загрузка...

Физика и метафизика

  • 16.06.2010 / Просмотров: 7971
    //Тэги: Гордон   философия  

    В течение XX века были затрачены огромные усилия на попытки объединения закономерностей общей теории относительности и квантовой теории, но они оказались тщетными. Физики-теоретики имели дело с теориями, построенными в рамках принципиально различных метафизических парадигм, а найти более общую парадигму, позволяющую взглянуть на их основания с единых позиций, так и не удалось. О физике и метафизических парадигмах - доктора физико-математических наук Юрий Владимиров и Владимир Кречет.

загрузка...







загрузка...

Для хранения и проигрывания видео используется сторонний видеохостинг, в основном rutube.ru. Поэтому администрация сайта не может контролировать скорость его работы и рекламу в видео. Если у вас тормозит онлайн-видео, нажмите паузу, дождитесь, пока серая полоска загрузки содержимого уедет на некоторое расстояние вправо, после чего нажмите "старт". У вас начнётся проигрывание уже скачанного куска видео. Подробнее

Если вам пишется, что видео заблокировано, кликните по ролику - вы попадёте на сайт видеохостинга, где сможете посмотреть этот же ролик. Если вам пишется что ролик удалён, напишите нам в комментариях об этом.


Расшифровка передачи


Александр Гордон. Начать я хотел бы, а мы уже на-
чинаем, вот с чего. Всё-таки надо в этом случае опре-
делиться с терминологией, да? Что такое «физика» по-
нятно интуитивно, а что такое «метафизика», о кото-
рой мы сегодня будем говорить?
Юрий Владимиров. Метафизике раньше давались
многочисленные определения, в том числе и негатив-
ные. Сейчас настало время разобраться, что же это
такое. Многолетние занятия физикой вынудили нас ра-
зобраться, в чём же причина некоторых тех трудно-
стей, неудач 20 века, которые произошли в физике,
а у нас были очень большие проблемы в 20-м веке.
Как известно, два кита физики 20-го века – это общая
теория относительности и квантовая теория. Они ка-
зались разобщёнными. Их нужно было как-то объеди-
нить, все чувствовали, что так долго продолжаться не
может. Лучшие умы теоретической физики 20 века пы-
тались их как-то совместить, но в 20 веке эту задачу
решить не удалось.
И мне, в частности, и моему коллеге пришлось мно-
го работать в области общей теории относительности
и квантовой теории и анализировать вопрос: в чём же
дело? И вольно или невольно нас вынесло на рассмо-
трение проблем метафизики. Что же такое метафизи-
ка? По этому вопросу я написал целую книгу.
Александр Гордон. А в одном определении это можно суммиро-
вать?
Юрий Владимиров. На обложку вынесено даже несколько опре-
делений. Их довольно много имеются. Вот, например,
Рассел определял её так, что метафизика – это по-
пытка охватить мир как целое посредством мышления.
Макс Борн, один из создателей квантовой теории, так
её определял: метафизика – исследование общих черт
структуры мира и наших методов проникновения в эту
структуру. Несколько ранее математик Д’Аламбер пи-
сал: «Строго говоря, нет науки, которая не имела бы
своей метафизики, если под этим понимать всеобщие
принципы, на которых строится определённое учение
и которые являются зародышами всех истин, содержа-
щихся в этом учении и излагаемых в ней». Вот. Если
открыть один из современных философских словарей,
например, словарь современной западноевропейской
философии, там говорится так, что метафизика – это
философское учение о граничных внеопытных прин-
ципах и началах бытия, знания и культуры. Вот та-
кое даётся определение метафизики. То есть, другими
словами, это самые основные принципы и понятия, на
которых строится всё наше знание.
Александр Гордон. Но тут, простите, я сразу вмешаюсь вот с ка-
кой ремаркой. Всякий раз, когда представители гума-
нитарных областей знания вторгаются в область есте-
ственнонаучную, они сразу слышат грозную отповедь
естественнонаучников, и довольно справедливо, пото-
му что мышление о науке и наука – это разные вещи.
Насколько я понял из определений, которые вы при-
вели, речь пойдёт в большей степени о философском
осмыслении положений физики, которые стали нам из-
вестны в 20-м веке и, может быть, откроются в веке 21-
м.
Юрий Владимиров. Совершенно верно.
Александр Гордон. Вы не боитесь отповеди со стороны философов,
что вы не своим делом занимаетесь?
Юрий Владимиров. Нет, не боимся. Наоборот, идём на контакты,
стремимся к контактам с философами. В частности,
сотрудничаем с некоторыми отделами в Институте фи-
лософии Российской академии наук. Я, в частности,
несколько раз выступал в отделе Гайденко, в отде-
ле Мамчур. Перед тем, как издать эту книгу, я считал
своим долгом выступить там и изложить философам,
которые занимаются естествознанием, те идеи и мы-
сли, которые здесь развиваются. И, собственно говоря,
всё как будто бы было встречено доброжелательно. Во
всяком случае, конфликта у нас нет.
Владимир Кречет. А мне хотелось бы ещё
вспомнить определение Владимира Сергеевича Со-
ловьёва, великого русского философа, который гово-
рил, что метафизика стремится построить окончатель-
ное мировоззрение, из которого вытекало бы объяс-
нение всех областей бытия в их взаимосвязи. То есть
опять стремление к окончательному и фундаменталь-
ному мировоззрению. И ещё границу между физикой
и метафизикой в своё время очертил Кант. Эммануил
Кант, великий философ.
Юрий Владимиров. Пытался это сделать. Пытался.
Владимир Кречет. Вообще-то, может быть, и построил эту грани-
цу. Он говорил, что область применения разума можно
разбить на феномены, то есть на объекты, доступные
чувственному созерцанию, опыту, опытной проверке и
объекты, которые не могут быть доступны чувственно-
му созерцанию, которые суть чисто мыслимые объек-
ты, названные им ноуменами. И вот ноумены он при-
числил к области метафизики. И такова граница, грань
между физикой и метафизикой, которую Кант очертил.
Александр Гордон. Но квантовая механика в мир ноуменов втор-
глась достаточно активно.
Владимир Кречет. А мы к этому и ведём речь, что современная фи-
зика как раз вторглась, можно сказать, в заповедную
область метафизики, в область, которую Кант опреде-
лил за метафизикой. Но об этом мы попозже скажем.
Юрий Владимиров. Я вижу изображение Эрнста Маха, и в связи с
этим можно сказать, что Эрнст Мах относился как раз
к метафизике тоже отрицательно. А ещё раньше, до
Маха, отрицательно к метафизике относился Ньютон.
Ему приписываются такие слова: «Физика, бойся ме-
тафизики».
Но анализ показывает следующее. Мах, Дюгем, не-
которые другие естествоиспытатели и философы ру-
бежа 19-20-го веков, говорили, что нет области чело-
веческого знания, где были бы столь острые дискуссии
как в метафизике. И то, что сделано в науке на осно-
ве одной какой-то метафизической парадигмы, то, что
принимается сторонниками одной школы, то отверга-
ется сторонниками другой школы. И Мах, и некоторые
другие пытались очистить физику от таких вопросов,
от метафизики, чтобы не внести в физику эти острые
дискуссии, которые происходят в метафизике.
Но анализ показывает, что на самом деле, пытаясь
очистить физику от метафизики, они очищали физи-
ку от предшествующей метафизики, от предшеству-
ющей парадигмы. Оказывается, метафизика предста-
вляет собой совокупность некоторого количества ме-
тафизических парадигм. И Ньютон, и Эрнст Мах, и не-
которые другие, которые отвергали метафизику, они на
самом деле отвергали какую-то определённую пара-
дигму. Но способствовали внедрению и некоей другой
метафизической парадигмы.
И вот тут, наверное, нужно определить, что же за па-
радигмы имеются в физике. Ведь во всех ваших пере-
дачах, когда приходят к вам специалисты, в частности,
в той области, в которой мы занимаемся, то я вижу, что,
как правило, у вас поднимались на самом деле мета-
физические вопросы, в чём, может быть, вы не отда-
вали отчёт, говоря об этих вопросах.
Дело в том, что основа, исход метафизики, состо-
ит в следующем: как вы относитесь к природе, к ми-
розданию? Или вы подходите с позиций холизма, то
есть предполагаете, что мир в целом – это первонача-
ло, и, так сказать, имеет онтологический смысл. А от-
части это некие вспомогательные стороны бытия, ко-
торые нужны для характеристики каких-то явлений, ка-
ких-то сторон. А другой подход, противоположный под-
ход, это редукционистский подход. Это когда понимают
так, что онтологический смысл имеют части – не целое,
а части. А целое, оно слагается из этих частей и явля-
ется уже вторичным. И вот эти две крайности – это две
крайние метафизические парадигмы.
Александр Гордон. Основной вопрос метафизики?
Юрий Владимиров. Ну, в какой-то степени…
Владимир Кречет. Основной вопрос бытия, даже так можно ска-
зать.
Юрий Владимиров. Да – как вы понимаете бытие. Так вот, оказы-
вается, что когда вы редукционистским образом под-
ходите к природе, к мирозданию, то, как правило, по-
лучается так, что у вас три каких-то начала берутся.
Три начала – не четыре, не пять, не шесть. Хотя бы-
вают ситуации, что и 5 и 6 можно взять. Но, как прави-
ло (особенно физика 19-20 века это показала), в фи-
зике было три основных начала, на которых строилось
всё здание теоретической физики. Назовём такую ме-
тафизическую парадигму «триалистической», то есть
она основана на трех началах.
А другая, противоположная парадигма – «монисти-
ческая». Так вот, между этими двумя крайностями, ока-
зывается, имеется ещё совокупность из шести, из трех
пар, метафизических парадигм, которые естественно
назвать «дуалистическими». И физика 20 века, она
оказалась промежуточной, имела промежуточный ха-
рактер.
