Э. Серга - Физика без камней в голове

В решении научной проблемы важную роль играет методология, т.е. общие принципы, которыми руководствуется учёный. Причины неудач обычно связаны с используемой основополагающей идеей решения проблемы, а также тем, что называем камнями в голове. В поисках истины учёный может пойти по ложному пути и тогда теряется время, напрасно тратятся силы. Каждая проблема должна быть разбита на отдельные этапы, а в этапах предусмотрены простые положения (высказывания), истинность которых следует научно обосновать. Это позволит учёному правильно ориентироваться в определении пути решения проблемы. В общем случае можно выделить следующие основные этапы решения научной проблемы:

постановка задачи;

обоснование гипотезы, которая может быть положена в основу решения проблемы;

проверка гипотезы.

Дадим необходимые пояснения каждому из этапов.

Постановка задачи включает обобщение имеющихся данных по проблеме, анализ противоречий и обоснование требований к решению, которое позволит устранить противоречия.

Обоснование гипотезы. Этот этап часто состоит в поиске нового возможного решения, устраняющего имеющиеся противоречия. Это предполагаемое решение часто основано на идее, противоречащей существующим представлениям. Основная причина многочисленных неудач в решении научных проблем состоит именно в ошибочности изначально принятой идеи, положенной в основу предполагаемого решения.

Проверка гипотезы . Возможны различные способы проверки гипотезы, включая мысленный эксперимент, математическое моделирование, натурный эксперимент. Использование одного из методов, не означает отсутствие необходимости использования других методов. При этом должны быть определены объективные критерии оценки достоверности данных проверки.

Следует отметить, что решение отдельно взятой научной проблемы означает, как правило, появление новой проблемы, которую необходимо решить. В природе всё взаимосвязано, в ней нет деления на науки как в современном естествознании. Поэтому научную проблему нельзя считать окончательно решённой, если в результате такого решения возникают вопросы, на которые нет ответа в смежных областях науки.

Рассмотрим приведенные этапы решения научной проблемы на конкретных примерах, а именно, аномальных смещений перигелиев планет и управляемого термоядерного синтеза.

Аномальные смещения перигелиев планет .

Постановка задачи . Анализ состояния проблемы был выполнен ранее. В теории Эйнштейна было дано объяснение смещения только для Меркурия Для других планет предсказания теории не подтверждаются данными наблюдений. Требования к решению, которое может устранить имеющиеся противоречия состоит в следующем: удовлетворительная теория должна объяснить аномальные смещения для Меркурия и Марса, т.е. двух планет, у которых погрешности измерений приемлемы для анализа .

Обоснование гипотезы . Поиск решения проблемы состоит в определении и анализе ранее не учтённых факторов, которые могут объяснить смещения в рамках теории Ньютона. Прежде всего, следует обратить внимание на определение факторов, о которых не знал Эйнштейн, когда занимался этой проблемой, а также не знали другие исследователи, пытавшиеся решить проблему до Эйнштейна.

Одним из таких факторов является новое знание о физическом (космическом) вакууме, который является материальной средой, а не пустотой, как у Эйнштейна. Согласно представлениям физики конденсированных сред, вакуум можно рассматривать как квантовую жидкость, состоящую из двух компонент: невозбуждённой сверхтекучей и возбуждённой, обладающей свойствами, присущими обычным жидкостям, включая вязкость. Наличие вязкой компоненты вакуума должно было бы привести к движению планеты по свёртывающейся спирали и, в конечном счёте, её падению на Солнце. Но кроме влияния вакуума на планеты действуют и другие возмущения, из которых наиболее сильными являются гравитационные возмущения от других планет. Совокупное влияние всех возмущающих факторов обеспечивает устойчивость планетных орбит. Но при этом могут изменяться параметры орбит, которые не влияют на их устойчивость, в частности долгота перигелия.

Однако влияние вязкой компоненты вакуума не должно привести к вековому смещению перигелия планеты. Это связано с тем, что планеты движутся почти по круговым орбитам. При этом возмущающая сила во время движения меняет своё направление так, что при круговом движении планеты работа по замкнутому контуру (за один оборот) будет равна нулю. Тогда могут наблюдаться только периодические колебания долготы перигелия относительно среднего значения. А мы наблюдаем его вековое смещение. Следовательно, должен быть ещё какой-то фактор, который вместе с сопротивлением вакуума вызывает вековое смещение перигелия планеты. Как показал анализ, таким фактором оказалось движение Солнца (вместе с планетами) в космическом пространстве. Совместное влияние возбуждённой компоненты вакуума и движения Солнца приводит к образованию возмущающей силы, котjрая получила название космического ветра [9]. Направление силы, создаваемой космическим ветром, остаётся неизменным, что позволяет объяснить вековое смещение долготы перигелия.

Проверка гипотезы . Этот этап состоял в математическом моделировании движения планет с учётом указанных возмущающих факторов: наличия в вакууме возбуждённой компоненты и движения Солнца в космическом пространстве. При этом результаты расчётов должны соответствовать данным наблюдений для Меркурия и Марса. Использовалась следующая схема проверки. Путём решения краевой задачи была определена эффективная плотность вакуума (ЭПВ) на орбите Меркурия, при которой расчётное смещение перигелия соответствовало наблюдаемому значению. С учётом полученной ЭПВ для орбиты Меркурия была теоретически определена ЭПВ для орбиты Марса и с этим значением было рассчитано смещение для Марса. Таким образом, результаты расчёта смещения для Марса с теоретически определённым значением ЭПВ можно рассматривать как тест на проверку правильности теории. Результаты расчётов показали хорошее согласование теоретического и наблюдаемого смещения для Марса. Система уравнений для расчёта смещений перигелия планет с учётом указанных возмущающих факторов дана в параграфе 3.2.

Управляемый термоядерный синтез .

Постановка задачи . Согласно представлениям современной физики, ядерные реакции сопровождаются выделением энергии, включая реакции деления и синтеза. При этом, как следует из теории, в реакции слияния ядер дейтерия и трития, которую хотят осуществить в термоядерном реакторе, выделяемая на один нуклон энергия должна в 4 раза превышать аналогичную энергию в реакциях деления ядер урана. Проблема термоядерного синтеза до настоящего времени не решена. Энергию, получаемую по формуле Эйнштейна E = mc 2, не удаётся получить в действующем устройстве. В качестве основной причины неудач специалисты называют сложность проблемы, не подвергая сомнению ошибочность самой идеи.