Н О Б Е Л Е В С К И Й   Т У П И К

 

Весьма спорные и не очень корректные мысли  о чем-то необычайно важном для будущего человечества

Отзывы прошу присылать по адресу: iglvov@mail.ru

Буду рад обмену мнениями. Статья размещена на сайте 20 марта 2007 г.

  Переход на главную страницу сайта "Статьи И.Г.Львова"

 

 

Н О Б Е Л Е В С К И Й   Т У П И К

 

И. Г. Львов

 

Для достижения великой цели, к которой идет человечество, …люди, подобные Архимеду, Галилею, Кеплеру,  г-ну Декарту, г-ну Гюйгенсу, г-ну Ньютону, важнее, чем полководцы, и, по меньшей мере, равны великим законодателям.

Г. В. Лейбниц

Ставить научные эксперименты, добывать факты, словом, накапливать положительное знание могут многие, однако лишь те, кто, подобно г-ну Ньютону, умеет воспользоваться этими фактами для созидания великого храма науки, те, кому дано разгадать сокровенную суть вещей, составляют, если можно так выразиться, избранное общество Всевышнего, круг его личных советников.

Г. В. Лейбниц

 

В последние годы нобелевскими лауреатами ежегодно становятся, как известно, не менее десятка человек (за собственно научные достижения – немного меньше). За истекшее десятилетие, следовательно, их наберется в районе сотни. А за пятидесятилетие – почти полтысячи! Но попробуйте-ка назвать на вскидку хотя бы десять из них – за редким исключением это, как правило, практически никому не удается. А если даже кто-то и вспомнит, то вряд ли  рискнет поставить хотя бы одного из  новоиспеченных за последние пятьдесят лет  лауреатов в один ряд с теми же «г-ном Декартом,  г-ном Гюйгенсом или г-ном Ньютоном». Что же тогда говорить о «простых» академиках, профессорах и прочих «доцентах с кандидатами»,  которых сегодня в мире миллионы. Почему-то это колоссально разросшееся их количество никак не хочет переходить  в долгожданное качество, порождая столь необходимых человечеству новых «Архимедов, Галилеев и Кеплеров».  А в результате  неизбежный застой в фундаментальной науке, весьма опасный для той самой «великой цели», к которой это человечество,  говоря словами Лейбница, идет.

Такое крайне негативное положение беспокоит сегодня очень многих. Вот как описывает, например, сложившуюся тревожнейшую ситуацию хорошо известный отечественным телезрителям   профессор С. П. Капица:

«В современном мире, несмотря на стремительное развитие, за последние десятилетия большого качественного прогресса не было, и все, в основном, сводилось к лучшей реализации направлений, намеченных чуть ли не с начала ХХ в. Только последние достижения биологии могут претендовать на оригинальность по сравнению с успехами других отраслей науки и техники, но и они были начаты в конце XIX в. На то, что при исключительном количественном и прагматическом развитии науки и техники происходит так мало новых фундаментальных открытий, обращали внимание ряд историков знания. А такого всплеска новых идей, направлений, совершенно изменивших в начале ХХ в. состояние наших представлений о мире и в значительной мере предопределивших весь последующий прогресс, такого взлета с тех пор не было, несмотря на колоссальные усилия и затраты… За последние сто лет масштаб открытий, несомненно, уменьшился, а долговременное влияние работ и идей, отмеченных в последние десятилетия, стало меньше. С другой стороны, наука, как и культура, стала массовой. Многие отмечают снижение ее морального уровня и растущий кризис доверия к науке. Появляется все больше симптомов отторжения науки, иррационализма, мистики и религиозного фундаментализма».

Вот такая прискорбная ситуация, весьма опасная, повторим, как для самой науки, испытывающей «растущий кризис доверия» и обусловленное им определенное «отторжение» со стороны общества, так и, главное, для самого этого общества, не способного нормально развиваться без   периодического «всплеска новых идей».  Иначе говоря, налицо системный и все углубляющийся кризис, поразивший современную фундаментальную науку,  истинные причины возникновения которого  мы и планируем далее немного обсудить. Двигаться же при этом постараемся от простого к сложному, т. е. начнем  с лежащей  на поверхности наиболее очевидной из указанных причин и  постепенно  будем продвигаться к ее подлинным истокам.

 

1. Количество – враг качества.

 

  Мне известно, сколь бессилен одиночка против духа времени.

Л. Больцман 

Академическое поприще принуждает молодого человека беспрерывно давать научную продукцию, и лишь сильные натуры могут при этом противостоять соблазну поверхностного анализа.

 А. Эйнштейн

Я всегда отрицал за каким бы то ни было механическим экспериментом способность уверить людей в том, во что они верить не хотят, или разуверить их в чем-нибудь, во что они свято верят.

Б. Шоу

В заключительных словах приведенного во введении высказывания  профессора Капицы  легко найти прямое указание и на первую естественную причину описываемого им кризисного состояния  фундаментальной науки. Эта исходная причина, резко отличающая сегодняшнюю ситуацию от прошлых веков –  превышающий все разумные рамки рост числа научных работников! Причем буквально на всех уровнях – начиная  с заполнивших растущее как грибы число всевозможных  научных учреждений (и обслуживающих их редакций научных изданий) и заканчивая теми же нобелевскими лауреатами, очередь претендующих на причисление к лику которых выстроилась на  десятилетия вперед. (И это притом, что в последнее время ежегодные нобелевские премии по физике или экономике, например, присуждаются, как правило,  двум или даже трем лицам одновременно!) На первый взгляд может показаться, что  рост числа занимающихся наукой должен лишь способствовать ее прогрессу, ибо при этом вроде бы растет и вероятность появления непосредственно тех, кто «подобен г-ну Ньютону», т. е. как раз и обеспечивает столь необходимый «всплеск новых идей». Но на самом деле, как показывает практика, имеет место совершенно противоположное, что легко можно объяснить при более внимательном взгляде на происходящее.

В немалой степени, отметим для начала, рост числа научных работников одновременно  является и прямым следствием рассматриваемого кризиса науки. Ведь в условиях неспособности ее двигаться вперед интенсивным путем, т. е. за счет постоянного  совершенствования своих собственных фундаментальных положений, дающего мощнейший  толчок к развитию и всевозможным прикладным исследованиям,  последние вынуждены продвигаться вперед экстенсивными методами. А отсюда и отмечаемые Капицей «колоссальные усилия и затраты», сопровождаемые «массовостью» привлекаемых сотрудников, которые, однако, по его  словам, так и не обеспечили все же  необходимого «качественного прогресса». Другими словами, кризис и рост числа научных работников –  это порождающие друг друга  взаимодополняющие факторы, попросту консервирующие всю освещаемую негативную ситуацию в целом. Но почему же все-таки  рост численности оказывает в данном случае не положительное, как можно было бы предположить, а именно отрицательное влияние на само качество научных исследований?

Ответ на этот первостепенной важности вопрос довольно очевиден. В первую очередь нужно согласиться, конечно, с исходным тезисом о том, что действительно способных  «разгадывать сокровенную суть вещей» людей на самом деле очень мало, и потому простое увеличение числа занимающихся наукой само по себе  не помогает в решении данной актуальной задачи.  Здесь как нигде полностью применима известная суворовская мысль о том, что побеждать нужно  не числом, а умением. Но почему же не растет пропорционально общей численности и собственно число тех, кто как раз и должен составлять «избранное общество Всевышнего»? Ответ и здесь лежит на поверхности: непомерный рост числа научных работников дает на самом деле обратный результат, выстраивая непреодолимую стену на их пути! Ведь  образовавшаяся  гигантская  серая масса (а не серой при таком ее размере она просто не может быть по определению)  попросту не позволяет идеям «новых ньютонов» проложить себе дорогу к общественному признанию, принципиально отторгая их буквально на корню. Ибо с подобными идеями всегда связан известный риск потери той стабильности в  более или менее благополучном общественном положении (если предлагаемая теория не вписывается в существующую научную парадигму, то поддержавший ее ученый сам рискует стать изгоем среди своих коллег), которую ее представители никогда не променяют на  какую-то там призрачную истину. (Вспомните слова того же Капицы о  «снижении  морального уровня науки»,  сопровождающем превращение ее в   «массовый» вид деятельности.) Пусть рискуют другие, а они то уж как-нибудь проживут и без нее!

Другими словами,   люди,  обладающие способностью действительно «разгадывать сокровенную суть вещей», хотя и в небольшом количестве, но по-прежнему рождаются и сегодня, но теперь уже расплодившаяся не от хорошей жизни огромная армия «кормящихся» с помощью науки попросту перекрывает им своей массой все дороги, заставляя беспомощно барахтаться в образованном ею топком научном «болоте». «Будьте как все»,- словно говорит она им, а иначе неминуемо будете выброшены на обочину  и отлучены от нашего цеха, вообще лишившись тем самым  права  на  научную работу. И от этой своей позиции представители указанного «болота», как легко понять,   добровольно никогда не откажутся – ведь не зря же говорят,  что если бы таблица умножения затрагивала чьи-либо интересы, то она бы оспаривалась. Так что пытаться разрушить всю описанную сейчас  самоподдерживающуюся систему простыми упреками ее членов в научной недобросовестности, которые все чаще приходится слышать сегодня, абсолютно бесперспективно. (Здесь мы  должны специально оговориться, что вовсе не имеем ввиду истинных тружеников, как раз и обеспечивших своим добросовестным трудом  «исключительное количественное и прагматическое», как пишет Капица,   «развитие науки и техники». Речь идет отнюдь  не о  представителях прикладной науки, честно делающих свое дело, а именно о тех, от кого напрямую зависит тот отмечаемый им прискорбный факт, что «происходит так мало новых фундаментальных открытий»!)