Триалистическая парадигма была введена Ньюто-
ном, который как раз определил эти три основные фи-
зические начала, на которых всё можно строить. Это
«абсолютное пространство» (и время сюда добави-
лось, уже в 20 веке). Это «частицы» или «тела», кото-
рые вносятся в пространство-время. И «силы», во вре-
мена Ньютона это силы были. Сейчас это уже понима-
ется как поля, которые переносят взаимодействие ме-
жду телами.
И когда вы рассматриваете физику 20 века, да и 19
века, то, собственно говоря, вокруг этих трех понятий
речь и идёт. Всё, так сказать, этим и определяется.
Есть пространство-время, туда помещаются тела, ко-
торые там находятся в разных местах, как в ящике, и
между ними переносятся, передаются чем-то взаимо-
действия. Вот о чём речь идёт.
Владимир Кречет. Тут можно даже привести в качестве иллюстра-
ции знаменитый второй закон Ньютона: сила равняет-
ся массе на ускорение. Тут как раз три основных ка-
тегории и фигурируют. Масса – это относится к кате-
гории частиц. Сила – к категории взаимодействий. А
ускорение – это как раз пространственная характери-
стика, характеристика движения пространства-време-
ни.
Юрий Владимиров. И такая ситуация просуществовала от Ньюто-
на до начала 20 века, с некими, так сказать, нюансами.
А в 20 веке что произошло, если сейчас, на рубеже
веков, с позиции метафизики охватить единым взгля-
дом, что же делалось в физике 20 века и что нас ожи-
дает в 21-м веке?
В 20 веке мы оторвались от ньютоновской парадиг-
мы и перешли на дуалистические парадигмы. Ну, а
когда у вас три начала, то, как вы к дуализму перей-
дёте? Вы как-то будете пары соединять, правильно?
Собственно говоря, два кита в теоретической физике
20-го века, о которых я уже говорил – общая теория
относительности и квантовая теория, – как раз яркие
примеры этой процедуры.
Вот что такое общая теория относительности? Мно-
го на эту тему у вас было передач, рассказывали о раз-
ных теориях, с разных сторон освещались закономер-
ности – и чёрные дыры, и вселенная, и космология, и
прочие вопросы. Так вот, если в нескольких словах, то
общая теория относительности провозгласила следу-
ющее, и вот на что она опирается: нет отдельно про-
странства-времени, нет отдельно гравитационного по-
ля как такового. Нет этих категорий или этих начал. А
есть у нас единое искривлённое риманово простран-
ство-время.
А что касается третьей категории, или третьего на-
чала – частиц, то они общей теорией относительности
не охватываются, то есть они просто включаются в это
искривлённое пространство-время, в уравнение Эйн-
штейна, в правую часть. Если, как сказал Владимир
Георгиевич, уравнения Ньютона содержали три части
(сила равняется масса на ускорение), три категории, то
общая теория относительности, уравнения Эйнштей-
на состоят из двух частей. Левая часть – геометриче-
ская, или как Эйнштейн говорил, это некая монолитная
часть его теории, а правая часть – это, как он говорил,
глиняная нога – это материя, та материя, которая вно-
сится, это тензор энергии импульса, это характеристи-
ка материи. И вот геометрия определяется, определя-
ется материей. Вот суть. Вот что такое общая теория
относительности.
Владимир Кречет. А в свою очередь материя определяет арену
своего действия, то есть, свойства пространства и вре-
мени. Такая получается взаимосогласованная систе-
ма: геометрия плюс материя. То есть получается, что
слева у нас стоят объединённая категория полей и
пространства-времени, а справа – категория отдель-
ных материальных частиц. Типичная получилась дуа-
листическая теория.
Юрий Владимиров. Так вот, что ещё нужно к этому добавить. То,
что, может быть, не так явно звучало в тех передачах,
которые у вас были. Ведь общая теория относительно-
сти эту программу не довела до конца. Эйнштейн это
чувствовал, и последние 20-30 лет он, так сказать, му-
чался, пытался довести программу до конца. Ведь не
все поля были геометризованы. С гравитацией это уда-
лось сделать, а дальше что? Ведь есть электромагнит-
ное поле как минимум, электромагнетизм – из полей,
которые на больших расстояниях чувствуются. И вот
как это геометризовать? Оказывается, это продолжа-
ют многомерные теории, теория Калуцы, которую сей-
час называют теорией Калуца-Клейна. Для этого при-
шлось увеличить число измерений. Если в общей тео-
рии относительности их 4, то там – 5. И тут есть очень
интересный вопрос, который в книге у меня затрагива-
ется. Я много занимался многомерными теориями: су-
тью этого многомерия, почему не принимали это мно-
гомерие? Ведь работы Калуцы 19-го года, они в 21-м
году были опубликованы. И с тех пор тут была очень
интересная история. Было очень трудно преодолеть
тот психологический барьер, что количество измере-
ний нужно увеличить. А что такое пятая координата?
Ведь это что-то необычное. Когда строилась теория от-
носительности, было проще. Было пространство – три
измерения, – было время. И просто их соединили. Хотя
там тоже большой психологический барьер надо было
преодолеть, как они соединяются, пространство и вре-
мя.
Владимир Кречет. Вообще-то, сделал это Минковский всё-таки,
наверное.
Юрий Владимиров. Такие важные идеи они приходят одновремен-
но в разные головы. Как время созревает, так и дела-
ются эти открытия. А что такое пятое измерение? Так
вот, оказывается, каждый из нас, когда приходит вече-
ром домой и щёлкает выключателем, включает пятое
измерение, начинает работать пятое измерение. Это
электромагнитные поля.
Владимир Кречет. То есть четвёртое пространственноподобное
измерение или пятое пространственно-временное.
Юрий Владимиров. Да, пятое измерение является пространствен-
ноподобным. Вы щёлкнули выключателем, и у вас
пошёл ток, значит, у вас заработало пятое измерение
или четвёртое пространственное. И самое интересное
тут то, что, оказывается, импульс заряженной частицы
вдоль пятого измерения – это есть заряд. Заряд – это
пятая компонента импульса. Три компонента нам хо-
рошо известны, четвёртый – это энергия, а пятый – это
электрический заряд. Вот такая ситуация.
Владимир Кречет. Я хочу добавить. С этой точки зрения, всё элек-
тромагнитное поле – это просто гравитационное вза-
имодействие, но в дополнительном измерении. И то,
что мы видим под видом электромагнитных волн, све-
товых волн – это на самом деле пульсация четвёрто-
го пространственного измерения, его проекция на наш
трехмерный мир.
Александр Гордон. Гравитационная проекция.
Владимир Кречет. Вообще проекция, то, как мы его наблюдаем.
Мы наблюдаем из нашего трехмерного мира эти четы-
рехмерные пульсации, волны. И нами это воспринима-
ется как электромагнитное поле.
Юрий Владимиров. Да. Так вот, оказалось, что и это ещё не всё.
Пятое измерение позволяет объединить гравитацию и
электромагнетизм. Оказывается, можно в рамках гео-
метрической парадигмы, вот той программы, которая
была начата общей теорией относительности, объеди-
нить и другие виды взаимодействия. Например, сла-
бое и даже сильное. Но для этого нужно наращивать
размерности. Тут мы щёлкнем выключателем, и будет
у нас электромагнетизм, а чтобы включить шестое из-
мерение, седьмое измерение, уже нужно строить ре-
акторы или ускорители, то есть, затрачивать усилия,
чтобы вскрыть их работу. И тут ещё выяснились очень
интересные закономерности. Сейчас уже сломаны все
преграды на увеличение размерности. Сейчас и 10, и
11, и 24, и 32.
Владимир Кречет. И 26.
Александр Гордон. Измерений.
Юрий Владимиров. Да, измерений. На самом деле, если проанали-
зировать этот вопрос, достаточно восьми измерений…
Александр Гордон. Это звучит смешно. Говорить «достаточно вось-
ми измерений», находясь в 4-мерном мире.
Юрий Владимиров. Мы-то живём, оказывается, в многомерном ми-
ре. Раз в основе нашего устройства лежат электросла-
бые, а в какой-то степени и сильные взаимодействия,
то, естественно, все они проявляются.
Александр Гордон. Но это всё-таки гипотеза.
Юрий Владимиров. Не совсем так. Если вы хотите работать в рам-
ках последовательной геометрической парадигмы, то
это будет так. Нельзя сказать, что «может быть так или
иначе».
Вот вы выбрали парадигму (мы опять к метафизике
возвращаемся). Если вы сказали «А» в виде общей те-
ории относительности и хотите оставаться в этой па-
радигме, вы и дальше пятимерие (электромагнетизм)
возьмёте и более высокие размерности для описания
электрослабых и сильных взаимодействий, чтобы бы-
ла чистая метафизическая дуалистическая парадиг-
ма.
А квантовая теория – это другое, другой ход рассу-
ждений. Там в основу положена категория частиц, кор-
пускул и категория полей, волн. Корпускулярно-волно-
вой дуализм. И квантовая теория она объединяет эти
два начала. И вкладывает их в готовое классическое
пространство-время. Пространство-время остаётся –
так, как в общей теории относительности оставалась
материя, частица, в правой части, а здесь осталось
пространство-время. А частицы и поля вы объедини-
ли в единую категорию – поле амплитуды вероятности
нахождения частиц в разных местах. Вот если вы взя-
ли эту парадигму, дуалистическую парадигму двух на-
чал, то уже дальше будьте любезны работать последо-
вательно в этой парадигме.
Копенгагенская интерпретация квантовой механики
(у вас много говорилось про эту интерпретацию) после-
довательно отражает эту метафизическую парадигму,
я бы назвал её «физическим видением мира» в отли-
чие от той парадигмы, о которой мы говорили, та бы-
ла «геометрическим видением мира». И в рамках этой
парадигмы у нас получается то, что в 20 веке было.
А почему они не соединяются? Да просто потому, что
у них разные основы, там разные категории объедине-
