Комиссия по борьбе с лженаукой и фальсификацией научных исследований РАН - В защиту науки (Бюллетень 3)

Далее, сохранение массы в классической механике вообще не утверждается, она прекрасно работает и с телами переменной массы (например, космическими ракетами, которые становятсяя легче по мере выгорания топлива). Сохранение массы — это закон Ломоносова-Лавуазье, совершенно отдельный. Зато в классической механике доказывается закон сохранения механической энергии. А теория относительности, устанавливая эквивалентность массы и энергии, объединяет эти два закона сохранения (массы и энергии), существовавшие до того независимо друг от друга, в один общий закон.

Но при том, что у массы обнаружились новые свойства, она всё же та же самая масса. Это то, что определяет инерцию и гравитацию и в классической, и в релятивистской механике. Что означает выражение «но даже тогда они не могут быть представлены одинаково», я не понимаю и оставляю его на совести Куна (или его переводчика). Главное, что отсюда можно заключить, — это, к сожалению, опять фундаментальное непонимание физики, на этот раз — того, что такое масса.

Сложнее обстоит дело с понятием пространства. Философы любят поминать «абсолютное пространство ньютонианцев», с которым покончила теория относительности. Но если поглядеть на три закона Ньютона, никакого «абсолютного пространства» там усмотреть невозможно. Во-первых, там вообще речь идёт не о пространстве, а о движении и силах, а во-вторых, в этих законах нет и абсолютности, наоборот, в них воплощён принцип относительности Галилея («галилеевская инвариантность»). Тот самый принцип относительности, который впоследствии лёг в основу и специальной теории относительности Эйнштейна и который гласит, что не существует способа узнать, покоишься ли ты или движешься с постоянной скоростью, если не указать, относительно чего. Разница только в том, что Эйнштейну надо было согласовать с этим принципом ещё и электродинамику Максвелла, которая ему, казалось, противоречила.

Конечно, нельзя не признать, что наше понятие о пространстве сильно изменилось в результате работы Эйнштейна. Можно даже сказать, что теория относительности опровергла прежние представления о пространстве. Но эти прежние представления отнюдь не лежали в основе ньютоновской механики, что позволило бы хотя бы в каком-то смысле признать теорию относительности её опровержением. Напротив, в той мере, в какой понятие об абсолютном пространстве вообще связано с ньютоновской механикой, оно скорее относится к философской надстройке над ней. Поэтому можно реконструировать ситуацию следующим образом: (1) философ интерпретирует уравнения классической механики и создаёт концепцию абсолютного пространства; (2) появляется теория относительности, включающая классическую механику как частный случай при малых скоростях; (3) физик считает классическую механику объяснённой и окончательно доказанной тем, что она включена в более общую теорию; (4) философ интерпретирует теорию относительности и обнаруживает, что понятие пространства, построенное на её основе, обладает качественно новыми свойствами; (5) вместо того, чтобы сказать, что теория относительности опровергла его прежние построения насчёт природы пространства, философ утверждает, что она опровергла классическую механику.

Иначе говоря, я полагаю, что упорство философов в опровержении Ньютона происходит из недоразумения. Не понимая настоящей физики, выраженной уравнениями, философы принимают за физику слова, которые говорятся вокруг и по поводу уравнений (в том числе, конечно, и самими учёными). Но слова обманчивы, двусмысленны и многолики, как Протей. И чем дальше, тем эта ситуация становится хуже, потому что уравнения, которыми оперирует современная наука, усложняются чрезвычайно, и всё труднее оказывается без специального образования хотя бы приблизительно, на полуинтуитивном уровне, представить себе, как они выглядят и что означают. Но что говорить о современной науке, когда, как выясняется, классик философии науки обнаруживает непонимание даже классической механики. Впрочем, дело не в сложности уравнений, а в принципиально разном модусе мышления философа и физика. Философ убеждён, что всё, что можно доказать, можно доказать одними словами; в этом и состоит главный порок философии, по крайней мере тогда, когда она обращается к естествознанию.

Фейерабенд:

…Мысль о движении Земли — эта странная, древняя и «совершенно нелепая» идея пифагорейцев после Аристотеля и Птолемея была выброшена на свалку истории и возрождена только Коперником, который направил её против её же прежних победителей.

