Роль физики в обществе
Если бы мы могли попасть в одну из великих машин времени Уэллса, целиком из блестящего дуба и стекла, с полированными латунными ручками и инструментами, и вернуться во время во вторую половину девятнадцатого века, мы столкнулись бы с миром, совершенно отличным от сегодняшнего дня. . Американцам, в частности, трудно представить себе мир, в котором Соединенные Штаты имели относительно небольшое значение на мировой арене. То же самое было верно даже в большей степени для всех других стран Америки. Весь континент, за исключением Канады и Кубы, в этом столетии получил политическую независимость от Европы, но по-прежнему рассматривался как продолжение европейских культур с ограниченным вкладом в мировые дела.
В результате всем миром управляла горстка западноевропейских стран во главе с Великобританией, которая и без США имела империю, охватывавшую примерно четверть земного шара. Кроме того, он был ведущим производителем машин, оружия и текстиля в мире, а Банку Англии принадлежала большая часть золота, используемого в мировой торговле. У Франции также была очень большая империя, как и у некоторых очень маленьких европейских стран, таких как Нидерланды, Бельгия и Португалия. Германия и Италия были оккупированы в течение многих лет в течение этого периода, объединив свои страны под одной центральной властью, и поэтому пропустили большую часть усилий по созданию империи, но Германия, в частности, быстро догнала Великобританию как ведущую производственную страну в конце 19 века. этот век.
Когда вы смотрите на размеры всех этих европейских стран на карте, можно только удивляться, как они управляли большей частью мира в то время. Что сделало их влияние настолько подавляющим, когда всего несколько столетий назад казалось, что они находятся на грани исчезновения от Черной смерти? Ответ на этот вопрос приводит к теме этой статьи.
То, что делало в то время непобедимыми малые западноевропейские народы, было практическим применением законов природы, содержащихся в монументальном синтезе Ньютона, Принципы математики, опубликованный в 1687 году. Всего за четыре года до этой даты Западная Европа была почти захвачена турками-османами и была спасена только после счастливого прибытия польского короля Яна Собеского, который ехал со своей кавалерией на помощь осажденному герцогу Лотарингии. и его христианская коалиция, ведущая отчаянную битву у венских ворот. И всего двести лет спустя поток изобретений, полученных в результате применения основных законов физики, позволил тем же самым маленьким странам, находящимся под угрозой исчезновения, править миром.
Это все было в рассказе? Если бы мы приземлились на нашей машине времени где-нибудь в Англии в этот период, во второй половине девятнадцатого века, мы бы столкнулись с ужасающими и совершенно неприемлемыми для нас сегодня социальными условиями. Но было бы что-то еще. Английское общество того времени излучало доверие и уверенность, которым сегодня можно только позавидовать. Они искали науку, чтобы решить все свои проблемы, просто следуя по тому же пути, по которому шли более ста лет. И под наукой они подразумевали научный взгляд на вещи, что означало не только создание лучших паровых машин, дорог, железных дорог и кораблей, но и лучшие социальные системы и законы, основанные не на наследственных привилегиях, а на общественной пользе. Они знали, что им предстоит проделать большую работу, но чувствовали, что находятся на правильном пути и что наступающий 20-й век принесет большие выгоды и решения проблем.
Откуда взялся этот «научный взгляд на вещи» и почему он вдруг дал такой толчок некоторым западноевропейским народам? Ответ лежит не у Ньютона, а вне его, у Галилея. Галилей создал современную физику, предоставив аксиоматические постулаты, которые определили этот «научный путь» в будущее. Прежде всего, он секуляризировал науку, убрав из образа Бога и заменив его природой и ее законами. Природе было достаточно, чтобы объяснить физический мир в математических (научных) терминах. Затем он сосредоточился в своей новой физике только на материи и движении. То, что вызывает изменение в движении, — это физическая сила, и это была реальность, с которой имел дело Ньютон.
Галилей был революционным новатором, когда дело дошло до наблюдения за миром. Он смотрел на это аналитически, не чувствуя никакой личной связи с объектами, которые он анализировал. Этот отход от средневекового совместного восприятия мира позволил Галилею и более поздним мыслителям, таким как Ньютон, выражать природные явления и законы в математических и логических терминах. Раньше непостижимые законы природы объяснялись простым, рациональным способом, понятным обычным людям. Они видели, что если вы ограничите Бога и высший мир только сферой веры, то единственной реальностью, с которой вы столкнетесь в природе, будут физические объекты, которые, по словам лорда Кельвина, «исчислимы» и «измеримы». .
К концу 19 века вся природа становилась хорошо освещенной комнатой, и каждое новое достижение науки увеличивало яркость освещения. Ожидалось, что физика вскоре завершит свою теоретическую работу. Как сказал тот же лорд Келин в 1880-х годах: «Сейчас в физике нет ничего нового для открытия; остается только все более и более точное измерение».