ны. Как совместить их вместе, когда они на разные на-
чала опираются?
Ну, и конечно тут и третий ход был. Правда, это
меньше известно широким кругам общественности.
Когда объединяется пространство-время и материя
(частица). Та парадигма была ещё раньше, ещё в 19
веке. В середине 19 века она доминировала, потом
оказалась в подавленном состоянии, когда были пред-
ложены уравнения Максвелла.
Владимир Кречет. Реляционная парадигма.
Юрий Владимиров. Да, я её называю «реляционное видение ми-
ра». Но это реляционное видение мира сыграло чрез-
вычайно важную роль в 20 веке. Например, Эйнштейн
создавал общую теорию относительности, следуя ре-
ляционной парадигме, реляционному видению, он счи-
тал, что реализует идею Маха.
Фейнман, изображённый сейчас на экране, получая
Нобелевскую премию, в своей нобелевской речи ска-
зал, что те результаты, за которые ему присуждена Но-
белевская премия (а это результаты в области кванто-
вой теории, физического видения мира, другой пара-
дигмы) были получены на основе теории прямого меж-
частичного взаимодействия – концепции реляционной,
то есть его вели примерно те же самые идеи, что ве-
ли в своё время Эйнштейна. Это любопытное обстоя-
тельство, и в то же время эта реляционная парадигма
оказалась подавленной в 20 веке.
Владимир Кречет. Подавленной успехами других парадигм, пото-
му что они оказались на некоторое время более кон-
структивными, там получались хорошие результаты,
интересные.
Юрий Владимиров. Да, и там была хорошая математика. Ведь ко-
гда мы говорим о триалистической парадигме, то в
самой системе, в самих понятиях физической теории
эта троичность тоже оказывается заключена, её мож-
но просто перечислить. У вас не будет теории, пока у
вас не будет адекватного математического аппарата,
на основе которого вы строите теорию, не будет фи-
лософского осмысления, что же вы делаете, и не бу-
дет соответствия той конструкции, которую вы строите
с материальным миром, с явлениями материального
мира. Эти три части всегда присутствуют.
Для квантовой теории нужен был аппарат диффе-
ренциальных уравнений, теория решения задачи на
собственные функции, которые позволили квантовать
системы и говорить о квантованных уровнях энергии,
об атоме.
Владимир Кречет. А в абстрактном виде это фактически про-
сто теория Гильбертова пространства, теория эрмито-
вых операторов в гильбертовом пространстве, тако-
ва математическая конструкция квантовой механики. И
как раз первый постулат квантовой механики говорит
именно об этом, о том, что любой квантовой объект
описывается именно вектором гильбертова простран-
ства, который мы ещё называем пси-функцией.
Юрий Владимиров. Для общей теории относительности тоже ну-
жен был адекватный математический аппарат, и из-
вестно, что Эйнштейну помог освоить этот аппарат его
друг со студенческих лет Марсель Гроссман. И пер-
вая статья 1913 года была совместной Гроссмана и
Эйнштейна, одна часть была написана Гроссманом и
одна часть Эйнштейном. Гроссман давал математиче-
ский аппарат римановой геометрии и дифференциаль-
ной геометрии, а Эйнштейн уже связывал дифферен-
циальную геометрию с физикой, с гравитацией, с ме-
трикой четырехмерного пространства-времени.
Владимир Кречет. Тут получается анекдотичный исторический на-
учный казус. Эйнштейну не хватало геометрического
аппарата для построения своей теории, а это было
следствием того, что студентом он не очень любил лек-
ции по геометрии, которые, кстати, читал Минковский.
И вот когда Минковский узнал о том, что Эйнштейн по-
строил специальную теорию относительности, он вос-
кликнул: «Ах, это тот самый Эйнштейн, который прогу-
ливал мои лекции по геометрии».
И как раз Минковский и достроил здание специаль-
ной теории относительности, когда ввёл своё знамени-
тое «пространство Минковского», четырехмерное про-
странство-время, пространство событий. А Эйнштейну
не хватило знаний для того, чтобы поставить оконча-
тельную точку в специальной теории относительности.
Но потом вот это четырехмерное пространство Мин-
ковского явилось отправным пунктом для того, чтобы
построить общую теорию относительности. Он просто
его искривил. Если пространство Минковского являет-
ся псевдокривым (с нулевой кривизной), то в основе
общей теории относительности уже лежит риманово
искривлённое пространство.
Юрий Владимиров. Интересно следующее: в чём же выход из со-
здавшегося в физике 20 века положения? А проблемы
глобальные: совместить общую теорию относительно-
сти и квантовую теорию это достаточно большая гло-
бальная проблема, а там и ещё есть проблемы.
Потом нужно объединить разные взаимодействия:
электромагнитное, электрослабое, сильное. Потом
ещё масса проблем, связанных с расходимостью в
квантовой теории, да и в классической теории расхо-
димость имеется, то есть бесконечные значения. И вот,
кстати сказать, раз бесконечность значений мы затро-
нули, то тут тоже очень интересный момент, который
тоже часто звучал в тех беседах, которые у вас прово-
дятся.
Вот, например, чёрные дыры, космологические син-
гулярности – все эти проблемы связаны с бесконечно-
стями. Если вы берёте чёрные дыры, то необходимо
бесконечное время, пока какое-то тело достигнет этой
сингулярности чёрной дыры, или объект сколапсиру-
ет за бесконечное время относительно удалённого на-
блюдателя.
Начальные стадии вселенной – там тоже возника-
ет бесконечность, бесконечная плотность материи в
космологических моделях. Так вот, есть замечательное
правило, которым, мне кажется, нужно руководство-
ваться в таких случаях, а именно, как только в физике
возникает бесконечность, это нужно воспринимать как
звонок: теория, которой вы пользуетесь, или та пара-
дигма, на которую вы опираетесь, перестаёт работать,
что-то не так.
Владимир Кречет. То есть это граница применимости теории.
Юрий Владимиров. Да, граница применимости теории. И когда го-
ворят о «чёрных дырах» и о том, что «свободнопа-
дающий наблюдатель» проходит через эту границу и
может не заметить и так далее – всё это, на мой
взгляд, недостаточно корректно. Мне представляется,
что здесь нужно остановиться и задуматься, а с чем,
на самом деле, связаны наши рассуждения?
А наши рассуждения, связанные с «чёрными дыра-
ми», опираются на ту дуалистическую парадигму об-
щей теории относительности и вообще геометрическо-
го подхода, о которых шла речь. Дело в том, что, ко-
гда мы используем ту или иную парадигму, то есть вы-
бираем те начала, на которые мы опираемся, то, как
правило, этим началам придаётся абсолютный смысл.
Считается, что они незыблемы и мы рассуждаем, на
них опираясь.
А в своё время ещё Мах, когда критиковал ньютонов-
скую парадигму, говорил, что нельзя придавать абсо-
лютный смысл тем понятиям, которые являются вспо-
могательными. С их помощью мы ставим как бы сце-
нарий окружающего мира на сцене нашего разума. То
есть, эти понятия нельзя абсолютизировать. Они име-
ют относительный характер в рамках той парадигмы,
которую вы используете. Но вот у Ньютона было три
таких начала, на которые он опирался, вот в этих – два.
А что дальше? А дальше уже подсказывает логика. Мы
должны выходить на монистическую парадигму, пере-
ходить на холистскую позицию, то есть, к единому на-
чалу, смотреть на мир как на единое целое – единое,
неделимое целое, из которого можно вывести, постро-
ить на его основе все те понятия, которые встречались
в теориях ХХ века и ещё раньше.
Владимир Кречет. Так, я тут хотел бы сказать вот ещё что. Пре-
жде, чем выходить на монистическую парадигму, нуж-
но некоторый подвести итог тому, к чему пришла фи-
зика ХХ века. А одной из характерных черт физики
ХХ века является то, что она перешла ту границу ме-
жду физикой и метафизикой, которую очертил Кант. То
есть уже очень многие основополагающие понятия фи-
зики ХХ века стали ноуменальными, то есть не под-
дающимися чувственному созерцанию. Вот, например,
такой объект в теории Эйнштейна как риманово ис-
кривлённое пространства. Оно только мысленное про-
странство, оно не наблюдаемо непосредственно. А,
допустим, скалярная кривизна этого пространства, она
является плотностью гравитационного действия. Тоже
ненаблюдаемая величина, чисто метафизический объ-
ект.
Александр Гордон. Волновая функция.
Владимир Кречет. Да, волновая функция – это другой пример тоже
чисто мысленного объекта. Правда, некоторые физи-
ки придают ей реальный смысл. Но всё равно, она мо-
жет быть и реальной, но это чисто идеальный ноуме-
нальный объект. Вот что можно сказать на этот счёт.
То есть, подводя итог развитию физики ХХ века, можно
так сказать, что она прошла полный путь развития по
пути гегелевской триады, по закону отрицания. Физика
выделилась из греческой метафизики, потом прошла
путь феноменологии и опять вторглась в область мета-
физики. И методы метафизики слились с методами со-
временной фундаментальной физики. То есть нет уже
границы между физикой и метафизикой в ХХ веке.
Юрий Владимиров. Да, современная, фундаментальная теорети-
ческая физика неизбежно должна в себя включать и
метафизику. И обратимся всё-таки к самому интерес-
ному, самому важному, что, на наш взгляд, нас ожида-
ет в будущем. Как я сказал, мы должны переходить на
монистическую парадигму. То есть те понятия, которые
уже были абстрактными и на основе которых мы стро-
или теорию, они уже как бы «перенапряжены». Я бы
даже так сказал: когда в ваших передачах говорится о
космологии (а в космологии об описании в общей те-
ории относительности всей Вселенной, о релятивист-
ской астрофизике), то ведь пытаются описать все дан-
ные, которые сейчас известны (а их очень много, там
