Естественнонаучная картина мира. Часть 1. Естествознание – комплекс наук о природе

Иногда возражают, что и сам И. Кеплер занимался астрологией. Однако надо учесть, что это было в далеком XVII веке, а также обстоятельства жизни ученого, которые вынуждали его зарабатывать себе на жизнь этим ремеслом. Но отношение к астрологии он высказал совершенно определенное: «Конечно, эта астрология – глупая дочка; но, боже мой, куда бы делась ее мать, высокомудрая астрономия, если бы у нее не было глупенькой дочки. Свет ведь еще гораздо глупее и так глуп, что для пользы своей старой разумной матери глупая дочь должна болтать и лгать».

Критерии, которыми руководствуются ученые в своей работе. Кроме обязательных критериев выделяют еще несколько второстепенных, которые, однако, тоже важны и служат ориентирами для ученых в ходе научных исследований. К ним относят критерии простоты, красоты и фальсификации.

Критерий простоты предупреждает ученых о том, что не надо прибегать к сложным объяснениям там, где есть простые. Кратко его можно сформулировать так: «Не преумножайте сущности сверх необходимости». Этот методологический принцип называют так же «бритва Оккама».

Уильям Оккама – английский философ и богослов XIV века, один из самых известных философов своего времени. В одной из своих книг он сформулировал этот принцип, предложив «сбривать» лишнюю сложность в аргументации, отсюда и название – бритва Оккама.

Например, можно объяснить движение планет Солнечной системы следующим образом: «У каждой планеты есть свой ангел, который толкает ее по орбите». Но сразу же возникает много вопросов: сколько ангелов, почему они толкают планеты именно с этой скоростью, в этом направлении, как они согласуют свои действия между собой и т.п. Намного проще (меньше сущностей) объяснить движение планет на основе закона Всемирного тяготения. Одна единственная формула (математическое выражение закона) позволяет ответить на все вопросы, касающиеся механики планетной системы путем вывода из нее следствий.

Пусть требуется объяснить происхождение необычного светящегося объекта в ночном небе. Можно, конечно, предположить, что это НЛО – космический корабль с пришельцами. Но такое объяснение требует многих дополнительных допущений: инопланетяне существуют, они способны создавать космические аппараты и управлять ими, за время своей жизни они могут добраться до Земли (или умеют размножаться во время космического путешествия), они способны противостоять космической радиации, при таком уровне технического развития они отчего-то не могут сделать свой корабль невидимым и т.п. Ученый всегда выберет более простую гипотезу: это была планета Венера (наиболее частое объяснение НЛО), запуск космического аппарата, погодный зонд и т.п. (рис.1.15).

Рис. 1.15. Планета Венера на закате, которую часто принимают за НЛО

Критерий красоты говорит о том, что красота математического аппарата, лежащего в основе физической теории, – свидетель ее правильности. Эстетический критерий гармонии, изящества и завершенности научных построений играет большое значение в работе ученых, особенно физиков-теоретиков.

Английский физик-теоретик П. Дирак писал о создании общей теории относительности А. Эйнштейна: «Основной прием, которым он руководствовался, – стремление выразить закон тяготения в наиболее изящной математической форме. Именно это стремление привело его к понятию о кривизне пространства… Основная мощь теории тяготения Эйнштейна заключается в ее исключительной математической красоте».

Существует интересная корреляция: чем больший круг объектов и явлений описывает формула, тем она проще и изящнее. Знаменитая формула Е=mc²применима ко всем окружающим нас объектам, и в то же время она очень компактна и красива. А многие формулы электротехники, радиотехники, которые описывают какую-либо одну деталь, элемент схемы, и которые, несомненно, очень полезны в практическом плане, – с эстетической точки зрения весьма громоздкие и некрасивые.

Отмечая различия в понимании критерия красоты в обыденной жизни и в науке, французский математик, физик и астроном А. Пуанкаре писал: «Ученый изучает природу не потому, что это полезно: он изучает её потому, что это доставляет ему удовольствие, потому, что она прекрасна… Я, конечно, не говорю здесь о той красоте, которая поражает наши чувства, о красоте качеств и внешней формы вещей; нельзя сказать, чтобы я относился к ней с пренебрежением, – я далёк от этого, – но просто она в стороне от науки. Я говорю о той красоте, более интимной, внутренней, которая сквозит в гармоничном порядке частей и которую воспринимает только чистый интеллект…».