flying_bear: (норма)
flying_bear ([personal profile] flying_bear) wrote2017-05-14 10:14 am

О доказательствах в физике

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.

[identity profile] iv-an-ru.livejournal.com 2017-05-14 02:20 pm (UTC)(link)
На мой взгляд, математик --- это тот, кому нравится абстракция актуальной бесконечности, а физик --- кому абстракция потенциальной бесконечности. Как только математик вместо "рассмотрим бесконечную бумажную ленту в клеточку" написал "рассмотрим длинную бумажную ленту в клеточку, на концах которой расположены две маленькие бумажные фабрики, удлинняющие её с нужной нам скоростью" --- он уже немножечко физик, и даже эпитимья в виде перевода "Оснований математики" Гильберта-Бернайса на русский этого не отменит :)

[identity profile] flying-bear.livejournal.com 2017-05-14 08:22 pm (UTC)(link)
Разным физикам нравится разное. Той породе физиков, к которой отношусь я, больше всего нравится предсказывать новые физические явления, и чтоб потом это экспериментально подтверждалось. Может, это и можно как-то связать с любовью к потенциальной бесконечности, но в данный момент эта связь мне, мягко говоря, неочевидна.

[identity profile] iv-an-ru.livejournal.com 2017-05-14 09:45 pm (UTC)(link)
Оказывается, что выбор базовых абстракций определяет всю растущую из них логику --- классическая она получится или интуиционистская. И если в классической логике у формулы значение либо "да" либо "нет", то в интуиционистской --- либо "да, и я могу объяснить, почему именно", либо "нет, или у меня нет объяснения". Там, где логик-классик успокоится, доказав, что истинно "A или B", интуиционист будет продолжать докапываться до подробностей, что же конкретно истинно --- именно А или именно B. Из интуиционистких логик в конечном итоге вырости методы символьных вычислений, смешаных вычислений, ленивых вычислений... в общем, вещей, очень полезных для моделирования реальных процессов и для определения, какие эксперименты стоит поставить в первую очередь, чтобы похоронить очередную слишком красивую теорию как можно быстрее.

И если вселенную создал бог, и он был милостив к будущим физикам, то это совершенно точно был интуиционист --- он сделал вселенную её достаточно большой, но всё же конечной, он обеспечил возможность её роста с любой нужной скоростью, для избавления моделистов от слишком большого количества невязок в данных он предусмотрел неравенство Гейзенберга, для исключения проблем с бесконечной точностью он сделал пространство и время квантуемыми, а для возможности доказательства нетривиальных троек Хоара про эту систему (то есть для предсказания результатов экспериментов) он ввёл в систему инварианты циклов, называемые физиками законами сохранения. Во вселенной бога - классического логика всё было бы настолько непостижимо, что физики или не возникли бы как разновидность разумных существ, или ушли бы в беспросветный запой от безнадёги.