Ради справедливости нужно, конечно, признать, что трудности в продвижении истинных революционных идей существовали всегда.  Даже тот же Архимед, как известно, вынужден был скрывать свой метод решения геометрических задач из-за боязни преследований и гонений  по обвинению в  отходе от традиций математики своего времени. А великий Галилео Галилей написал в письме к не менее великому Иоганну Кеплеру следующие знаменательные слова об «учителе нашем Копернике»: «У немногих стяжал он бессмертную славу и бесчисленным множеством – ибо таково число глупцов – осмеян и освистан». Но современное аналогичное положение дел, повторим, имеет все же  гораздо более выраженную форму в первую очередь из-за беспрецедентного увеличения образующего серую массу «бесчисленного множества».

Необходимо также честно отметить, что зачастую в неприятии  тем или иным человеком нового решающую роль играют  все же не столько описанные  выше меркантильные соображения, сколько элементарная неспособность его понять это новое. И, главное, психологическая неготовность согласиться с   ошибочностью собственно старого, вера в истинность и непогрешимость которого закалялась иногда  сотнями лет. Последний фактор особенно важен, когда речь идет о труднообъяснимом на первый взгляд  отказе признать по-настоящему новые идеи со стороны действительно компетентных специалистов, характерным примером чего может служить следующая характеристика  идей того же Николая Коперника со стороны знаменитого Френсиса Бэкона: «Система Коперника,-  специально подчеркивал он,- представляет много серьезных затруднений. Троякое движение Земли есть большое неудобство, а отделение Солнца от планет, с которыми оно имеет так много общего, есть также опрометчивый шаг. И введение стольких неподвижных звезд в природу, и притом тел наиболее светящихся, как Солнце и звезды, и обращения Луны вокруг Земли, и некоторые другие понятия обнаруживают в Копернике человека, который не задумывается внести в природу всевозможные вымыслы…».

И такие примеры психологической неготовности даже весьма крупных ученых изменить перед лицом новых идей устоявшееся за долгие годы  мировосприятие,  отметим теперь особо, отнюдь  не редки, что дало даже повод знаменитому Максу Планку заявить наполовину в шутку, наполовину всерьез,    что по-настоящему новые идеи побеждают только тогда, когда физически умирают носители старых. Но в том-то и дело, что сегодня ситуация существенно изменилась даже по сравнению с относительно недавними временами Планка, и сейчас постоянно сокращающийся период требуемого обновления научного мировоззрения уже  принципиально короче постоянно растущей средней продолжительности жизни  отдельного человека!  И это, как легко понять, еще более усугубляет существующую кризисную ситуацию.

Наконец, в заключение  всего данного разговора об обсуждаемой сейчас   первой  причине указанного кризиса, необходимо остановиться особо на еще одном важном обстоятельстве, во многом вроде бы даже оправдывающем  критическое отношение «ретроградов от науки» к любым свежим идеям в целом. Ведь в абсолютном большинстве случаев, и это приходится с сожалением признать,  они действительно правы в своих критических выводах, ибо еще одним прямым следствием сложившейся сегодня тупиковой ситуации стал  огромный рост числа квазинаучных (а зачастую и вообще ненаучных) теоретических построений. (Тупик очевиден сегодня многим и  тщетные   попытки преодолеть его вполне здоровыми научными средствами с неизбежностью порождают огромный поток попросту «нездоровых» псевдонаучных измышлений.) Об этом писать особенно тяжело, ибо автор прекрасно понимает,  что и его собственные скромные идеи тоже легко могут быть отнесены к данной категории многими другими исследователями, искренне убежденными, что правы они и только они. Ситуация вообще во многом напоминает известный анекдот о психиатрической больнице, когда врач признает пациента больным на том очень важном по его мнению основании, что последний считает себя Наполеоном, тогда как всем известно, что Наполеон – это сам врач! Предложить  выход из данного замкнутого круга очень  трудно, но и ждать, сложа руки, тоже нет уже  никакой возможности. Настоятельно необходим максимально объективный  критерий истинности, который  мы и попробуем поискать при обсуждении следующей основной причины анализируемого сейчас системного кризиса, во многом определяющей и саму уже рассмотренную.

 

 

 

2. Логические начала натуральной философии.

 

…Что такое теория? Неспециалисту бросается в глаза…, что она окружена грудой формул, ничего не говорящих непосвященному. Но эти формулы не составляют ее существо.

Л. Больцман.

…Если размышлять об опытных данных современной физики, то легко прийти к выводу, что всегда должна быть принципиальная дополнительность между размышлением и решением.

В. Гейзенберг

Правильно в философии рассматривать сходство даже в вещах, далеко отстоящих друг от друга.

Аристотель

 

Само название данного особого раздела, как легко понять, прямо перекликается с названием самого знаменитого научного труда в истории человечества – «Математических начал натуральной философии» Исаака Ньютона. И не просто перекликается, а вроде бы даже оппонирует ему в определенной степени, что вовсе не случайно. Дело в том, что и сам Ньютон выбрал указанное название во многом  с целью оппонирования  -  чтобы подчеркнуть свое прямое несогласие с  «Началами философии» Рене Декарта. Причем несогласие, прежде всего, в принципиальном вопросе о  методе ведения научных исследований, о котором и пойдет речь в настоящем разделе.

Со времен Аристотеля, которого справедливо называют отцом европейской   науки, основным методом  научного анализа считалась логика. Любое научное положение требовало тщательного логического обоснования путем специальных, зачастую длительных, логических рассуждений. Но, как и всякое доброе дело, данный подход со временем все больше и больше извращался, превращаясь усилиями схоластов и иже с ними в пустопорожние словопрения. Возникла настоятельная потребность в уточнении утратившего эффективность научного метода, которое и начало осуществляться на рубеже ХVI – ХVII веков европейской истории. Одним из  главных выразителей этой революции в естествознании историки  науки считают Галилео Галилея, который ставил своей важнейшей целью осмысление и математическую обработку наблюдений, постановку при необходимости экспериментов (с тщательным измерением их результатов), в общем, начал перевод науки на точную основу. И это был, без сомнения, важнейший шаг, без которого наука вообще бы не смогла   приблизиться к своим сегодняшним достижениям.

            Но при всем этом Галилей, что необходимо отметить особо,  по-прежнему оставался человеком своего времени, для которого логические рассуждения ничуть не теряли своей изначальной актуальности. Познакомьтесь с его работами, и вы без труда убедитесь, что главная роль в них отводится именно таковым! Подобная же ситуация  продолжалась и после него, что легко можно проследить по трудам тех же Декарта, Гюйгенса, Лейбница и других великих представителей науки ХVII века, которые старались оптимально сочетать логику и математику в своих теоретических построениях. Понятно при этом, что оптимальной сбалансированности этих двух главных научных методов удавалось добиваться далеко не всегда, причем на первых порах «перекос» все же чаще  имел место, естественно,  в пользу именно рассуждений. В значительной степени этой «болезнью» страдали и  собственно  труды Декарта, который формулировал многие «законы природы» исходя, в первую очередь, из своего внутреннего понимания правильности таковых, а не из достоверно установленных фактов.   Именно с таким подходом и не мог принципиально согласиться Ньютон, неоднократно подчеркивавший необходимость строить физическую теорию только на основании доказанных фактов и их строгой математической интерпретации. 

Но при этом, что принципиально важно, он по-прежнему отдавал должное и собственно логическим рассуждениям, считая их совершенно обязательным  средством научного поиска.  В итоге его «Математические начала натуральной философии» и стали образцом научного творчества, вершиной  сбалансированного сочетания логики и математики в естествознании.

Но затем, как и в случае любой другой вершины, последовал неизбежный спуск с нее, причем спуск уже по противоположному главному склону, сопровождающийся все нарастающим перекосом теперь уже в другую основную сторону – в пользу математики.  Дело в том, что в обсуждаемой сейчас работе Ньютона акцент в соответствии с самим ее названием (и его описанной выше исторической подоплекой) в большей степени был сделан, что легко понять,   на математические выкладки, хотя в целом, повторим,  логический анализ и здесь выступал  ничуть не менее важной методологической составляющей. Но вот многие  последователи Ньютона, как это, к сожалению, часто бывает, уже были в большей степени ньютонианцами, чем он сам, и потому посчитали для себя возможным  не уделять больше внимания логической стороне анализа. Иначе говоря, наступил прагматичный ХVIII век, сделавший  обусловленную в первую очередь заочной полемикой с  Декартом    знаменитую фразу Ньютона «гипотез не измышляю» попросту своим научным знаменем. В результате логика все больше и больше стала приноситься в жертву чисто математическим построениям, которые постепенно, шаг, за шагом, становились чуть ли ни единственным инструментом анализа. А к сегодняшнему дню уже и вовсе вытеснили логику на научные задворки, что с горечью отмечают наиболее здравомыслящие представители современной точной науки. (Правда, в основном в научно-популярных своих книгах, ибо в серьезных физических и т. д. работах «философствовать» – и вообще ссылаться на логику  - стало сейчас попросту не принято.)

Далее мы подробно процитируем выражающие эту мысль высказывания самых известных из них, но для начала  постараемся пояснить с их же помощью на конкретных примерах, что именно следует понимать под собственно логическим анализом в естествознании.

«Что же такое идейное обоснование физической теории?» -  задается, например, интересующим нас сейчас главным вопросом один из немногих  действительно знаменитых Нобелевских лауреатов по физике второй половины ХХ столетия Ричард Фейнман. И отвечает на него в своей не менее знаменитой научно-популярной книге «Характер физических законов» следующим нагляднейшим образом (чтобы сохранить эту наглядность, мы приводим далее указанный ответ, не смотря на его внушительные размеры, в почти не сокращенном виде):  

«Некоторые говорят...: «Бросьте вы вашу философию, все эти ваши фокусы, а лучше угадывайте правильные уравнения. Задача лишь в том, чтобы вычислять ответы, согласующиеся с экспериментом, и если для этого у вас есть уравнения, нет никакой нужды в философии, в интерпретации или любых других словах». Это, конечно, хорошо в том смысле, что, занимаясь одними уравнениями, вы свободны от предрассудков и вам легче отгадывать неизвестное. Но, с другой стороны, может быть именно философия помогает вам строить догадки. Здесь трудно сделать окончательный выбор. Пусть те, кто настаивает на том, что единственно важным является лишь согласие теории и эксперимента, представят себе разговор между астрономом из племени майя и его студентом. Майя умели с поразительной точностью предсказывать, например, время затмений, положение на небе Луны, Венеры и других планет. Все это делалось при помощи арифметики. Они подсчитывали определенное число, вычитали из него другое и   т. д. У них не было ни малейшего представления о вращении небесных тел. Они просто знали, как вычислять время следующего затмения или время полнолуния   и т. п.

