История физики и типы физических теорий

В предыдущих параграфах то и дело приходилось рассматривать историю появления неординарных физических концептов. Становление физики происходило трудно и заняло более двух тысяч лет. Научная математика, созданная Евклидом, возникла в III в. до н.э. Рождение же научной физики связывают, в первую очередь, с трудами И. Ньютона. Разумеется, уже в античности формулировались гипотезы, которые явно способствовали возникновению физики как науки. Но они, как правило, были плохо обеспечены соответствующими экспериментальными изысканиями. Показательна в этой связи гипотеза Левкиппа и Демокрита о существовании атомов, которая в средних веках занимала также умы многих арабских мыслителей. Ни первые, ни вторые не были в состоянии доказать существование атомов и создать их теорию.

Порой устанавливались актуальные соотношения. Можно вспомнить в этой связи, например, открытие Архимедом законов рычага и выражение для силы, действующей на тело, погруженное в жидкость или же плавающее на его поверхности. Архимед, живший в одно время с Евклидом, был гением, равного которому не сыскать среди энтузиастов физики вплоть до Галилея. Но даже ему не суждено было создать последовательную во всех отношениях теорию, например, механики. Таблица 8.1 дает представление о развитии физики как науки.

Таблица 8.1. Хронология открытий в области физики.

История развития физики, несомненно, поучительна. Во многих книгах она описана довольно детально^[1]. Но остаются существенные разночтения относительно способа истолкования истории физики. По мнению автора, это следует делать посредством построения проблемного и интерпретационного рядов теорий. Это означает, что открытия не просто перечисляются одно за другим, но осмысливаются в систематической форме. Автору неизвестна ни одна книга по истории физики, где бы использовался метод управления теориями. В рамках данного учебника просто нет места для соответствующей работы. На протяжении всей книги указанный метод использовался в абсолютном большинстве глав.

История физики представляет собой благодатный материал для интеллектуального совершенствования каждого, кто является энтузиастом науки.

Осмысливаться она должна посредством построения проблемного и интерпретационного ряда физических теорий.

Перейдем к заключительным выводам, которые относятся к истории, философии и методологии физики. Современная физика предстает как совокупность многих теорий. Выделение проблемного и интерпретационного ряда теорий было проведено автором в связи с определением актуальных для физики классов эквивалентных отношений. В свою очередь, они позволяют с единых позиций оценить любые физические теории. Но, разумеется, при этом ландшафт физических теорий существенно обогащается. Рассмотрим в этой связи некоторые заслуживающие внимания интертеоретические отношения.

Общие теории, или сходные. Часто вводят представление об общих теориях. Например, отличают общую физику от специальной. Строго говоря, общие теории не существуют. У любых двух теорий нет ничего общего, тождественного. Но они могут обладать сходством. Второй закон Ньютона может реализовываться посредством как электродинамических, так и гравитационных концептов. Правильно утверждать, что второй закон Ньютона выражает сходство электродинамики и теории тяготения. Любая механика как раз и является теорией, в которой фигурируют некоторые классы специфически эквивалентных отношений.

Эквивалентные теории. Подчас в физике устанавливается эквивалентность теорий, которые первоначально казались разобщенными. В этой связи на память приходят, например, матричное и волновое представление квантовой механики, развитое соответственно Гейзенбергом и Шрёдингером, а также дуальность пяти 11-мерных концепций в теории струн, объединенных теперь в рамках М-теории. Наличие эквивалентных теорий показывает, что в науке часто происходит дивергенция знания, которая затем сменяется его интеграцией.

Синтетические теории. Порой разнородные теоретические системы синтезируются в единое теоретическое целое. Ярким примером является теория электрослабых взаимодействий, объединившая в единое целое теории электромагнитных и слабых взаимодействий. Синтез теорий приводит к концентрации знания, преодолению былой разобщенности.

Контекстные теории. Каждая теория обладает многочисленными контекстами. В этой связи рассматриваются, например, микрофизика, макрофизика, физика элементарных частиц, атомов, молекул, плазмы, жидкостей, твердых тел. Выше контекстные отношения рассматривались автором достаточно детально в связи с рассмотрением статистической физики. Контекстные теории различны, но все они обладают некоторыми чертами эквивалентности, которые как раз и фиксируются в соответствующих механиках.

Выводы

• 1. Итак, ландшафт физики конституируется находящимися в определенной связи друг с другом сходными, эквивалентными, синтетическими и контекстными теориями. Все вместе они образуют поле никогда не ослабляющегося проблемного напряжения.
• 2. Чтобы освоить его, необходимы неординарные усилия по постижению плюрализма. В этой связи решающее значение придавалось методу концептуальных переходов. И концептуальная трансдукция в процессе реализации цикла познания, и интертеоретические отношения являются разновидностями концептуальных переходов.

• [1] Спасский Б. И. История физики: в 2-х ч. М.: Просвещение, 1977; Спасский Б. И. Физика для философов. М.: МГУ, 1989; Кудрявцев П. С. Курс истории физики. М.: Просвещение, 1982.