Позначка: Mikhail Katsnelson

Главная проблема, общая для практически всех “неученых любителей наук” и для многих научных работников (хотя большинство последних просто не парится, а следует лозунгу “заткнись и вычисляй” или каким-то его аналогам) – это представление о научном знании как совокупности элементарных “фактов”. Этакий логический атомизм. Отсюда популярность Поппера и подобных построений (если “фактов” нет, а их, как мы увидим ниже, нет, то что фальсифицировать?). Классики нашей науки отлично понимали всю вредоносность этих измышлений. В потрясающе интересной многолетней переписке Борна и Эйнштейна*, когда страсти накалялись (из-за разногласий по интерпретации квантовой механики), они начинали обзывать собеседника “позитивистом”, на что немедленно следовала реакция “за козла (зачеркнуто) позитивиста ответишь” (в более профессорском стиле, но мессидж понятен). Удивительно, что решающе важное заявление о научном методе Эйнштейн вообще, кажется, не опубликовал, мы его знаем в пересказе Гейзенберга (“Физика и философия”): Что можно, а что нельзя наблюдать, зависит от теории, которой вы пользуетесь.
“Фактов” не существует вне контекста понимания. Например. Говорят (и говорят правильно, если правильно это понимать, если же нет, то нет), что сканирующий туннельный микроскоп позволяет нам видеть атомы. Отлично. Но не объясните ли тогда, почему на поверхности графита он видит только половину атомов (треугольная решетка вместо гексагональной), в то время как в однослойном графене – все (гексагональная решетка)? Чтобы ответить на этот вопрос, нужно знать теорию – и теорию сканирующей туннельной микроскопии, и теорию электронной структуры графита. И это еще самый простой случай. Что люди на самом деле видят, когда они “наблюдают квазичастицы с зарядом 1/3 в режиме дробного квантового Холл-эффекта”, вообще без поллитры (зачеркнуто) “волновой функции Лаффлина”, а также без теории дробового шума и прочее, и прочее, и прочее не разберешь. Чего там говорить о кварках, массе нейтрино и хиггс-бозонах.
Казалось бы, ладно. Физика – наука, страдающая повышенной теоретичностью, в более приближенных к жизни случаях каждая собака знает (и каждому ежу понятно), что факт, а что нет.
Авотфиг. “Исторические документы”. Область, мягко говоря, повышенной опасности. Страсти иногда так накалены… Бесспорно (для меня), что для профессионального историка любая публикация ранее неизвестного документа есть благо. Он это сможет встроить в контекст (конечно, лучше, если он понимает, что он неизбежно встраивает в контекст, а не пребывает в младенчески невинном убеждении, что он “имеет дело только с документами”**). А как насчет общей публики?
Что есть документ? Допустим, письмо. Опубликовали какое-нибудь письмо Энгельса Каутскому, и “все понятно”. Потому что факт. Вот, сам написал. А если письмо процитировано не полностью? Если из него вырваны две строчки? Э, нет, скажут. Так нельзя. Это манипуляция.
Очевидно ли, что есть принципиальная разница между выдиранием двух строчек из письма и вырыванием одного письма из всей переписки между этими двумя людьми? А из всего массива подобной информации (скажем, сравнить с письмами других людей того же круга, написанных в то же время, чтоб выделить штампы времени и среды)? А из последующей и предыдущей литературы по этому вопросу? А не по этому? Кто решает, какой вопрос этот, а какой не этот? Когда мы выделяем “факт” или “документ”, мы неизбежно руководствуемся своими теоретическими представлениями о том, что имеет отношение к делу, а что не имеет. Хоть в физике, хоть в истории.
И так далее, господа. И так далее. Где остановиться, где поставить точку в тексте – решать можно только на основе своих общих представлений о мире, человеческом общении и все остальном.
А для любителей четких коротких утверждений: Проверяется всегда картина мира в целом.
_________
*Интересно, кто-нибудь поправит “не Борна, а Бора, опечатка у вас”?
**”Если ты знаешь, что делаешь, ты благословен, если же нет – ты проклят как преступивший Закон”.
01.11.2015
(с) Professor Mikhail Katsnelson