            Так вот, представьте себе, что к нашему астроному приходит молодой человек и говорит: «Вот что мне пришло в голову. Может быть, все это вертится, может, это шары из камня или что-нибудь в этом роде, и их движение можно рассчитать совсем иначе, не просто, как время их появления на небе». – «Хорошо,- отвечает ему астроном,- а с какой точностью это позволит нам предсказывать затмения?» - «До этого я еще не дошел»,- говорит молодой человек. «Ну, а мы можем вычислять затмения точнее тебя,- отвечает ему астроном,- так что не стоит дальше возиться с твоими идеями, ведь математическая теория, очевидно, лучше». И практически каждый раз, когда у кого-нибудь появляется свежая идея сегодня, и он говорит: «А может быть, все происходит вот так», ему спешат возразить: «А какое решение такой-то и такой-то задачи у вас тогда получится?» - «Ну, до этого я еще не   дошел»,- следует ответ. «А мы уже продвинулись гораздо дальше и получаем очень точные ответы». Как видим, нелегкая задача решить, стоит или нет задумываться над тем, что кроется за нашими теориями».

Позже мы увидим, что на самом деле Ричард Фейнман прекрасно знает ответ и на данный последний вопрос приведенного сейчас своего высказывания, причем ответ этот как раз и позволит нам предложить искомое решение сформулированной еще в конце предыдущего раздела важнейшей задачи об универсальном критерии истинности  любой научной теории вообще. Но сначала мы  предложим вниманию читателей ответ на тот же вопрос, сформулированный  еще одним известным физиком, из которого еще явственнее видна сама суть «идейного обоснования теории» и его истинная роль в важнейших научных открытиях. Для этого приведем  не менее (и даже более) объемное высказывание уже отечественного ученого-физика, академика А. Б. Мигдала, прямо написавшего в специально введенном  разделе «Физика и философия» одной своей весьма поучительной научно-популярной (конечно же!) книги   буквально следующее:  

«Если проследить... развитие физики ХХ века, можно увидеть, что именно «прикладная философия» давала толчок науке. Один из лучших примеров этого - история создания специальной теории относительности. Идея о том, что в науке не должно быть понятий, которые не могут быть сформулированы на языке реального или мысленного эксперимента (принцип наблюдаемости), заставила Эйнштейна подвергнуть сомнению интуитивное понятие одновременности и ввести определение одновременности, проверяемое на опыте.

            В популярной статье 1898 года «Измерение времени»,- развивает далее эту мысль Мигдал,- Анри Пуанкаре высказал замечательную мысль об условности определения одновременности...: «Одновременность двух событий или порядок их следования, равенство двух длительностей должны определяться таким образом, чтобы формулировка законов природы была настолько простой, насколько это возможно. Другими словами, все эти правила, все эти определения являются лишь плодом неосознанного соглашения». Какие разные выводы сделали два великих человека - Пуанкаре и Эйнштейн - из одной и той же мысли! Эйнштейн, установив относительность одновременности, заключает, исходя из принципа наблюдаемости, что время течет по-разному в двух разных инерциальных системах. Пуанкаре же принял ньютонову концепцию времени и пространства. Он придерживался конвенционалистической философии, согласно которой в основе математических и естественнонаучных теорий лежат произвольные соглашения. Это привело его к мысли об условности утверждений Эйнштейна и к неприятию теории относительности. Теория, выдвинутая Лоренцом и развитая Пуанкаре - это не та теория, которую мы называем теорией относительности...

            Идея произвольных соглашений,- делает Мигдал важнейший вывод,- вряд ли безоговорочно применима в опытных науках. Системы Птолемея и Коперника логически равноправны, но без «соглашения» Коперника не были бы найдены законы Кеплера и закон тяготения. Можно было бы построить новую механику и на «соглашении» Лоренца-Пуанкаре. Но эта механика была бы несравненно сложнее теории относительности. Как без перехода к гелиоцентрической системе не было бы небесной механики, так и без «соглашения» Эйнштейна не было бы ни теории тяготения, ни современных теорий поля.

            Лоренц и Пуанкаре внесли глубочайший вклад в теорию относительности, но не совершили переворота. После работы Пуанкаре 1898 года и работы Лоренца 1904 года оставалось сделать один шаг, но этот шаг требовал другого типа мышления, другой философии. Лоренцу помешала сделать этот шаг его глубокая приверженность философии физики прошлого века. Могучая математическая интуиция Пуанкаре вступила в противоречие с физической интуицией, необходимой для этой задачи. Его математическое прошлое, возможно, и породило слишком гибкую конвенционалистическую теорию познания. В статье «Анри Пуанкаре и физические теории» Луи де Бройль говорит: «Молодой Альберт Эйнштейн, которому в то время исполнилось лишь 25 лет и математические знания которого не могли идти в сравнение с  глубокими познаниями гениального французского ученого, тем не менее, раньше Пуанкаре нашел синтез, снявший все трудности, использовав и обосновав все попытки своих предшественников. Этот решающий удар  был нанесен мощным интеллектом, руководимым глубокой интуицией и пониманием природы физической реальности...»

            Физика не мыслима без математики и математических понятий,- заключает Мигдал,- но не сводится к ним. Более того, ГЛАВНОЕ В ФИЗИКЕ  - НЕ ФОРМУЛЫ, А ИХ ИНТЕРПРЕТАЦИЯ - понимание, именно оно питает интуицию. Физика развивается не с помощью математической логики, а с помощью физической интуиции. Эти утверждения,- подчеркивает он,- трудно принять физику математического склада, который рассматривает физику как раздел прикладной математики. Он удивляется: «Почему вы приписываете главную заслугу в создании теории относительности Эйнштейну, тогда как преобразования Лоренца были получены раньше?»...  Одна из причин некоторого пренебрежения  философской стороной физики, особенно распространенного среди молодых физиков-теоретиков, [состоит] ...в том, что можно с успехом заниматься теоретической физикой без всякой философии, ограничиваясь разработкой следствий из уже существующих теорий. Такие работы привлекают своей «достоверностью» и «надежностью» и граничат с прикладной математикой. В них не содержится существенных предположений, требующих проверки, но именно поэтому  сами по себе   такие работы не приводят к появлению новых теорий»!

Вот такое неординарное высказывание, которое, конечно же, никак не может понравиться большинству современных физиков (а также химиков, экономистов и т. д.), действительно «рассматривающих физику (химию, экономику и пр.) как раздел прикладной математики». И их легко понять –  насыщенные математическим выкладками и на самом деле попросту «граничащие с прикладной математикой» (или вообще относящиеся в действительности к ней) работы  действительно привлекают своей кажущейся «достоверностью» и «надежностью», почти гарантирующей успешную защиту диссертаций и т. д.  И потому таких диссертаций сегодня море разливанное. Но в них практически «не содержится новых предположений», а значит и риска  неудачи при защите, неизбежного при любой попытке нарушить установленные рамки господствующей парадигмы.

И «именно поэтому  сами по себе   такие работы не приводят к появлению новых теорий», что и обеспечивает удобный для серого научного большинства,  но смертельный для человечества в целом, затянувшийся застой в фундаментальной науке. А все потому, что «главное в физике (химии, экономике, естествознании в целом) - не формулы, а их логическая интерпретация! Понимание (т. е. логическое осмысление), именно оно питает интуицию! Физика (химия, экономика, естествознание в целом)  развивается не с помощью математической логики, а с помощью физической (естественнонаучной) интуиции»!  Т. е. при помощи глубоких логических рассуждений, на которые  и способны «лишь те, кто, подобно г-ну Ньютону, умеет воспользоваться добытыми трудами многих специалистов фактами для созидания великого храма науки». Но если путь в науку им перекрыт неспособным к таким рассуждениям и потому заменяющим их в своих диссертациях чисто математическими выкладками серым большинством, то ничего хорошего ждать от такой науки человечеству, к сожалению, не приходится.

  Здесь, впрочем, нам нужно обязательно остановиться в своих обвинениях и специально подчеркнуть, что мы вовсе не призываем к противоположной крайности, связанной на сей раз с  отказом от собственно математики. Ведь такой  отказ означал бы возврат к описанной выше средневековой ситуации и был бы ничуть не лучше, чем обсуждаемый сейчас отказ от логических рассуждений.  Напротив, мы считали и считаем математику важнейшим и мощнейшим инструментом научного анализа,  отказываться от которого с нашей точки зрения  было бы, по меньшей мере, неразумно. По сути дела призывы к такому отказу были бы равноценны призывам отказаться от машинной техники, электроники и других достижений современной цивилизации и не имели бы ничего общего с истинными интересами человечества. Но те же достижения цивилизации уже сполна научили нас пониманию и другого  важнейшего правила -  чем мощнее инструмент, чем больше открываемые с его помощью возможности, тем в тысячу раз аккуратнее и осторожнее следует с ним обращаться, чтобы не повторилась, например, трагедия  Чернобыля. Так же и математика: чем мощнее и эффективнее ее методы, тем аккуратнее следует подходить к их применению в естествознании, чтобы не потерять ненароком за многочисленными формулами нечто принципиально важное – саму главную идею.

