Этюды о симметрии - Синг Дж.Л.
Скачать (прямая ссылка):
избыточны.
взгляд в будущее
Мы начали наше рассмотрение, упомянув о неопределенности будущего, о
сюрпризах и неожиданностях, подстерегающих нас на каждом шагу. Говоря о
той роли, которую предстоит сыграть в будущем принципам инвариантности, я
вступаю на зыбкую почву. В оправдание заключительной части своего доклада
я могу лишь заметить, что обычно под взглядом в будущее имеют в виду не
столько точный прогноз тех перемен, которые оно принесет с собой, сколько
попытку нарисовать картину возможного будущего.
Роль принципов инвариантности (по крайней мере в физике) еще не
исчерпана, и мы пока очень далеки от "универсального закона природы". Мы
далеки от него, если он действительно существует, и если перефразировать
высказывание Пуанкаре, то современная картина с ее четырьмя или пятью
различными типами взаимодействий с сильно отличающимися свойствами не
такова, чтобы человеческий разум мог с удовлетворением созерцать ее. Это
дает нам основание ожидать, что принципы инвариантности, наделяющие
структурой законы природы, и в будущем послужат нам путеводными нитями и
будут способствовать уточнению и объединению наших знаний о
неодушевленном мире.
44
I. Симметрия и другие физические проблемы
Рассматривая вопрос о том, сохранится ли и впредь различие и
разобщенность между физическими и биологическими науками, в частности
науками о человеческом разуме, мы приходим к менее оптимистическим
заключениям. Многое свидетельствует о том, что более глубокое понимание
процессов наблюдения и восприятия будет достигнуто в не слишком далеком
будущем. В скором времени должны быть установлены и пределы нашей
способности воспринимать окружающее. В этом должен состоять решающий шаг
к достижению более полного знания об окружающем мире. На пути к такому
знанию мы не должны рассматривать порознь физические явления и явления,
сопровождающие мышление, забывая при анализе одних явлений средства,
использованные при анализе других. Должен признаться, что у меня нет ни
малейшего представления о структуре этой более полной науки. Я был бы
удивлен, если бы в этой структуре обнаружилась иерархия, аналогичная той,
которая была описана выше, и определенные места в ней занимали
инвариантность и принципы симметрии. Необходимость в более сильной
интеграции науки, цо-видимому, лучше всего подтверждается тем, что
основными понятиями интуиционистской математики служат физические
объекты, что основным понятием в теоретико-познавательной структуре
физики является понятие наблюдения и что психология еще не в состоянии
дать нам понятия и идеализации, обладающие той степенью точности, которая
требуется в математике и даже в физике. Таким образом, перекладывание
ответственности с математики на физику, с физики на психологию не имеет
конца. Исправить столь плачевное положение может лишь более тесное
объединение этих, ныне разрозненных дисциплин.
4
ЯВЛЕНИЯ, ЗАКОНЫ ПРИРОДЫ И ПРИНЦИПЫ ИНВАРИАНТНОСТИ i)
Возможность выступить здесь сегодня - для меня большая и неожиданная
чбсть. Шесть лет назад в этом зале Янг и Ли дали общий обзор принципов
инвариантности и, в частности, рассказали об открытии ими нарушения
четности [1, 2]. Вряд ли имеет смысл повторять то, что уже было сказано
ими об истории принципов инвариантности или о моем вкладе в развитие этих
принципов, значение которого они, разумеется, преувеличили. Вместо этого
я хотел бы подробно остановиться на общей роли принципов симметрии и
инвариантности в физике, как современной, так и классической. Точнее
говоря, я хотел бы обсудить соотношение между тремя категориями,
играющими фундаментальную роль во всех естественных науках: явлениями,
служащими сырьем для второй категории - законов природы, законами природы
и принципами симметрии. Что касается последних, то я склонен отстаивать
тезис о том, что для них сырьем служат законы природы.
ЯВЛЕНИЯ И ЗАКОНЫ ПРИРОДЫ
Часто приходится слышать, будто цель физики состоит в объяснении природы
или по крайней мере неживой природы. Что мы понимаем под объяснением?
Объяснение - это установление нескольких простых принципов, описывающих
свойства того, что подлежит объяснению. Если мы что-то поняли, то
поведение этого "что-то", т. е. те явления, которые с ним происходят, не
должно удивлять нас какими-либо неожиданностями. Впечатление, что иначе и
быть не может, не должно покидать нас.
Ясно, что в этом смысле физика не претендует на объяснение природы.
Действительно, огромные успехи физики обусловлены четким ограничением
предмета ее исследования: физика пытается объяснить лишь закономерности в
поведении различных объектов. Отказ от достижения более широкой цели и
точное определение области, для которой можно искать объяснение,
') Опубликовано в книге: "The Nobel Prize Lectures" (Copyright 1964 by
the Nobel Foundation).
46
/. Симметрия и другие физические проблемы
в настоящее время представляются нам совершенно необходимыми. Более того,
точное указание области объяснимого может считаться величайшим открытием