Лакатос:

Но когда защитный пояс теоретических уловок утрачивает «простоту» до такой степени, что данная теория должна быть отброшена? Например, в каком смысле теория Коперника «проще», чем теория Птолемея? Смутное дюгемовское понятие «простоты», как верно замечают наивные фальсифика-ционисты, приводит к слишком большой зависимости решения методолога или учёного от чьего-либо вкуса.

Кун:

Даже более тщательно разработанный проект Коперника не был ни более простым, ни более точным, нежели система Птолемея. Достоверные проверки с помощью наблюдения, как мы увидим более ясно далее, не обеспечивали никакой основы для выбора между ними.

Переход от системы Птолемея к гелиоцентрической системе — излюбленный предмет наших философов. С одной стороны, тут всё до конца понятно, в отличие от теории относительности или квантовой механики, а с другой стороны, налицо явный переворот всех прежних представлений. Правда, переход этот происходил ещё в донаучный период естествознания, но можно сказать, что небесная механика (или, точнее, кинематика) опередила все остальные отрасли и уже тогда была точной (т. е. количественной) экспериментальной наукой.

Разные аспекты того, как этот переход исторически происходил, описаны всеми тремя нашими авторами, и хотя их описания не вполне согласуются друг с другом, нас будет интересовать не это, а то, в чём они все согласны друг с другом: не существует разумного основания, на котором можно было бы признать превосходство гелиоцентрической системы перед системой Птолемея в тот период, когда она появилась (т. е. до наблюдения фаз Венеры). Она не была ни точнее, ни проще, а зато шла против здравого смысла. Поэтому победу гелиоцентрической системы якобы можно приписать только полемическому дару Галилея или же тому, что разумно было дать новой теории шанс, поскольку ясно было, что старая исчерпала потенциал развития.

Я хочу отвлечься от исторических обстоятельств и показать, что на самом деле есть один очень простой и сильный критерий в пользу гелиоцентрической системы. Я не утверждаю, что он играл свою роль в конкретных исторических обстоятельствах, но всякий современный учёный не испытал бы ни малейших затруднений в его применении к этой ситуации, как он применяет его чуть ли не на каждом шагу в своей работе. Этот критерий — количество подгоночных (свободных, феноменологических) параметров. Что это значит?

Система Птолемея в её простейшем виде сводится к тому, что для каждой планеты имеется вращающаяся вокруг Земли хрустальная сфера, на этой сфере укреплена ещё одна сфера, поменьше и тоже вращающаяся, а уже на этой сфере укреплена планета. В результате видимое движение каждой планеты описывается четырьмя параметрами: диаметрами двух сфер и периодами их вращения.

Гелиоцентрическая система в её простейшем виде утверждает, что Земля является одной из планет, и все планеты обращаются вокруг Солнца по окружностям. При этом, если глядеть с Земли, движение остальных планет представляется как сумма двух движений — собственного обращения планеты вокруг Солнца и обращения наблюдателя вокруг Солнца вместе с Землёй. В результате наблюдатель видит в точности то же самое, что и в птолемеевском случае, где движение планеты тоже было суммой двух обращений! (Следует заметить, что сам принцип сложения движений не был тогда очевиден, и Галилею, может быть, принадлежит честь его открытия; он теснейшим образом связан с упомянутой выше галилеевской инвариантностью.)

Сколькими параметрами определяется траектория планеты на небесах в гелиоцентрической системе? Тоже четырьмя, конечно, — диаметрами орбит Земли и самой планеты и их периодами обращения. Однако разница тут в том, что два из этих параметров для всех планет одинаковы! Поэтому полное число параметров для 7 планет составит 28 для системы Птолемея против 16 для гелиоцентрической системы.

На человека, не имевшего дела с научной работой, это может не произвести впечатления. Но этот же факт можно выразить иначе: гелиоцентрическая система объяснила некоторые соотношения между параметрами орбит, ранее представлявшиеся непонятными совпадениями: почему все малые сферы вращаются с одной и той же скоростью? (Потому что на самом деле это скорость обращения Земли вокруг Солнца.)