Что есть физика?
Несмотря на ужасы войны, я буду продолжать вести тему "Наука и религия" на радио NVC Чикаго. Чтобы не потерять курс, надо смотреть на звезды.
В предыдущих беседах о науке и религии мы посвятили немало времени разговорам о математике, что это такое вообще, а неделю назад мы задали тот же вопрос в отношении религии, и дали предварительный, неполный и непроясненный ответ - религия есть область духа, или культуры, порождаемая задачей спасения души. Мы еще не раз вернемся к прояснению и развитию этой дефиниции, в других беседах. А сегодня мы попробуем ответить на вопрос - что есть физика? Точнее, мы начнем разворачивать такой ответ, в том же стиле, как мы это делали в отношении математики, и начали в отношении религии.
Многие могут помнить школьную формулировку: физика есть наука о природе, изучающая ее законы и применяющая это знание для объяснения явлений и для технических изобретений. Это хороший ответ, но за его школьным характером скрывается весьма странная, если не сказать безумная идея, которую мы и попытаемся раскрыть.
Для начала, мы подойдем к вопросу исторически, от того же Пифагора. Разговаривая о нем как о родоначальнике математики, мы не коснулись еще его роли в становлении музыки. И как это ни странно, его музыкальная роль оказалась семенем, из которого выросла через века математическая физика. Математика, религия, музыка и физика составляли в том семени нераздельное единство. Был ли то сам Пифагор, или кто-то из его учеников, мы не знаем, поэтому наш «Пифагор» - достаточно условная фигура, но это сейчас не очень важно.
Итак, Пифагор, в кавычках или без, поставил вопрос, в каком случае звучание двух или нескольких натянутых струн гармонично, согласованно, а в каком они звучат как-то вразнобой, в диссонансе. Он натягивал струны разной длины одной и той же силой. Струны отличались лишь длиной, все остальное было одно и то же. Здесь уже была хорошая постановка задачи, сведение различия лишь к одному фактору, при прочих равных условиях. Очень многие физические эксперименты, кстати, строятся именно так. Пифагор обнаружил удивившую его вещь: оказывается, струны звучат гармонично, лишь если их длины относятся как степени двойки и тройки. Если нет - то совместное звучание нехорошо. Здесь мы отвлекаемся от многочисленных исторических деталей, нам важен математический принцип.
Далее, в античности и в Новое Время, эту математически-музыкальную находку Пифагора обобщали следующим образом. Любой элемент природы, любой организм существует лишь потому, что весьма согласован, как внутренне, так и со средой. Иначе он тут же бы развалился, распался, умер. Любой порядок есть порядок согласований, он есть гармония (греч. согласование, соответствие) - иначе бы его не было. Слово «порядок» по-гречески - космос. Это слово имеет и оттенок красоты - красота в греческом понимании есть высокое выражение порядка, отсюда и слово косметика, кстати. Порядок возможен лишь как согласованность - по гречески это будет звучать как космос возможен лишь как гармония. Эта гармония обычно скрыта, подобно степени 2 и 3 в пифагорейском музыкальном ладу - на слух не догадаешься, если не знать. И вот отсюда возникает потрясающая догадка - всякая вещь, поскольку она сложна, упорядоченна и не распадается, в себе едина, самосогласованна, основана на математической гармонии. Эта пифагорейская идея передается Аристотелем как «вещи суть числа». Аристотель же высказывал недоверие этой гипотезе, поскольку числа, в конечном счете, есть нечто весьма простое и однообразное, а вещи, и особенно живые существа, весьма богаты разными красивыми качествами, что числами не выражается. Числа атемпоральны, они застыли в вечности, а живые существа живут, они в движении, и в их движениях есть разноцветная красота, грация. Мы можем, однако, допускать, как и некоторые пифагорейцы, что, хотя числа и лежат в скрытой основе вещей, эта основа к ним не сводится, там есть нечто еще. Все вещи суть числа, но не только числа - вот формула, с которой, думаю, согласились бы и пифагорейцы и, возможно, Аристотель. И если все вещи таковы, то, стало быть и самая большая вещь, весь мир, вселенная, есть космос, основанный на скрытой от нас числовой гармонии. Вселенная основана на скрытом математическом ладе, как и музыка. Это великая догадка, из которой и родилась вся современная физика. В Средние века была такая идея, что движение небесных тел подчинено некоей музыке, «музыке небесных сфер». Это, подчеркну, великая в своей основе идея, она оказалась пророческой, ее воплощением и явилась современная физика с ее математически элегантными фундаментальными законами.
