ПОДЗАГОЛОВОК: ГУМАНИТАРНАЯ ОТНОСИТЕЛЬНОСТЬ ТЕОРЕТИЧЕСКОЙ ФИЗИКИ
АННОТАЦИЯ:
В мире науки нет вещей или веществ сущих самих по себе; в том числе – самой «материи». Всё отнесено к человеку испытующему Природу.
Показав, что та же сила, которая удерживает нас на поверхности Земли, отвечает за движения всех небесных объектов, Ньютон сделал физику универсальной наукой. И, одновременно, сделал человека и его опыты ключом Универсума.
Отныне ясно, что ВСЕ физические теории суть ТЕОРИИ ПОЗНАНИЯ.
Они идентифицировались как таковые, когда физики-теоретики признали единицу информации, «БИТ», мельчайшим фундаментальным строительным блоком Материи; так сказать, информационным «атомом».
Автор этой идеи, физик Джон Уилер считал, что все материальные предметы состоят из битов информации, и выражал эту идею слоганом: «Суть из бита», – получающим в русском языке неожиданные коннотации.
(В оригинале слоган Уилера звучит: «It from bit». Слово «it» в роли существительного имеет значение «квинтэссенция, сущность чего-либо».)
Эта истина (физические теории = теории познания), формально относимая к «философии естествознания» имеет большое гуманистическое значение в плане самосознания человека: понимания себя и своего мировоззрения, сопряженного с орудийной деятельностью.
Первое её следствие очевидно – в науке нет ничего абсолютно сущего: всё относительно; а именно, отнесено к человеку в его разумной деятельности (= бездеятельности).
То есть, вещи, считавшиеся объективно существующими, суть информация несомая деятельностью человека, который – единственно сущий во всей научно-технической реальности.
Уже в масштабе биологической эволюции, на фоне родственных ему видов, человек предстаёт в значительной степени как субъект умной орудийной деятельности.
Об этом ясно свидетельствуют сегменты генома человека, показывающие наибольшие изменения за последние миллионы лет эволюции. Мы говорим об открытых Дэвидом Хосслером сегментах «HAR1» и «HAR2», ответственных за развитие коры головного мозга и запястий.
И, если по отношению к естественному восприятию имярека всегда справедлива формула Чхандогья-Упанишады «tat tvam asi», то насколько же более справедлива должна она быть по отношению к его теориям как программам, управляющим его орудийной деятельностью.
Мудрость не обязана быть инструментальной, как и самочувствие: когда говорю, что «мне тепло», это утверждение не предполагает наличие у меня градусника.
Не то в Науке: там знание «точное», сиречь инструментальное; исходная информация – это измеренные величины; или показания приборов, начиная от простой линейки, с помощью которой измеряем стороны треугольника.
Соответственно, и физические теории представляют собой логическую (= математическую) связь измеренных величин между собой. И математические функции их связывающие, или «физические законы» не должны зависеть от положения или движения наблюдателя-измерителя, а также – от условностей обозначения («плюс» – «минус»), и от выбора единиц измерения, или масштабирования.
Эта независимость, или инвариантность называется «локальной или калибровочной симметрией».
Как говорит Лоуренс Краусс…,
«… Общим свойством калибровочной симметрии является требование существования неких полей, способных действовать на больших расстояниях, которые бы «компенсировали» свободу выбора некоторых свойств частиц или пространства-времени так, чтобы при этом не изменялись основные физические законы».
По его же словам, «физики, изучающие элементарные частицы, одержимы симметриями», потому что «теории, которые не предусматривают калибровочной симметрии содержат бесконечное множество физических параметров».
Между тем, как фундаментальный закон «битовой вселенной» Уилера, гласит, что никакое геометрическое тело не может нести больше информации, чем может разместиться на его поверхности; и подтверждает тем самым, что в случае теоретической физики речь идёт о НАБЛЮДЕНИИ и феномене наблюдения, неотделимом от наблюдателя, а не об «объективном» БЫТИИ.
Всяк знакомый с началами философии не может не вспомнить тут об эллинском образе ума, или о Платоновой «пещере», на стенах которых мы с вами, своим умозрением «видим» тени реальных вещей.
Рисуемый Платоном образ пещеры ума является его ТЕОРИЕЙ ПОЗНАНИЯ. И эта теория удивительно перекликается с «законом Уилера».
