Нужна ли физике философия?

Нужна ли физике философия?

Столкнувшись с феноменом «тонкой настройки» Вселенной, физики запросили помощь философов. Когда прославленный учёный всерьёз говорит о миллионах мультивселенных, старый вопрос о нашем космическом одиночестве приобретает новый оттенок. Наша Вселенная постоянно расширяется, причём делает это со всё возрастающей скоростью. Её размеры непостижимы, однако она пребывает в равновесии, которое выглядит весьма хрупким. Иногда кажется совершенно невероятным, что такая Вселенная вообще могла возникнуть. 

В 2004 году нейробиолог Кристоф Кох писал: «Как бы философия на нас, учёных, ни действовала — вдохновляла, утомляла, раздражала, — все наши теории и эксперименты основываются на конкретных философских допущениях. Это обстоятельство прямо-таки бесит многих исследователей и поэтому редко признаётся. Такие базовые понятия, как реальность, космос, время, причинность, которые составляют ядро науки, опираются на метафизические предположения».  Сказанное может показаться очевидным, тем более что сто лет назад о том же говорили Эйнштейн, Бор и другие основатели новой физики. Однако в послевоенный период взгляды учёных на сей счёт резко изменились. Плохо в целом образованные математики и естествоиспытатели XXI века убеждены, что философия больше не нужна. Давно прошли славные времена Карла Поппера, который ввёл принцип фальсифицируемости как критерий научности, и Томаса Куна, заметившего явление смены парадигм. 

На протяжении многих лет философией науки занимались только философы, тогда как учёные лишь посмеивались, а порой даже издевались: в 1994 году физик Алан Сокал из Нью-Йоркского университета (США) написал совершенно бессмысленный текст, переполненный к тому же научными ошибками, но его принял к публикации один из ведущих журналов, посвящённый исследованиям в постмодернистском ключе. 

Но, возможно, времена меняются. Заметны признаки того, что современная наука вновь начинает интересоваться философией. Причиной тому — трудности физики и космологии, а именно проблема объяснения «тонкой настройки» Вселенной. Вот три самых странных «совпадения», без которых не было бы ни нас, ни нашего мира. 

1. Углеродный резонанс и сильное взаимодействие. Изобилие водорода, гелия и лития хорошо объясняется современной физикой, а вот образование тяжёлых элементов, начиная с углерода, зависит от баланса сильного и слабого взаимодействий. Если бы сильное взаимодействие было чуть сильнее или чуть слабее (всего на 1%), не было бы ни углерода, ни любого другого тяжёлого элемента во Вселенной, а следовательно, не возникло бы никаких основанных на углероде форм жизни, способных задаваться этим вопросом. 

2. Отношение массы протона к массе электрона. Масса нейтрона чуть больше совокупной массы протона, электрона и нейтрино. Если бы нейтрон был чуть менее тяжёлым, он бы не мог распадаться без потребления энергии. Имей он массу всего на 1% меньше, распадались бы изолированные протоны, а не нейтроны, и тогда атомы тяжелее лития образовывались бы очень редко. 

3. Космологическая постоянная. Пожалуй, самый поразительный пример тонкой настройки — это парадокс космологической постоянной. Если, исходя из принципов квантовой механики, делать расчёт «плотности энергии вакуума» Вселенной, отталкиваясь от электромагнитного взаимодействия, получается невероятный результат: пустой космос «весит» 1093 г/см³. Между тем наблюдаемая средняя плотность вещества во Вселенной составляет 10–28 г/см³, то есть отличается от теоретического значения на 120 порядков. 

Учёные полагали, что если в подобных вычислениях учесть все остальные взаимодействия, то результат будет нулевым как следствие неизвестного закона физики. Но эти надежды были разбиты в 1998 году открытием ускоряющегося расширения Вселенной, то есть космологическая постоянная всё же немного больше нуля. Как ни странно, это соответствует предсказанию, сделанному в 1987 году нобелевским лауреатом Стивеном Вайнбергом, который заявил, что в противном случае новорождённая Вселенная либо расширилась бы слишком быстро (звёзды и галактики не успели бы образоваться), либо схлопнулась бы давным-давно. 

Короче говоря, Вселенная обладает таким набором свойств, как будто её специально настраивали под создание разумной жизни. Пока одни физики всё ещё держатся «естественного» объяснения, многие другие вплотную подходят к представлению о том, что наша Вселенная в корне неестественна. Речь, конечно, о беспомощном антропном принципе: Вселенная пребывает в столь невероятном состоянии, поскольку в противном случае не было бы того, кто мог бы удивиться этому обстоятельству. Более того, сторонники такого подхода утверждают: из господствующей теории Большого взрыва и вечного расширения логично вытекает, что наша Вселенная — всего лишь один из многочисленных «карманов» непрерывно разветвляющейся мультивселенной. 

