Биньямин Файн - Нищета неверия. О мире, открытом Богу и человеку, и о мнимом мире, который развивается сам по себе

Физика описывает законы природы через математические уравнения. Эти уравнения раскрывают характер законов природы: они относятся ко всем физическим телам, действуют везде в мире, и именно они определяют, как мир будет изменяться во времени. Физические тела и системы изменяются с течением времени согласно установлениям закона, но сам закон не изменяется и не зависит от времени и от расположения предмета в пространстве.

Рис. 1 . Из точки V на земном шаре бросают тела с различной скоростью

Таким образом, бесконечное множество возможных движений – с начальными условиями, характеризующими каждое из них, – определяет один и тот же закон природы и одни и те же выражающие его математические уравнения. Можно сказать, что закон природы – это реальность, не изменяющаяся при переходе от одной траектории к другой, от одних начальных условий к другим. Закон природы есть нечто постоянное – но существует много, бесконечно много возможных траекторий, «подчиняющихся» этому закону. Однако важно понять, что закон природы сохраняетсяи внутри одной определенной траектории, в каждой траектории. Что я имею в виду? Траектория физического тела представляет собой изменение этого тела во времени – в каждый момент времени оно находится в другом месте и движется с иной скоростью. Состояние тела зависит от времени, но закон природы неизменен – он постоянен и не зависит от времени. Подытоживая, можно сказать, что закон природы постоянен в двух «направлениях»: (1) он постоянен в смысле неизменности при переходе от одной траектории к другой; (2) он остается постоянным в процессе изменения физической системы во времени. Система с течением времени изменяется, но закон природы остается неизменным. Можно сформулировать это и так: все физические тела в мире (физические системы) подчиняются одному и тому же закону природы (или одним и тем же законам природы), и этот закон природы не изменяется, а остается неизменным по ходу изменения самой системы.

Физика изучает законы природы в двух различных плоскостях: макроскопической и микроскопической. Макроскопическая действительность нам прекрасно известна. Это – все, что мы видим вокруг: здания, машины, столы и так далее, а также небесные тела, звезды, галактики и тому подобное. Речь идет о достаточно больших скоплениях материи, видных невооруженным глазом. Это – то, что мы можем увидеть и ощутить. Микроскопическую же действителность невозможно увидеть и ощутить, а во многих случаях даже невозможно вообразить. Речь идет об атомах и молекулах, элементарных частицах, таких, как электроны и протоны, а также о субэлементарных структурах – кварках и струнах [6] .

Исторически макроскопические системы стали объектом исследования науки с самого ее зарождения. Более трехсот лет назад Исаак Ньютон сформулировал основные законы механики и теории гравитации, во второй половине XIX века Джеймс Кларк Максвелл открыл и сформулировал теорию электромагнитного поля, а в начале XX века Альберт Эйнштейн завершил специальной и общей теорией относительности великолепное здание классической физики. Тогда же, в начале XX века, выяснилось, что область применимости классической физики ограничена макроскопическими системами, большими массами материи, а для описания микрокосма, микромира (то есть мира атомов и более мелких частиц) требуется иной подход, отличный от классической физики. Так зародилась квантовая физика, в заложение основ которой решающий вклад внес тот же Эйнштейн. Но прежде чем перейти к обсуждению квантовой физики, мы вкратце опишем характер физики классической.

Важнейшей чертой классической физики является ее детерминизм. Это означает, что законы макромира однозначно определяют все будущие изменения физической системы. Кроме того, есть возможность восстановить ее прошлое, при условии, что мы знаем все о системе на некоторый момент времени в настоящем или прошлом. Эти законы выражены в уравнениях классической физики. Различные решения этих уравнений выражают различные движения (с различными начальными условиями) различных физических (макроскопических) тел. Еще одно понятие, относящееся к детерминистскому миру, – это причинность, что означает, что одна и та же причина всегда вызывает одни и те же следствия. Законы природы связывают между собой причину и следствие. Так, например, если бросить камень, это приведет к его падению. Закон природы, связывающий бросание камня с его падением, называется законом тяготения: всякое тело, брошенное вверх, сила гравитации притягивает к земле. Следует отметить, что не раз мыслители прошлого и настоящего приписывали черты законов природы всему, что есть в мире, и утверждали, что мир детерминистичен – все установлено изначально, и что в нашем мире властвует всеобъемлющая причинность – у всего есть причина, и одна и та же причина ведет к одним и тем же следствиям. Однако не стоит забывать, что законы физики – это лишь отражение законов природы – истинных ее законов, управляющих миром; и это отражение остается верным, как правило, лишь приблизительно.