Вспомним еще раз школьное определение физики. Законы природы, которые физика ищет и на которых она основывает свои объяснения явлений, и есть те математические формы, формулы, которым скрыто подчинены все вещи, и которые мы надеемся найти и находим, как Пифагор нашел степени 2 и 3 в основании музыкальной гармонии. Формы законов природы посложнее, конечно, чем правила пифагорейской гармонии, но они все же оказались достаточно простыми, чтобы их можно было найти. Подчеркнем, что сама идея о том, что такие формулы существуют и могут быть людьми найдены, совершенно небанальна, напротив, она скорее безумна. Здесь стоит остановиться и призадуматься. Отдадим себе отчет, что в масштабах Вселенной человек очевидным образом ничтожен; естественно чувствовать себя раздавленным этими масштабами, стоит лишь о том задуматься. Пифагорейская же догадка идет против этой очевидности, утверждая не только невидимую, неочевидную математическую гармонию космоса, но и надежду на принципиальную доступность этой гармонии человеческому уму. Пифагорейская вера-надежда утверждает, во-первых, скрытую математическую красоту структуры вселенной, а во-вторых, способность человека постепенно эту красоту открывать. Красота - потому что «некрасивой математики не существует» (Харди).
Разумеется, было бы нелепо полагать столь особенное строение вселенной и столь удивительное положение человека взявшимися ни с того, ни с сего, просто так или по случаю. Столь особенный, пифагорейский, характер Вселенной мог быть только задан ей неким Сверхразумом, ее определившим - иного основания этой пифагорейской вере никем и не мыслилось, и все попытки его заменить чем-то иным оказывались до сих пор несостоятельны. Так видели это не только античные пифагорейцы, но и все без исключения отцы-основатели математической физики.
https://www.facebook.com/fireflect/
Click to viewВ предыдущих беседах о науке и религии мы посвятили немало времени разговорам о математике, что это такое вообще, а неделю назад мы задали тот же вопрос в отношении религии, и дали предварительный, неполный и непроясненный ответ - религия есть область духа, или культуры, порождаемая задачей спасения души. Мы еще не раз вернемся к прояснению и развитию этой дефиниции, в других беседах. А сегодня мы попробуем ответить на вопрос - что есть физика? Точнее, мы начнем разворачивать такой ответ, в том же стиле, как мы это делали в отношении математики, и начали в отношении религии.
Многие могут помнить школьную формулировку: физика есть наука о природе, изучающая ее законы и применяющая это знание для объяснения явлений и для технических изобретений. Это хороший ответ, но за его школьным характером скрывается весьма странная, если не сказать безумная идея, которую мы и попытаемся раскрыть.
Для начала, мы подойдем к вопросу исторически, от того же Пифагора. Разговаривая о нем как о родоначальнике математики, мы не коснулись еще его роли в становлении музыки. И как это ни странно, его музыкальная роль оказалась семенем, из которого выросла через века математическая физика. Математика, религия, музыка и физика составляли в том семени нераздельное единство. Был ли то сам Пифагор, или кто-то из его учеников, мы не знаем, поэтому наш «Пифагор» - достаточно условная фигура, но это сейчас не очень важно.
Итак, Пифагор, в кавычках или без, поставил вопрос, в каком случае звучание двух или нескольких натянутых струн гармонично, согласованно, а в каком они звучат как-то вразнобой, в диссонансе. Он натягивал струны разной длины одной и той же силой. Струны отличались лишь длиной, все остальное было одно и то же. Здесь уже была хорошая постановка задачи, сведение различия лишь к одному фактору, при прочих равных условиях. Очень многие физические эксперименты, кстати, строятся именно так. Пифагор обнаружил удивившую его вещь: оказывается, струны звучат гармонично, лишь если их длины относятся как степени двойки и тройки. Если нет - то совместное звучание нехорошо. Здесь мы отвлекаемся от многочисленных исторических деталей, нам важен математический принцип.
