Завершения физики проблема

ЗАВЕРШЕНИЯ ФИЗИКИ ПРОБЛЕМА. «Крестным отцом» физической науки был Аристотель. Свою книгу, посвященную исследованию природы, он назвал «Физика». «В науке о природе, — писал он, — надо определить прежде всего то, что относится к началам». Эта целевая установка прочно усвоена современной физикой — наукой о наиболее общих свойствах реально существующего мира. С точки зрения современной методологии, физика Аристотеля была очень странной наукой: он отрицал целесообразность использования опытов и математики, его метод — чисто логический анализ. Тем не менее вплоть до конца средних веков Аристотелева физика рассматривалась как вполне законченная наука о природе.

Положение радикальным образом изменилось в результате первой научной революции, начало которой положили открытия Коперника, Галилея, Декарта и Ньютона. Главное, к чему всю жизнь стремился Ньютон, — это построение системы мироздания, основанной на открытых им законах движения и гравитации. Сам он не считал, что ему удалось полностью завершить эту работу. «Великий океан истины, — писал Ньютон, — расстилается передо мной неисследованным».

Однако успехи механики XVIII в. привели его последователей к мысли, что основные задачи физики уже решены. На этом основании один из ведущих специалистов по механике XVIII в. Ж. Лагранж, оценивая итоги деятельности Ньютона, сказал, что это не только величайший, но и самый счастливый гений, потому что «систему мира можно установить только один раз».

В XIX в. стало ясно, что сам Ньютон более реалистично оценивал положение дел. Новые фундаментальные физические дисциплины — термодинамика, статистическая физика, теория электромагнетизма — значительно обогатили арсенал научных представлений о мире природы. Но к концу XIX в. у большинства теоретиков вновь стало скла-' дываться впечатление, что почти все основные задачи в области физики уже решены. Оставалось разобраться всего с двумя проблемами — теорией распределения энергии в спектре излучения черного тела и в причинах неудачи опытов по обнаружению эфира. Убежденность в том, что физическая наука практически завершена, была настолько сильной, что учитель молодого Макса Планка профессор Жоли советовал ему отказаться от увлечения теоретической физикой, т.к. там не осталось интересных задач. По иронии судьбы именно Планку суждено было сделать первый шаг на пути, который привел к краху этих иллюзий. В 1900 г. он сформулировал постулат о квантах энергии, положивший начало становлению квантовой механики, которая наряду с теорией относительности буквально революционизировала всю физическую науку XX в. Мечта физиков завершить свой многовековой труд рухнула еще раз.

Очередную попытку справиться наконец с этой задачей предпринял А. Эйнштейн после того, как в 1915 г. он закончил работу по созданию общей теории относительности. Пытаясь расширить рамки этой теории, Эйнштейн преследовал две цели — во-первых, объединить гравитацию с электромагнетизмом, а во-вторых, построить такую теорию, которая включала бы в себя принципы и квантовой механики, и теории относительности. Справиться с этой задачей Эйнштейну не удалось. К тому же в 1940-х гг. были открыты принципиально новые типы фундаментальных взаимодействий — сильные и слабые.

Неудача Эйнштейна не разочаровала теоретиков, и после его смерти их интерес к проблеме описания всех фундаментальных взаимодействий в рамках единой теории значительно возрос. Большинство теоретиков в настоящее время считает эту проблему, быть может, центральной для физики. В 1970-е гг. в этом направлении были достигнуты значительные успехи: удалось объединить электромагнетизм со слабым взаимодействием (теория электрослабых взаимодействий), созданы многообещающие теоретические модели, включившие также и сильные взаимодействия (теории великого объединения). Появилась надежда объединить, наконец, и тяготение с остальными взаимодействиями (супергравитация, или суперсимметрия). По мнению С. Хокинга, профессора кафедры Кембриджского университета, которую ранее занимали Ньютон и Дирак, эта задача будет решена в течение следующих 20 лет. И тогда, пишет он, мы узнаем основные законы, которые управляют Вселенной. На этой Последней Теории, или Теории Всего, развитие физической науки должно завершиться. Останутся лишь частные задачи исследования и совершенствования сложных систем.

Оправдаются ли эти ожидания на этот раз или нас ждет выход физической теории на новые, пока еще неизведанные рубежи? Скорее всего, верно последнее. Основоположник термодинамики необратимых процессов И. Пригожин пишет, что «Теория Всего на свете» свела бы Вселенную к некоторому фундаментальному вневременному описанию. Между тем, утверждает он, основу физической картины бытия составляет динамический хаос, а потому существуют вероятностные законы природы, несводимые к каким-либо вариантам Последней Теории. Другое возражение принадлежит автору инфляционной космологии А.Д. Линде. Он ставит вопрос о том, не существует ли неразрывной связи между изучением Вселенной и изучением сознания и не потребуется ли поэтому на этапе развития теории, следующем после решения проблемы супер-симметрии, включить в нее также и исследование степени свободы, связанной с сознанием.

Из современных теорий физического вакуума (работы А.Е. Акимова, Ю.А. Баурова, Г.И. Шипова и др.) следует, что помимо известных четырех фундаментальных взаимодействий существует также и принципиально новый, пятый тип. А потому даже если проблема суперсимметрии и будет решена, Последней Теорией Физики она оказаться не сможет.

Литература:

Кудрявцев П.С. Курс истории физики. М., 1982;

Пригожин И., Стенгерс И. Время, хаос, квант. М., 1994.

Словарь философских терминов. Научная редакция профессора В.Г. Кузнецова. М., ИНФРА-М, 2007, с. 169-170.

Яндекс.Метрика