Cтраница 2
Попытка объяснить опыт Майкельсона - Морли и дать другое доказательство справедливости теории относительности, не допуская, что скорость света не зависит от скорости источника, была проделана в 1908 г. В. Ритцем 16 ], который заявлял, что скорость света и скорость источника света аддитивны, как в старой физике. Однако теперь известно, что скорость света не зависит ел движения его источника. [16]
Это противопоставление имеет отнюдь не только хронологический смысл. Оно соответствует коренному отличию как в методах, так и в объектах исследования старой и новой физики. Сущность этого отличия заключается в том, что старая физика занималась исследованием макроскопических явлений, тогда как новая интересуется преимущественно явлениями микроскопическими, или элементарными. [17]
К счастью, нам не нужно разбираться здесь с этими расхождениями во мнениях, так как мы намерены заниматься лишь бесспорно турбулентными потоками, самой заметной характеристикой которых является полное отсутствие сколько-нибудь определенного масштаба длины: в рамках одного процесса соседствуют вихри всевозможных размеров. Эта характерная черта хорошо видна на рисунках Леонардо и Хокусая. Она указывает на то, что турбулентность глубоко чужда духу старой физики, которая имела дело лишь с явлениями, имеющими вполне определенный масштаб. И та же самая причина включает изучение турбулентности в круг наших непосредственных интересов. [18]
Они не успели привыкнуть к тому, что постулаты классической физики самоочевидны и, потому, верны. На самом деле постулаты квантовой механики понятны и самоочевидны не более и не менее, чем постулаты старой физики. [19]
Эфир сыграл для развития физики такую же роль, какую скорлупа яйца играет для развития цыпленка. Развившись, неблагодарный цыпленок разбивает защищавшую его скорлупу и выходит на свободу. И в то время, как старые физики все еще пытались рассуждать о свойствах эфира, молодой Эйнштейн предложил совершенно выбросить это отныне бесполезное понятие и описывать электромагнитные ( и, в частности, световые) явления как процессы, протекающие в пустом пространстве. [20]
Как новая черта, в теорию Гейзенберга, Борна и Иордана добавлен матричный характер q - и / - переменных; дираковская же теория рассматривает сопряженные переменные как не коммутирующие величины. Несмотря на радикальное отличие новых идей от концепций старой физики, основной чертой дифференциальных уравнений волновой механики является их самосопряженность. Это означает, что они получаются из вариационного принципа. Поэтому, несмотря на все различия в интерпретациях, вариационные принципы механики продолжают играть важную роль в описании всех явлений природы. [21]
Чтобы представить их, так сказать, моральное состояние, любопытно перелистать некоторые страницы дополнительного тома Курса физики Ореста Даниловича Хвольсона. Этот том Хвольсоном написан незадолго до своей смерти и вышел в свет в начале тридцатых годов. Пять толстых томов Курса физики Хвольсона просматриваются сейчас только теми, кто интересуется старой физикой. [22]
К логической цепи, связывающей теорию и наблюдение, прибавляются новые звенья. Чтобы очистить путь, ведущий от теории к эксперименту, от ненужных и искусственных допущений ( выделено нами), чтобы охватить все более обширную область физики, мы должны делать цепь все длиннее и длиннее. Чем проще и фундаментальнее становятся наши допущения, тем сложнее математическое орудие нашего рассуждения; путь от теории к наблюдению становится длиннее, тоньше и сложнее. Хотя это и звучит парадоксально, но мы можем сказать: современная физика проще, чем старая физика, и поэтому она кажется более трудной и запутанной. Чем проще наша картина внешнего мира и чем больше фактов она охватывает, тем сильнее отражает она в наших умах гармонию Вселенной ( Эволюция физики, собрание научных трудов А. [23]
Невозможность точно предсказать, как поведет себя конкретный млкрообъект в измерительном акте, порождала в свое время разговоры о так называемой индетер-миниетичности квантовой механики. Высказывались, в частности, предположения, что IB микроявлениях отсутствует ( причинность, а вместо лее господствует неконтролируемый случай. Со временем на смену подобным предположениям пришло более глубокое понимание специфики протекания во времени процессов, в которых участвуют млкроо бъекты. Сетования на индетермшш-стичность квантовой механики оказались необоснованными; был осознан тот факт, что причинность в микроявлениях, безусловно, имеет место, однако она существенно отличается от характерного для старой физики классического детерминизма. [24]