Вернемся, однако, к обсуждаемому сейчас  вопросу о недопустимости  отказа от математики в целом и  заметим все же с сожалением, что полностью избежать   данного противоположного перекоса, по-видимому,  все же не удастся. Сейчас об этом говорить, конечно, явно преждевременно (и даже на первый взгляд смешно),  ибо пока позиции математики незыблемы и нужно  будет приложить еще очень много усилий,  чтобы заставить ее хотя бы немного потесниться на уверенно занимаемом сегодня научном пьедестале (уступив  небольшую часть такового для почти полностью вытесненной с него  логики). Но рано или поздно такое положение, мы верим, обязательно изменится, и вот тогда слова в защиту математики окажутся уже далеко не лишними. Ибо как всегда найдутся, конечно же, горячие головы, тянущие к противоположной крайности, и наука вполне может оказаться на какое-то время под их тлетворным  влиянием. Такое синусоидальное (а точнее – спиральное) развитие науки во многом закономерно и полностью отменить его  мы, разумеется, не можем, но очень хотелось бы, чтобы это предостережение было  все-таки  услышано и хотя бы немного уберегло науку от описанной сейчас опасной перспективы.

Речь к тому же должна идти не только об удаленной перспективе, а и о сегодняшней действительности, ибо зачатки указанного противоположного перекоса легко можно проследить и в наши дни. Совершенно естественным следствием сегодняшнего гипертрофированного засилья математики стало возникновение развивающегося параллельно с собственно естествознанием нового самостоятельного направления в науке, имеющего, однако, маскирующее данный факт старое название. Это непосредственно сама философия,  превратившаяся из некогда всеобъемлющей науки (включавшей в себя и все естествознание) в свободные от математики многомудрые рассуждения. Мы опять же нисколько не хотим обидеть истинных философов, рассматривающих в своих трудах действительно важнейшие мировоззренческие проблемы, и потому сразу просим у них прощения за возможные несколько резкие суждения. Но нам уже столько раз приходилось сталкиваться  с диссертациями на соискание ученой степени по философии, в которых что-либо просто переливается  из пустого  в порожнее, что мы хорошо понимаем, к сожалению,   тот негативный смысл, который вкладывается сегодня зачастую в собственно понятие «философствовать».

Отмеченное разделение единой прежде философии на  два самостоятельных обособленных направления возникло, конечно, не сегодня, став во многом закономерной реакцией на само введение математики в науку. Именно с этим разделением и связан  появившийся в итоге специальный  термин «натуральная философия», призванный подчеркнуть принципиальное отличие от старой философии собственно возникшего нового естествознания, строящегося на принципиально строгой основе. Но произошедший затем явный перекос в пользу математики уже в самой натуральной философии вызвал симметричный ему противоположный перекос и  в философии как таковой, в связи с чем ратующим за устранение  математического перекоса современным физикам  и приходится теперь с осторожностью употреблять  само слово «философия», опасаясь быть попросту неверно понятыми. Отсюда и появление специального термина «прикладная философия» у А. Б. Мигдала, и многочисленные оговорки при иллюстрации безусловной пользы «естественнонаучной»  философии у Р. Фейнмана. Мы, естественно, тоже не призываем  естествознание отказаться от  своего  принципиально точного характера, когда говорим вслед за ними о необходимости обязательного введения   в него еще и определенного философского начала - речь идет, разумеется, именно о строгом логическом анализе, а вовсе не о пустом «философствовании». Очень хорошо все это  разъясняет, между прочим, как раз сам  Фейнман  в  еще одном весьма поучительном (хотя и опять очень объемном) высказывании из цитировавшейся уже выше своей книги, которое мы, чтобы уже окончательно предупредить все возможные недоразумения, тоже приведем  практически полностью.

«В явлениях природы есть формы и ритмы,- пишет он, -  недоступные глазу созерцателя, но открытые глазу аналитика. Эти формы и ритмы мы называем физическими законами. ...Я хочу поговорить об особенностях физического закона вообще - поднявшись, если хотите, на одну ступеньку выше самих законов... Конечно, подобная тема слишком общая и поневоле располагает к философствованию -  начинаешь говорить так расплывчато, что понять тебя может всякий. И тогда считается, что ты решаешь глубокие философские вопросы. Я постараюсь говорить конкретнее, ибо считаю, что мысль простая, но выраженная честно, полезнее туманных намеков. Поэтому... я просто расскажу об одном физическом законе. В качестве... примера я выбрал явление гравитации - закон всемирного тяготения.

            …Этот закон называли «величайшим обобщением, достигнутым человеческим разумом». Но... меня интересует не столько человеческий разум, сколько чудеса природы, которая может подчиняться таким изящным и простым законам, как закон всемирного тяготения…   Он не точен; Эйнштейну пришлось видоизменить его, но мы знаем, что он и сейчас не совсем точен, ибо мы еще не связали его с квантовой теорией. То же относится и к другим нашим законам - они не точны. Где-то на краю их всегда есть тайна, всегда есть, над чем поломать голову. Может быть, это - свойство природы, а может быть, и нет, но это свойственно тем законам, которые известны нам  сегодня. Может быть, все дело тут в неполноте нашего знания. Но поразительнее всего то, что закон тяготения прост. Его легко сформулировать так, чтобы не оставалось никаких лазеек для двусмысленности и для иного толкования. Он прост и поэтому прекрасен. Я не говорю, что он действует просто - движение разных планет, их взаимное влияние могут быть очень запутанными, и определить, как движется каждая звезда в шаровом скоплении, не в наших силах. Закон действует сложно, но его коренная идея проста. Это и роднит все наши законы. Сами по себе они всегда остаются простыми, хотя в природе действуют сложным образом.

Если задуматься о приложениях математики и физики,- продолжает Фейнман,- то совершенно очевидно, что математика будет полезна там, где мы имеем дело с большим числом объектов в сложной обстановке... Тут необходимы абстрактные рассуждения и, следовательно, математика... Математика приносит огромную пользу физике там,  где речь идет о деталях сложных явлений... Но для того, чтобы выразить простую суть основных законов, требуется очень мало математики...        Тяготение представляет собой результат многих отдельных воздействий,  и этим объясняется, почему закон Ньютона связан с математикой... Со времен Ньютона и до наших дней никто не мог описать механизм, скрытый за законом тяготения, не повторив того, что уже сказал Ньютон, не усложнив математики или не предсказав явлений, которых на самом деле не существует. Так что до сих пор у нас нет иной модели для теории гравитации, кроме математической...

Математика - это путь, по которому мы переходим от одной совокупности утверждений к другой. И она, очевидно, полезна физике, потому что говорить о вещах мы можем по-разному, а математика позволяет нам выяснить следствия, анализировать ситуации и видоизменять законы, чтобы сделать различные утверждения…  Ибо все эти различные утверждения... тесно связаны логикой.

            [Однако] предположим, что имеются две теории А и В, совершенно различные с психологической точки зрения, построенные на совершенно разных принципах и т. д., но такие, что все вытекающие из них следствия в точности одинаковы и совпадают с экспериментом. Итак, ...зададим себе вопрос, на каком основании мы отдадим предпочтение одной из них. Наука этого не знает... Две теории, основывающиеся, возможно, на глубоко различных принципах, могут быть с математической точки зрения идентичными, и не существует научного метода выяснения, какая из них верна. Однако с психологической точки зрения обе эти теории могут быть совершенно не равноценными для угадывания новых теорий... Находя для теории место в определенной схеме понятий, вы можете вдруг разглядеть, что здесь требует изменения. Например, в теории А что-то говорится о чем-то, а вы скажете: «Вот это нужно изменить». Но выяснить, что нужно изменить в другой теории для того, чтобы прийти к эквивалентному результату, может быть очень сложным, и додуматься до этого, может быть, совсем не просто... Вот почему, учитывая психологию научного творчества, мы должны помнить [о самом глубинном обосновании теории]... 

Один из самых важных моментов в ...последовательности «догадка - вычисление следствий - сравнение с результатами экспериментов» заключается в том, чтобы знать, где вы правы. Об этом можно догадываться гораздо раньше, чем рассчитаны все следствия. Истину можно узнать по красоте и изяществу. Чаще всего узнать, правильна ваша догадка или нет, нетрудно уже после двух-трех элементарных расчетов, позволяющих убедиться в том, что она не очевидно неправильна. Если вам повезло, это сразу бросается в глаза (по крайней мере, если у вас есть опыт), так как чаще всего приходится не столько добавлять, сколько отбрасывать. Ваша догадка, в сущности, состоит в том, что нечто - очень простое. Если вы не видите сразу же, что это неверно, и если так оказывается проще, чем раньше,- значит, это верно. Правда, простые теории предлагают и неопытные люди или безудержные фантазеры, но здесь сразу ясно, что они неверны, так что это в счет не идет. Другие же, например, неопытные студенты, высказывают очень сложные догадки, и им кажется, что все правильно, но я знаю, что это не так, ибо истина всегда оказывается проще, чем можно было бы предположить… Природа проста, а потому прекрасна»!

Вот такое красноречивое высказывание, из заключительных (и не только) слов которого непосредственно вытекает и тот самый базовый критерий истины при выборе действительно заслуживающей внимания  теории, о котором мы специально обещали поговорить подробно в  конце предыдущего раздела. Этот критерий – простота! Истинно научная теория по определению должна быть проста, отражая тем самым имманентную  простоту самой природы! Но это должна быть, понятно,  строгая  простота, не имеющая ничего общего с упрощенчеством «неопытного человека», добиться которой как раз очень и очень не просто. Одним же из самых важных  признаков этой истинной простоты, подчеркнем теперь особо,  является минимальное число исходных постулатов, закладываемых в самый фундамент  теории, количество которых в идеале должно быть и вовсе сведено к одному!  Другими словами, следует на самом деле стремиться к тому, что бы все многочисленные сегодня научные законы  выступали в конечном итоге  всего лишь определенными частными следствиями одного всеобщего главного закона, тоже предельно простого в своей основе. Именно данный критерий и предлагается рекомендовать в качестве универсального объективного фильтра при отборе действительно заслуживающих внимания идей.