Инфляционная модель, к слову, получила серьёзную экспериментальную поддержку 17 марта 2014 года, когда было объявлено об открытии гравитационных волн — эха Большого взрыва, в данных, полученных телескопами, установленными на Южном полюсе. 

В том же ключе теория струн, современный кандидат на «теорию всего», предсказывает существование 10500 параллельных вселенных (по одной из версий). В этом обширном (и, возможно, бесконечном) ансамбле обязательно должна была найтись вселенная, настроенная специально под нас. 

Однако, по мнению многих учёных, подобные сказки не имеют никакого отношения к традиционной эмпирической науке. В книге «Неприятности с физикой» (2006) Ли Смолин писал: «Мы, физики, должны взглянуть в лицо кризису. Научная теория (мультивселенная, антропный принцип, теория струн), которая не делает предсказаний и потому не подлежит экспериментальной проверке, никогда не подведёт, но и не приведёт к успеху, пока под наукой понимается знание, полученное посредством рационального рассуждения на основании наблюдения». 

Тем не менее, хотя экспериментальная проверка невозможна, кое-что объяснить сторонникам этих теорий придётся. Например, если действительно существует бесконечное число вселенных вроде нашей, как утверждают некоторые физики, откуда возьмётся «вероятностная мера»? Иными словами, что означает разговор о «вероятности» существования нашей Вселенной в наблюдаемом состоянии? 

Есть и такие учёные, которые не видят альтернативы некоторым вариантам мультивселенной и антропному принципу. Физик Макс Тегмарк в недавно вышедшей книге «Наша математическая вселенная» доказывает не только реальность мультивселенной, но и то, что мультивселенная математична: все математические законы и построения действительно существуют и являются предельным материалом вселенной. 

На этом фоне учёные всё чаще призывают к началу переговоров с философами. В недавней статье, опубликованной журналом New Scientist, космолог Джозеф Силк, рассматривая эти и другие вопросы, встающие перед наукой, отмечает, что это уже проблемы, касающиеся смысла самого нашего бытия, а потому они сродни тем, которые тысячелетиями обсуждают философы. И действительно, уже появилась так называемая нейрофилософия. «Провести границу между физикой и философией нелегко, — писал г-н Силк. — Возможно, пришло время оставить эти бесплодные попытки и попытаться выяснить, что нас объединяет».