идёт большая работа). И пытаются описать эти дан-
ные в рамках парадигмы общей теории относительно-
сти. Но уже не хватает тех средств, которые там есть.
Тут уже задействована и космологическая постоянная.
Ведь раньше об этом и слышать не хотели. Я знаю,
профессор Иваненко, когда говорил о лямбда-члене, о
космологическом члене, то ведь его и слушать не хо-
тели, а сейчас уже без лямбда-члена не мыслится об-
щая теория относительности. Более того – сейчас уже
начинают учитывать неримановость и кручение про-
странства.
Владимир Кречет. Уже начали использовать и пространство с не-
метричностью.
Юрий Владимиров. Для того, чтобы спасти эту парадигму, уже не
хватает наблюдаемой материи. Говорят, «четыре про-
цента». А для того чтобы свести концы с концами го-
ворят, что есть «тёмная материя», есть «тёмная энер-
гия». Тёмная энергия, она составляет 70 процентов
всего, что есть в Космосе. Тёмная материя – ещё по-
рядка 25 процентов. И только так удаётся свести кон-
цы с концами. Я ни в коем случае не говорю, что надо
возвращаться назад. Назад никогда возврата не будет.
Вроде попыток квантовую теорию объяснить скрытыми
параметрами на основе классических понятий или гра-
витацию объяснить классическими механистическими
понятиями, мол, что-то там испускается, какое-то да-
вление и так далее. Это уже пройденный этап, всё
это уже перепробовано. Пути назад не будет. Только
вперёд. Только вперёд.
Путь вперёд – это дальнейшее усложнение тех по-
нятий, на которые мы будем опираться. Причём не про-
сто усложнение в том смысле, что нужно что-то искать,
что неведомое нас что-то ждёт, а усложнение именно в
смысле перехода к монистической парадигме. А с по-
зиции этой парадигмы уже, может быть, возвращаться
назад и к квантовой теории, и к общей теории относи-
тельности. Я, например, не взялся бы писать эту кни-
гу, если бы не знал, что должно быть. Дело в том, что
математический аппарат, который адекватно отражает
эту монистическую парадигму, он уже есть. Ведь это
очень важно, как я уже говорил – без адекватного ма-
тематического аппарата строить теорию невозможно.
Так вот этот аппарат предложен, предложен он в ви-
де так называемой теории физических структур – унар-
ных и бинарных физических структур. Это сделал у нас
в России Юрий Иванович Кулаков из Новосибирска,
он предложил математику такую. А мы эту математику
применяем.
Владимир Кречет. Тут надо ещё отметить вклад Михайличенко, ко-
торый, можно сказать, достроил до конца математиче-
ский аппарат и вывел все основные физические струк-
туры.
Юрий Владимиров. Да, на этом защищены уже несколько док-
торских диссертаций. Есть хорошие публикации, книг
несколько написано. Понимаете, тут есть некоторая
инерция мышления: что, как, зачем это всё нужно? Но
тут и авторы, может быть, не совсем удачно подают
свой материал, свои достижения.
Как мне представляется, это очень глубокие по-
нятия. То есть, оказывается, можно строить теорию,
оторвавшись вообще от понятия пространства-време-
ни. Эйнштейн обсуждал эту идею и говорил, что это
всё равно что дышать в безвоздушном пространстве.
А этот аппарат позволяет дышать в безвоздушном про-
странстве.
Дело в том, что в основу теории кладутся отноше-
ния. То есть, есть некие элементы и отношения между
этими элементами. Совершенно абстрактная вещь.
Спрашивается, а как бы их связать с тем, что мы на-
блюдаем, с телами и всем прочим? Но оказывается,
что этого достаточно, это очень содержательное поло-
жение, если его должным образом математически об-
работать.
Предполагается, что есть два множества элементов.
Что это такое – мы не определяем, это примитив, на-
чальные понятия теории, мы на их основе строим саму
теорию. Между этими элементами имеется некое чи-
сло – комплексное число должно быть. Комплексное
число подразумевает, что вы не можете сказать, что
больше, что меньше. Ведь в пространстве-времени вы
знаете, что больше, что меньше. И вот если вы зада-
дите между элементами двух множеств эти отношения
и дальше предположите, что эти отношения, они удо-
влетворяют определённым законам, то…
Владимир Кречет. Скорее не закону, а принципу. Принципу фунда-
ментальной симметрии. Достаточно одного принципа.
Юрий Владимиров. Да. То, оказывается, можно найти, какой этот
будет закон. Конструкции, которые там получаются, со-
ответствуют тем геометриям, которые мы знаем, мож-
но построить знакомые геометрии. В том числе, геоме-
трию Минковского, геометрию Римана, геометрию Ло-
бачевского, ещё симплектические геометрии и так да-
лее. Это унарная геометрия.
Но открыты ещё новые геометрии – бинарные, ко-
торые в школах не проходят, в институте не препо-
дают. Это совершенно новые геометрии. Теория Ка-
луца-Клейна предназначена геометризовать мир на
основе придания геометрического статуса физическим
понятиям. А есть ведь бинарные геометрии. Из бинар-
ных геометрий вы можете построить унарные – извест-
ные геометрии.
Владимир Кречет. То есть построенные на двух множествах.
Юрий Владимиров. Да, на двух множествах. Когда вы будете скле-
ивать элементы двух разных множеств в одно новое, в
новые элементы, то отношения между ними, которые
получаются из старых отношений, они дают обычные
расстояния, интервалы. В физике это даёт то, что со-
ответствует действию взаимодействия между объекта-
ми. Вот это можно построить.
Так вот спрашивается: если теория Калуца-Клейна
и общая теория относительности строятся на унарных
геометриях, то если мы открыли, что есть бинарные
геометрии, почему это не делать на основе бинарных
геометрий?
Так вот, оказывается, если мы начнём проводить
эту программу, то выходим сразу на теорию сильных
и электрослабых взаимодействий. То есть получается
некая первопричина, первооснова, которая описыва-
ется в рамках такой конструкции. Там вместо размер-
ности появляется понятие «ранга». Оказывается, ранг
– шесть-шесть.
Владимир Кречет. Ранг структуры.
Юрий Владимиров. Ранг структуры, бинарной физической струк-
туры – это сколько элементов задействовано. Каждая
частица, например, барион, состоит из трех кварков.
Три кварка соответствуют трём элементам, которые
описывают эту частицу. Значит, три элемента и три
элемента – это шесть. Почему шесть-шесть? Потому
что это описывает взаимодействие двух частиц, от-
ношение между двумя частицами, двумя барионами,
которые имеют трехкварковую структуру. И оказыва-
ется, эти вот первичные конструкции, которые соот-
ветствуют рангу шесть-шесть, они являются прообра-
зом всех лагранжианов, которыми физики пользова-
лись для описания сильных и электрослабых взаимо-
действий.
Если вы эту конструкцию одним образом будете кон-
кретизировать, делать её как бы вырожденной (спе-
циальный вид этой конструкции), вы придёте к силь-
ным взаимодействиям. Если по-другому – вы придёте
к электрослабым. Это совершенно другой ход по срав-
нению…
Александр Гордон. А гравитация?
Владимир Кречет. Гравитация – это тяжёлое дело, между прочим,
пока в этой теории.
Юрий Владимиров. «Тяжёлое», может быть не совсем удачное
слово. А дело в том, что на самом элементарном уров-
не гравитации нет. Гравитация имеет вторичный ха-
рактер, наведённый электрослабыми взаимодействи-
ями, главным образом, электромагнитными взаимо-
действиями. То есть гравитация вторична. Кстати ска-
зать, об этом говорил и Сахаров, исходя из других по-
нятий, из других принципов.
Владимир Кречет. Индуцированная гравитация.
Юрий Владимиров. Да, он говорил об индуцированной гравитации.
Так что есть адекватный математический аппарат,
есть философская обработка в том духе, что это мони-
стическая парадигма. Вы не разделите в этом перво-
начале отдельные части, у вас всё сразу рассыпается,
становится бессмысленным. То есть не будет отноше-
ний между элементами – вещь в себе.
Александр Гордон. А как третья часть – наблюдательная и экспери-
ментальная?
Юрий Владимиров. Так вот, есть адекватный аппарат, и есть аде-
кватная философская обработка. Что касается экспе-
риментальной части. Мы выходим на электрослабые и
сильные взаимодействия.
В рамках этой конструкции понятно, почему у нас
имеется три поколения частиц, как связаны сильные
и электрослабые взаимодействия, чему соответству-
ют глюоны, почему их восемь, что такое W-базоны, Z-
базоны, что такое нейтрино. Оказывается, и нейтри-
но, и электроны, и барионы описываются очень по-
хожим образом. Все одинаково описываются. Просто
там имеется некоторая спецификация. Так сказать,
столбцы зануляете и у вас получается… Один стол-
бец занулили – и вы не барион будете иметь, а леп-
тон, электрон, допустим. Два столбца занулите – у вас
будет нейтрино. А все формулы, которыми описыва-
ются взаимодействия между частицами, они те же са-
мые, просто вы проводите спецификацию, и получают-
ся те выражения, которые соответствуют лагранжиа-
нам в стандартной теории.
Владимир Кречет. И здесь опять получается любопытная геоме-
трическая аналогия. Все эти прообразы лагранжиана,
которые получаются в бинарной геометрофизике, гео-
метрически представляют из себя объёмы, построен-
ные на бинарных структурах.
Александр Гордон. Какое количество последователей есть у мониз-
ма сегодня?
Юрий Владимиров. Не так-то много, потому что это изобретение
последнего времени. В Новосибирске группа, ученики
Юрия Ивановича Кулакова в Горно-Алтайске работа-
ют, в Барнауле. В Москве мы работаем, в Московском
университете. Владимир Георгиевич работает в Яро-
славском университете. У нас есть сторонники, кото-
рые работают и в области философии, пытаются это
всё обработать. Начинается процесс развития. А там
много работы, непочатый край…