По сути дела конечной целью является, если можно так выразиться, своеобразный естественнонаучный монотеизм, к которому и должно стремиться всеми силами глубоко «языческое» сегодня естествознание, наполненное пока многочисленными  не зависимыми друг от друга самостоятельными законами! Для достижения данной цели нужно  научиться находить принципиально общие черты в указанных многочисленных отдельных законах, скрытые за кажущимися их  различиями. Очень полезными здесь могут и должны стать хорошо известные естественнонаучные аналогии, основанные на идентичности процессов и явлений в самых различных областях природы – их нужно воспринимать, подчеркнем, не как случайное совпадение, а как прямое отражение наличия у всех этих явлений глубоко единого общего корня.  Если же такие аналогии где-то все же нарушаются, то данный факт должен заставлять задуматься: все ли действительно верно в описывающей рассматриваемый процесс теории, не кроется ли в ней принципиальная ошибка?

Как раз все это в совокупности и есть тот самый логический анализ, та самая «прикладная философия», о которой и вели мы с самого начала столь трудный «философский» разговор в настоящем разделе. Именно пренебрежение  данной важнейшей составляющей науки, как уже было сказано, и стало, по нашему твердому убеждению, глубинной причиной переживаемого ею сегодня системного кризиса, породившей, в конечном итоге, и саму рассмотренную выше его первую причину. А чтобы  уже абсолютно строго  доказать справедливость этой наиважнейшей мысли, мы теперь прямо продемонстрируем в заключение и собственно саму главную ошибку всего естествознания в целом, к которой и привел, в конечном счете,  обсуждавшийся сейчас явный перекос его в пользу одной только математики. И которая сама стала на определенном этапе главнейшей причиной этого перекоса, обусловив неизбежный застой фундаментальной науки практически по всем ее важнейшим  направлениям.

 

3.      А король-то голый!

 

Что дополнительно понятию истина? Ответ: ясность.

Н. Бор

Математический формализм оказывает совершенно удивительную услугу в деле описания сложных вещей, но он нисколько не помогает в понимании реальных процессов.

М. Борн

Нужно обращать острие ума на самые незначительные и простые вещи и долго останавливаться на них, пока не привыкнем отчетливо и ясно прозревать в них истину.

Р. Декарт

 

Позволим себе начать этот особый раздел с собственных юношеских воспоминаний, относящихся к школьным и студенческим годам своей жизни. Конкретно – с тех особых ощущений, которые оставило, насколько отложилось в памяти,  изучение в рамках курса физики общей теории тепловых процессов. Изложение  таковой в пределах школьной программы выглядело, по нашим тогдашним ощущениям, абсолютно логичным, в результате чего и сама  эта теория казалась тогда простой и естественной: есть сохраняющаяся субстанция – теплота,  подобная, например, также принципиально сохраняющемуся электрическому заряду в электростатике, и нужно лишь уметь точно рассчитывать в каждом конкретном случае, как именно она распределяется по способным содержать ее объектам. В результате легко определяются температуры рассматриваемых конкретных тел и все прочие тепловые характеристики, благодаря чему и вся теория носит, повторим, абсолютно  естественный, логичный характер.

Совсем иначе обстояло дело, однако, при знакомстве с той же теорией теплоты уже в рамках  институтского курса общей физики - изучение основ термодинамики вызвало, что запомнилось очень четко, чувство инстинктивного внутреннего протеста, говорящего о явном неблагополучии с логической аргументацией принятых здесь за основу аксиом. В качестве сохраняющейся величины, скажем, теперь постулировалась уже сама  энергия, что никак не согласовывалось с той же теорией электричества, например, и с неизбежностью порождало необходимость введения в термодинамику множества новых эксклюзивных  величин,   не имеющих аналогов во всех прочих, воспринимающихся в целом как  логичные, разделах физики. Все это и создавало колоссальные трудности для  восприятия из-за невозможности простой логической интерпретации «по аналогии» вновь введенных термодинамических характеристик. Причем такие трудности возникали практически у всех - стойкое непонимание этого предмета было свойственно абсолютному большинству знакомых нам студентов. Некоторые из них, конечно, попросту заучивали главные формулы термодинамики, что позволяло им более или менее свободно оперировать с соответствующими математическими выкладками, но ясного физического понимания материала, повторим,  не было фактически ни у кого.

Позже мы смогли убедиться, что такое весьма прискорбное для обсуждаемой науки положение  отнюдь не было чем-то уникальным. Напротив, оно было распространено повсеместно, что нашло свое прямое отражение и на страницах соответствующей литературы. Так, например, известный  популяризатор науки,    профессор Оксфордского университета Питер Эткинс вообще начинает свою книгу «Порядок и беспорядок в природе» со следующего недвусмысленного заявления: «Пожалуй,  ни  один  из разделов физики не способствовал в такой мере возвышению человеческого духа,  как термодинамика,  особенно ее второе начало.  Вместе с  тем немногие области знания столь мало понятны неспециалистам и трудны  для  изучения.  Упоминание  о  втором начале  термодинамики  немедленно связывается в памяти с громоздкими и шумными  паровыми  машинами,  сложными  математическими  расчетами   и совершенно недоступным  восприятию  понятием  энтропии.  По-видимому, - делает Эткинс очевидный резюмирующий вывод, -   не   многие   люди   выдержали   бы предложенный  Ч.П.  Сноу  тест  на  общую культуру,  согласно которому незнание  второго  начала  термодинамики  приравнивается  к   незнанию произведений Шекспира».

Но как же в таком случае вообще можно объяснить этот явный феномен: почему многие другие разделы физики, например, та же механика (а также и сама теория теплоты в пределах ее школьного курса) воспринимаются очень многими людьми  легко и непринужденно, а вот основы собственно термодинамики повсеместно вызывают у абсолютного большинства из них полное непонимание?  Может быть, все дело в математической сложности этой части физической теории? Да нет, она вовсе не сложнее в данном отношении многих других ее разделов, воспринимающихся в целом большинством людей (с учетом доступного каждому из них уровня изложения) достаточно легко. Тогда что же именно мешает им понять еще и термодинамику, в наибольшей степени способствовавшую, как выясняется, «возвышению человеческого духа»? Ответ, на наш взгляд, должен быть таким: дело вовсе не в математике, а в физических основаниях этой теории, вступающих в явное противоречие с хорошо развитым у всех людей  внутренним чувством логики. И как бы ни были справедливы вытекающие из данной теории  практические выводы и рекомендации, ее логическая основа все равно не воспринимается большинством логически мыслящих индивидуумов, инстинктивно противящихся навязываемой им  ущербной   схеме рассуждений. Лишь немногие из них оказываются способными преодолеть в себе, в конце концов, этот стихийный протест и углубиться в чисто математические тонкости, исходя при этом из одной только практической целесообразности.

            Все же остальные предпочитают отступиться, обвиняя в этом, впрочем, прежде всего самих себя. Ибо на осознанном уровне не смеют даже помыслить о возможном несовершенстве именно названной общепризнанной теории, подтверждающейся к тому же повсеместно впечатляющими практическими достижениями. Слишком уж высок авторитет  мировой науки, признавшей термодинамику своей неотъемлемой (и к тому же важнейшей) частью, чтобы кто-то мог усомниться именно в ней, а не в своей способности проникнуть в якобы скрытую в термодинамике высшую логику, доступную лишь  одаренным личностям.  Иначе говоря, абсолютное большинство людей относится к ней как к «новому платью короля» из  одноименной сказки Г. Х. Андерсена -  не желают выглядеть  в глазах других непонимающими указанной высшей логики и потому предпочитают вообще не обсуждать ее. И уж тем более никто не решается произнести, наконец,   самое главное: «А король-то голый»! Практически такой же позиции придерживался очень долго и сам  автор этих строк, тем более, что после первого знакомства с описываемой теорией, вызвавшего, как уже говорилось, массу негативных эмоций, желание  разбираться в ней вообще надолго пропало. Да и необходимости в этом, к счастью, особой не было, ибо практика вполне позволяла обходиться без учета термодинамических тонкостей. Лишь значительно позже, через пару десятков лет, жизнь вновь заставила нас, скрепя сердце, обратиться к этой науке, чтобы прояснить для себя некоторые весьма важные общенаучные принципы.

Подвиг нас на новое обращение к термодинамике прежде всего  вопрос о причинах существования в ее рамках наряду с энергией еще и очень близкой к таковой по своим главным свойствам энтропии (той самой, напомним, которую профессор  Эткинс  в приведенном выше своем эмоциональном высказывании назвал «совершенно не недоступным восприятию понятием»), тогда как все остальные главные физические теории, например, классические механика и электродинамика, вполне  успешно обходятся и без последней. Дело в том, что к этому времени занятия очень далекой, казалось бы, от физики фундаментальной экономической теорией  привели нас к принципиально важному выводу о том, что в природе должна существовать лишь одна подобная энергии главная физическая характеристика!  Только при таком непременном условии легко получали свое естественное разрешение все основные проблемы экономической  науки, а также напрямую связанных с нею биологии, кибернетики, теории управления в целом. 

Для самих указанных дисциплин истинная физическая сущность отмеченной главной характеристики существенного значения не имела - достаточно было просто принять в качестве абсолютной аксиомы, что она принципиально одна, и все дальнейшие, чрезвычайно важные сами по себе, выводы (так и не осознанные пока, например, той же официальной экономической наукой) естественно вытекали из этой предпосылки путем самых тривиальных логических рассуждений.  (С ними можно ознакомиться при желании в наших специальных статьях.) Но стоило только увеличить число таких характеристик хотя бы до двух, что и требовала,  собственно говоря, термодинамика, как ни о какой ясности уже не могло быть и речи! Это напрямую было связано с тем, что важнейшее для всех данных дисциплин отношение неравенства математически строго определено, как известно, только для так называемых скалярных, т. е. принципиально однозначных величин – невозможно решить, например, что больше: одна единица энергии и две единицы энтропии или, напротив, одна единица энтропии и две единицы энергии. В жизни все накрепко взаимосвязано и отмеченная термодинамическая раздвоенность энергии-энтропии попросту выхолащивает, как теперь видно, вроде бы никак  не  связанные с теплотой  многие  важнейшие отрасли естествознания. Именно для разрешения  данной ключевой коллизии и пришлось волей-неволей  обращаться непосредственно к  термодинамике.