Научный метод, исторически, был призван избавить человечество от таких ненадежных опор как авторитеты, или как общественное мнение, неизбежно отягощенное предрассудками эпохи, и сделать поиски истины занятием вполне общедоступным.
В сущности, чудо, как много удалось – если речь идет о математике и “точных” естественных науках, таких как физика и астрономия. Есть более-менее общепризнанные нормы – что такое математическое доказательство, как должен “правильно” проводиться эксперимент, как должны “правильно” собираться и обрабатываться данные наблюдений. Эти правила рассматриваются как общеобязательные. Академик и лауреат должен в своей научной работе доказывать теорему с той же степенью строгости, что и студент в своей. Шутка (Вл. Бахнова) о звании Главного Фонетика, которое дает право на орфографические ошибки, в общем и целом, воспринимается как шутка. Конечно, человек зачат во грехе и рожден в мерзости, путь его – от зловонных пеленок до смердящего савана, поэтому в реальной жизни бывает всякое (и, чем дальше от математики и физики, тем, видимо, чаще), но, к удивлению и радости, в общем и целом, это работает. Потому и наука возможна.
Когда говорят, что в науке все равны, что наука – самое демократическое занятие, и т.п., имеют в виду (конечно, если не занимаются демагогией) именно это: научный метод открыт для всех и правила его обязательны для всех.
Это не имеет никакого отношения ко многим крайне важным способам познания, которые, однако, не поддаются формализации. Например, интуиция. Она действительно крайне важна, но нет правил и способов, как гарантированно развить в себе интуицию (в то же время, доказывать теоремы или проводить физические эксперименты, в принципе, можно научить любого нормального человека, и многих ненормальных тоже). У некоторых она сильнее от природы, у некоторых слабее. Она приходит, или развивается, с опытом, и в этом отношении академик и студент уже не равны. Молодежь это обычно не понимает. Когда я был студентом, я, к стыду своему, довел учителя до того, что он сказал: “Пожалуйста, не ссылайтесь на интуицию, которой у вас пока еще нет”.
И уж, конечно, не может быть никакого равенства мнений о перспективности/бесперспективности тех или иных научных направлений, о ценности того или иного научного результата. Эти мнения не вырабатываются применением научного метода. Они основаны на опыте, на имеющихся (или отсутствующих) научных достижениях, зависят от общей эрудиции и уровня умственных способностей. Сила научного метода еще и в том, что он сделал процесс исследования доступным для дураков, и вы таки будете смеяться, многие дураки этой возможностью воспользовались. Так что замечание про умственные способности, когда речь идет о людях науки, лишним не является.
Равенство в науке обусловлено общедоступностью (принципиальной) научного метода и этим ограничено. Те же шахматы: гроссмейстер так же не имеет права на рокировку через битое поле, как и третьеразрядник, но их мнение “в этой позиции я бы пошел так”, или “величайшим шахматистом является Фишер vs является Колька из соседнего подъезда, которому я вчера продул”, несомненно, должно (и будет) восприниматься с разным весом.
Вроде бы, это все банальности, да?
11.10.2015
(с) Professor Mikhail Katsnelson

