Стивен Хокинг о законах физики и эффективных науках

Выпишу несколько цитат из книги Высший замысел, которые хорошо показывают, что физики думают о законах физики. В тексте написано законы природы, но из текста также однозначно следует, что физика — это единственная фундаментальная наука, а остальные науки следует отнести к эффективным.

‘Но первым, кто четко и строго сформулировал понятие законов природы в нашем нынешнем представлении, стал французский ученый Рене Декарт (1596–1650).

Декарт полагал, что все физические явления следует объяснять в терминах столкновения движущихся масс, управляемых тремя законами — предтечами знаменитых ньютоновских законов движения. Он утверждал, что эти законы природы действуют всегда и везде, и категорично заявлял, что подчинение им не предполагает наличия разума у этих движущихся масс.’

‘В современной науке законы природы обычно выражаются математически. Они могут быть точными или приближенными, но должны основываться на проведенных наблюдениях и неукоснительно соблюдаться — если не всегда и везде, то, по крайней мере, при оговоренном перечне условий.’

‘Считается, что именно Лаплас первым четко сформулировал принцип научного детерминизма: учитывая состояние Вселенной в некое время, полный набор законов определяет как будущее, так и прошлое. Это исключало бы возможность чудес и активную роль Бога. Принцип научного детерминизма, сформулированный Лапласом, является ответом современного ученого на второй вопрос. Фактически этот принцип служит основой всей современной науки, и именно к нему привлекается внимание на протяжении всего нашего повествования. Научный закон не является таковым, если он выполняется только до тех пор, пока не решит вмешаться какое-либо сверхъестественное существо.’

‘Поскольку крайне непрактично использовать для предсказания человеческого поведения основополагающие физические законы, мы придерживаемся так называемой эффективной теории. Эффективная теория в физике — это каркас, созданный, чтобы моделировать определенные наблюдаемые явления, не описывая в деталях лежащие в их основе процессы. Например, мы не можем точно решить уравнения, управляющие гравитационными взаимодействиями каждого атома в человеческом теле с каждым атомом Земли. Но для всех практических целей гравитационное взаимодействие человека с Землей можно описать всего лишь несколькими числами, — например, числом, определяющим массу тела человека. Мы также не можем решить уравнения, определяющие поведение сложных атомов и молекул, но мы разработали эффективную теорию под названием химия, которая дает достаточно полное объяснение того, как атомы и молекулы ведут себя в химических реакциях, без рассмотрения всех подробностей их взаимодействий. Поскольку мы не в состоянии решить уравнения, определяющие наше поведение, то применительно к человеку пользуемся эффективной теорией о том, что люди обладают свободой воли. Изучением нашей воли и зависящего от нее поведения занимается наука психология. Экономика — это тоже эффективная теория, основанная на понятии «свобода воли» и предположении о том, что люди оценивают возможные альтернативные способы действия и выбирают наилучший. Эта эффективная теория не всегда может предсказать поведение системы, потому что, как известно, решения зачастую нерациональны или основаны на ошибочном анализе последствий нашего выбора. Вот почему в мире такой кавардак.’

Следует отметить, что такого рассмотрения законов природы следует однозначный вывод об иллюзорности свободы воли.

‘Хотя мы думаем, что способны делать осознанный выбор, наши познания в области молекулярных основ биологии свидетельствуют, что биологические процессы подчиняются законам физики и химии, а потому столь же детерминированы, как и орбиты планет. … Трудно себе представить, как может проявляться свобода воли, если наше поведение определяется физическими законами. Поэтому, похоже, мы представляем собой не что иное, как биологические машины, а свобода воли просто иллюзия.’

Информация

Хокинг Стивен, Млодинов Леонард, Высший замысел, 2012 (Stephen Hawking and Leonard Mlodinow, The Grand Design, 2010)

См. также

К приведенных выше цитатам неплохо подходят высказывания американского философа Александра Розенберга (Alexander Rosenberg), которые недавно попались мне на глаза (по-английски):

‘Is there a God? Of course not. What is the meaning of the universe? It doesn’t have any. What is the purpose of life? Ditto. Is there free will? Not a chance.’

https://www.whyarewehere.tv/people/alex-rosenberg/

Обсуждение

https://evgeniirudnyi.livejournal.com/170742.html

20.05.2019 Стивен Хокинг об антропном принципе

В настоящее время антропный принцип стал частью современной физики. Это позволяет оживить обсуждение вопроса о том, что такое наука и чем она отличается от не науки, поскольку не все убеждены в том, что антропный принцип совместим с научным методом.

Приведу несколько цитат из книги Стивена Хокинга «Высший замысел» для того, чтобы показать, как антропный принцип используется физиками:

Антропный принцип — представление о том, что мы можем делать заключения о видимых законах физики, основанное на факте нашего существования.’

‘Последнее утверждение можно превратить в научный принцип: само наше существование диктует правила, определяющие, откуда и когда мы можем наблюдать Вселенную. То есть сам факт нашего существования ограничивает характеристики окружения, в котором мы находимся. Этот принцип называют слабым антропным принципом.’

‘Хоть это и звучит несколько философски, слабый антропный принцип можно использовать для научных предсказаний (например, относительно возраста Вселенной).’

‘Слабый антропный принцип не вызывает особых споров. Но есть более сильная форма, которую мы здесь обсудим, хотя некоторые физики относятся к ней с пренебрежением. Сильный антропный принцип предполагает, что сам факт нашего существования налагает ограничения не только на нашу окружающую среду, но и на возможные форму и содержание самих законов природы.’

‘Но сравнительно недавнее открытие особо точной настройки столь многих законов природы могло бы увести (по крайней мере, некоторых из нас) назад, к старой идее о том, что этот великий проект — дело рук некоего великого Проектировщика.’

‘Такой ответ не устраивает современную науку. В главе 5 мы уже говорили о том, что наша Вселенная, видимо, одна из многих, и у каждой из них — свои законы. Эта идея о мультивселенной не была изобретена специально для объяснения чуда точной настройки. Она, подобно множеству других теорий современной космологии, проистекает из условия безграничности. Если это так, то она уменьшает сильный антропный принцип до слабого, помещая точные настройки физических законов на один фундамент с факторами внешней среды, поскольку это означает, что место нашего обитания в космосе — а теперь уже вся обозримая Вселенная — является лишь одним из многих, подобно тому как и наша Солнечная система лишь одна из многих. Это означает, что как совпадения факторов внешней среды для нашей Солнечной системы не представляют собой ничего особенного, поскольку существуют миллиарды подобных систем, так и точная настройка законов природы может быть объяснена существованием множества вселенных.’

Интересно отметить, что приоритет выдвижения идеи антропного принципа принадлежит российскому астроному Григорию Моисеевичу Идлису:

«Основные черты наблюдаемой астрономической Вселенной как характерные свойства обитаемой космической системы.» Изв. Астрофиз. ин-та АН КазССР 7, 1958.

Правда, статья Идлиса прошла незамеченной и антропный принцип был реально введен в физику американским физиком Брэндоном Картером (Brandon Carter) .

Helge Kragh, Higher Speculations: Grand Theories and Failed Revolutions in Physics and Cosmology, 2011. Chapter 9, Anthropic Science.

Стивен Хокинг, Леонард Млодинов, Высший замысел, 2017, Глава 7. Кажущееся чудо.

Stephen Hawking and Leonard Mlodinow, The Grand Design, 2010.

https://evgeniirudnyi.livejournal.com/206845.html