Знание - сила, 2007 № 03 (957)

Со времен Канта ситуация существенно усложнилась. Еще в начале XX века физики верили, что изучаемые ими идеальные миры шаг за шагом становятся сложнее. Новая теория включает старую в качестве своего предельного, частного случая. Это называется принципом соответствия. Считалось в принципе возможным построить одну общую картину физического мира. Вершиной этого представления стала замечательная серия учебников Ландау и Лифшица по теоретической физике. Она обещает вывести все идеи и результаты теоретической физики из одного принципа — принципа наименьшего действия (сейчас ни к чему обсуждать, что это такое).

Это — исключительно красивое построение. Оно заметно интереснее детективных романов (конечно, для тех, кто получил хотя бы три курса университетского образования по физике). На современников эта книга, принадлежащая середине XX века, производила впечатление не хуже, чем в свое время книги Канта. Об одном моем знакомом сохранилась легенда, что разговор на любую научную тему он начинал с выписывания этого самого принципа наименьшего действия, чем удивлял уже переболевших Книгой товарищей. Однако чем больше вчитываешься в Ландау и Лившица, тем яснее становится, что обещанная гармония все же недостижима.

В середине XX века физикам пришлось уже одновременно работать в рамках нескольких взаимоисключающих подходов к одному и тому же кругу явлений. Как мне кажется, это произошло впервые в замечательных работах Колмогорова по теории турбулентности. С одной стороны, движение жидкости описывается вторым законом Ньютона (для специалистов скажу, что в этом случае он называется уравнением Навье-Стокса), в котором и речи нет о случайности. В то же время получающееся течение явно кажется случайным. Колмогоров предложил не дознаваться, как решение детерминированного уравнения становится случайным, а, махнув рукой на этот темный вопрос, заняться описанием получающегося случайного поля скорости, и показал, как это можно сделать. В целом современная физика получается похожей на картины Пикассо, в которых одновременно присутствуют изображения предмета с разных точек зрения (у женщины три уха, причем одно из них растет непонятно откуда).

В тандеме физики и математики то одна, то другая наука выходят на первое место, но физика все же, как мне кажется, в конечном счете оказывается лидером. Именно она формулирует вызовы, на которые отвечает математика. Как сказал по этому поводу безвестный мыслитель, оставивший свое мнение на столе Центральной физической аудитории Московского университета, «Физика без математики — все равно, что голый в метро: можно, но неприлично».

Тем не менее это лидерство очень относительно. Часто физические идеи выковывались в недрах математики (да и других областей знания) задолго до того, как ими воспользовались физики. Самый впечатляющий для меня пример — это идея триединства, которая без всякой мысли о квантовой механике вызрела в умах отцов церкви. Я сильно сомневаюсь, что физики начала XX века решились бы на идею корпускулярно-волнового дуализма (электрон — волна и частица одновременно) без того, чтобы они с детства не были знакомы с аналогичной фигурой мысли, возникающей в христианской теологии. Хочу пояснить, почему идея корпускулярно-волнового дуализма кажется мне менее радикальной, чем теория турбулентности Колмогорова. В первом случае разговор о частицах и волнах возникает потому, что наши органы чувств и выработанные с их помощью понятия недостаточны для адекватного представления квантовой механики. Однако сама по себе она — вполне стройная наука. Восприятие турбулентности, скажем, при мытье посуды под краном никакой проблемы не представляет, а тем не менее нам требуются взаимно дополняющие описания этого явления.

Еще более тяжелые проблемы возникают при согласовании взглядов на один и тот же вопрос представителей разных наук. Физик смотрит на мир не так, как геолог или биолог[* В других науках, скажем в биологии, тоже встречаются намеренно противоречивые описания явлений. Однако биолог еще не дошел до построения идеального математического мира, а физику уже недостаточно одного идеального мира.]. Например, есть геологи, которые серьезно обсуждают возможность того, что радиус Земли в разы меняется за небольшое по геологическим меркам время. Физикам эта точка зрения кажется заведомым вздором. Хочется сказать — вот во дворе лежит камень, измени его размеры раза в два, потом поговорим. К счастью, идея о переменности радиуса Земли не принимается на ура большинством геологов, но все же, как показывает опыт, не приводит к немедленному изгнанию из научного сообщества.

Кстати, именно из-за того, что разные науки существенно по-разному смотрят на мир, такое отторжение в научном мире вызывает идея заменить в школе физику, химию, биологию и тому подобное на один предмет — естествознание. Так, конечно, можно преподавать (говорят, так учат детей в Америке), только тогда у этой кумулятивной дисциплины не будет научного содержания. Опять же может быть, это содержание в школе лишнее, и она не должна готовить к поступлению в хорошие вузы (об этом нам недавно снова напомнил министр образования). Может быть... Только тогда нужно ясно себе представлять, что 100% поступающих в вузы должны будут всю программу изучить с репетитором.

Теперь читатель должен спросить: как точная и определенная истина физики и математики оказалась такой многоликой? И это хваленая наука, про которую я слышал, что она такая полезная и на которую общество отпускает так много денег налогоплательщиков (преимущественно не здесь, а за границей)? Что скажешь, простые, ясные и пригодные всегда ответы дает не наука, а религия. Беда только в том, что эти простые ответы несовместимы со свободным поиском истины, а в нем-то и заключена суть науки.

Приходится признать, что окружающий мир, частью которого мы сами и являемся, сложен и не допускает простых объяснений. Те объяснения, которые предлагает наука, являются частными, недостаточными и несовершенными. Надеешься, что еще шаг — и произойдет озарение, но за каждой взятой высотой видны лишь новые высоты и перевалы. История показывает, что на этом пути открыто много полезного (а также и вредного, но об этом не хочется говорить). Мы не так горды, как прежде, и знаем, что научный метод ограничен. Мы надеемся, что искусство и мораль могут помочь на трудном пути. Если человек и человечество в целом хочет быть взрослым и по мере сил брать на себя ответственность за свою жизнь, то приходится идти по этому трудному пути. Если же хочется переложить ответственность на другого, то такая возможность предоставляется не наукой. В общем, хотите жить интересно — дерзайте!