§ 5.15 Наглядность, естественность и простота — признаки верной теории
§ 5.15 Наглядность, естественность и простота — признаки верной теории
Эта концепция [СТО] обязывает нас заменить простые аксиомы сохранения массы, неизменности твёрдых тел, параллелограмма скоростей, и т. д. (аксиомы, от которых мы должны отказаться лишь в самом крайнем случае) сложными соотношениями, создающими значительные трудности для воображения (подобно трудностям понимания искривлённого трёхмерного пространства), с которыми в принципе невозможно работать строго, кроме как посредством аналитического рассмотрения.
Вальтер Ритц, "Критический анализ общей электродинамики" [8]
Основные черты, отличающие нынешнюю неклассическую физику и космологию, — это, как верно заметил Ритц, их чрезмерный формализм, абстракционизм, излишняя математизация, отсутствие наглядных образов и моделей. Из-за этого учёным приходится работать с невообразимыми, физически невыразимыми объектами, которые невозможно представить наглядно, подыскав им аналоги в нашем мире. А ведь именно воображение, интуиция, наглядно-геометрический стиль мышления были во все времена главными двигателями науки. В современной науке создали идеальные условия для процветания посредственностей, бюрократов, рутинёров, не имеющих воображения, безразличных к природе и не нацеленных на поиск истины, умеющих лишь чисто автоматически манипулировать формулами, переливать из пустого в порожнее, особо не задумываясь над сутью происходящего в реальности. Что может быть проще и примитивней, чем слепо и бесцельно блуждать в лабиринтах формул, пока случайно не обнаружишь полезное решение? Именно поэтому в современной физике и астрофизике, в университетах и институтах так много формалистов, номинальных работников, и так мало творчески мыслящих людей. Потому так мало нынче великих открытий, словно их источник уже иссяк. На деле же он, конечно, неисчерпаем, а люди просто забыли, как из него добывали знания и открытия наши предшественники.
В прежние времена учёные мыслили совсем иначе. Они пытались постичь мир, а не просто получить его математическое описание, пытались открыть первоначала, причины явлений, а не свести их к трансцендентным сущностям. Благодаря развитому воображению, наглядным представлениям, этот поиск был целенаправленным и эффективным. Именно стремление к поиску первоначал позволило Демокриту, Галилею, Ньютону, Ломоносову, Менделееву, Ритцу сделать свои эпохальные открытия. Труды и лекции этих мыслителей насыщены образами, наглядными описаниями, которые, думается, служили не только средством иллюстрации, красочного изображения феноменов, но и главным методом их анализа и поиска первооснов. Лишь благодаря открытию первоначал, явления предстают перед нами в кристально ясной форме, становясь простыми, понятными и естественными. Классическая наука проясняла суть происходящего в природе. А неклассическая наука, напротив, словно пытается скрыть, завуалировать, замутить смысл явлений, сделать их непознаваемыми, трансцендентными.
Именно так действовали прежние учёные-богословы, схоласты, последователи Аристотеля. Для них на первом месте стояла не природа и реальная суть происходящего, а их нелепые умозрительные и запутанные концепции. Простая же, наглядная и доступная разуму теория воспринималась ими как примитив, как нестоящая вещь, раз она доступна всем. На деле же истина должна быть как раз простой, естественной и всем понятной. Если теория не проясняет суть явлений, а лишь запутывает, затуманивает, то она ничего не стоит. Как сказал один известный физик, надо гнать в три шеи учёного, не способного объяснить суть своих научных изысканий обычному ребёнку. Природа устроена просто и красиво — в ней нет ничего сложного и непознаваемого. По самой своей сути она рациональна и сторонится противоестественных, вычурных, сложных решений. Ещё Ломоносов отмечал, что природа проста и не роскошествует излишними причинами. И тут нет какой-то мистики или пустой философии. История развития науки доказывает, что именно простые, понятные, естественные и интуитивно всем ясные концепции во все времена торжествовали в итоге над сложными, формальными и умозрительными, лучше объясняя суть явлений.
