Вынесенное из комментов с пояснениями
Когда я читал курс общей физики, я посвящал целую лекцию теме «что такое физическое измерение и что такое единицы измерения». Иногда мне кажется неправильным, что подавляющее большинство измеряющих чего-нибудь общественно значимое (типа IQ) таких лекций не только сами не читали, но даже и не слушали.
Я не собираюсь читать такую лекцию здесь и сейчас (по многим причинам, одна из которых – некоторое чувство неловкости, которое испытываю, когда делаю безвозмездно, то есть – даром, то, за что когда-то получал зарплату). Но главное утверждение приведу.
[Физическое] измерение – это сравнение с эталоном. Другого рационального смысла это выражение не имеет.
А дальше начинается. Во-первых, как осуществить такое сравнение? Это предполагает совершенно определенную схему эксперимента, которая, в свою очередь, предполагает определенные _теоретические_ представления. Скажем, как можно сравнить сопротивление с эталонным, не используя законы Кирхгофа? За которыми, в свою очередь, маячит – что такое электростатический потенциал, что такое электрический ток, и т.д., и т.п.
Во-вторых, что может служить эталоном? Ну… скажем, то, свойства чего неизменны и могут быть используемы с идеальной (приближающейся к идеальной) воспроизводимостью. Но ведь и тут без теории никуда. Если вы определяете метр как одну сорокамиллионную длины земного меридиана, вы предполагаете определенную форму Земли, вы предполагаете независимость размера Земли от времени (что, в свою очередь, предполагает… да хоть независимость от времени гравитационной постоянной), вы предполагаете (в любом реальном измерении) применимость евклидовой геометрии к реальному пространству… Если вы определяете метр как расстояние между штрихами на платино-иридиевом стержне, хранящемся в определенных условиях, вы должны понимать хоть что-нибудь… ну, скажем, в тепловом расширении (без этого вы не сможете сказать, с какой точностью должна поддерживаться температура… а, кстати, как ее поддерживать? Да и что такое температура? И понеслось…). Если вы определяете метр как определенную долю расстояния, проходимого в вакууме светом за одну секунду, а секунду определяете через спектроскопические характеристики определенной линии в спектре определенного изотопа цезия – вы должны предполагать справедливость теории относительности (иначе возникнет вопрос – какого именно света, с какой скоростью двигался источник и т.п.), квантовой механики (из нее следует принцип тождественности микрочастиц, что избавляет от вопроса – _какого конкретно_ атома цезия), базовых представлений атомной спектроскопии, и т.д., и т.п. Чтобы ввести эталон сопротивления, нужно понимать не только про квантовый эффект Холла, но и про его топологическую природу (класс Черна, индекс Фредгольма… – это все сюда).
И так далее, и тому подобное.
И вы все еще не понимаете, что значит “что можно, а что нельзя наблюдать, определяется теорией, которой вы пользуетесь”? И что значит “проверяется всегда картина мира _в целом_”, тоже не понимаете? И любите рассуждать о “фактах”, и о том, что, вот, “люди же измерили”? Даже когда речь идет об “измерениях” за пределами физики, в которой за _каждой_ “единицей измерения” стоит труд поколений ученых и многих гениев?
Ну-ну.
UPDATE В дискуссии возник важный вопрос – до какой степени то, что я тут написал, исходя из своего понимания _физики_, релевантно для социальных и других наук. Копирую сюда из своего ответа на комменты:
Я рассказываю, как это устроено в физике. В других науках все может быть устроено по-другому, это, казалось бы, не мое дело.
Но есть нюанс. В обществе есть (было) доверие к науке, и основано оно (процентов на девяносто) на успехах именно _физики_. Успехах без кавычек, типа лазеров и транзисторов, и успехах в кавычках, типа ядерного оружия. Физика _работает_. Некоторые делают из этого лукавый вывод, что работает наука вообще (включая социологию и политологию). Это может быть так, может не так, но – либо вы работаете так, как работаем мы, физики (и тогда об этом мне судить), либо вы работаете совсем не так – и тогда доказывайте свою неверблюдовость не ссылаясь на “наука установила” и прочих “британских ученых”.
14.02.2022
(с) Professor Mikhail Katsnelson
