Знание-сила, 2007 № 03 (957)

На самом деле относительность физической истины еще сильнее. В XVIII веке полагали, что тепло — особая жидкость, теплород. Чем больше теплорода в теле, тем оно теплее. Нагревание — перетекание теплорода из одного тела в другое. В XIX веке физики разобрались, что теплорода нет. Его существование не вписывается, например, в опыты по переходу механической энергии в тепловую, иначе пришлось бы предполагать, что теплород возникает из ничего. На смену теории теплорода пришло представление о законе сохранения энергии. Казалось бы, это триумф концепции фальсифицируемости. Плохо только то, что в огромном большинстве работ по теории теплопереноса используется уравнение теплопроводности, которое как раз и выражает представление о переносе теплорода. Мы перестали говорить слово «теплород», а уравнением пользуемся! Конечно, мы научились говорить правильные слова, но вся ситуация как-то плохо совместима с представлением о строгой и совершенной науке.

Пабло Пикассо. «Портрет женщины в голубой шляпе», 1944 г.

Впервые на все эти коллизии обратил внимание Кант, который и объяснил, почему нам не дано прямо познавать природу, а приходится мучительно развивать мир идеальных моделей. В этой связи Кант — один из немногих философов, имя которого не вызывает немедленного отторжения у физиков. Вообще, физики традиционно очень плохо относятся к философам. В случае же Канта приходится смиряться даже с тем, что его книги написаны просто безобразно. Чувствуется, что он просто пренебрегал интересами читателя и не применял простейших методов доведения до него текста. Возможно, что в этот момент физики интуитивно чувствуют, что и сами-то пишут не слишком понятно.

Нам сейчас трудно себе представить, каким откровением были идеи Канта для его современников, которые твердо верили, что наука может непосредственно познавать тайны природы. Как мы видели выше, эти иллюзии живы и сегодня. Но в целом мы все-таки уже привыкли к этой неприятной новости. Для современников же это был страшный удар. Те, кто владеет немецким языком, могут почитать, какие письма писал своей невесте Вильгельмине фон Ценге замечательный немецкий писатель Клейст после того, как познакомился с книгами Канта, а туристы, посещающие Германию, могут полюбоваться на их дома, стоящие рядом на берегу Одера. Эти письма — длинная и запутанная смесь правил философской жизни и теоретико-познавательных этюдов, написанная с горячностью, свойственной писателю. Не приходится удивляться, что помолвка распалась.

Со времен Канта ситуация существенно усложнилась. Еще в начале XX века физики верили, что изучаемые ими идеальные миры шаг за шагом становятся сложнее. Новая теория включает старую в качестве своего предельного, частного случая. Это называется принципом соответствия. Считалось в принципе возможным построить одну общую картину физического мира. Вершиной этого представления стала замечательная серия учебников Ландау и Лифшица по теоретической физике. Она обещает вывести все идеи и результаты теоретической физики из одного принципа — принципа наименьшего действия (сейчас ни к чему обсуждать, что это такое).

Это — исключительно красивое построение. Оно заметно интереснее детективных романов (конечно, для тех, кто получил хотя бы три курса университетского образования по физике). На современников эта книга, принадлежащая середине XX века, производила впечатление не хуже, чем в свое время книги Канта. Об одном моем знакомом сохранилась легенда, что разговор на любую научную тему он начинал с выписывания этого самого принципа наименьшего действия, чем удивлял уже переболевших Книгой товарищей. Однако чем больше вчитываешься в Ландау и Лившица, тем яснее становится, что обещанная гармония все же недостижима.

В середине XX века физикам пришлось уже одновременно работать в рамках нескольких взаимоисключающих подходов к одному и тому же кругу явлений. Как мне кажется, это произошло впервые в замечательных работах Колмогорова по теории турбулентности. С одной стороны, движение жидкости описывается вторым законом Ньютона (для специалистов скажу, что в этом случае он называется уравнением Навье-Стокса), в котором и речи нет о случайности. В то же время получающееся течение явно кажется случайным. Колмогоров предложил не дознаваться, как решение детерминированного уравнения становится случайным, а, махнув рукой на этот темный вопрос, заняться описанием получающегося случайного поля скорости, и показал, как это можно сделать. В целом современная физика получается похожей на картины Пикассо, в которых одновременно присутствуют изображения предмета с разных точек зрения (у женщины три уха, причем одно из них растет непонятно откуда).