Поэтому наглядность, естественность, простота — неизменные спутники верных теорий.
Такие теории обычно объясняют очень широкий круг явлений немногим числом естественных гипотез, для каждой из которых имеется своё интуитивно-очевидное и опытно-физическое обоснование. Такова, к примеру, атомистическая теория Демокрита и баллистическая теория Ритца. Полную противоположность таким теориям составляют абстрактные неклассические учения, вроде теории относительности или квантовой теория атома. В них Эйнштейн с Бором призывают принять группу взятых с потолка постулатов, ниоткуда не следующих, ничем не обоснованных и, более того, противоречащих всему нашему жизненному опыту и интуиции. И не суть важно, что "доказаны", причём не всегда убедительно, некоторые следствия этих постулатов. Справедливость следствий никоим образом не доказывает верности исходных посылок.
Часто абсурдные постулаты сравнивают с аксиомами евклидовой геометрии, которой восхищались и Эйнштейн, и Бор. При этом забывают, что аксиомы геометрии Евклида принимаются без доказательств лишь потому, что они очевидны, интуитивно ясны, и их просто нельзя проверить, вывести из чего-то другого. А потому и в физике аксиомы могут быть лишь классическими, интуитивно понятными, естественными. Если же они неклассические, противоречащие здравому смыслу, то их можно будет принять не раньше, чем они будут доказаны прямым экспериментом, да и то всегда есть шанс неверной интерпретации опыта или вообще фальсификации его результатов. Недаром подобные противоестественные теории, сколько бы веков ни прошло, отторгаются всеми здравомыслящими людьми как нечто чуждое, отталкивающее, органически неприемлемое.
Вот поэтому, как верно заметил Ритц, учёные должны приложить все силы к тому, чтобы до конца исследовать возможности наглядной классической науки, которые далеко не исчерпаны. Это необходимо не только для того, чтобы подыскать всем известным явлениям более простые и естественные объяснения, но главным образом, чтобы понять и предсказать что-то новое. Наше мышление привыкло работать не с абстрактными, а с наглядными образами. Творческий поиск неразрывно связан с образным, ассоциативным мышлением, которое теряет опору в отсутствие таких образов, становится слепым блужданием. До какой-то степени математика, этот костыль учёного, — помогает ему восстановить равновесие и пройти чуть дальше, но с большим трудом и очень недалеко. Невозможно творить, познавать мир, чисто формально, автоматически оперируя математическими символами. Они не способны открыть новых идей, как программа ЭВМ не может выдать больше, чем в неё заложено программистом. Ведь суть науки не столько в том, чтобы решать задачи, а в том, чтобы прежде их ставить, задавать правильные вопросы Природе.
Учёный в первую очередь должен быть увлечённым, ищущим, любознательным и лишь во вторую — математически грамотным и образованным. Создание, конструирование новых физических идей — это процесс творческий, неотделимый от физических, наглядных образов и моделей. Пусть не всегда эти наглядные модели полностью отражают суть происходящего, но зато указывают направление движения, дают новые идеи. Поэтому для того, чтобы делать открытия, не нужно забредать в научные математические дебри. Не случайно, Ньютон, хоть и был автором интегрального и дифференциального исчисления, предпочитал излагать свои "Начала" не аналитическим, а классическим геометрическим языком, привлекая многочисленные наглядные примеры. То же можно сказать о Галилее и о Ритце, которые были отличными математиками, но мыслили и старались преподносить свои мысли наглядно. Ведь, как показывает многовековая история науки, все открытия и изобретения лежат у нас на виду — в обычных явлениях природы, механизмах — надо лишь уметь наблюдать, видеть, удивляться им, рассматривая под неожиданным углом. Недаром столь удачной оказалась капельная модель ядра, а также приведённая здесь баллистическая, пиротехническая модель Ритца, объяснившая природу электрона и электромагнитных явлений. Наконец, во многом именно магнитная поплавковая модель А. Майера позволила Ритцу и Томсону объяснить спектры и структуру оболочек атома, свойства вещества. Эти модели оказываются опорой, компасом, поводырем в тех сферах, куда человеческий взгляд проникнуть не в силах. Сила таких моделей заключена в том, что явления природы на всех этажах мироздания описываются сходными законами (автомодельность § 5.16) — число их ограничено, потому-то многие модели, взятые в макромире, оказываются применимы и в микромире, и в мегамире.
