает неутоленная
тоска о еще какой-нибудь сумасшедшей
идее!
названия
современных научных программ физики
все больше напоминают заклинания ускользающей
от нас реальности: сначала объединение
теорий, затем великое объединение; сначала
большой взрыв, затем большой взрыв, наконец,
big bang; сначала квантование, потом вторичное
квантование, сейчас уже обращаются к
квантованию третичному; теория струн
-- теория суперструн; теория гравитации,
потом супергравитации. И почему-то среди
этих теорий нет ни одной непротиворечивой
и завершенной.
Взорвали,
не подумав.
Главный
козырь физики xx века -- атомная бомба.
Именно после ее создания начались серьезные
госинвестиции в науку. Но так ли уж хорошо
понимали атомщики, что они делают? как
показал американский науковед э. Янч,
прогресс в сфере технологий, использующих
расщепление ядер, происходил в 30-40-е годы
на случайной основе. В его книге "прогнозирование
научно- технического прогресса" ядерная
энергетика приводится в качестве примера
невысокого уровня технологического прогнозирования.
В своем труде янч подразделяет развитие
технологии на восемь этапов - - от базовых
научных исследований до социальных последствий
технологического нововведения. Первые
три касаются собственно фундаментальных
научных и научно-технологических исследований.
Исследователь отмечает, что для ядерной
технологии было характерно "отсутствие
четкого прогноза до того, как был осуществлен
третий этап", то есть до того, как была
осуществлена цепная реакция в декабре
1942 года. По признанию ханса бете, виднейшего
теоретика лос-аламосской научной лаборатории,
свое открытие схемы сжатия дейтерия в
водородной бомбе улам и теллер тоже сделали
случайно. Элемент случайности в работах
над ядерными технологиями был обусловлен
как субъективными причинами, так и тем,
что, по словам янча, "структура имеющегося
научного знания не подвергалась систематической
оценке".
Но безбедное
существование физики высоких энергий,
начавшееся с хиросимы, подходит к
концу. Миллиарды долларов, вложенные
в строительство ускорителей, разработку
установок по термоядерному синтезу
(токамак и другие несостоявшиеся
проекты), вряд ли когда-нибудь окупятся.
Прекращение строительства суперколлайдера
в штате техас и такого же ускорительно-
накопительного комплекса в протвино
говорит само за себя.
Очевидное
-- невероятное.
Стагнация
современной физики есть прямое следствие
ее революционного происхождения. В
угаре первых трех десятилетий века
ученые "новой волны" строили
физическое знание с нарушением элементарных
методологических норм. В итоге они
получили продукцию весьма сомнительных
достоинств. Ее признаки -- иррационализм,
отсутствие целостной концепции, мистицизм
и, как следствие, неспособность к продуктивному
развитию.
В трудах
т. Куна и г. Башляра этот налет
иррациональности был задним числом
обоснован эпистемологически. В науковедении
получил распространение миф о "новой
научной рациональности", согласно
которому граница между иррациональным
и рациональным стирается. Т. Кун писал:
"если эмпирическая наука приводит
нас к убеждению, что развитие науки существенно
зависит от поведения, которое мы раньше
считали иррациональным, то отсюда мы
должны заключить не то, что наука иррациональна,
а то, что наше понятие рациональности
нуждается в исправлении". Парадоксальность
теории стала едва ли не критерием ее адекватности
реальности. Вспомним знаменитое высказывание
нильса бора о теории элементарных частиц,
предложенной в. Паули: "все мы согласны,
что ваша теория безумна. Вопрос, который
нас разделяет, состоит в том, достаточно
ли она безумна, чтобы иметь шансы быть
истинной".
Широко
известен и афоризм альберта эйнштейна
о том, что достоевский дает ему
больше, чем гаусс. Меньше известно
о том, что, читая классические статьи
эйнштейна по специальной теории
относительности (второй наряду с квантовой
механикой краеугольный камень современной
физической парадигмы), знаменитый русский
этнограф владимир богораз пришел к выводу
о склонности великого физика к донаучному
синкретическому стилю творчества. "Изучая
работы эйнштейна, минковского, маха и
некоторых других, я с удивлением увидел
ряд совпадений с другими материалами,
в начале довольно необъяснимых. Когда
эти ученые пытались превратить свои отвлеченные
формулы в конкретные психологические
образы, они неизменно давали картины,
комбинации деталей, подобные рассказам
и легендам фантастического или полуфантастического
характера, распространенным среди первобытных
шаманических племен", -- писал он в двадцатые
годы. Богораз, в частности, указал на совпадения
пространственно-временных построений
эйнштейновской теории с особенностями
анимистических и религиозных представлений
о мире.
Между
тем физика до сих пор продолжает
оставаться методологическим образцом
для других наук о природе...
Назад,
к классике.
Хх век
возвращается к некоторым испытанным
истинам. Их повторное обретение
по своим масштабам сродни открытиям.
К сожалению, большинству из нас это дается
с трудом -- нам не с чем сравнить новую
науку, так как рациональную классическую
физику мы изучали по учебникам, написанным
ее могильщиками.
В истории
физики хх века есть эпизод, который из
чувства ложного стыда обходят отечественные
историки. Речь идет о том, что самое продолжительное
неприятие идей "физического модернизма"
было характерно именно для российских
ученых, например п. Н. Лебедева, н. А. Умова,
в. К. Аркадьева, с. И. Вавилова, а. Ф. Иоффе
и в. Ф. Миткевича. Такой подход встречал
понимание и поддержку у таких авторитетов
европейской физики, как г. Лоренц, п. Эренфест,
п. Ланжевен и ж. Перрен. Наследие этих
ученых освоено весьма слабо, хотя там
можно найти пути решения проблем, сдерживающих
развитие физики в наши дни.
К счастью
для физики, несмотря на ажиотаж
вокруг квантовой и релятивистской
доктрин, никогда не прекращала существовать
классическая традиция. В нашей стране
она поддерживалась членами физического
общества им. Лебедева (1911- 1930 гг.) И их учениками.
В петербурге уже состоялись пять международных
конференций под девизом "назад, к классике".

- Кризис современной цивилизации. Экология культуры
- Кризис социализма в СССР
- Кризис социального государства
- Кризис среднего возраста
- Кризис среднего возраста
- Кризис СССР
- Кризис техногенной цивилизации
- Кризис символизма в поэме Блока "Возмездие"
- Кризис современного института семьи
- Кризис современного правосознания и правовой культуры
- Кризис современной культуры
- Кризис современной культуры
- Кризис современной культуры
- Кризис современной семьи и значение ранних браков