И что же в итоге оказалось? При более внимательном взгляде на эту сакраментальную физическую теорию  вдруг выяснилось, что в самую ее основу заложена до смешного элементарная  логическая ошибка,  в случае окончательного осознания  которой  уважающим свою науку  физикам придется попросту  краснеть  за нее. Эта ошибка, повторим, настолько элементарна, что в итоге не видна углубившимся в «высокие материи» многочисленным нобелевским лауреатам и прочим «научным небожителям», страдающим своеобразной «научной дальнозоркостью». Чтобы ее все же разглядеть, нужно обязательно опуститься «на грешную землю» и попытаться подойти к вопросу с самыми что ни на есть  житейскими мерками, не стесняясь задавать при этом иногда попросту «дилетантские», оскорбляющие своей бесцеремонной «глупостью» вопросы. («Бесцеремонной» потому, что в своем святом невежестве мы, страшно сказать,  рискнем отзываться неуважительно даже о таких священных коровах современной физики,  о которых и говорить-то нужно только  с придыханием  и коленопреклоненно.)

Чтобы пояснить немного сказанное, зададим читателям простой вопрос: какое всем  известное положение современной физики давно уже считается  почитаемой за святыню абсолютной истиной? Думается, все без труда на него ответят, и мы лишь для определенности приведем далее подтверждающий правоту этого ответа следующий, обычный  для многих научно-популярных книг, пассаж. Произнося, например, в одной из них  традиционную фразу об отсутствии в науке «вечных истин» и выражающих их неприкосновенных  законов, ее автор также традиционно добавляет в заключение, что при всем этом, однако, «на СВЯТАЯ СВЯТЫХ физики – ЗАКОН СОХРАНЕНИЯ ЭНЕРГИИ – покушаться никому не дозволено…  Мировая физика в целом категорически отвергла посягательства на закон сохранения энергии. Чего не может быть, того не может быть. Физики любят «безумные идеи», только каждый раз в таком «безумии» есть… система…».

Что ж, сама по себе последняя мысль (о том, что в действительно научном «безумии» обязательно должна быть система), конечно, правильна. Но давайте-ка для начала просто спросим в своем наивном невежестве тех же умудренных знаниями физиков, а на каком, собственно, достоверном факте основан, из чего конкретно следует  сам «священный» закон сохранения энергии?           Если нас все же удостоят ответом на этот, простительный лишь дилетантам,  вопрос, то снисходительно пояснят, что закон сохранения энергии сыграл выдающуюся роль во многих научных открытиях и тем самым попросту обессмертил себя. И в качестве понятного нам примера сошлются на всем известный принцип невозможности существования вечного двигателя, напрямую, якобы, следующий именно из закона сохранения энергии.

Здесь подавляющее число сомневающихся угомонится и почтительно удалится к своим приземленным  делам, оставив физику ее просвещенным представителям. Но, возможно, найдется все же некто, кому по-прежнему неймется, и возразит, что  приведенные примеры действительного сохранения энергии относятся только к идеализированным  консервативным системам и процессам, в которых условно считаются отсутствующими трение и ему подобные диссипативные явления. Что же касается реальных процессов с трением и т. д., то для них справедливо  лишь одно – что энергия принципиально не может самопроизвольно возрастать (возникая, так сказать, из ничего), из чего, собственно говоря,  и следует тезис о  невозможности построения вечного двигателя.  Никакого сохранения энергии на самом деле в реальности не наблюдается, да и не требуется вовсе, повторим,  для соблюдения  принципа невозможности существования вечного двигателя, как это часто утверждают по ошибке.

Что тут начнется!  На рискнувшего возразить бедолагу зашикают и затопают ногами, обвиняя во всех смертных грехах. «Да,- скажут ему,- механическая, электромагнитная или какая-либо там  еще исходная «упорядоченная» энергия  в реальных процессах с трением действительно не сохраняется, принципиально убывая при их протекании в замкнутых системах. И этот факт действительно никак не отражается на справедливости принципа невозможности существования вечного двигателя. Но вам следовало бы знать, раз вы такой умный, что еще Джоуль почти двести лет назад  экспериментально доказал, что убывающая  часть упорядоченной энергии отнюдь не исчезает «в небытие», а полностью превращается в так называемую внутреннюю энергию. Или, чтоб вам было понятно, в теплоту, хотя это выражение по современным представлениям и не совсем точное. Читайте учебник для начинающих и не задавайте больше глупых вопросов, отвлекая занятых людей от важных дел».

Скорее всего, на этом разговор и закончится. Но если все же «оппонент» попадется настойчивый, и, в точности выполняя рекомендацию,  действительно отправится искать соответствующий учебник, то, вполне возможно, со временем он вновь обратится к тому же «профессору» с таким примерно вопросом: «К большому моему сожалению, ничего конкретного о точных результатах опытов Джоуля я  не смог найти не только  в рекомендованном мне учебнике для начинающих, но в университетских  курсах термодинамики и молекулярной физики. Везде присутствует одна и та же картина – приводится схематичный рисунок использовавшейся им экспериментальной установки и   примерно следующий резюмирующий комментарий: «результаты опытов Джоуля слишком  хорошо всем известны, чтобы была необходимость здесь   на них  подробно останавливаться». Но мне нужны точные данные, а их как раз найти практически невозможно.

Известно только из ряда источников, что Джоуль постоянно получал различные значения измеряемого им тогда так называемого «механического эквивалента теплоты», как раз и призванного установить точное соответствие между  убывшей механической или любой другой энергией и возникшей в итоге теплотой. А из этого скорее можно сделать противоположный вывод, что полного соответствия здесь как раз и не существует. (Такое соответствие существует на самом деле между теплотой и другим важнейшим физическим понятием – количеством  движения, но это уже тема отдельного разговора.) К сожалению, тогда на указанное обстоятельство закрыли глаза, отнеся отмеченные расхождения в полученных Джоулем результатах к погрешности измерений, и просто приняли за истинное некоторое среднее значение упомянутого механического эквивалента. Но исходя из чисто логических соображений, о которых я еще буду говорить далее, такой шаг представляется мне принципиально ошибочным, в связи с чем  я и хочу вернуться к вопросу о точных результатах Джоуля. Посоветуйте, где с ними  можно познакомиться. Или, может быть, имеет смысл просто повторить эти или аналогичные им опыты  на современной основе, что, скорее всего, уже действительно неоднократно осуществлялось»?

Самое смешное, что такой вопрос действительно был однажды задан одному уважаемому профессору, и  последовавший ответ на него оказался совершенно удивительным: «Насколько мне известно, в ХХ веке никто опыты  Джоуля не пов­торял. Во всяком случае, я не помню, чтобы встречал где-либо такое. Причина в том, что нацело механическая работа может прев­ра­титься в тепло только в идеализированных случаях. Реально всегда и неиз­беж­но часть её переходит в эксперименте в электрическую, маг­нит­ную, химическую, акустическую, атомную (оболочек) энергию. Доля такого может быть существенной…  Поэтому за опытами Джоуля сохранилось только истори­чес­кое зна­чение. Практически и теоретически из них ничего нового (за исключением перечисленных тривиальных для термодинамики откло­не­ний) получить невозможно... Поэтому экс­­перименты Джоуля, важные исторически, не могут дать оснований для теорий свыше тех наводящих соображений 19 века, которыми они уже знамениты настолько, что не требуют повторения».

Вот такой неожиданный  ответ, порождающий новую порцию теперь уже просто «убийственных» вопросов. Ведь получается, что сам знаменитый и незыблемый закон сохранения энергии, «святая святых всей физики», базируется, в конечном, счете, на двухсотлетней давности экспериментах, которые в силу описанных выше объективных причин вообще непригодны для каких-либо обобщающих утверждений?! Да и  как можно опыты, которые принципиально «не могут дать оснований для теорий свыше тех наводящих соображений 19 века, которыми они уже знамениты», использовать именно в качестве «главного основания»  собственно термодинамики? Ибо исходное «первое начало» таковой, на базе которого и строится затем все ее научное здание, это и есть сам вроде бы доказанный Джоулем  принцип эквивалентности между  теплотой и работой!  Неужели на таком шатком  фундаменте и покоятся, в конечном счете, как сама современная термодинамика,  так и положенный в ее основу негласный «король» всей физики -  закон сохранения энергии?

В общем, создается впечатление, что здесь имеет место та хорошо известная в науке ситуация, итоговый смысл каковой лучше всего передает следующая юмористическая (с налетом трагичности) история из книги «Физики шутят». В вольном изложении она выглядит примерно так. В одной швейцарском горном городке в обязательно присутствующем в таковых часовом магазине с большими часами над входом висит следующее объявление: «Наши часы показывают самое точное время в мире»! Подавляющее число туристов этому верят и охотно скупают в магазине предлагаемый  товар. Но нашелся все же один придирчивый покупатель, поинтересовавшийся, как именно обеспечивается указанная точность? Ему спокойно объяснили, что ежедневно сверяют показания  магазинных часов с ударом монастырского колокола, раздающегося ровно в полдень по астрономическому времени. Покупатель не успокоился и отправился в  расположенный на ближайшей горе упомянутый монастырь, чтобы уточнить, как именно определяют время в его обсерватории.  Но там ему ответили, что теперь им уже нет необходимости вести соответствующие  астрономические наблюдения – достаточно просто сверять монастырские часы с часами из магазина в городке, которые «показывают самое точное время в мире»!