Каковой закон развивает так называемый «голографический принцип», гласящий голосом Л. Сасскинда, что «Трехмерный мир нашего обыденного опыта — Вселенная, заполненная галактиками, звездами, планетами, домами, камнями и людьми, — это голограмма, образ реальности, закодированной на далекой двумерной поверхности».
Нетрудно видеть, что «голографический принцип» является принципом нашего ЗРЕНИЯ; согласно которому вся информация о зримом трёхмерном мире размещается на двумерной поверхности сетчатки глаза, так что и сам этот зримый мир есть ПРЕДСТАВЛЕНИЕ, или, фактически, – «голограмма», творимая пиксельной информацией на поверхности сетчатки; которая (сетчатка) имеет, кстати, отрицательную проективную кривизну по отношению к видимому пространству, и подобна в этом «антидисситеровской поверхности».
Откуда заключаем, что математические пространства теоретической физики неизбежно являются описаниями зрения: а значит – наблюдения и наблюдателя. Но МАТЕМАТИЧЕСКИМИ они становятся с того момента, как наблюдатель начинает проводить линии, измерять длины, строить и сравнивать геометрические фигуры.
«Иоганн Кеплер в начале XVII века, проанализировав множество наблюдательных данных, пришёл к выводу, что планеты движутся вокруг Солнца особым образом. Если соединить планету с Солнцем отрезком прямой, то этот отрезок будет за одинаковые промежутки времени «заметать» одинаковые площади». Так, благодаря геометрии, наблюдаемое межпланетное пространство стало математическим.
Галилей 400 лет назад писал: «Философия написана в величественной книге Вселенной, которая постоянно открыта нашему взору, но понять её может лишь тот, кто сначала научится постигать её язык и толковать знаки, которыми она написана. Написана же она на языке математики, и знаки её — треугольники, круги и другие геометрические фигуры, без которых человек не смог бы понять в ней ни единого слова; без них он был бы обречён блуждать в потёмках по лабиринту».
Наша наука началась с Геометрии Эвклида. Таковой она и осталась, вплоть до квантовой теории поля. В конечном счете все современные физические теории представляют собой ГЕОМЕТРИИ. Так, основная формула теории относительности Эйнштейна, в сущности, повторяет теорему Пифагора; и её соотношения суть соотношения прямоугольного треугольника.
Также истинная природа элементарных частиц, по убеждению Джона Уилера, – целиком геометрическая!
Это значит, что изменения состояний «элементарных частиц» и других квантовых объектов представляются и математически описываются как движения тел в пространстве механики, или пространстве первичной орудийной деятельности, с помощью геометрических фигур.
Так что Пирамида и рычаг стали символами Цивилизации отнюдь не случайно.
Даже современная «Теория струн» является по существу геометрией. И такие объекты, как «Многообразия Калаби-Яу» суть геометрические фигуры пространства девяти измерений.
А «теория суперструн» изначально позиционирует себя как попытка сведения всех физических явлений к привычному, наблюдаемому и производимому нами механическому движению в пространстве, за счёт увеличения числа измерений пространства. Как пишет Л. Краусс, «в её основу легло предположение, что все частицы, которые мы наблюдаем в природе, на самом деле состоят из струноподобных объектов, которые могут колебаться в этих дополнительных измерениях».
Для нас важно именно такое описание, поскольку отвечает структуре нашей орудийной деятельности.
И тут, пожалуй, уместно спросить себя: «Так что же такое ЗНАНИЕ?»
«Если описание природы является математической абстракцией, то какой смысл имеет утверждение, что мы понимаем Вселенную? Что значит «понять» что-либо?».
И, в свете всего вышесказанного придётся ответить, что «понять» значит получить ответы на вопросы о том, что и как нам ДЕЛАТЬ в той или иной ситуации.
Иными словами, ЗНАНИЕ – это кибернетика нашей производящей деятельности. А что есть наша деятельность в самом общем виде? Это формирование, расположение и движение тел в пространстве, которое измеряется и математически отображается с помощью ГЕОМЕТРИИ.
Откуда следует, что математика описывает не какой-то воображаемый «объективный мир», а возможности наших орудийных действий. Не случайно наши знания обновляются вместе с изобретением новых орудий – от парового двигателя до большого адронного коллайдера; от Сади Карно до Стивена Хокинга.
И являют собой всё более сложную Геометрию (!).
