В статье ‘Наука в кривом зеркале: Лакатос, Фейерабенд, Кун‘ кандидат физико-математических наук Д. Ю. Манин обличает философов науки в незнании науки. Однако с моей точки зрения статья показывает обратное.
Наиболее смешно выглядит обвинение Имре Лакатосу. Он в работе ‘Фальсификация и методология научно-исследовательских программ‘ описал вымышленный сценарий поведения ученых в случае обнаружения отклонения поведения планеты от предсказаний ньютоновской механики. Лакатос предположил, что в данном случае ученые вначале будет искать другую планету, которая вызывает это отклонение, а в случае неудачи ученые будут выдвигать самые разные гипотезы, но не откажутся от ньютоновской механики.
Манин делает следующий вывод:
‘нашей целью было продемонстрировать только тот факт, что философ науки предмета своего исследования откровенно не понимает.’
Самое время вспомнить о темной материи. Когда Лакатос предложил этот вымышленный сценарий, рассуждения о темной материи находились еще на уровне научных спекуляций. Однако, во время написания статьи Маниным гипотеза существования темной материи была уже общепризнанной. Вопрос в том, почему же Манин в своей статье забыл про темную материю, появление которой в научном обиходе полностью соответствует вымышленному сценарию Лакатоса.
Далее Манин обвиняет Пола Фейерабенда и Томаса Куна в том, что они не понимают того, что прошлые научные теории включаются в настоящие как частные случаи. Пол Фейерабенд писал о том, что феноменологическая термодинамика несовместима со статистической термодинамикой:
‘При этом феноменологическая теория (T’) была включена в более широкий контекст статистической физики (T) таким образом, что условие совместимости было нарушено …’
Манин возражает:
‘Между тем любой физик скажет вам, что статистическая термодинамика, наоборот, обосновала феноменологическую.’
Мой любимый пример при обсуждении этого вопроса такой. Поставим в изолированной комнате на стол стакан с горячей водой. Согласно феноменологической термодинамике стакан воды остынет и после этого его температура ни в коем случае не может самопроизвольно повыситься. Другими словами, энтропия изолированной системы стремится к максимуму и после этого остается постоянной.
Что же говорит по этому поводу статистическая термодинамика? В ней возможны флуктуации, то есть, энтропия не будет оставаться постоянной, а будет скакать вокруг определенного значения. Более того, согласно теореме Пуанкаре о возвращении через некоторое время система обязана вернуться в исходное состояние — энергия из воздуха перейдет обратно в стакан и он нагреется. Ждать, правда, придется долго, но ведь нельзя поступиться принципами.
Можно попытаться сказать, что феноменологическая термодинамика будет предельным случаем статистической, когда число частиц стремиться к бесконечности. Но на этом пути ничего не получится, поскольку флуктуации будут по-прежнему возникать в частях рассматриваемой системы. Хорошим примером являются взгляды Людвига Больцмана.
Следует отметить, что открытие второго закона во второй половине 19-века внесло смятение в ряды прогрессивных интеллектуалов. Из утверждения о будущей тепловой смерти вселенной следовало, что когда-то в прошлом у вселенной было рождение. Отсюда до поповщины оставался только один шаг и немало ярких умов того времени хотело бы его избежать.
Больцман был убежден, что Вселенная существует вечно. Вселенная, кстати, это хороший пример системы с огромным числом частиц. Возможно, что оно меньше бесконечности, но, сколько есть, столько есть. Так вот, для разрешения противоречия между вторым законом и вечным существованием Вселенной Больцман обратился к флуктуациям. Он предположил, что мир, в котором мы живем и который мы наблюдаем, является гигантской флуктуацией. Вероятность появления такой флуктуации крайне мала, но не равна нулю. Современные физики с радостью обсуждают такую возможность и называют подобные флуктуации ‘мозгом Больцмана’.
Кто же прав в этом случае — Фейерабенд или Манин? Зависит от значения слова ‘обосновала’. Манин, к сожалению, его не раскрыл. Он также забыл, что немало современных физиков считают энтропию субъективной. Последнее связано с тем, что ряд физиков отождествляют энтропию в статистической механики с незнанием.
Аналогично Манин обрушился на Томаса Куна за то, что тот назвал классическую ньютоновскую механику несовместимой с теорией относительности. Признаюсь, что аргументы Манина я не понял. Всегда относят теорию относительности к научным революциям, то есть, значит было, что следовало поменять. Если в одной теории масса тела считалась постоянной, а в другой масса объявляется зависящей от скорости, то это, с моей точки зрения, несовместимые теории. Более того, в общей теории относительности сила гравитации сводится к искривлению пространства.
Манин пишет таким образом:
‘Не понимая настоящей физики, выраженной уравнениями, философы принимают за физику слова, которые говорятся вокруг и по поводу уравнений (в том числе, конечно, и самими учѐными).’
Я бы сказал, что наука без слов невозможна. С другой стороны, если включить в рассмотрение математические уравнения физики, то сразу же возникает вопрос об основах математики. Физики уверены, что они открывают законы природы. Однако, если в основе законов физики находятся математические объекты, то появляется естественный вопрос об их статусе — открыты ли они математиками или изобретены. Манин же даже не задумывается над таким вопросом.
После этого Манин переходит к истории науки, но к сожалению его знания в этой области ограничены. Например, при рассмотрении вращения Земли вокруг Солнца он не упоминает, что у Коперника и Галилея орбиты планет были круговыми, а не эллиптическими.
В завершении Манин обращается к теории виртуального мира и ее опровергает (см. Опровержение Матрицы в статье Д. Ю. Манина). Аргументация Манина напоминает таковую Сэмюэля Джонсона, который в свое время в ответ на заявление епископа Беркли о нереальности материи стукнул по камню с возгласом ‘Я опровергаю это таким образом’.
Информация
Манин Д. Ю. Наука в кривом зеркале: Лакатос, Фейерабенд, Кун. В защиту науки, Бюллетень No 3, 2008.
Классическая термодинамика vs. статистическая механика:
Книга Осмысление энтропии в свете свечи