Естественность, что это такое?

7 февраля 2020 - Esprit de L’Escalier

 

 

 

В науке это понятие имеет длинную историю, по крайней мере, со времён Аристотеля.

Речь шла о естественных и искусственных движениях.

Под естественным движением подразумевалось движение, не вызванное некими принуждающими факторами.

Под искуственными – вынужденные.

Такое разделение всех механических движений сохранилось почти две тысячи лет.

В знаменитой работе Николая Коперника, «De revolutionibus orbium coelestium» 1543 года,

«Об обращении небесных сфер» он пишет:

«Если кто-либо сочтёт Землю движущейся, то он, конечно, скажет, что её движение – естественное, а не вынужденное. Всё, что соответствует природе, производит противоположный эффект по сравнению с тем, что достигается вынуждено. Предметы, к которым приложена сила или вынуждающее воздействие, с необходимостью должны быть разрушены и не могут длительно существовать, в то время, как созданные природой, пребывают в согласии с ней и находятся в наилучшем расположении. Птолемей не имел оснований опасаться, что Земля и земные тела будут разрушены вращением, произведенным действием природы, весьма отличающимся от действий, вызванных искусством или промышленностью.

Почему он не боялся ещё более быстрого движения мира, ведь небеса гораздо больше Земли.»

Цитата длинная, но, на мой взгляд, необыкновенно интересная.

Вот, как вёлся спор двух систем: гео-и-гелиоцентрической.

Суть спора сводилась к тому, ЧТО считать ЕСТЕСТВЕННЫМ движением! Следует подчеркнуть, что лишь с Галилеем в науку пришли понятия инерции и равномерного прямолинейного движения, совершаемого при отсутствии всяких возмущающих сил.

Итак, через почти две тысячи лет после Аристотеля идея «естественности» всё ещё продолжала жить в науке.

 

Перенесёмся в двадцатый век.

Через более, чем триста пятьдесят лет после Коперника, другой великий учёный тоже в своих статьях говорил об «естественности» – Альберт Эйнштейн!

Но здесь шла речь о другой естественности. О гипотезах! До 1905 года, то есть ДО появления в печати (Немецкий журнал «Анналы физики») работы Эйнштейна «К электродинамике движущихся тел», идеи изменения времени и сокращения масщтабов уже циркулировали в теоретической физике и связаны они были с именами великого голландского физика Генрика Антона Лорентца и великого французского математика Анри Пуанкаре.

Так, ЧТО особенно революционного и пионерского было в эйнштейновской Теории Относительности???

А то, что работы Лоренца и Пуанкаре вводили эти эффекты ИСКУССТВЕННО, ad hoc, для данного случая. А в теории Эйнштейна они ВЫТЕКАЛИ из неких гораздо более общих и фундаментальных предположений, органично, ЕСТЕСТВЕННО! Поэтому оба учёных признали именно его работу, как основополагающую работу в фундаментальной физике, хотя результаты и тут и там были идентичны.

Вот, как вошло это слово «ЕСТЕСТВЕННО» в современную науку.

 

Приведу ещё один пример, прежде, чем перейти к довольно забавному заключению.

В 1911 году английский физик Эрнст Резерфорд предложил свою модель атома, которая получила название планетарной. Фактически, он перенёс всё ту же идею Коперника в атомную физику. Он предложил вместо ГЕЛИОЦЕНТРИЧЕСКОЙ ЯДРОцентрическую систему устройства атома. Тяжёлое ядро в центре и вокруг него по круговым орбитам вращаются электроны. Модель эта была НЕЕСТЕСТВЕННОЙ, крайне искусственной и поэтому нежизнеспособной. Ибо, согласно выводам из уже сильно развившейся в ту пору электродинамики, электроны, с большой скоростью кружащиеся вокруг ядра, должны были излучать электромагнитные волны, терять за счёт этого свою кинетическую энергию и быстро падать на ядро. В действительности атомы демонстрировали поразительную жизнеспособность и долговечность! Справедливости ради следует сказать, за годы до Резерфорда японский физик Хантаро Нагаока уже предложил свою модель атома, не столь «Гелиоцентрическую», сколь «Сатурноцентрическую». Он предположил, что электроны, как кольца Сатурна, «размазаны» вокруг ядра. Идея пророческая, весьма близкая к современным представлениям. Но тогда ей вообще никто не придал значения...

Сколь умными и прозорливыми были физики!!!