Материалы к программе


Материалы к программе:
Из книги Ю. С. Владимирова «Метафизика»:
Современному читателю непросто ответить на вопрос, что такое метафизика. Одна эпоха сменяла другую и вносила свои коррективы не только в само понятие, но и в отношение к нему. Мыслители античности и естествоиспытатели средневековья рассматривали метафизику как систему представлений об основах бытия, о первичных понятиях и закономерностях мироздания, которые трактовались в рамках принятых философско-религиозных учений. Последним придавалось первостепенное значение по сравнению с естественнонаучными дисциплинами. Именно в таком ключе была написана «Метафизика» Аристотеля.
До наших дней дошло утверждение И. Ньютона: «Физика, бойся метафизики!» И тем не менее великого ученого считают не только физиком, но и метафизиком. Многие произведения Г.Лейбница, И.Канта и других известных естествоиспытателей и философов называют метафизическими, хотя в этот термин как Ньютон, так и другие мыслители вкладывали разный смысл. Так, Д’Аламбер, критикуя философские системы от Аристотеля до Лейбница, заявлял: «На место всей туманной метафизики мы должны поставить метафизику, применение которой имеет место в естественных науках, и прежде всего, в геометрии и в различных областях математики. Ибо, строго говоря, нет науки, которая не имела бы своей метафизики, если под этим понимать всеобщие принципы, на которых строится определенное учение и которые являются зародышами всех истин, содержащихся в этом учении и излагаемых в нем».
Известно, что Юм скептически относился к возможностям разума осмыслить понятия силы и действия, а отсюда и ко всей метафизике как «разрушительной философии». Тем не менее он писал: «Метафизика и мораль — суть важнейшие отрасли науки; математика и естествоведение не имеют и половины такого значения». И.Кант называл метафизику «чистым философским познанием» и утверждал, что «принципы метафизики (куда принадлежат не только ее основные положения, но и основные понятия) никогда не должны браться из опыта, ибо она должна быть познанием не физическим, а метафизическим, т. е. лежащим за пределами опыта. Итак, в ее основание не ляжет ни внешний опыт, служащий источником собственно физике, ни внутренний, на котором основывается эмпирическая психология. Метафизика есть, таким образом, познание a priori, или из чистого рассудка и чистого разума». Полагая, что настоящей метафизики еще не создано, он писал: «Но так как, тем не менее, запрос на нее никогда не может исчезнуть, потому что интерес общего человеческого разума слишком тесно с нею связан, то нужно будет признать, что неизбежно предстоит, как этому ни сопротивляйся, полная реформа или, лучше сказать, новое рождение метафизики по совершенно неизвестному до сих пор плану». В «Пролегоменах» Кантом была сделана попытка сформулировать общие принципы будущей метафизики.
В XX веке один из создателей (копенгагенской) интерпретации квантовой механики Макс Борн в лекции, посвященной юбилею Джоуля (в статье «Физика и метафизика»), сказал: «Позвольте процитировать вам определения метафизики, взятые у двух современных философов. Согласно Вильяму Джемсу, «метафизика -это необычайно упорное стремление мыслить ясным образом». Бертран Рассел пишет: «Метафизика, или попытка охватить мир как целое посредством мышления». Эти формулировки подчеркивают две главные стороны метафизики: одна — метод (обязательная ясность мышления), другая — предмет изучения (мир как целое)… Я предлагаю употребить слово «метафизика» в более скромном значении — как в отношении метода, так и предмета, — а именно как «исследование общих черт структуры мира и наших методов проникновения в эту структуру». После обсуждения достижений фундаментальной физики и их влияния на мировоззрение человечества М.Борн закончил лекцию одним замечанием по поводу определения метафизики, данного Расселом: «Метафизика — попытка постичь мир как целое с помощью мысли. Имеет ли какое-нибудь значение для решения этой проблемы гносеологический урок, преподанный физикой? Я думаю, что да, ибо он показывает, что даже в ограниченных областях описание всей системы в единственной картине невозможно. Существуют дополнительные образы, которые одновременно не могут применяться, но которые тем не менее друг другу не противоречат и которые только совместно исчерпывают целое. Это весьма плодотворное учение, и при правильном применении оно может сделать излишним многие острые споры не только в философии, но и во всех областях жизни».
В данной книге речь идет об основаниях бытия с позиций не философа, а физика и рассматриваются вопросы, которые в прямом смысле лежат «за физикой», «над физикой» или «после физики». Находясь на границе собственно теоретической физики, математики и философии (даже религии), данная область знания занимается философским осмыслением физики, достигшим к концу XX века высот, вплотную приблизивших ее к тому, что естественно назвать старым термином «метафизика». «Некоторые авторы, — как отмечает С. К. Клини в книге „Введение в метаматематику“,- пользуются приставкой „мета“ для обозначения языка или теории, в которой другой язык или теория делаются предметом изучения, не ограниченного финитными методами».
Предложенное здесь естественнонаучное осмысление мира является результатом сопоставления нескольких миропонимании, отражающих различные точки зрения, опирающиеся на разные комбинации взаимно дополняющих друг друга категорий.
Современное состояние физической науки можно сравнить с ситуацией, сложившейся в начале XX века, когда были созданы теория относительности и квантовая механика. Напомним, эти открытия были основаны на синтезе более простых категорий в новые «обобщенные»: на объединении пространства и времени в 4-мерное пространство-время, на едином описании волны и частицы в рамках волновой механики, на переходе от гравитационного поля в плоском пространстве-времени к искривленному пространству-времени общей теории относительности. Несомненно, эта тенденция будет развиваться вплоть до построения теории единой физической сущности, лежащей в основании мира. В данной книге сделана попытка проанализировать этот процесс и наметить новый подход к решению данной проблемы.
В фундаментальной теоретической физике XX века ключевой характер приобрели те же концептуальные вопросы и проблемы, которые на протяжении двух с половиной тысячелетий были в поле зрения философии (и богословия). Исследуя широкую область природы, охватывающую закономерности различных масштабов — от свойств Вселенной в целом до самых элементарных кирпичиков мироздания в микромире, физика вскрыла чрезвычайно важные принципы, некоторые из которых сквозным образом пронизывают все сферы бытия от элементарных частиц до духовной жизни человека.
Физика имеет дело с более простыми системами, которые поддаются строгому математическому описанию, позволяющему отделить менее существенные факторы от ключевых, поэтому в рамках фундаментальной теоретической физики можно разглядеть и сформулировать общие принципы метафизики, имеющие универсальное значение.
Приступая к изложению материала, автору хотелось бы присоединиться к словам Эрнста Маха из предисловия его книги «Познание и заблуждение»: «Работая в течение более сорока лет в лаборатории и на кафедре как наивный наблюдатель, не увлеченный и не ослепленный никакой определенной философской системой, я имел возможность разглядеть пути, по которым развивается наше познание. Я сделал попытку описать эти пути в различных сочинениях. Но и то, что мне удалось изучить, не есть исключительно мое достояние. Другие внимательные исследователи наблюдали часто то же самое или весьма сходное… Я надеюсь, что мой труд не пропадет даром. Может быть, даже философы усмотрят когда-нибудь в моем предприятии философское очищение естественнонаучной методологии и со своей стороны придут мне навстречу. Если же этого не случится, я все же надеюсь, что принесу пользу естествоиспытателям».
Введение. В физике принято различать 1) прикладную часть, где во главу угла ставится физический эксперимент (в теоретической физике — это соответствие теоретических построений опыту), 2) математический аппарат (логическую, рациональную составляющую теории) и 3) физическую интерпретацию (философское осмысление). Часто ведутся споры о том, какая из этих трех сторон физики важнее.
На протяжении большей части XX века полагалось, что безусловным приоритетом в науке пользуется практика, эксперимент, и назначение науки виделось в решении, главным образом, прикладных задач. Поэтому подавляющая часть ассигнований на физику, выделялась в связи с потребностями военно-промышленного комплекса. Многие и сегодня продолжают утверждать, что физика — наука, прежде всего, экспериментальная.
Со времен античности бытует мнение, что научность той или иной области знания определяется степенью использованной в ней математики. Современная физика без математики немыслима, причем к концу XX века в теоретической физике использовались буквально все разделы современной математики. Иногда бывает трудно различить, где кончается математика и начинается физика. Порой увлечение физиков-теоретиков чистой математикой принимало крайние формы. Так, в 60–70-х годах XX века чрезвычайно популярными были исследования по аксиоматике квантовой теории. Полагалось, что все беды с расходимостями (с появлением бесконечно больших величин в физике) кроются в недопонимании свойств сингулярных функций, в нерешенности некоторых математических проблем аналитических функций и т. д. В итоге значительная часть видных физиков-теоретиков навсегда ушла из физики в математику.
Другой пример: исследования конца XX века в области классической общей теории относительности в значительной степени превратились в работы по математической физике, направленные на поиск новых решений системы из нелинейных дифференциальных уравнений второго порядка, каковыми являются уравнения Эйнштейна. За почти 90 лет существования общей теории относительности заложенные в ее основу физические принципы оказались практически выработанными.
Согласно третьей точке зрения, движущей стороной теории являются физические идеи и адекватная физическая и философская интерпретация. В этой связи часто называются работы М. Фарадея, Э.Маха, Г. А. Гамова и других, в которых акцент делался на физическую суть проблемы. Как правило, названные физики обходились довольно простыми математическими средствами, но тем не менее достигали первоклассных результатов.
В центре внимания предлагаемой книги находится третья составляющая физики — физическая интерпретация и философское осмысление достигнутых результатов, — которая принадлежит сфере фундаментальной теоретической физики, изучающей ключевые понятия, принципы, концепции и законы, лежащие в основании физической картины мира. При этом к концу XX века ряд ее понятий, принципов и концепций приобрел ярко выраженный метафизический характер.
В фундаментальной теоретической физике XX века центральное место занимало рассмотрение природы и свойств трех физических (метафизических) категорий, лежащих в основании всех развивавшихся теорий и программ: (П-В) пространства-времени, (Ч) частиц (на квантовом уровне — фермионов) и (П) полей переносчиков взаимодействий (бозонов: фотонов, 2-бозонов, глюонов и т. д. ).
