Научный взгляд на устройство вселенной
жүктеу/скачать 8,11 Mb. Pdf көрінісі
|
| Система Тихо Браге
150 г. н.э. Система Птолемея начало XVI в. Система Коперника Солнце Земля Луна Все планеты, кроме Земли Все планеты, кроме Земли Все планеты, кроме Земли Луна Земля Луна Солнце Солнце Земля РИС . 10. Три варианта описания космоса. Птолемей утверждал, что Солнце вместе с Луной и другими планетами обращается вокруг Земли. Коперник утверждал (и верно), что все планеты обращают- ся вокруг Солнца. Тихо Браге постулировал, что все планеты, кроме Земли, обращаются вокруг Солнца, а само Солнце, как и Луна, об- ращается вокруг Земли, находящейся в центре Вселенной Галилей быстро распознал внутренне противоречивую при- роду интерпретации Тихо Браге и пришел к верному и наиболее универсальному выводу. Соперник Ньютона Роберт Гук позже заметил, что и теория Коперника, и концепция Тихо Браге пре- * Во времена инквизиции католическая церковь не включала труды Тихо Браге в список запрещенных книг, как можно было ожидать исходя из его принадлежности к протестантизму, так как в его теории Земля была неподвижна, и тем не менее на- блюдения Галилея ей прямо не противоречили. — Прим. авт. 64 МАСШТАБИРОВАНИЕ РЕАЛЬНОСТИ красно согласовывались с данными Галилея, но одна из них была более элегантной: «С точки зрения пропорций и гармонии Мира невозможно не согласиться с аргументами Коперника». Интуиция правильно подсказывала Галилею, что верна должна быть более красивая теория. В конце концов, когда ньютонова теория гра- витации объяснила непротиворечивость устройства мира по Ко- пернику и предсказала орбиты планет, интерпретация Галилея победила. Теория Тихо Браге, как и теория Птолемея, оказалась неверной. Она не вошла в позднейшие теории, потому что это было невозможно. Если эффективная теория, по существу, пред- ставляет собой приближенный вариант истинной теории, взятой при определенных ограничениях, то здесь не так: никакое при- ближение теории Коперника не дает нам ни одной из некоперни- ковых картин мира. Как показала неудача теории Тихо Браге — и подтвердила физика Ньютона, — субъективный критерий экономности и кра- соты тоже может сыграть существенную роль в первоначальной научной интерпретации. Исследования подразумевают поиск за- конов и принципов, которые охватили бы и объяснили наблюда- емые структуры и взаимодействия. Если в распоряжении ученых имеется достаточное количество наблюдаемых данных, то в конце концов побеждает та теория, которая включает в себя все резуль- таты и при этом обеспечивает базу для новых предсказаний. А вот на одной логике далеко не уедешь, и специалисты по физике эле- ментарных частиц очень хорошо это знают: не зря им приходится ждать новых экспериментальных данных, которые помогут окон- чательно определить наши представления о фундаментальной природе Вселенной. Галилей много сделал для создания фундамента, на котором и по сей день работают ученые. Он инициировал медленный про- цесс развития, знание которого помогает лучше понять природу науки (в частности, то, как при помощи непрямых наблюдений и экспериментов получать верные описания физических явлений), а также некоторые серьезные вопросы, которые ставят сегодня перед собой физики. Современная наука пытается согласовать на- блюдения с теорией при помощи открытий и новшеств, которыми РАСКРЫВАЯ СЕКРЕТЫ 65 мы обязаны Галилею, — мы применяем и технические средства, и эксперименты, и теории, и математический аппарат. Главное, Галилей сумел распознать важность взаимодействия всех этих элементов науки в формировании физического описания мира. Сегодня мы более свободны в своем мышлении. Исследуя да- лекие пределы пространства, мы наблюдаем, как развивается на- чатая Коперником революция, как возникают новые теории о воз- можных дополнительных измерениях или альтернативных все- ленных. Новые идеи не проходят бесследно — человек все дальше и дальше уходит от представления о себе как о центре мироздания и в буквальном, и в переносном смысле. А в будущем наблюдения и эксперименты либо подтвердят, либо опровергнут наши пред- положения. Непрямые методы наблюдений, впервые предложенные Гали- леем, сегодня находят новое применение в сложнейших датчиках Большого адронного коллайдера. Завершающий экспонат падуан- ской выставки проиллюстрировал для нас эволюцию науки вплоть до сегодняшнего дня; на нем даже были представлены некоторые эксперименты, запланированные на БАКе. Наш гид признался, что все эти описания казались ему слишком сложными, путаны- ми и непонятными, пока он не понял, что БАК — это предельное на сегодняшний день воплощение микроскопа, позволяющее за- глянуть в самые мелкие из доступных человеку масштабов. И сегодня, когда мы осваиваем новые пределы точности из- мерений, мысли Галилея о том, как следует планировать экспе- рименты и интерпретировать их результаты, сохраняют свою ак- туальность. Его наследие живет, пока мы продолжаем создавать устройства и получать с их помощью изображения объектов, не- видимые невооруженным глазом. Мы и сегодня действуем в со- ответствии с его взглядами на то, как работают научные методы: чтобы подтвердить или опровергнуть новую научную гипотезу, мы ставим эксперименты. Участники конференции в Падуе размыш- ляли о том, какие новые данные принесет нам ближайшее время и что, собственно, эти данные могут означать. Мы все надеемся, что науке в очередной раз удастся расширить пределы человече- ских знаний. А пока продолжаем стучаться в двери небес. |