Основная парадигма современной физики

В данном месте, пожалуй, пора подвести промежуточные итоги проведенной нами работы. Мы имеем в виду попытку выразить основной тренд развития физических теорий. Речь идет о своеобразном образце физического мышления. Такого рода образцы в современной науке часто называют парадигмами. Таким образом, речь идет о парадигме современного физического знания.

Началом физики, как правило, признается классическая механика. Она задала некоторый образец, связанный прежде всего с использованием принципа наименьшего действия, который затем совершенствовался. Эпохальные в физическом отношении революции оказались связанными с изобретением сначала релятивистской механики, затем квантовой и, наконец, квантовой теории поля. В сугубо историческом отношении поступь физического знания выглядит следующим образом:

Записанный ряд теорий характеризует лишь их сменяемость, но не характерную для них субординацию. Возникновение новой теории непременно сопровождается переоценкой, научной критикой частично устаревшей теории. От нее не отказываются, ибо она концентрирует в себе огромный объем знания. С учетом сказанного, руководствуясь рассмотренной в главе 1 теорией интертеоретической концептуальной граисдукции, следует существенно трансформировать ряд (2.35).

Следует учесть, что Т_кл —" Г_рел находит свое продолжение и окончательное осмысление в интерпретации Г_рел —" Г_кл{Г_рел}. Стрелочка —" означает интерпретацию в том числе и критику Т_кл с позиций Г_рел. Запись Г_кл{Г_рел} как раз и означает, что классическая механика интерпретируется с позиций релятивистской механики.

Новая революция, изобретение квантовой теории привело к очередному этапу переосмысления физического знания, причем как релятивистской, так и классической механики. Эта же история повторилась в результате изобретения квантовой теории ноля. Если собрать воедино все описанные нами революции, то получается следующий интерпретационный ряд теорий:

Интерпретационый ряд теорий (2.36) знаменует собой своеобразный итог познания. Его уроки вынужден учитывать каждый физик, равно как и любой другой человек, который составляет себе мнение о физике. Вот почему ему в нашей книге уделено центральное внимание.

Естественно, ряд (2.34) выражает глубокое концептуальное содержание да еще и в критическом ключе. Пытаясь учесть это содержание, обратим особое внимание на ряд актуальных физических концептов, с которыми в значительной степени связано своеобразие рассматриваемых физических теорий. Для релятивистской механики это скорость света в вакууме ©, для квантовой механики — постоянная Планка (Й), для квантовой теории поля — оператор рождения и поглощения частиц (а). Разумеется, этими понятиями не исчерпывается своеобразие теорий, но для записи этого своеобразия в экономной форме они вполне подходят. Воспользовавшись этим обстоятельством, перепишем как ряд (2.35), так и ряд (2.36):

Запись Т_квтп(а, й, с) означает, что в квантовой теории ноля используются и понятие рождения частиц, и представление о квантовом характере действия, и концепция близкодействия, выражаемая принципом постоянства скорости света в вакууме. Запись Г_рел© означает, что в первоначальном варианте релятивистской механики присутствовал концепт постоянства скорости света. А понятие квантованности действия и концепт порождени я и поглощения частиц не использовались. В силу этого релятивистская механика не была в состоянии объяснить квантовые процессы. Соответственно квантовая механика была недостаточна для объяснения, например, взаимодействия элементарных частиц, так как она не использовала оператор рождения и поглощения частиц. Без особых разъяснений понятно, что еще хуже было положение дел в классической механике. Известная полнота физического объяснения была достигнута только в квантовой теории поля. В этой связи другие теории были переосмыслены. В результате их статус изменился. Достигнута в наиболее органичной форме концептуальная полнота объяснения.

Сравним теперь Т_квти(а, й, с) с Т_рол{Т_квтп (a, й, с)}. В скобках указаны одни и те же концепты. Создается представление, что две теории простонапросто тождественны друг другу. Но, на наш взгляд, такое представление является ошибочным. Дело в том, что в случае с Г_рсл акцент делается именно на релятивисткой стороне дела. Но целесообразно ли делать такое ударение? Думается, что целесообразно. Приведем поясняющий пример.

Никто не удивляется тому, что кардиологи сосредоточивают свои усилия на изучении функционирования сердца. Если они не учитывают зависимость сердца от других органов, то ими совершается существенная ошибка. Но если бы функционирование сердца не становилось предметом специального изучения, то многие его характерные черты не были бы выявлены.

Человек вынужден переносить свое внимание с одного концепта на другой. Это обстоятельство в записи Г_квтп (а, й, с) никак не выражено. Напротив, в записи 7р_ел {Т_квти(а, Й, с)} оно присутствует. В случае Г_квм {Т_квти(а, Й, с)} акцент делается на квантовой стороне дела. В случае Т_кл {Г_квтп (а, Й, с)} особое внимание уделяется макроэффектам, с которыми имеет дело обновленная классическая механика. Часто рассуждают таким образом: в тех явлениях, с которыми имеет дело классическая механика, можно не учитывать понятия а, Й, с_у ибо они несущественны. Дело обстоит принципиально но-другому: исходя из существенности а, й, с, удается объяснить возможность эффективного использования понятий классической механики, например представления о втором законе Ньютона.

Итак, основная парадигма современного физического знания, кульминировавшая в Стандартной модели объяснения физических явлений, выражается рядом (2.36).

Выводы

• • В современной физике господствующее положение занимает Стандартная модель, имеющая квантово-полевой характер.
• • Содержание любой физической теории интерпретируется с позиций Стандартной модели.
• • Частично устаревшая теория сохраняется в современной физике лишь постольку, поскольку, во-первых, из нее исключаются те понятия, которые невозможно исправить, во-вторых, обосновывается правомерность использования всех других понятий с позиций Стандартной модели.
• • Развитие физического знания наиболее емким образом выражает интерпретационный ряд теорий.