Великие физики редко тратят силы и время на детальное изучение и описание прошлого своей науки. Я могу навскидку припомнить только три таких случая: Альберт Эйнштейн опубликовал (в соавторстве с Леопольдом Инфельдом) книгу «Эволюция физики»; Эрнст Мах выступил с монографией «Механика. Историко-критический очерк ее развития»; Джеймс Клерк Максвелл, получив пост директора Кавендишской лаборатории, посвятил последние годы жизни углубленному анализу научного наследия Генри Кавендиша и изданию его трудов. Но если уж они берутся за сей нелегкий и не всегда благодарный труд, то приходят к весьма нетривиальным выводам. В этом убеждает и книга Стивена Вайнберга «Объяснить мир: открытие современной науки» (Steven Weinberg, “To Explain the World: The Discovery of Modern Science”, HarperCollins, 2015). Она основана на курсе лекций, которые Вайнберг в последние годы читал студентам Техасского университета в Остине, где состоит профессором.

Вайнберг знаменит и уважаем во всем мире. Крупнейший физик-теоретик, лауреат Нобелевской премии и обладатель множества других наград, член Национальной академии наук США и Лондонского королевского общества, один из создателей Стандартной модели элементарных частиц (а заодно и изобретатель этого термина), автор фундаментальных трудов по квантовой теории поля, квантовой механике и космологии. Что до новой монографии, то она достойно продолжает список книг и статей Вайнберга для массовой аудитории, давно уже ставших высокой классикой научно-популярной литературы. Надеюсь, что ее русское издание не за горами.

На первый взгляд может показаться, что название книги обещает слишком много. Вайнберг почти всё внимание уделяет только астрономии и физике, ограничиваясь к тому же временным промежутком с четвертого века до новой эры до конца семнадцатого столетия. Однако с этих двух дисциплин начался процесс выявления законов Природы, который лег в основу современной цивилизации. Наука как способ познания мира обрела себя именно в физике и астрономии. Описание «самооткрытия», или, точнее, самореализации науки как уникального социокультурного феномена, и составляет стержень книги Вайнберга.

И в этих рамках ее содержание очень богато и нетривиально многомерно. Вайнберг, по его собственным словам, хотел показать, как работающий ученый представляет себе науку былых времен. «Я воспользовался этой возможностью, чтобы объяснить свои взгляды относительно природы физической науки и ее длительных и непростых отношений с религией, технологией, философией, математикой и эстетикой» (стр. X). Эти отношения рассмотрены в книге на множестве конкретных примеров.

Вайнберг с самого начала формулирует свое понимание того, что есть наука. Это отнюдь не совокупность конкретных фактов, пусть даже проверенных на опыте и объясненных теоретически. Наука — это прежде всего саморазвивающийся механизм взаимодействия Человека с Природой, позволяющий с высокой степенью надежности решать, соответствуют ли людские мнения и убеждения ее законам. Этот механизм вовсе не всемогущ, но в сфере своего корректного использования он не имеет реальных конкурентов. «При всех своих несовершенствах современная наука... позволяет получать достоверное знание об окружающем мире» (стр XI). Как пишет Вайнберг, она представляет из себя технологию производства знаний, которую человечество должно было для себя открыть и чьи возможности оно должно было постепенно научиться использовать. Книга Вайнберга как раз и повествует о процессах возникновения и эволюции этой технологии. И хотя эти процессы развивались в различных социальных и культурных контекстах, результаты научных исследований обладают максимально возможной объективностью. Это решительное отрицание культурного релятивизма научного знания проходит красной нитью через всю книгу Вайнберга.

Вайнберг называет свою версию истории науки непочтительной (в оригинале — irreverent). «Я не вижу ничего плохого в том, чтобы критиковать с современной точки зрения методы и теории былых времен» (стр. XII). И это естественно, ведь он хочет показать, каким трудным было открытие науки и насколько неочевидными с точки зрения обыденной интуиции были ее рабочие методы и ценностные критерии. На всем протяжении существования науки эти методы и критерии непрерывно опробовались на прочность, шлифовались и совершенствовались. Этот методологический «естественный отбор» стал основой кумулятивности научного знания. «Каждая новая теория не только инкорпорирует более ранние успешные теории как определенные аппроксимации, но даже объясняет, почему они могли работать» (стр. XIV).

Этот критерий методологической оригинальности Вайнберг использует и при обсуждении историко-географического происхождения науки. Он признает, что многие компоненты будущего корпуса научного знания впервые появились в Древнем Египте, Месопотамии, Индии и Китае. Однако только цивилизация античной Греции эпохи эллинизма породила принципиально новый подход к получению и оценке знаний, ставший предшественником методологии современной науки. Так что наука, согласно Вайнбергу, возникла только однажды и всего лишь в одном культурном ареале.

Конечно, произошло это не на пустом месте. Вайнберг представляет читателю плеяду древнегреческих мыслителей от Фалеса Милетского до Платона, видя в них носителей поэтического подхода к изучению природы. Он не обходит вниманием ни пифагорейцев, ни доевклидовых геометров, ни, разумеется, Аристотеля. Вайнберг, безусловно, восхищен шириной интересов Стагирита и богатством его фактических знаний. Тем не менее он использует взгляды Аристотеля на движение падающих тел как аргумент в споре с теми, кто склонен связывать его труды с рождением научного метода. Эти воззрения, как и вся аристотелевская физика, не имели иного фактуального обоснования, кроме весьма поверхностных наблюдений, которые никогда не подвергались критической проверке. Подобные дедукции бывают весьма остроумными и со временем могут даже подтверждаться (в частности, Аристотель таким путем пришел к идее шарообразности Земли), но на них невозможно построить фундамент научного знания.