Newsland.ru

Похожие новости:
Российский школьник победил в международной олимпиаде по физике
Ученик 10 класса петербургского академического лицея «Физико-техническая школа» (ФТШ) Станислав Крымский занял первое место на XVIII Азиатской физической олимпиад, которая прошла в России в Якутске с 1 по 9 мая. В соревновании принимало участие более 170 школьников из 24 стран, в том числе из Китая, ..
2017-05-15 17151 0 Наука и образование
0
Алферов: РАН должна перейти от выживания к развитию
Академик Жорес Алферов написал открытое письмо президенту РФ Владимиру Путину по поводу грядущей реформы Российской академии наук. "Предложенный Дмитрием Медведевым и Дмитрием Ливановым в пожарном порядке закон о реорганизации РАН и других государственных академий наук и, как сейчас очевидно, поддержанный ..
2013-07-30 1273 0 Наука и образование
0
Названы главные особенности теории всего
Лауреат Нобелевской премии по физике Герард’т Хоофт назвал две особенности, которыми, по его мнению, будет наделена теория всего. Точка зрения нидерландского ученого изложена в его препринте на arXiv.org.«Кажется очевидным, что это решение (непротиворечивое объединение общей теории относительности и квантовой механики ..
2017-10-09 9828 0 Наука и образование
0
МГУ вошел в список лучших вузов мира по 23 специальностям
МГУ имени М.В. Ломоносова вошел в список лучших вузов мира по 23 специальностям по версии престижного мирового рейтинга QS World University Rankings by Subject, заняв 17 место в области «Лингвистика», 27 место в области «Физика и астрономия» и 33 место в области «Математика». О новом, шестом ..
2016-03-22 1052 0 Наука и образование
0
Научная статья с 5154 авторами побила мировой рекорд
Статья по физике побила мировой рекорд по количеству авторов — их насчитывается всего 5154 человека. Лишь первые девять страниц 33-страничной работы, опубликованной 14 мая на страницах журнала Physical Review Letters, занимает само исследование (в том числе ссылки и примечания). 24 страницы ..
2015-05-18 1092 0 Наука и образование
0
В 2015 году школы перейдут на электронные учебники
Эксперты отмечают, что совсем скоро портфели учеников и студентов опустеют. В новом законе об образовании С 1 января 2015 года все выпускаемые учебники должны иметь цифровую версию. Бумажные книги и издания вытеснят многофункциональные планшеты. Электронные версии учебников получат мультимедийную ..
2013-10-4 985 0 Наука и образование
1
Ученые на встрече в Москве рассказали о физике будущего
Научное ток-шоу «Физика будущего» прошло в МИА «Россия сегодня» и собрало ведущих российских ученых. Первый тематический раунд был посвящен ядерной физике. Руководитель лаборатории экспериментальной ядерной физики НИЯУ «МИФИ» Юрий Ефременко рассказал о свойствах нейтрино. При этом он подробно ..
2015-04-28 1145 0 Наука и образование
0
В Москве пройдет научный фестиваль «День физики»
28 и 29 ноября 2015 года в культурном центре «ЗИЛ» пройдет последний в этом году научный фестиваль «Умной Москвы». Мероприятие будет посвящено физике. Об этом сообщается в пресс-релизе, поступившем в редакцию «Ленты.ру».Основой программы для детей станут мастер-классы. Их продолжительность — 45-50 ..
2015-11-26 6443 0 Наука и образование
0
Лауреатами премии «Глобальная энергия» стали граждане США
Лауреатами премии «Глобальная энергия» за 2015 год стали граждане США Сюдзи Накамура и Джаянт Балига. Об этом сообщается на сайте премии. Американец японского происхождения Накамура получил премию за «изобретение, коммерциализацию и развитие энергоэффективного белого светодиодного освещения». В 2014 году он со своими ..
2015-04-24 941 0 Наука и образование
1
Теоретики изучили сверхтекучие черные дыры
Ученые из Канады и Сингапура предсказали, что в термодинамике некоторых черных дыр может наблюдаться особый фазовый переход лямбда-типа. Аналогичное явление существует в физике конденсированного состояния, например, при переходе жидкого гелия в состояние сверхтекучести. Работа опубликована в журнале Physical Review Letters.Такая ..
2017-01-18 4944 0 Наука и образование
0
Нобелевский лауреат Накамура пожелал Японии экономического коллапса
Один из Нобелевских лауреатов по физике 2014 года, гражданин США японского происхождения Сюдзи Накамура, раскритиковал систему образования Японии, а для улучшения ситуации пожелал стране экономического коллапса. Об этом сообщается на сайте sciencemag.org. Это произошло в ходе пресс-конференции, состоявшейся 16 января ..
2015-01-20 1143 0 Наука и образование
0
Выходец из России стал лауреатом крупнейшей научной премии
Лауреатами ежегодной Breakthrough Prize в области математики стали французский ученый российского происхождения Максим Концевич, англичане Саймон Дональдсон и Ричард Тейлор, американо-австралийский ученый китайского происхождения Теренс Тао и американец Джейкоб Лурье. Об этом в интервью «Газете.Ru» сообщил ..
2014-06-25 1180 0 Наука и образование
0
Голливуд назвали стимулом роста популярности физики среди молодежи
Число студентов-физиков в британских вузах за последние четыре года выросло почти в полтора раза, сообщает The Independent. По мнению ученых, популярность физики связана с фильмами (вроде «Интерстеллара» или «Гравитации»), а также широким освещением в СМИ таких проектов, как Большой адронный коллайдер ..
2015-04-01 966 0 Наука и образование
1
РКЦ проведет Международную конференцию по квантовым технологиям
В Москве с 13 по 17 июля 2015 года пройдет 3-я Международная конференция по квантовым технологиям. Об этом сообщается в пресс-релизе, поступившем в редакцию «Ленты.ру» от организаторов мероприятия — Российского квантового центра (РКЦ). Конференция посвящена последним результатам, полученным учеными в квантовой физике, а также технологиям ..
2015-06-03 1136 0 Наука и образование
0
«Яндекс» займется поисками асимметрии вещества на Большом адронном коллайдере
Школа анализа данных (ШАД) «Яндекса» вошла в коллаборацию LHCb, занимающуюся экспериментами в ЦЕРНе (CERN — Европейский совет по ядерным исследованиям). Об этом сообщается в пресс-релизе, поступившем в редакцию «Ленты.ру». Коллаборация LHCb изучает взаимодействия b-кварков. Это необходимо для понимания наблюдаемой асимметрии ..
2015-01-15 951 0 Наука и образование
0