В результате развития модели “горячей Вселенной” выяснилось, что в какой-то момент (когда первичные процессы нуклеосинтеза уже закончились) Вселенная представляла собой однородную горячую плазму, состоящую (приблизительно) на 75% из водорода и на 25% из гелия. Потом (очень пунктирно) – остывание… рекомбинация протонов и электронов с образованием атомарного водорода… отделение излучения от вещества (потому что газ атомарного водорода практически прозрачен для излучения, в противоположность водородной плазме)… формирование, в результате цепочки гравитационных неустойчивостей, скоплений галактик, отдельных галактик, звёзд…
Звёзды первого поколения состояли, естественно, из водорода и гелия. Когда в процессе гравитационного сжатия протозвезд температура повысилась в достаточной мере, начались термоядерные реакции, в результате которых водород превращался в гелий. И здесь мы приходим к первому узлу этой удивительной истории. Когда весь водород выгорает, должен, по идее, вступать в термоядерные реакции гелий. При слиянии двух альфа-частиц (ядер гелия) должно возникать ядро изотопа бериллия с атомным весом 8. Но штука в том, что оно нестабильно! Дорога к синтезу тяжелых элементов перекрыта. В принципе, не исключены процессы столкновения _трёх_ альфа-частиц, но, естественно, их вероятность, в норме, очень мала. И вот, Хойл и Салпитер предположили (а впоследствии это подтвердилось экспериментально), что этот процесс имеет резонансный характер. У образующегося при этом ядра углерода-12 есть энергетический уровень, близкий к энергии трех альфа-частиц. Это усиливает вероятность процесса до приемлемых значений и открывает путь к синтезу элементов тяжелее углерода. Так это всё и идет, вплоть до образования самого стабильного изотопа – железа-56. При определённых условиях железная звезда превращается в Сверхновую (всё очень, очень пунктиром…), при этом (и только при этом) синтезируются элементы тяжелее железа (вплоть до трансурановых). Взрыв выбрасывает их в межзвёздное пространство, так что звезды следующего поколения (и формирующиеся вокруг них планетные системы!) уже содержат тяжёлые элементы.
Итак, первый звоночек. Если бы по случайным причинам реакция синтеза углерода из трех ядер гелия не была резонансной, элементы, составляющие живое вещество (углерод, азот, кислород, фосфор…), равно как и формирующие планеты земного типа (железо, кремний…) просто-напросто не возникли бы. Но ядро углерода – сложнейшая многочастичная система; оно состоит из 6 нейтронов и 6 протонов, в свою очередь, состоящих из кварков… Чуть пошевели “мировые константы” – резонанс пропадёт.
Дальше. В нашем мире нейтрон несколько тяжелее, чем атом водорода (электрон плюс протон). Поэтому водород стабилен. Если было бы по-другому, произошла бы нейтронизация всего вещества во вселенной (сейчас такой процесс идёт только внутри некоторых звёзд). Ни химия, ни, понятно, биохимия в такой вселенной были бы невозможны.
Дальше. Гравитационная постоянная определяет скорость звездной эволюции. Вместе с другой, так называемой, космологической, постоянной, она определяет время жизни вселенной. Пошевели эти константы – и у звёзд не будет времени доэволюционировать до второго поколения, всё преждевременно сгорит в пламени апокалиптического пожара.
И так далее. В общем, получается, что физические постоянные в нашей вселенной таковы, что обеспечивают существование тяжелых элементов, планет земного типа, органических веществ, и т.д. Что это значит?
До сравнительно недавнего времени, господствовало убеждение, что все безразмерные физические постоянные должны однозначно выводиться из какой-то Единой Теории Всего (выражаясь через какие-то математические постоянные, типа нулей Бесселевых функций). Тогда, естественно, вопрос о том, подходят они для жизни или нет, бессмыслен – они таковы, каковы они есть. По современным же представлениям, вселенные рождаются во множестве из пространственно-временной пены “планковского масштаба” (время – 10^{-43} секунд, длины – 10^{-33} сантиметров, т.е. на двадцать порядков меньше диаметра атомного ядра) – и характеризуются _разными_ наборами мировых констант. (При больших энергиях всё это, возможно, более-менее унифицировано, но мир, как он есть, возникает при остывании Первичной Капли через цепочку “фазовых переходов” с “нарушением симметрии” – в принципе случайном! – так что тут мы сразу имеем огромное разнообразие возможностей). Подавляющее большинство этих вселенных живёт время порядка планковского и снова исчезает. Исключительно в поэтических целях – цитата:
“Сосуды стеклянные и сосуды глиняные появляются с помощью огня. Но сосуды стеклянные, если они разбиваются, создаются снова, ибо они появляются от дуновения. Сосуды же глиняные, если они разбиваются, уничтожаются, ибо появляются они без дуновения” (Евангелие Филиппа 51).
Некоторые вселенные, возможно, даже имеют другое число пространственных и временных измерений. Интересно, что тройка – выделена: в пространстве размерности больше трёх нет связанных состояний (от атомов до Солнечных систем), в одномерном и двумерном пространстве – _все_ системы связаны. Опять же, жизнь в нашем понимании в таких вселенных невозможна.
Итак, вывод: там, где физические константы имеют “неподходящие” для появления жизни значения, просто некому хлопать глазками и спрашивать, почему они такие. «Мы являемся свидетелями процессов определенного типа, потому что процессы другого типа протекают без свидетелей» (А.Зельманов).
01.09.2006