            Нечто похожее и имеет место, как теперь выясняется, и собственно в отношении закона сохранения энергии. Но если, наконец, сполна осознать все же тот описанный сейчас  удивительнейший факт, что этот давным-давно канонизированный закон покоится в действительности просто  на самом факте своей канонизации, то можно уже совершенно иначе взглянуть в итоге и на все главные термодинамические выводы! И вспомнить, к слову, в первую очередь, что до непосредственного формирования в середине ХIХ века собственно самой современной термодинамики существовала совершенно иная  теория тепловых процессов, созданная великим Анри Леонаром Сади Карно. Современная термодинамика лицемерно считает Карно одним из своих главных авторов, но в действительности это совершенно не так – принципиальнейшее отличие между его и современной теориями как раз и состоит в их отношении к закону сохранения энергии! Карно никогда не считал количество теплоты энергией, представляя  тепловую энергию совсем иначе – точно так, как эта важнейшая величина предстает, например,  в  теориях гравитации или электромагнетизма. (Сама же «теплота» при этом оказывается полным аналогом, например, электрического заряда!) Более того – основное логическое обоснование своей теории он построил именно на проведении последовательной аналогии между гравитационными и тепловыми явлениями, чем придал ей необходимые стройность и простоту. И лишь позднее усилиями того же Джоуля, а также поддержавшего его идею  теоретически Клаузиуса, с тепловой энергией и было непосредственно отождествлено само количество теплоты, которое Карно считал по сути дела попросту «тепловым зарядом».

            Но такой шаг сразу же повлек за собой, как мы сейчас покажем, вообще катастрофические с точки зрения логики последствия, сохраняющиеся в полной мере и по сегодняшний день. Ведь теперь ни о какой аналогии с теми же гравитацией или электростатикой, например,  уже не могло быть и речи -  место принципиально сохраняющихся при указанных взаимодействиях соответствующих зарядов заняла в термодинамике сама энергия, совершенно не изменяющаяся, скажем, при выравнивании температур у приведенных в тепловой контакт тел. (У Карно при этом сохраняется именно тепловой заряд, каковым, как было сказано, и является  в его теории собственно количество теплоты. А сама тепловая энергия, напротив, точно так же убывает, как, например, электростатическая энергия при выравнивании электрических потенциалов у приведенных в контакт заряженных проводников.)  Иначе говоря, возникло то самое фундаментальное противоречие в описании полностью однотипных по своей глубинной физической сути  и совершенно аналогично протекающих процессов, которое и должно было буквально набатом звучать в головах действительно логически мыслящих исследователей, стремящихся к поиску универсальных взаимосвязей в природе.

            Именно этот набат и звучит с тех пор у абсолютного большинства впервые изучающих термодинамику людей, хотя очень и очень немногие из них могут до конца осмыслить  истинные причины стихийно  возникающего  в их подсознании внутреннего протеста. Но его принципиально не слышат (или, скорее, отказываются слышать) те, кто занимается термодинамикой профессионально, т. к. давно уже приучили себя не обращать особого внимания на такую совершенно необязательную с точки зрения большинства современных физиков вещь, как собственно логика. Главное для них, как выше отмечалось, математика, а математический аппарат современной термодинамики  уже давно развит до достаточно высокого уровня. Именно в рамках данного аппарата в термодинамику  и была  в итоге введена тем же Клаузиусом приснопамятная энтропия, истинный смысл каковой  затрудняются сегодня до конца определить даже сами специалисты. Что же говорить тогда о простых людях,   для которых энтропия действительно является, обратимся еще раз к словам Эткинса, «совершенно недоступным  восприятию  понятием»? А между тем понять ее итоговый смысл будет очень легко, если просто вернуться к самым истокам и вспомнить собственно теорию Карно.  Ведь, как будет показано в приложении, энтропия представляет собой на самом деле просто слегка измененную форму той самой его исходной тепловой энергии (полностью аналогичной, напомним, гравитационной и любой другой действительно истинной энергии в целом), которая громогласно была отброшена  Клаузиусом   якобы за полной ненадобностью! 

            Коротко говоря, необдуманно назвав  вслед за Джоулем энергией непосредственно тепловой заряд (количество теплоты),  он тем самым мгновенно лишил термодинамическую теорию  энергии как таковой, в связи с чем в ней сразу же возникли, разумеется,   многочисленные неразрешимые проблемы. В попытке, так или иначе, преодолеть их, Клаузиус и вынужден был сначала провозгласить якобы совершенно уникальное  особое второе начало этой теории, а затем и придать ему специфическую математическую форму посредством введения собственно энтропии. А то, что таким шагом он просто возвращает фактически в теорию все ту же изгнанную на словах  тепловую энергию Карно, Клаузиус уже просто не заметил, т. к. сие требовало от него слишком уж высоких   логических усилий. Вместо логики он  привычно предпочел удовлетвориться одной только математикой, что на первых порах выглядело даже вроде бы вполне оправданным – ведь отмеченный, пусть и скрытый, возврат истинной энергии в термодинамику действительно позволял ей правильно описывать многие процессы, добиваясь существенных научных достижений. Но в том-то и дело, что на этот раз такая подмена логики голой математикой  оказалась, в конечном счете, совершенно губительной для науки в целом, надолго лишив ее возможностей для гораздо более важных научных обобщений.

Как уже было сказано, искусственное раздвоение энергии-энтропии в физике (хотя на самом деле речь-то везде должна была идти только о самой энергии!) попросту стерилизовало, в конечном счете, такие базирующиеся на ней  важнейшие отрасли естествознания, как кибернетика, биология, фундаментальная экономическая теория и     т. д., лишив необходимой однозначности исследуемые ими целевые функции соответствующих ключевых видов деятельности. Но помимо этого прискорбного обстоятельства описанные сейчас ошибки термодинамики нанесли колоссальный ущерб и самой физике, буквально стреножив ее развитие по очень многим (если не по всем) важнейшим направлениям.  Непосредственной иллюстрации данного факта и посвящено упомянутое выше небольшое приложение, дополняющее настоящее натурфилософское исследование немного более строгим изложением рассматривавшихся в нем главных вопросов за счет привлечения простейшей математики. Оно призвано помочь хотя бы немного знакомым с  физикой людям  сполна оценить всю глубину той поистине зияющей научной пропасти, в которую повергла естествознание совершенная в термодинамике подмена понятий. Но и уже сказанного, как нам представляется, вполне достаточно, чтобы большинство и не владеющих специальными знаниями читателей смогло до конца  прочувствовать   основополагающие  причины того грандиознейшего «нобелевского тупика», о котором и вели мы здесь речь с самого начала.

И пусть при этом сами физики по-прежнему  в целом абсолютно уверены, что их наука и сегодня «показывает самое точное время в мире» -  уже близок тот конкретный час, когда этот мир сначала с недоверием, а затем с нескрываемым смехом осознает, что  столь долго прославляемый  «король» на самом-то  деле абсолютно   «голый»!

 

Приложение

 «Одна полезная аналогия»

 

Я больше всего дорожу аналогиями, моими самыми верными учителями.

И. Кеплер

В науке важно отказаться от глубоко укоренившихся, часто некритически повторяемых предрассудков.

А. Эйнштейн, Л. Инфельд

Ничто не должно считаться слишком очевидным… Мы должны подвергать анализу все положения, принимаемые в физике.

А. Эйнштейн, Л. Инфельд

 

В настоящем приложении предлагается хотя бы немного знакомым с физикой читателям провести один совместный мысленный эксперимент, основанный на простейшей научной аналогии. Опираясь на таковую, говорить первоначально предлагаем вовсе не о теплоте, а об электростатике, где понятие заряда с самого начала выступало  важнейшей  составляющей теории. Но теперь мы хотим выдвинуть по аналогии с термодинамикой в качестве «первого начала электростатики» специальное утверждение о том, что электрический заряд – это непосредственно сама электрическая энергия, и посмотреть затем коротко, какая теория в итоге получится. При соединении проводом двух находящихся под разными электрическими потенциалами проводников, например, по проводу потекут уже не заряды, а сама энергия. Она же и будет теперь сохраняться, понятно, в ходе данного  процесса, просто перетекая с одного проводника на другой. Т. е. никакого изменения энергии  происходить вообще не будет, ибо электрическая энергия в сегодняшнем ее понимании, пропорциональная обязательно сокращающейся в ходе рассматриваемого процесса разности электрических потенциалов участвующих в нем проводников, теперь будет с необходимостью отброшена – не могут же существовать в теории сразу две электрические энергии одновременно! (Именно так все и обстоит на самом деле в современной термодинамике, где никакая энергия в ходе однотипного с рассматриваемым процессом теплообмена принципиально не изменяется.)

Но тогда направление протекания указанного самопроизвольного процесса уже нельзя будет объяснить обычным стремлением энергии к понижению и придется с такой же необходимостью выдвигать в качестве принципиально новой аксиомы совершенно эксклюзивное  «второе начало электростатики», устанавливающее само это направление! Наиболее простой его формой будет, например, следующее утверждение: «Электрическая энергия может сама собой, т. е. без компенсации, перетекать только от тел с более высоким электрическим потенциалом к телам с более низким электрическим потенциалом, но никак не наоборот»! Оно, разумеется, не всех удовлетворит, и вскоре будут выдвинуты еще десятки вроде бы принципиально новых и более совершенных вариантов названного «второго начала электростатики», но со временем  будет окончательно показано, что все они в целом равноценны и по сути дела сводятся к приведенному сейчас простейшему утверждению. Однако  чисто качественный характер такового все равно не удовлетворит науку, т. к. на его основе нельзя будет формулировать и решать соответствующие уравнения, и потому вскоре один из умников (назовем его условно Маузиус) предложит уже якобы принципиально новую фундаментальную количественную характеристику, однозначно описывающую протекание, например, того же рассмотренного выше процесса.

Такой характеристикой, вообще говоря, может быть и собственно разность потенциалов участвующих в нем проводников, ибо уменьшение запасенной в образованной ими электростатической системе электрической энергии (в сегодняшнем ее понимании), прямо связано, повторим, с обязательным сокращением именно этой разности. Но использование такой количественной характеристики уж слишком откровенно указывает на то, что мы просто-напросто возвращаем вновь в теорию громогласно отброшенную ранее общепринятую  электрическую энергию, и этим прямо ставит под вопрос само основополагающее   «первое начало» выстраиваемой нами новой теории, в которой энергия – сам бывший заряд. Но выход все же находится - ведь ту же рассмотренную сейчас ситуацию можно описать и несколько иначе.