 

Так вот, в 1913 году Нильс Бор спас мёртворождённую идею Резерфорда, введя ряд так называемых постулатов Бора. В частности, он вернул идею «естественного движения» на субатомном уровне – допустив, что электроны, вращаясь на своих СПЕЦИАЛЬНЫХ орбитах, ничего не излучают. Мол, есть в атоме некие стационарные «естественные» орбиты, на которых электроны вращаются вечно, ибо не излучают!

Как видим, древняя идея естественности благополучно вошла и в современную науку и в образ мышления!

 

Теперь заключение.

Немало лет лет я думал об одной идее-фикс.

Смысл таков: Выдвигается каким-нибудь учёным некая гипотеза. Если учёный «имеет имя», то есть он признан в научном мире как достойный партнёр, а не какой-нибудь дворник Спиридон, подметающий двор научно-исследовательского института, то следующим этапом будет обсуждение этой гипотезы и, если она будет признана целесообразной, её предложат для проверки экспериментаторам. Ставить эксперимент обычно трудоёмко, дорого, долго...

 

И тогда, то есть годы тому назад, мелькнула у меня такая мыслишка: Найти АКИ – Априорный Критерий Истины. То есть уже по самой гипотезе судить, а есть ли в ней достаточное «зерно истины», чтобы тратить время и прочее на её экспериментальную проверку.

КАК???

Идейка совершенно завиральная!

Попробовал взять в качестве этого самого «критерия» красоту гипотезы. Ладно, пусть ЭТО – весьма субъективно, но хоть что-то!

Полностью провалилась! Немало очень красивых гипотез и даже теорий, быстро оказывались просто неверными!

Между прочим, Ландау и Лифшиц в своём многотомном курсе «Теоретической физики» называют Общую Теорию Относительности Эйнштейна самой КРАСИВОЙ физической теорией! (Выдержала немало проверкок!!!) И, самое забавное, в другом месте они говорят такое: Что, де, даже если бы эта теория оказалась экспериментально не подтверждённой, она всё равно осталась бы красивейшей!

Совпадает с только что упомянутыми «красивыми теориями»?

 

Опубликовал целую серию заметок под героическим кличем «Вперёд, к АКИ!»

Из «героизма» этого ничего не вышло и я уныло поплёлся обратно, признав полное своё поражение. Неудивительно. Идейка уж очень фантастическая и завиральная! Ишь, ты, что выдумал, «больно умный»: ДО ЭКСПЕРИМЕНТА, до проверки судить о гипотезе, мол, верна – неверна! Где это видано? Где это слыхано?

 

И вот теперь, кажется, всё же нащупал нечто:

ЕСТЕСТВЕННОСТЬ гипотезы!

Что это означает не на словах, а на практике?

Естественность – это СОВПАДАТЕЛЬНОСТЬ.

Представим себе, что у нас детская игра-головоломка. В некую рамку нужно вставить причудливым образом вырезанные кусочки пластика или картона так, чтобы они уложились все «совпадательно» друг к другу и образовали некую картинку. И вот мы всё уложили, а осталось ещё несколько фигурок и надо найти именно ту, которая ляжет в нужное место и тем создаст полную без «дырок» и «накладок» картину. Нашли, уложили!

 

Но это в детской игре.

В науке мы не знаем, где рамка и где её края, какая она, прямоугольная или круглая или ещё какая-нибудь? Фигурки есть, но мы даже не знаем, а подходят ли они ДЛЯ этой картины? И есть ли все фигурки? И могут ли вообще они совпасть?

 

Так вот, если некая гипотеза, придуманная для ОДНОЙ картинки, вдруг, «сама собой», неожиданно для автора, укладывается и в совершенно другие картинки, причём вообще другого вида и рода, не для неё созданные. Не есть ли это тот желанный АКИ.

Гипотеза безо всяких проверок вдруг объясняет одно явление, для которого она была придумана, не противореча уже известным законам. СОВПАДАТЕЛЬНОСТЬ!

Но, и это главное, она вдруг стала объяснять и другие явления из смежных областей и даже из весьма далёких от места её «первоначального приложения»!!!

Получилось даже больше ожидаемого: Универсальная совпадательность!

Может быть, такой универсализм, нежданный и никак не запланированный, и есть АПРИОРНЫЙ КРИТЕРИЙ ИСТИНЫ?


А, при чём здесь естественность?

А при том, что это есть и показатель ЕСТЕСТВЕННОСТИ гипотезы!

5 II 2020

Рейтинг: 0 добавить в избранное

Загрузка комментариев...


← Назад