И полную противоположность этой наглядной, модельной интерпретации составляет математический формализм, который с одной стороны сковывает воображение, иссушает науку, становится непреодолимой преградой на пути к открытию нового. А с другой стороны излишняя математизация физики, как верно отметил ещё Ленин в своём труде "Материализм и эмпириокритицизм", ведёт к уклонению физиков от практики, реальности в сторону идеализма, трансцендентных конструкций. Результатом этого и стал кризис физики начала XX в., приведший к появлению нематериалистических кванторелятивистских теорий [29]. В итоге правильными признаются абстрактные теории, которые в принципе не могут содержать наглядных, красивых представлений и моделей. Снова в чести фраза "верую, ибо абсурдно", а простота, красота, понятность теории, её механистичность стали чуть ли не синонимом наивности, примитивизма, убожества, отсталости. Так, Гейзенберг, отец квантовой механики и сторонник идеализма, презирал наглядные классические картины и модели в физике [154]. Совсем как в ситуации с абстрактным искусством, в рамках которого классическим, понятным, гармоничным картинам противопоставляются превозносимые законодателями моды уродливые абстрактные неклассические картины бездарных малевателей, презирающих гармонию красок, форм, пропорций, и просто изливающих на холст царящий в голове хаос. Как не раз отмечалось [111], это явная аналогия современной абстрактной неклассической физики.
Математические конструкции — это не самоцель науки, а лишь костыли, дополнительные опоры, применяемые для более надёжного обоснования и точности, за недостатком силы воображения. Вот почему современная наука пребывает в столь плачевном состоянии. Ритц понимал это лучше чем кто-либо, поскольку сам он был виртуозным математиком и меньше других мог опасаться математических трудностей. Но он сбросил математические оковы воображения, что позволило создать наглядную классическую модель мироздания. Это раскрыло невиданные горизонты, неисчислимые пути для возможных открытий и фантастических изобретений, поскольку появилась возможность наглядного описания явлений. При помощи БТР был расчищен путь к свободному полёту мысли и фантазии. Благодаря этому стало возможным здравое осмысление структуры Вселенной, удалось легко единым образом (в том числе на базе эффекта Ритца) разгадать многие загадки космоса, не углубляясь в математические дебри. Обнаружились совершенно неизученные и промежуточные агрегатные состояния вещества (сверхкристаллы, газолёд, кластерные кристаллы и т. д., см. § 4.15, § 4.16, § 4.20).
Открылись пути решения многих чисто прикладных практических задач — от высокотемпературной сверхпроводимости и холодного ядерного синтеза до казавшихся совершенно фантастичными проектов. Так же сразу прояснилась структура элементарных частиц, строение электрона, над которым прежде даже не задумывались (§ 3.18). Открылся субэлектронный этаж мира, к которому даже не было подступов. Прояснился путь для установления глубинной природы всех известных взаимодействий и механизма их взаимосвязи, единой основы. Этот переход к новым горизонтам науки и снятие пут пространственно-геометрического воображения аналогично переходу от плоскости, двумерия к трёхмерному пространству, от чёрно-белого к цветному, от ползания науки и мысли по земле к их полёту. А ведь это ещё только самое начало! Итак, будущее за наглядными, простыми моделями, тогда как абстрактные — неизбежно отмирают и остаются в прошлом.