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

[xaxam.livejournal.com]

>>> квантовая механика не отменила классическую, более того, в двадцатом веке последняя расцвела пышным цветом (детерминированный хаос, нетривиальные полностью интегрируемые системы, и так далее)

Мне казалось, что физики не относятся к перечисленным примерам как к "классической механике", и поделом. Это скорее области математики или "матфизики" (теории динамических систем). Можно ещё помянуть небесную механику с задачей многих тел, но и она скорее перекочевала в математику.

Как я понимаю, в классической механике из "физики" остались вещи типа "теории удара", всякого рода негуковская теория упругости, разные модели трения, ну, и гидродинамика дисперсных сред, где даже уравнения движения разные люди пишут по-разному.

[nav-gato.livejournal.com]

все связано со всем и всё на всё влияет.

[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 :-)

[toothedgoo.livejournal.com]

Emergence не emergency.

[ivanov-petrov.livejournal.com]

Спасибо. Как удивительно тезис об иерархичности и другой об устойчивости возникают в самом начале рассуждений, как начальные условия дальнейших исследований - а потом кажутся лишними и пустыми философствованиями.

[mikhail-bar.livejournal.com]

Я почти ноль в физике и математике. Но у меня возникает вопрос к первому тезису об "описании с середины мира". Почему описание мира должно игнорировать исследователя? Если мы хотим начать описание с ситуации "вот есть так" - первым фактом будет именно сам исследователь, сам задающий этот вопрос, и какой смысл идти вовне, не поняв исследователя? Мне кажется, "с середины мира" - это описание не "вокруг", а "внутри" нас.

[iv-an-ru.livejournal.com]

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 :)