Далее, в античности и в Новое Время, эту математически-музыкальную находку Пифагора обобщали следующим образом. Любой элемент природы, любой организм существует лишь потому, что весьма согласован, как внутренне, так и со средой. Иначе он тут же бы развалился, распался, умер. Любой порядок есть порядок согласований, он есть гармония (греч. согласование, соответствие) - иначе бы его не было. Слово «порядок» по-гречески - космос. Это слово имеет и оттенок красоты - красота в греческом понимании есть высокое выражение порядка, отсюда и слово косметика, кстати. Порядок возможен лишь как согласованность - по гречески это будет звучать как космос возможен лишь как гармония. Эта гармония обычно скрыта, подобно степени 2 и 3 в пифагорейском музыкальном ладу - на слух не догадаешься, если не знать. И вот отсюда возникает потрясающая догадка - всякая вещь, поскольку она сложна, упорядоченна и не распадается, в себе едина, самосогласованна, основана на математической гармонии. Эта пифагорейская идея передается Аристотелем как «вещи суть числа». Аристотель же высказывал недоверие этой гипотезе, поскольку числа, в конечном счете, есть нечто весьма простое и однообразное, а вещи, и особенно живые существа, весьма богаты разными красивыми качествами, что числами не выражается. Числа атемпоральны, они застыли в вечности, а живые существа живут, они в движении, и в их движениях есть разноцветная красота, грация. Мы можем, однако, допускать, как и некоторые пифагорейцы, что, хотя числа и лежат в скрытой основе вещей, эта основа к ним не сводится, там есть нечто еще. Все вещи суть числа, но не только числа - вот формула, с которой, думаю, согласились бы и пифагорейцы и, возможно, Аристотель. И если все вещи таковы, то, стало быть и самая большая вещь, весь мир, вселенная, есть космос, основанный на скрытой от нас числовой гармонии. Вселенная основана на скрытом математическом ладе, как и музыка. Это великая догадка, из которой и родилась вся современная физика. В Средние века была такая идея, что движение небесных тел подчинено некоей музыке, «музыке небесных сфер». Это, подчеркну, великая в своей основе идея, она оказалась пророческой, ее воплощением и явилась современная физика с ее математически элегантными фундаментальными законами.
Вспомним еще раз школьное определение физики. Законы природы, которые физика ищет и на которых она основывает свои объяснения явлений, и есть те математические формы, формулы, которым скрыто подчинены все вещи, и которые мы надеемся найти и находим, как Пифагор нашел степени 2 и 3 в основании музыкальной гармонии. Формы законов природы посложнее, конечно, чем правила пифагорейской гармонии, но они все же оказались достаточно простыми, чтобы их можно было найти. Подчеркнем, что сама идея о том, что такие формулы существуют и могут быть людьми найдены, совершенно небанальна, напротив, она скорее безумна. Здесь стоит остановиться и призадуматься. Отдадим себе отчет, что в масштабах Вселенной человек очевидным образом ничтожен; естественно чувствовать себя раздавленным этими масштабами, стоит лишь о том задуматься. Пифагорейская же догадка идет против этой очевидности, утверждая не только невидимую, неочевидную математическую гармонию космоса, но и надежду на принципиальную доступность этой гармонии человеческому уму. Пифагорейская вера-надежда утверждает, во-первых, скрытую математическую красоту структуры вселенной, а во-вторых, способность человека постепенно эту красоту открывать. Красота - потому что «некрасивой математики не существует» (Харди).
Разумеется, было бы нелепо полагать столь особенное строение вселенной и столь удивительное положение человека взявшимися ни с того, ни с сего, просто так или по случаю. Столь особенный, пифагорейский, характер Вселенной мог быть только задан ей неким Сверхразумом, ее определившим - иного основания этой пифагорейской вере никем и не мыслилось, и все попытки его заменить чем-то иным оказывались до сих пор несостоятельны. Так видели это не только античные пифагорейцы, но и все без исключения отцы-основатели математической физики.
https://www.facebook.com/fireflect/