Вот, таким образом, источник той уверенности и уверенности, которая была отличительной чертой викторианского общества, которую можно было увидеть в любом изображении пухлых и богатых людей нового финансового класса того времени. Между тем, как люди видели мир как единственную твердую реальность, и тем, как наука объясняла мир с помощью законов, которые были предсказуемы и логичны, с причинами, ведущими к измеримым последствиям, столь же очевидным, как столкновение бильярдных шаров на столе, существовала полная гармония.
Затем наступил 20 век, и физика преодолела атомный барьер. Постоянная реальность физических объектов (с которыми имел дело Ньютон) распалась в субатомном мире частиц. Стало очевидно, что эти частицы были не просто очень маленькими кусочками того же самого вещества, которое знали люди. С течением времени и усилением квантовой механики сама реальность существования таких частиц как отдельных объектов стала сомнительной. Один из величайших физиков 20-го века Вернер Гейзенберг выразился так:
«В экспериментах над атомными явлениями мы имеем дело с вещами и фактами, явлениями, столь же реальными, как и любые явления повседневной жизни. Но сами атомы или элементарные частицы не реальны; они создают мир потенциалов или возможностей, а не вещей или фактов».
Но каждый объект в природе, с которым имел дело Ньютон, просто состоит из очень большого числа этих «атомов или элементарных частиц». Если они нереальны и сами объекты реальны, то где же начинается реальность? Является ли реальность просто функцией количества атомов, которые вы можете соединить? Мы можем начать понимать, почему мы больше не наслаждаемся уверенностью и уверенностью в том, что у нас есть правильные ответы, как утверждали наши викторианские предки.
Мы до сих пор, или, по крайней мере, большинство из нас, чувствуем мир так, как это делал Галилей. Мы по-прежнему чувствуем, что физические объекты природы являются единственной твердой реальностью, включая газы, которые могут быть невидимы, но которые, как мы знаем, состоят из тех же самых «атомов и элементарных частиц», реальность которых больше нельзя принимать во внимание. как должное. Наша наука сегодня больше не отражает то, как мы видим мир. Старая гармония исчезла. Однако большинство из нас по-прежнему верят в способность науки объяснить нам мир. Во времена Ньютона образованные люди легко понимали науку. Его правам можно было бы научить детей школьного возраста. Даже если он не мог объяснить, что такое гравитация на самом деле былНьютон математически доказал, что его действие можно успешно объяснить утверждением, что оно действует прямо пропорционально массам вовлеченных тел и обратно пропорционально квадрату расстояния между ними. Сегодня математика физики стала настолько сложной, что понять ее может только узкая группа специалистов. Обычные люди, даже если они довольно хорошо разбираются в науке, больше не могут участвовать в дебатах с точки зрения связанной с ними математической работы.
Однако в настоящее время физика достигла точки, когда как в теории, так и на практике, например в квантовой механике, последствия и последствия проделанной работы являются как философскими, так и математическими. Это может привести к повторному введению этой очень далекой и сложной науки в область более публичных дебатов. Математика была бы, конечно, недоступна простым смертным, но понятийная структура, которую Галилей передал позднейшим мыслителям, особенно в отношении к действительности, может потребовать пересмотра и в картину с пользой могли бы быть введены и другие, помимо физиков-теоретиков. Галилей, как и большинство образованных людей своего времени, хорошо разбирался в платоновских представлениях о реальности. Для Платона знание, которое можно было получить из физического мира, было мимолетным и ненадежным, являясь просто субъективным результатом наших чувственных восприятий. Истинное, истинное знание, не зависящее от человеческих чувств, а потому и объективное, было для него достоянием только высшего, божественного мира. Однако, когда Галилей сформулировал свои аксиоматические постулаты для будущих научных методов, он обнаружил, что материя и движение — и только материя и движение — пригодны для науки, поскольку они не зависят от человеческого присутствия или каких-либо человеческих чувств. Он чувствовал, что эти две «признаки» независимо друг от друга (и, следовательно, объективно) реальны. Его размышления в этом отношении повлияли на ход всей будущей физики, хотя со временем не только материя и движение, но и все физические явления стали считаться независимо (и потому объективно) реальными, как мы видели.
Однако физика в своем нормальном развитии за последние сто лет осознала, что все физические явления, воспринимаемые органами чувств, должны быть субъективны. Даже материя и движение задействуют зрение, и Галилей ошибался, полагая, что эти две особенности физического мира можно каким-то образом считать объективными или независимыми от человеческих чувств. Но если все, что мы воспринимаем в природе, по определению субъективно, то никакие физические явления не могут иметь самостоятельной идентичности или собственной истории, что вызвало бы очень серьезное переосмысление ранних периодов этой земли, до появления человека. . По этим причинам кажется разумным предположить, что наши представления о реальности в современной физике больше всего нуждаются в новом осмыслении, чтобы разработать пересмотренные концептуальные рамки, в которых может функционировать физика будущего.