Подлинный прорыв к научной методологии Вайнберг видит в античной астрономии. Поэтому он подробно рассказывает о трудах Евдокса, Калиппа, Гераклида, Аристарха Самосского, Гиппарха, Эрастофена, Аполлония и, естественно, Птолемея. Стоит отметить, что он усматривает в модели движений планет, Солнца и Луны, которую предложил Евдокс и развил Калипп, первый пример того, что современные физики называют тонкой подстройкой (fine-tuning) численных параметров теории к результатам наблюдений. Другие примеры тонкой постройки он находит в теории Птолемея, которую разбирает во всех деталях.

Стивен Вайнберг читает публичную лекцию “The Standard Model, Higgs Boson: Who Cares?” в Техасском университете в Арлингтоне. Октябрь 2012 года. Фото с сайта linearcollider.org

Покончив с эпохой эллинизма, Вайнберг переходит к описанию судьбы науки в арабском мире и к ее возрождению (через арабское посредничество) в средневековой Европе. В частности, он весьма тонко разбирает споры европейских схоластов XIII века о наследии Аристотеля (точнее, о интерпретации этого наследия в трудах Фомы Аквинского). По его мнению, наука в конечном итоге сильно выиграла от этих дебатов, ибо они спасли ее как от догматического аристотелизма, так и от догматического христианства. За подробностями отсылаю к тексту монографии.

Вторая половина книги целиком посвящена научной революции XVI–XVII столетий, которую начал Коперник и завершил Ньютон. Вайнберг, что вряд ли удивительно, рассматривает ее как радикальную мутацию интеллектуальной истории. «Я прихожу к этому выводу именно как работающий современный ученый. За несколькими яркими исключениями, которые можно найти у греков, наука до XVI столетия ничем не напоминает мне ни мой собственный опыт, ни работу моих коллег. Тогдашняя наука сильно переплеталась с религией и с тем, что мы сегодня называем философией, да к тому же еще не установила конструктивных отношений с математикой. Начиная же с семнадцатого века, физика и астрономия — это мой родной дом. Я узнаю в них то, что вижу и в сегодняшней науке, — поиск объективных законов, сформулированных на языке математики, которые позволяют точно предсказывать большое разнообразие явлений и допускают проверку посредством сравнения этих предсказаний с наблюдениями и экспериментами.» Прошу извинения за длинную цитату, но она очень точно отражает мысли Вайнберга.

Рассмотрение научной революции у Вайнберга вполне традиционно по ключевым фигурам: Коперник, Тихо Браге, Кеплер, Галилей, Декарт, Гюйгенс, Ньютон (плюс немалое число ученых несколько меньшего калибра). Пересказать написанное невозможно, да и не нужно. Достаточно отметить, что Вайнберг разбирает много тонких деталей новых научных достижений, что не так уж часто встречается в книгах для массовой аудитории. Например, он детально прослеживает как генезис ньютоновского закона всемирного тяготения, так и его обоснование с помощью астрономических наблюдений. При этом он не раз отвлекается от основной темы ради прослеживания аналогий между научными проблемами тех далеких времен и делами современной науки. Так, он подчеркивает, что «успешные теории могут работать в силу причин, непонятных их создателям» (стр. 248), иллюстрируя этот вывод на примере не только ньютоновской физики, но и квантовой механики. Он также приводит пророческое, хотя и редко цитируемое предсказание существования сил, действующих на неизмеримо меньшие расстояния, нежели электричество, магнетизм и тяготение, которое можно найти в ньютоновской «Оптике». Этот прогноз полностью оправдался в двадцатом столетии, когда были открыты сильное и слабое взаимодействия между частицами микромира. Такие аллюзии разбросаны и по заключительной главе, кратком экскурсе в историю физики девятнадцатого и двадцатого веков.

Но это еще не все. Вайнберг дополнил книгу тридцатью пятью «техническими заметками» (technical notes), где с помощью школьной алгебры и геометрии (математические инструменты посерьезней не используются) детально разобраны многие научные результаты, которые упоминаются в основном тексте. Некоторые из таких описаний (точнее, реконструкций) вполне элементарны, некоторые не так уж и просты. Например, Вайнберг вслед за Пьером Ферма выводит закон преломления из принципа, согласно которому свет между двумя точками всегда распространяется за наименьшее возможное время, а потом получает тот же закон как следствие волновой теории света, что когда-то сделал Христиан Гюйгенс. Хотя Вайнберг считает эти приложения факультативными, они делают книгу намного интересней.

Посмотеть фрагменты книги можно здесь и здесь.

См. также:
1) Алексей Левин. Миф. Технология. Наука. «Природа», №3, 1977.
2) Алексей Левин. Разговор с классиком. «Популярная механика» №1, 2013.

Алексей Левин

Рейтинг публикации:

0

Комментарии (2) | Распечатать

Добавить новость в: