О доказательствах в физике

[flying_bear]

http://ivanov-petrov.livejournal.com/2050414.html

Начнем с банальности: никакой строгой, полной и непротиворечивой системы доказательств не бывает. Но об этом "все", по крайней мере, слышали звон, говорить про это не очень интересно, и вообще, пусть математики и логики хоронят своих мудрецов... то есть, простите, мертвецов. Вопрос, наверно, не в этом. Вопрос (как понял) в том, как возможна хотя бы приблизительная уверенность в правильности утверждений в принципиально открытом мире, где, потенциально, все связано со всем. Всегда ведь можно сказать, что какой-нибудь новый неучтенный фактор перевернет все с ног на голову или наоборот.

Про это можно писать тома, со ссылками, примерами и подробными обоснованиями. В формате записи в блоге можно и уместно отметить следующее:

1. Познание начинается с середины, с попыток описать более-менее систематически мир вокруг нас. Потом мы движемся к "основам" (которые на самом деле никакими основами не меняются). Там новые факторы могут заставить нас радикально пересмотреть подход, но на описание мира вокруг нас это почти не влияет. Законы термодинамики более надежны, чем квантовая теория поля. Эйнштейн говорил, что классическая термодинамика - единственная теория, в отношении которой он убежден, что в пределах своей применимости она останется верной навсегда.

2. Это частный случай более общего свойства: наше описание мира иерархично, причем - и это очень важно - описание каждого уровня реальности в очень сильной степени не зависит от описания более глубинных уровней. По этому поводу часто произносится слово emergence. Речь идет о некоторых "классах универсальности" поведения сложных систем, причем, о сравнительно небольшом числе таких классов. Малые неучтенные взаимодействия не выводят, как правило, систему из данного класса.

3. Требование устойчивости (robustness) такого рода может даже использоваться для вывода законов природы - как, например, в нашем подходе к квантовой механике (см. недавний доклад и ссылки в нем: http://www.theorphys.science.ru.nl/people/katsnelson/dice.pdf ). То есть, те теории, которые не обладают этим свойством устойчивости, независимости от неизвестных деталей на глубинном уровне, просто не должны рассматриваться.

4. С этим, кстати, связано требование перенормируемости в квантовой теории поля. Неперенормируемые теории нефизичны именно потому, что зависят от тех масштабов, где мы ничего не знаем и, возможно, не узнаем. Нетривиальное утверждение состоит в том, что устойчивые теории возможны и существуют.

5. В более общем плане, речь идет вообще о возможности феноменологической науки (прототипом как раз и является классическая термодинамика).

6. Вот по всему по этому принцип соответствия является основным законом развития физики, а болтовня о "научных революциях" пользуется популярностью в основном среди "неученых любителей наук". Профессионалы знают, что квантовая механика не отменила классическую, более того, в двадцатом веке последняя расцвела пышным цветом (детерминированный хаос, нетривиальные полностью интегрируемые системы, и так далее).

7. И так далее.

Comments

[filin.livejournal.com]

А вот как бы уложить в голове абсолютную правильность термодинамики - с одной стороны, это вроде как классический абстрактно-математический конструкт, связанный с т.н. реальностью очень тонкой ниточкой - а с другой, она вроде как гарантированно описывает явления реального мира; записали формулу для свободной энергии, и вперед :-)

[flying-bear.livejournal.com]

Не знаю как.

[comutator.livejournal.com]

Мне кажется Вы путаете изложение термодинамики, с которым Вы знакомы, с той термодинамикой, которая упоминается в тексте и имеет свою историю ( в некотором смысле и обоснование). Это сейчас она - математическая конструкция в учебнике. Однако, возникла как феноменология, затем обзавелась матаппаратом и интерпретациями, завела связи на стороне - статфизика, например, но все же осталась феноменогически обоснованной. Вы как-то смело пишете про тонкую ниточку связи ТД с реальностью, тогда как эта связь тослта настолько, чтобы вмещать пароходы/паровозы, счета за электричество, газ и горячую воду, цены на баррель, килокалории бутерброда и вообще все, что связано с производством и потребления энергии. В равной степени можно предъвить парадоксальность применимости арифметики, если бы изучение ее в Вашей школе стартовало с теории чисел или множеств.

[filin.livejournal.com]

Так я именно об этом :-)

Для сравнения, между классической механикой и инженерной механикой (или, скажем, армейской баллистикой) - семь верст лесом. Инженеры-конструкторы лагранжианов не пишут, а снаряд из пушки летит вовсе не по параболе, а по эмпирической таблице :-)

А вот навороченный современный турбогенератор - это все та же старая добрая энтальпия, что и во времена Карно, а не какая-то отдельная инженерная термодинамика. Что и удивительно :-)

[comutator.livejournal.com]

ну не знаю. Мне кажется противопоставление не очень. В современном турбогенераторе найдётся не меньше инженерно-феноменологических решений, чем в пушке или полёте снаряда после. ТД всё же не очень то и ТДинамика, а скорее ТермоСтатика. Во всех вопросах, связанных с именно Динамикой, феноменология, инженерия и прочии эмпирики рулят. Просто спецы, которые этим занимаются, знают об интегральной правоте ТД на больших временах, а при решении локальных вопросов смотрят в корень, сравнивают характерные времена, предельные нагрузки, тепловыделения, задумываются о механизмах теплопередачи/теплосопротивлениях/свойсвах материалов итд.

[filin.livejournal.com]

Бинго! С какой стати такие абстракции, как натуральный ряд и иже, вдруг оказались имеющими прямое отношение к практически всему происходящему в мире - еще более загадочно, я согласен :-)

[the-jubjub-bird.livejournal.com]

Гм.. Как инженер-технолог и химик, работающий в промышленности, могу сказать, что отнюдь не "тонкая ниточка". Именно термодинамикой пользуемся при расчете тепловыделения. И ничем иным.

[filin.livejournal.com]

Я именно это имел в виду, просто неудачно сформулировал.