Можно сказать, что в общепринятой физике изучаются тела (частицы), которые находятся не иначе, как в пространстве-времени и взаимодействуют друг с другом через поля: гравитационное, электромагнитное и иные. В учебниках и большинстве книг по физике эти категории в значительной степени имеют самостоятельный характер. Допускается изучение свойств пространства-времени без материи, можно также рассматривать свободные электромагнитное и другие поля (без частиц-источников). Отнесем все теории с таким пониманием категорий к триалистической физической (метафизической) парадигме. Под парадигмой будем понимать систему понятий, категорий и принципов, определяющих основания и характер теории.
В XX веке развивалось несколько принципиально различных физических теорий и программ, тесно связанных с пониманием природы трех названных физических категорий. Теорию относительности (специальную и общую) и квантовую теорию часто называют двумя столпами теоретической физики XX века. Они построены на существенно различных основаниях.
В квантовой теории нет частиц в классическом их понимании, нет также полей переносчиков взаимодействий как непрерывно распределенной в пространстве-времени субстанции. Вместо них используется новая обобщенная категория поля амплитуды вероятности, определяющая возможность обнаружения квантов поля в соответствующих местах пространства-времени. Последнее же сохраняет статус независимой физической категории, как в триалистической парадигме.
В общей теории относительности отсутствует отдельная категория плоского пространства-времени и нет отдельного гравитационного поля — вместо них вводится новая обобщенная категория искривленного (риманова) пространства-времени. Гравитационное взаимодействие описывается геометрическими характеристиками искривленного пространства (метрикой, кривизной). Прочая материя, в частности частицы, вносится в пространство-время извне и учитывается в виде правой части уравнений Эйнштейна. В многомерных геометрических моделях типа теории Калуцы-Клейна наряду с гравитационным полем геометризуются поля переносчиков других взаимодействий: электромагнитного, электрослабого, сильного.
В течение XX века были затрачены огромные усилия на попытки объединения закономерностей общей теории относительности и квантовой теории, но они оказались тщетными из-за того, что физики-теоретики здесь имели дело с теориями, построенными в рамках принципиально различных метафизических парадигм, а найти более общую парадигму, позволяющую взглянуть на их основания с единых позиций, так и не удалось.
В литературе представлены исследования в рамках и других парадигм, в частности, можно назвать теорию прямого межчастичного взаимодействия Фоккера-Фейнмана, опирающуюся на концепцию дальнодействия, альтернативиую доминирующей в XX веке концепции близкодействия (теории поля). В ней среди первичных понятий (категорий) вообще нет полей переносчиков взаимодействий. Их роль берут на себя категории частиц и пространства-времени в специальном обобщенном их понимании.
Таким образом, в физике XX века оказались представленными теории (программы) из разных физических (а точнее, метафизических) парадигм, опирающихся на разные категории и принципы. Можно утверждать, что названные и некоторые другие исследования фактически представляли собой попытки опереться не на три, а на меньшее число из названных или обобщенных метафизических категорий. Естественно, что главным образом изучались возможности построения физической картины мира на основе двух метафизических категорий: обобщенной, объединяющей в себе две категории, и оставшейся. Такие теории будем называть дуалистическими. Имея три варианта объединения двух категорий из трех, получаем три типа физических теорий (дуалистических парадигм) или три миропонимания одной и той же физической реальности под разными углами зрения.
Вопросы об основаниях (физической) картины мира, о числе ключевых физических категорий, о виде возможных парадигм и их числе следует отнести к сфере метафизики. Таким образом, фундаментальная теоретическая физика XX века оказалась неразрывно связанной с метафизикой.
В метафизике всегда присутствовали два подхода к реальности: холизм и редукционизм. Холизм основан на таком понимании мира, когда целое доминирует, предшествует своим частям. Холизму противостоит редукционизм, в котором единое расщепляется на части, понимаемые более первичными, предшествующими целому. Оба эти подхода имели важное значение и дополняли друг друга в процессе познания мироздания.
Редукционизм доминировал (и продолжает доминировать) в развитии представлений о структуре материи. Достаточно назвать учение об атомно-молекулярной структуре вещества, понимание атомов в виде ядер, окруженных электронными оболочками, протонно-нейтронную модель ядер, кварковую структуру нуклонов, гипотезы о прекварках и т. п. Редукционизм проявился и в выделении названных выше категорий: пространства-времени, частиц, полей переносчиков взаимодействий, которые в триалистической парадигме имеют статус самостоятельных сущностей.
Холизм можно усмотреть в трудах античных мыслителей, в стремлениях Р. Декарта, Р. И. Бошковича и других естествоиспытателей и философов нового времени построить монистическую картину мира. Особо важное значение идеи холизма имели в XX веке, что проявилось в попытках теоретиков объединить известные виды физических взаимодействий, построить единую теорию поля и геометризовать всю физику.
Названные выше главные физические теории, определявшие лицо физики XX века, свидетельствуют о том, что доминирующей была тенденция перехода от триалистической парадигмы, сформулированной еще Ньютоном, через дуалистические к монистической парадигме, опирающейся на единую обобщенную категорию, т. е. наблюдалось стремление от категорийного редукционизма к холизму. Именно эти вопросы, а также попытки найти и описать единую обобщенную категорию (первооснову мира) находятся в центре внимания данного исследования.
Чрезвычайно важным фактором метафизического характера является выделенность, как в редукционистском, так и в холистском подходах, двоичности и троичности.
В настоящей книге анализируется и развивается тенденция к категорийному холизму (к монистической парадигме), т. е. названные категории предлагается считать лишь временными, вспомогательными понятиями, удобными для восприятия мироздания. Основное внимание будет сосредоточено на выявлении в теориях различных парадигм свойств более глубокой сущности (единой обобщенной категории), лежащей за ними.
Единое физическое мироздание может быть представлено в виде куба, построенного на трех осях, соответствующих названным метафизическим категориям триалистической парадигмы. Одна из вершин куба выбрана в качестве начала координатных осей, олицетворяющих три категории: по вертикали — категория пространства-времени, по горизонтали вправо — категория полей-переносчиков взаимодействий и вперед направлена ось, соответствующая категории частиц. Физические теории триалистической парадигмы, можно сказать, описывают мироздание через проекции на оси-ребра куба.
Назовем физическим миропониманием вариант теорий (метафизических парадигм), основанный на объединении категорий частиц и полей. Физическое миропонимание соответствует взгляду на куб физической реальности снизу. Этот подход определял главное, можно сказать, магистральное направление развития физики в XX веке. К теориям этой парадигмы относится квантовая механика и квантовая теория поля, в которых симметричным образом рассматриваются (бозонные) поля переносчиков взаимодействий и (фермионные) поля частиц. Апогей этого подхода проявился в открытых во второй половине XX века суперсимметричных преобразованиях между фермионными и бозонными волновыми функциями. Эта же линия продолжается в столь модных в самом конце XX века исследованиях суперструн и супермембран.
Назовем геометрическим миропониманием взгляд на куб физической реальности со стороны его задней грани, характеризуемой ортами категорий пространства-времени и полей переносчиков взаимодействий. Центральное место здесь занимает эйнштейновская общая теория относительности. К этому же классу теорий относятся многомерные геометрические модели физических взаимодействий, называемые ныне теориями Калуцы-Клейна, где, кроме гравитации, геометризуются и другие виды физических взаимодействий, в первую очередь, — электромагнитные. Геометрическое миропонимание является предметом рассмотрения во второй части книги.
Взгляд на физическую реальность с позиций категорий пространства-времени и частиц назовем реляционным миропониманием. К нему, прежде всего, относится теория прямого межчастичного взаимодействия Фоккера-Фейнмана, основанная на концепции дальнодействия, альтернативной общепринятой концепции близ кодействия, воплощенной в теории поля.
Дальнейшее развитие этого направления просматривается в так называемой теории (унарных) физических структур Ю. И. Кулакова, где вместо отдельных категорий пространства-времени и частиц вводится новая (метафизическая) категория физической структуры.
Главной целью физиков-теоретиков является построение физической картины мира на основе единой обобщенной категории, которое по-разному «видится» с каждой из трех сторон куба: единый вакуум в физическом подходе, единая геометрия в геометрическом миропонимании или физические структуры (системы отношений) в реляционном миропонимании. На наш взгляд, это разные названия одного и того же физического (метафизического) первоначала — того, что лежит «за», «над» или «под» физикой и составляет ядро (холон) монистической парадигмы, причем различие обусловлено предварительным, пока еще неполным его знанием в отдельных миропониманиях.
Одна из главных задач книги состоит в описании повой физической программы (парадигмы) — бинарной геометрофизики, — основанной на одной обобщенной метафизической категории. Выход на эту монистическую парадигму оказался возможным в результате анализа всех других физических (метафизических) парадигм, опирающихся на комбинации двух и трех начал (категорий). Бинарная геометрофизика впитала в себя ряд черт теорий других парадигм, в частности, идеи многомерных геометрических теорий Калуцы-Клейна, теории прямого межчастичного взаимодействия Фоккера-Фейнмана, и использует математический аппарат теории бинарных физических структур Кулакова.
Для осмысления и получения наблюдаемых следствий из теоретических построений, содержащих обобщенные категории, необходимы методы обратного возвращения к привычным понятиям (категориям) триалистической парадигмы, что осуществляется посредством своеобразных методов проецирования новых теорий на Классические понятия. В общей теории относительности это делается с помощью методов систем отсчета. В теориях Калуцы-Клейна используются аналогичные методы 1 + 4- или 1 + … + ’4-расщепления, которые можно понимать как обобщенные системы отсчета, характеризующие физическую ситуацию. В квантовой механике это реализуется с помощью эрмитовых операторов, обладающих вещественными собственными значениями, которые соответствуют показаниям макроприборов. Известно, что В. А. Фок в России и В. Паули на Западе обращали внимание на эквивалентность ролей макроприбора в квантовой механике и системы отсчета в теории относительности.
Заключение. В физике XX века, как и в естествознании (натурфилософии) прошлых веков, важное значение имели идеи и принципы метафизики, истоки которой лежат в философско-религиозных учениях Востока и Запада.
В рамках фундаментальной теоретической физики, имеющей дело с системами, которые поддаются строгому математическому описанию, позволяя отделить существенное от второстепенного, и достигшей высокой степени абстрагирования, удается выделить основные принципы метафизики: 1) принципы двоичности и троичности, 2) принцип фрактальности, 3) принцип предельного монизма, 4) принцип триединства первоначала, 5) принцип проецирования.
1. Принципы двоичности и троичности. Метафизику предлагается понимать как иерархию парадигм, основанную на двоичности и троичности в фундаменте мироздания, т. е. следует говорить не о множестве различных метафизик, как ранее полагали, а о единой системе парадигм.
Двоичность проявляется, прежде всего, в холистском и редукционистском подходе к мирозданию. При холистском взгляде (в монистической парадигме) онтологична единая, нераздельная первооснова мира, тогда как при редукционистском подходе онтологичны его составные части — категории (начала).
Троичность проявляется в редукционистском подходе в выделении именно трех основополагающих начал (категорий) мироздания. В метафизике философско-религиозных учений таковыми являются материальное, идеальное и духовное начала, в метафизике материального начала (в естествознании) ими являются три физические категории: пространство-время, поля переносчиков взаимодействий и частицы.
В систему метафизических категорий входит класс из шести дуалистических парадигм, имеющих «промежуточный характер между монистической и триалистической парадигмами. Их число — шесть — определяется количеством возможных способов объединения пар категорий в некие обобщенные. Самостоятельность категории или вхождение ее в состав более общей соответствует двоичности ее понимания.
Шесть смешанных дуалистических парадигм естественно разбить на три пары родственных парадигм — миропонимании, в которых так или иначе оказывается выделенной одна из категорий. Эти три класса парадигм можно наглядно представить в виде трех взаимно перпендикулярных проекций куба.
Разделим шесть дуалистических парадигм на две тройки — одногранные и двугранные — по характеру образования обобщенных категорий.
Собирая вместе монистическую, триалистическую и шесть дуалистических парадигм, приходим к иерархии метафизических парадигм, в которых усматривается аналогия с китайской даосистской системой из восьми триграмм. Изложенные в книге физическое, геометрическое и реляционное миропонимания можно представить как восхождение по системе китайских триграмм снизу вверх от триалистической к монистической парадигме.
Пусть сплошные отрезки изображают категории, рассматриваемые в качестве первичных, самостоятельных, а прерывистые отрезки соответствуют категориям, включенным в некие обобщенные, тогда одногранные парадигмы можно связать с тремя триграммами с одним сплошным и двумя прерывистыми отрезками. Три триграммы с парой сплошных отрезков и одним прерывистым можно интерпретировать через двугранные парадигмы. Примером может служить теория прямого межчастичного взаимодействия в реляционном видении мира. Таким образом, интерпретируется шесть триграмм.
Триграмме (нижней) из трех сплошных отрезков соответствует триалистическая парадигма, опирающаяся на три самостоятельные физические категории. Оставшуюся, восьмую триграмму можно понимать как мечту физиков-теоретиков XX века, стремившихся найти единую физическую сущность, из которой следовали бы вес названные физические категории.
Аналогичным образом можно классифицировать философско-религиозные учения, заменив три физические категории на соответствующие им три начала. Имеется существенное различие в эволюции физических теорий и философско-религиозных учений: если эволюция в физике происходила снизу вверх (от триалистической к монистической парадигме), то в развитии философско-религиозных систем можно усмотреть обратную тенденцию сверху вниз (от монотеизма к самостоятельности отдельных начал).
2. Принцип фрактальности: каждая из выделенных частей (категорий, начал) подобна целому, т. е. в каждой из категорий проявляются черты всех других категорий.
Наличие аналогий в философско-религиозных учениях и в физических теориях является отражением метафизического принципа фрактальности. В физике, как системе знаний о материальном начале, отражается единое целое, являющееся предметом рассмотрения философско-религиозных учений. В метафизике физики материальному началу соответствует категория частиц, идеальному (рациональному) началу — категория пространства-времени, а духовному началу — категория полей переносчиков взаимодействий.
В совмещении философско-религиозных и естественнонаучных парадигм можно усмотреть аналогию с частью гексаграмм древнего китайского учения, где две системы триграмм объединяются в систему гексаграмм. Напомним, что на ряде древних рисунков внутри круга изображалась система из восьми триграмм, соответствующих земному миру, а снаружи рисовалась аналогичная система из восьми триграмм, относящихся к миру небесному. Все возможные комбинации двух восьмерок триграмм составляют систему из 64 гексаграмм. В нашем подходе имеется существенное различие: мы выделяем специальную восьмерку гексаграмм, определенную указанным выше соответствием.
Система знаний об идеальном (рациональном) начале соответствует современной математике. Отмечалось, что в ее основаниях также проявляются три начала в виде выделенных Бурбаки трех математических структур, из которых формируются все разделы математики.
Рассмотрение системы представлений о духовном начале, составляющих предмет богословия, выходит за пределы данного исследования.
Принцип фрактальности проявляется и при анализе каждой из отдельных физических категорий: пространства-времени, полей переносчиков взаимодействий, частиц.
3. Согласно принципу предельного монизма, монистическая парадигма возникает на пределе делимости одной из категорий.
В физике таковой была категория частиц. Таким образом, для холизма и редукционизма имеет место своеобразная дополнительность.
В холистском подходе принцип фрактальности превращается в принцип тождества монистических парадигм.
4. Принцип триединства первоначала монистической парадигмы. В основе монистической парадигмы (холистского подхода) лежат представления о едином нераздельном первоначале, которое в древних учениях было воплощено в идее о едином Творце всего сущего: в даосизме это Дао, в христианстве — Бог. В диалектическом материализме в качестве такового была провозглашена материя. В программах теоретической физики XX века первооснова физического мироздания виделась как единый вакуум или как единая геометрия мира (прагеометрия), или как физическая структура — в зависимости от пути, по которому шли исследователи.
Первоначало монистической парадигмы проявляется в виде комбинации двуединства и триединства. Широко известна метафизическая идея двуединства — о двух взаимодополняющих сторонах первоосновы (в отличие от двоичности или дуализма в редукционистском подходе). В античности двуединство отражалось в диалектическом характере философии Пифагора, Платона и их школ. В даосизме эта идея выражалась в виде двух противоположностей: инь и ян. В философии нового времени двуединство нашло свое воплощение в диалектике, а в квантовой физике XX века эта идея отразилась в виде боровского принципа дополнительности.
Триединство первоначала как необходимость трех сторон (в отличие от троичности или триалистичности), включающих в себя и двуединство, сформулированное еще Аристотелем, проявилось в христианстве в виде догмата Святой Троицы. Как заметил В.Гейзенберг, аристотелево триединство отразилось и в квантовой механике. В бинарной геометро-физике триединство реализуется в виде двух множеств элементов (двуединство) и комплексных отношений между ними как третьей стороны первоначала.
Комбинация двуединства и триединства отражается в ранге бинарной системы комплексных отношений, ключевой для физики, причем как в виде мультипликативной композиции — в факте 6 = 2x3, так и в аддитивной композиции — в расщеплении на две подструктуры, когда 5 = 2 + 3 параметров, характеризующих любой элемент, распадаются на два внешних параметра, ответственных за компоненты импульсов частиц, и на три внутренних параметра, описывающих заряды элементарных частиц.
Комбинация двуединства и триединства в ранге проявляется в виде трех элементов, описывающих элементарные частицы (лептоны и кварки), в существовании трех цветовых зарядов хромодинамики, в наличии именно трех поколений элементарных частиц (в электрослабых взаимодействиях), в двух видах ароматов частиц (верхних и нижних), в виде трех классических пространственных измерений, в двух знаках сигнатуры (плюс и минус) пространства-времени и т. д.
5. Принципы проецирования. Для перевода обобщенных понятий дуалистических и монистической парадигм на представления триалистической парадигмы, т. е. на язык, привычный человеку (экспериментатору), используется методика проецирования, которая дает возможность понять и проверить содержание теорий, построенных на основе меньшего числа категорий. При этом ключевую роль играет выделение тел или систем частиц, составляющих тело отсчета или макроприбор. Методы проецирования также широко используются в философии и в социальной сфере.
Задача физики состоит не только в построении теории в рамках (холистской) монистической парадигмы, но и в исследовании процесса обратного перехода от нее к категориям и понятиям (редукционистской) триалистической парадигмы. Именно на этом пути открываются возможности для обоснования известных свойств категорий классической физики и решения ряда концептуальных проблем теоретической физики. В книге охарактеризован путь решения этих проблем. Несомненно, эти исследования будут иметь большое прикладное значение.
Возвращаясь к крылатой фразе, приписываемой Ньютону: «Физика, бойся метафизики!», заметим, что опасность представляют лишь противостояния взглядов, соответствующих отдельным парадигмам. Понимание же общей системы метафизических парадигм позволяет упорядочить и согласовать друг с другом физические программы различных научных школ.
Естествоиспытатели всегда опирались на ту или иную метафизическую парадигму, однако при исследовании конкретных закономерностей руководствовались методами и принципами существующей теории. Лишь на достаточно высоком уровне развития науки, когда фундаментальная теоретическая физика вплотную приблизилась к принципам метафизики, их принципы оказались на одном уровне, взаимно дополняя друг друга.
Стремление построить единую физическую теорию (в рамках метафизической монистической парадигмы), отчетливо проявившееся в фундаментальной теоретической физике XX века, соответствует концепции цельного знания («положительного всеединства»), развивавшейся русскими философами «серебряного века» и их последователями: В. С. Соловьевым, С. Н. и Е. Н. Трубецкими, С. Л. Франком, А. Ф. Лосевым и другими.
Изложенное в книге позволяет понять истоки ряда важных физических проблем и открывает тем самым новые направления исследований. Хочется надеяться, что эта работа окажется полезной и для философов, способствуя более тесному сотрудничеству представителей различных сфер науки и культуры.

Библиография


Аристотель. Соч.: В 4-х т. М., 1975–1982
Владимиров Ю. С., Мицкевич Н. В., Хорски Я. Пространство, время, гравитация. М., 1984 Владимиров Ю. С. Пространство-время: явные и скрытые размерности. М., 1989
Владимиров Ю. С. Метафизика. М., 2002
Гайденко П. П. История греческой философии в ее связи с наукой. М., 2000
Гайденко П. П. История новоевропейской философии в ее связи с наукой. М., 2000
Гейзенберг В. Физика и философия. Часть и целое. М., 1989
Девис П. Суперсила: Поиски единой теории природы. М., 1989
Кант И. Пролегомены ко всякой будущей метафизике, могущей возникнуть в качестве науки. М., 1937
Кречет В. Г. Пятимерная геометрическая модель гравитационных и электрослабых взаимодействий//Гравитация и космология. 1999. Т. 5. № 4
Кречет В. Г. Развитие представлений о пространстве и времени//Физика. Энциклопедия. М., 2000
Кулаков Ю. И. Элементы теории физических структур. Новосибирск, 1968
Мах Э. Познание и заблуждение. М., 1909 Огурцов А. П. Метафизика/Современная западная философия. Словарь. М., 1991
Фейнман Р. Нобелевская лекция «Разработка квантовой электродинамики в пространственно-временном аспекте»/Характер физических законов. М., 1968
Эйнштейн А. Физика и реальность. М., 1965 Тема № 244(21)

  • ДРУГИЕ МАТЕРИАЛЫ РАЗДЕЛА:
  • РЕДАКЦИЯ РЕКОМЕНДУЕТ:
  • ОСТАВИТЬ КОММЕНТАРИЙ:
    Имя
    Сообщение
    Введите текст с картинки:

Интеллект-видео. 2010.
RSS
X