СЛАВА ЭВКЛИДУ!
А что же НЕЗНАНИЕ? Имеет ли оно физическое воплощение? Разумеется! НЕВЕДЕНИЕ – это ЭНТРОПИЯ, измеряемая числом битов скрытой от нас информации. И, таким образом, ТЕПЛО в Физике есть феномен нашего незнания. То есть, также описывает состояние наблюдателя.
После этого нас не может удивить гуманистический смысл второго начала Термодинамики, гласящего: «энтропия всегда возрастает». Каковой закон означает, что все наши искусственные системы неизбежно деградируют без приложения нашего организующего усилия, поскольку мы боремся с Природой.
При этом собственная информация системы отнюдь не уменьшается, но уменьшается информация наблюдения = контроля за системой.
Тот факт, что все физические теории «завязаны» на наблюдателя, неплохо иллюстрируется зависимостью наблюдаемого мира от пространственных масштабов эксперимента, или, попросту говоря от собственных размеров наблюдателя и его приборов.
Возьмём, например, квантовую электродинамику (КЭД). «На сегодняшний день КЭД — это наиболее хорошо подтверждённая из всех физических теорий. Сделанные на её основе расчёты согласуются с экспериментальными данными до девятого знака после запятой! Мы никогда не имели более точной теории, чем КЭД». Но – только «на таких расстояниях, где влияние W- и Z-бозонов ещё не проявляется». Словом, КЭД является полной теорией взаимодействия электронов и фотонов только на расстояниях, не меньших 10-10 см.
Итак, «соединение теории относительности и квантовой механики, первым успешным примером которого является КЭД, демонстрирует, что любая теория, и КЭД в том числе, имеет смысл только в той мере, в какой мы привязываем её к определённому масштабу».
Привязку самых фундаментальных экспериментально подтверждённых физических теорий к наблюдению и наблюдателю мы здесь и называем «гуманистической относительностью», которая лишь обобщает «относительность феноменов механики», на которую в своё время первым указал Алберт Эйнштейн.
Эта относительность может означать, что не существует объективного Космоса, или Порядка Вселенной; и что наблюдаемый нами порядок привносим в Природу мы сами. В том числе путём аппроксимации, как это показал Ханс Бете своим вычислением Лэмбовского сдвига.
После чего пришло осознание, что «со времён Галилея отбрасывание несущественного было неявным принципом построения любой физической теории». Ясно, что это «несущественное» может быть таковым только для нас, для показаний наших приборов.
«Всякий раз, когда вы что-то включаете в теорию, вы чем-то пренебрегаете» – говорит Лоуренс Краусс. Иными словами, «мы пользуемся тем, что сегодня принято называть ЭФФЕКТИВНОЙ ТЕОРИЕЙ».
Полная теория в принципе возможна, но совершенно бесполезна – ею нельзя будет воспользоваться. Так что, все физические теории, которыми сегодня пользуются физики, являются эффективными теориями.
«Ведь, если некая теория претендовала бы на правильное предсказание любых явлений на любых масштабах, в то время как мы не в состоянии наблюдать что-то на этих масштабах, то это означало бы, что мы создали теорию всего до того, как мы создали теорию чего-нибудь».
«Как, столкнувшись с подобной ситуацией, узнать, является ли теория «фундаментальной», то есть является ли она истинной на всех масштабах? Да никак!»
И «не исключено, – говорит Лоуренс Краусс, – что неспособность теории струн предсказать что-либо похожее на нашу Вселенную может означать, что попросту не существует никакого фундаментального физического объяснения, почему Вселенная именно такая, и наблюдаемые её свойства являются просто результатом случайного стечения обстоятельств».
«В этой ситуации учёные были вынуждены сформулировать принцип, согласно которому наша Вселенная выглядит именно такой только потому, что мы в ней живём!».
Очевидный вывод из всего вышесказанного: «объективный материализм» – это, вполне возможно, только самообман; не более, чем одна из преходящих форм философии знания, сопряжённая с примитивными технологиями.
Та же мысль посещает и физика Лоуренса Краусса, на которого мы здесь ссылаемся. В связи с тем, что «один физик определил красоту, связанную с симметрией в дополнительных измерениях, как «элегантность», Лоуренс пишет:
«Время покажет, присуща ли эта «элегантность» самой природе или же она существует только в глазах смотрящего».
FIN.