Эйген высказывает взгляд, что для понимания основных принципов эволюции не требуется никакой новой физики, а нужны лишь представления о ценности информации с точки зрения самоорганизации. Этот же взгляд в заостренной форме выражает М. В. Волькенштейн, подчеркивающий, что для понимания биологических явлений, в частности явлений развития, существующая физика достаточна. Необходимо вводить новые понятия - такие, например, как селекционная ценность - необходимо по-новому пользоваться старыми понятиями, но принципы физики и химии при этом не меняются ( М. В. Волькенштейн, 1973а, стр. Философ, на наш взгляд, должен принять эти слова как выражение общей позиции современной науки по данному вопрос - с той, быть может, оговоркой, что как называть физику плюс теория информации с параметром ценности ( более общо: физику плюс новые понятия) - новой или старой физикой, относится скорее, к выбору слов. Фактом остается то, что разработка биофизической теории самоорганизации требует привлечения информационных представлений. [25]
В чем же состоят основные выводы теории относительности по данному вопросу. Специальная теория относительности, построение которой было завершено А. Эйнштейном в 1905 году, доказала, что в реальном физическом мире пространственные и временные интервалы меняются при переходе от одной системы отсчета к другой. Система отсчета в физике - это образ реальной физической лаборатории, снабженной часами и линейками, то есть инструментарием, с помощью которого можно измерять пространственные и временные характеристики тел. Старая физика считала, что если системы отсчета движутся равномерно и прямолинейно относительно друг друга ( такое движение называется инерциальным), то пространственные интервалы ( расстояние между двумя близлежащими точками) и временные интервалы ( длительность между двумя событиями) не меняются. [26]
Основой всей квантовой теории является соотношение Планка о взаимной пропорциональности энергии и частоты. Но этот квантовый постулат содержит в себе абсурдное положение. В самом деле, если понятие энергии относится к частице - кванту света или электрону, то есть к чему-то такому, что занимает малый объем в пространстве, то понятие частоты относится к волне, которая необходимо должна занимать большую область пространства, а если подходить строго, даже все пространство. Если удалить часть строго периодического волнового цуга, то он перестает быть периодическим. Таким образом, приравнивание энергии частицы и частоты волны уже само по себе совершенно абсурдно. Но ему можно придать разумный смысл, если отказаться от принципа, который в старой физике всегда считался справедливым, а именно от принципа детерминизма. Раньше исходили из предположения, что фотоэлектрический процесс, при котором световая волна вырывает электрон из металлической пластинки, детерминирован на всех своих этапах так, что имеет смысл спросить: Когда и в каком месте был отделен электрон. Какой из квантов света действовал при ударе о пластинку, в каком точно месте и в какое время. [27]
Но, обрисовывая путь, каким она создавалась, мы должны быть еще менее конкретными, чем это было до сих пор. Новые трудности, возникающие в процессе развития науки, вынуждают нашу теорию становиться все более и более абстрактной. Нас ожидает еще ряд неожиданностей. К логической цепи, связывающей теорию и наблюдение, прибавляются новые звенья. Чтобы очистить путь, ведущий от теории к эксперименту, от ненужных и искусственных допущений, чтобы охватить все более обширную область фактов, мы должны делать цепь все длиннее и длиннее. Чем проще и фундаментальнее становятся наши допущения, тем сложнее математическое орудие нашего рассуждения; путь от теории к наблюдению становится длиннее, тоньше и сложнее. Хотя это и звучит парадоксально, но мы можем сказать: современная физика проще, чем старая физика, и поэтому она кажется более трудной и запутанной. Чем проще наша картина внешнего мира и чем больше фактов она охватывает, тем резче отражает она в наших умах гармонию Вселенной. [28]