Пусть, например, один из наших проводников электрически нейтрален, т. е. имеет нулевой заряд и нулевой потенциал. Второй же, напротив, заряжен, т. е. его заряд и потенциал отличны от нуля (их знак при этом не существенен и мы просто для определенности будем считать таковые положительными). Полный заряд в рассматриваемой замкнутой системе равен, таким образом, просто заряду второго проводника и в силу закона сохранения заряда  останется неизменным и после замыкания образующих ее проводников. Произойдет просто перераспределение его между проводниками таким образом, чтобы их электрические потенциалы стали одинаковыми. Причем сам установившийся новый потенциал будет, понятно, принципиально ниже первоначального потенциала одного только второго проводника.

Уменьшится при этом, соответственно, и полная электрическая энергия рассматриваемой системы проводников E, определяемая сегодня по следующей известной формуле: E=qU/2=CU²/2=q²/2C, где q – электрический заряд, U – электрический потенциал, C=q/U – электрическая емкость уединенного проводника. Из данного выражения хорошо видно, что вследствие того же закона сохранения заряда q обязательное уменьшение  энергии E при любых самопроизвольных процессах в электростатике  происходит за счет  обязательного понижения итогового электрического потенциала U при одновременном  возрастании во столько же раз той электрической емкости, по которой распределяется неизменный заряд. Именно это и происходит на практике, что хорошо видно и на нашем конкретном примере - заряд  по мере реализации рассматриваемого в нем процесса просто «растекается» по большей электрической емкости, ибо сумма  емкостей двух тел принципиально больше электрической емкости одного только второго из них. А их общий итоговый потенциал обязательно уменьшается, повторим, по сравнению с первоначальным электрическим потенциалом названного второго тела.

Но если указанное снижение итогового потенциала по-прежнему легко ассоциируется с уменьшением собственно энергии, то связь уменьшения таковой еще и с возрастанием  электрической емкости, по которой распределяется заряд, уже не так бросается в глаза.  И потому Маузиус ее попросту не замечает, торжественно называя возрастающую величину q/U уже не емкостью, а новым красивым словом «энтропия». И подает ее как принципиально новую универсальную количественную характеристику, всегда возрастающую при реальных самопроизвольных процессах в замкнутых системах - без всякой вроде бы взаимосвязи с изменением при этом собственно энергии! (Точно так же и в самой термодинамике энтропией названа в действительности обычнейшая теплоемкость С, определяемая выражением C=Q/T, где Q – количество теплоты, а Т – абсолютная температура. И точно так же без всякой взаимоувязки ее возрастания в ходе того же теплообмена - из-за распределения  неизменного количества теплоты по принципиально большей теплоемкости - с убылью   собственно  тепловой энергии Карно, определяемой   аналогично электрической энергии уединенного проводника  следующей универсальной формулой:  E=QТ/2=CT²/2=Q²/2C.)

Маузиусу, конечно, не все верят, но он проявляет настойчивость, формулирует на основе энтропии одно уравнение за другим, вводя попутно все новые и новые понятия. И вот постепенно за этими математическими нагромождениями практически полностью скрывается тот очевидный поначалу факт, что возрастание энтропии в ходе самопроизвольных процессов в замкнутых системах – это просто другой способ выражения принципиального уменьшения в их ходе той же сегодняшней  энергии! А так как сама указанная энергия оказывается пусть и в таком вывернутом наизнанку виде, но все же учтена в теории, то упомянутые уравнения Маузиуса во многом верно описывают ряд действительно протекающих процессов, чем еще более укрепляют веру в справедливость всей его концепции в целом. Она полностью вытесняет сегодняшнюю теорию, которую условно можно называть теорией Марно, и уже сама становится повсеместно общепринятой. И хотя ее принципиально не могут  теперь понять обладающие нормальной логикой  обыкновенные люди,  образующие абсолютное большинство человечества, некоторые сугубо математически мыслящие  индивидуумы, захватившие власть в науке, берут ее на свое вооружение, и тем уже окончательно укореняют псевдотеорию Маузиуса в качестве основы всей новой физики.

Но она  с неизбежностью порождает столько недоразумений, что их (по аналогии с  термодинамикой) 150 лет разгребают и не могут разгрести тысячи действительно выдающихся ученых (вот уж действительно: «один дурак кашу заварит – десять умных не расхлебают»). И хотя многим кажется, что вот они-то уже как раз достигли, наконец, желаемой цели,  на самом деле без принципиального устранения  заложенных Маузиусом в самый, что ни на есть фундамент теории грубейших нелогичностей  ничего особо существенного добиться принципиально невозможно! Осветить  здесь все последствия его теоретизирования попросту немыслимо, так что мы  ограничимся лишь краткой иллюстрацией самых очевидных. Начнем  же при этом с того, что подчеркнем следующий важнейший факт - описанная выше гипотетическая теория Маузиуса была бы по своей сути именно электростатикой, но никак не электродинамикой! Объясняется же это очень просто: если сам электрический ток в проводе, соединяющем два проводника, является потоком энергии, то о какой новой магнитной энергии, порождаемой самим этим потоком, можно тогда говорить?! Т. е. данная важнейшая форма энергии была бы вообще неизвестна, а с ней и сам электромагнетизм в целом, как неизвестны сегодня аналогичные процессы в собственно термодинамике! Нечего и говорить при этом далее, что никаких электромагнитных волн физика бы также не знала, как не осознает она сегодня аналогичные процессы в области тепловых явлений.

В общем, электродинамика была бы в целом, повторим, практически электростатикой, как является сегодня  термостатикой на самом деле классическая равновесная термодинамика Клаузиуса. Вот что пишет, например, по этому поводу в своей «Истории и методологии термодинамики и статистической физики» известный отечественный специалист в данной области Я. М. Гельфер: «Развитие современной термодинамики… необратимых процессов знаменовало собой переход от термостатики, которой по существу и являлась классическая термодинамика, к собственно термодинамике, к термокинетике. Нельзя сказать, что классическая термодинамика не содержала элементов термокинетики, но эти элементы вводились ИСКУССТВЕННО, поскольку речь здесь шла о бесконечно медленных, обратимых и квазистатических процессах, представлявших собой идеализированные процессы, не реализуемые практически… Но… почти одновременно… появились исследования Фурье, Навье и Пуассона, в которых  были получены кинетические уравнения для потока тепла и вязкой жидкости. Позже Фик распространил метод Фурье и на явление диффузии. Таким образом, параллельно развивались две феноменологические теории: термодинамика… Клаузиуса, как общая теория равновесных состояний и равновесных процессов – термостатика, и «истинная» термодинамика, которой по существу являлись теории Фурье, Навье - Пуассона и Фика. В этих теориях описывались реально протекающие с конечной скоростью необратимые процессы – теплопроводность, трение и диффузия. ЕСТЕСТВЕННО, ЧТО НИКАКИХ ТОЧЕК СОПРИКОСНОВЕНИЯ МЕЖДУ ЭТИМИ ДВУМЯ «ТЕРМОДИНАМИКАМИ» В ТО ВРЕМЯ НЕ БЫЛО»!

 «ЕСТЕСТВЕННО» при этом потому, что все перечисленные сейчас теории «истинной термодинамики» исходили по сути дела из фундаментального закона сохранения заряда (а вовсе не энергии!), рассматривая в качестве такового, соответственно, количество теплоты (Фурье), объем жидкости (Навье - Пуассон) или просто количество молекул вещества (Фик). И получились в итоге абсолютно строгими, работоспособными во всех реальных случаях, почему и считаются полностью справедливыми и по сей день! Клаузиус же, напротив, назвав тепловой заряд (каковым и является на самом деле количество теплоты) энергией, фактически отбросил само понятие заряда вообще и заменил закон его сохранения искусственно введенным законом сохранения энергии. Так какие же   «точки соприкосновения» могли возникнуть в таком случае между этими столь разнотипными теориями, последняя из которых, как было показано, попросту подрывала саму возможность исследования кинетических процессов вообще?! А без указанных точек соприкосновения термостатики и термокинетики принципиально не могла быть осознана и глубокая внутренняя взаимосвязь исследуемых ими конкретных процессов, аналогичная взаимосвязи электростатики и магнетизма в рамках единой теории электромагнитного поля. И хотя  в ХХ веке неоднократно   предпринимались энергичные попытки расширить все же термостатику Клаузиуса до уровня истинной термодинамики, дополнив ее теорией неравновесных процессов, имманентная ущербность заложенной в данную концепцию логики так и не позволила даже немного приблизить ее по глубине понимания к уровню созданной еще полтора столетия назад классической электродинамики.

Полная же аналогия на самом деле между этими важнейшими разделами физики проявляется даже и в том, что закон теплопроводности Фурье (равно как и первый закон диффузии Фика) абсолютно ничем не отличается по своей форме от закона Ома для электропроводности. Ибо все они основаны, повторим вновь и вновь, на фундаментальном законе сохранения заряда!  Не могут не понимать этого, разумеется, и сами физики, но те немногие из них, кого все же  беспокоит  явное нарушение данной аналогии со стороны  собственно термодинамики (где речь идет о сохранении уже отнюдь не заряда, а непосредственно энергии), стремятся устранить данное вопиющее противоречие за счет уточнения, вот парадокс, вовсе не ее, а того же закона Фурье, например.  И этим в очередной раз подтверждают несомненную справедливость, к сожалению, следующих удивительно точных слов известного математика Мориса Клайна, высказанных им в  посвященной утверждению как раз сугубо математического метода  специальной книге «Математика. Поиск истины»: «Столкнувшись с многочисленными загадками природы, современный ученый не может не испытывать чувства радости, если их удается «похоронить» под грузом математических символов, причем совершить погребение столь тщательно, что многие последующие поколения ученых не в состоянии обнаружить вход в гробницу»!

Пришло, однако, время не только обнаружить  вход в ту особую гробницу, которую соорудили для науки еще полтора столетия назад Джоуль,  Клаузиус и компания,   но и устранить, наконец,  до конца все  многочисленные и весьма опасные  последствия такого принципиально ущербного  их теоретизирования.

 

Из всех услуг, которые могут быть оказаны науке, введение новых идей – самая важная.

Дж. Дж. Томсон