(с) Михаил Иосифович Кацнельсон

А кто-нибудь обращал внимание на поразительное сходство Льва Толстого и Толкиена? Нет, я не только про страсть к эпопеям. Я про “сделанность” художественного мира. Каждый из них знает про их мир все – не только внешние проявления, но и мотивацию, и кто что подумал или почувствовал. Все под контролем. Здесь уместно впомнить про разницу между “чудом для себя” и “чудом для всех”:
Спросили равви Элимелека: “В Писании читаем, что фараон сказал Моисею и Аарону: “Сделайте чудо для себя”. Как нам следует это понимать? Не более ли правильно было бы ему сказать: “Сделайте чудо для меня”?” Равви Элимелек истолковал: “Маги всегда знают, что и как они собираются сделать. То, что они делают, – чудо не для них, а для всех остальных. Но кто действует потому, что Бог дает ему силу делать это, не знает, как, почему и что он делает, и чудо, которое возникает из его деяний, удивляет и его самого. Именно это и имеет в виду фараон: не хвалитесь передо мной понапрасну, а сотворите истинное чудо, которое могло бы подтвердить слова ваши” (М.Бубер, Хасидские предания).
То, что происходит у Толстого и у Толкиена – это чудо для читателя, но не для автора. Нет, это не просто “реализм”, и даже совсем не реализм. В жизни мы не имеем представления даже о собственных мотивациях, тем более, о мыслях других. Жизнь куда более похожа на фильмы Линча, со странными совпадениями, непонятными силами, неожиданными и необъяснимыми поступками, чем на упорядоченный космос “Войны и мира” (тем более – “Анны Карениной”) или “Властелина колец”.
Этой упорядоченности, кстати сказать, нет у основоположников русской классической литературы – и Пушкин, и Лермонтов (в Герое нашего времени), и Гоголь не играли в демиургов, они рассказывали истории. Когда Татьяна выскочила замуж, это было чудо для Пушкина – но уж выверенное, идеологически обоснованное замужество Наташи Ростовой чудом для автора не назовешь никак.
12.09.2016
(с) Михаил Иосифович Кацнельсон

Когда строители Вавилонской Башни перестали понимать друг друга, строительство продолжалось. Никто не мог (и, разумеется, не хотел) брать на себя ответственность за прекращение работ по столь важному проекту. Трудности, понятно, возникли, и достаточно серьезные. О переводчиках, например, не могло быть и речи. На то, чтобы сформировалась сама концепция перевода, необходимо время. Не было, во всяком случае, сначала ни словарей, ни даже такого понятия, как словарь. Наихудшие, с производственной точки зрения, проблемы были связаны с отсутствием общепринятых обозначений для чисел. Пытались объясняться жестами, рисовали картинки. Это давало возможность худо-бедно продолжать строительство. К сожалению, исходные планы и чертежи стали непонятны, но опытные инженеры и мастера за долгие годы смогли многое запомнить и продолжали давать более-менее разумные указания рабочим, которые, в свою очередь, воспринимали эти указания более-менее правильно. Каждый конкретный участок кирпичной кладки был, в результате, более-менее ровным (или, по крайней мере, казался таковым). Разумеется, даже небольшие отклонения от проекта, в конце концов, должны были нарушить равновесие конструкции, однако гигантские размеры Башни надолго отсрочили неизбежное. Фактически, успело вырасти целое поколение строителей, которые воспринимали сложившиеся условия как единственно возможные и не очень верили рассказам стариков о прежних временах. Что касается богоборческой цели строительства, о ней и раньше не очень-то задумывались. Большинство, как всегда и везде, работало, чтобы обеспечить себя и своих близких пропитанием и избежать наказаний. Экономика почти наладилась, продукты подвозились исправно, хотя прежнего уровня потребления достичь так и не удалось до самой Катастрофы. Разумеется, не было недостатка в мрачных пророчествах, но каждое такое пророчество могло быть понятным лишь для сравнительно немногих и, отчасти, поэтому не имело никаких серьезных последствий. Когда кладка обрушилась по всей высоте чудовищной конструкции, и осколки кирпичей, перемешанные с фрагментами человеческих тел и обломками строительных механизмов, покрыли всю землю Вавилонскую и сделали ее надолго непригодной для жизни, это оказалось совершенно неожиданным для (немногочисленных, впрочем) уцелевших. К большому сожалению, совсем уж немногие из них смогли связать Катастрофу с давним Смешением языков, что в значительной степени ослабило педагогический эффект всего мероприятия.

(с) Михаил Иосифович Кацнельсон