Демон Дарвина. Идея оптимальности - Горбань А.Н.
Скачать (прямая ссылка):
Но бывает и так, что трудно изготовить модель, которая хотя бы качественно согласовывалась с реальностью - эвристическую модель пятого типа. Все же ив этом случае полезно моделирование. Построим модель, отражающую действительность хоть в чем-то, в какой-нибудь черте. Построим моделъ по аналогии.
4 В научно-педагогическом фольклоре она получила название “модель абсолютно пьяного человека”: сделав шаг (на длину свободного пробега), он тут же забывает, куда шел, и направление следующего шага совершенно случайно.
33
Тип 6: Аналогия (учтем только некоторые особенности). На что рассчитывает физик, строя такую модель? Вероятно на то, что “коготок увяз - всей птичке пропасть”, уцепишь какой-нибудь важный момент, а там глядишь - и весь клубок загадок размотается.
Р. Пайерлс приводит поучительную историю использования аналогий в первой статье В. Гейзенберга о природе ядерных сил. “Это произошло после открытия нейтрона, и хотя сам В. Гейзенберг понимал, что можно описывать ядра состоящими из нейтронов и протонов, он не мог все же избавиться от мысли, что нейтрон должен в конечном счете состоять из протона и электрона. При этом возникала аналогия между взаимодействием в системе нейтрон - протон и взаимодействием атома водорода и протоном. Эта-то аналогия и привела его к заключению, что должны существовать обменные силы взаимодействия между нейроном и
протоном, которые аналогичны обменным силам в системе Н - Н+, обусловленным переходом электрона между двумя протонами. Данное предположение оказалось конструктивным, и позднее было все-таки доказано существование обменных сил взаимодействия между нейтроном и протоном, хотя ими не исчерпывалось полностью взаимодействие между двумя частицами... Но, следуя все той же аналогии, В. Гейзенберг пришел к заключению об отсутствии ядерных сил взаимодействия между двумя протонами и к постулированию отталкивания между двумя нейтронами. Оба последних вывода находятся в противоречии с данными более поздних исследований”.
И, наконец, последний тип классификации Р. Пайерлса.
Тип 7: Мыгсленныгй эксперимент (главное состоит в опровержении возможности). Великим мастером мысленного эксперимента был А. Эйнштейн. Один из первых таких экспериментов придуман им в ранней юности и привел в конце концов к созданию специальной теории относительности. Вот этот эксперимент. Если бежать за световой волной со скоростью света, а правила сложения скоростей - классические, то в движущейся системе отсчета мы будем наблюдать периодически меняющееся в пространстве и постоянное во времени электромагнитное поле. Согласно принятым законам электромагнетизма этого быть не может. Следовательно, либо законы зависят от системы отсчета, либо скорость света не зависит от системы отсчета. Вывод вроде бы тривиальный, а от его осознания как проблемы до специальной теории относительности не так уж далеко.
А вот и тип 8, широко распространенный в математических моделях биологических систем.
Тип 8: Демонстрация возможности (главное - показать внутреннюю непротиворечивость возможности). Модели этого типа тоже состоят в мысленном эксперименте, но если в случае типа 7 (опровержение
34
возможности) проводился эксперимент с более или менее реальными объектами (луч света, например), то для типа 8 это не обязательно, хотя, конечно, желательно. Главное здесь - демонстрация того, что предполагаемое явление не противоречит основным принципам и внутренне непротиворечиво.
Нам проще привести пример не из физики, а из химии, где модели этого типа встречаются чаще. Оно и понятно - многообразие химических систем огромно, и если показана непротиворечивость возможности, появляется надежда на обнаружение этого явления в действительности.
Не так давно обнаружено интереснейшее явление - химические колебания. Оно очень красиво не только как факт науки, но и само по себе, в прямом смысле. Представьте: пробирка, в которой идет реакция, периодически меняет цвет, по ней бегут цветовые волны. О драматической судьбе этого открытия рассказано в хорошей популярной статье [114], не будем здесь ее пересказывать.
Как только это открытие дошло до сознания того, что называется научной общественностью, лавиной стали появляться работы, демонстрирующие возможность интересного поведения химических систем (в том числе - колебаний) на умозрительных моделях (тип 8). Строятся они так. Задается “список вещества” - буквы А, В, С,... Предлагается список идущих между ними “реакций”, например, А + В о С, А о В, 2В о С,... Исследуется такая “химическая система”, демонстрируется, что в ней могут быть колебания разных типов, волны и др. Таким способом создается “зоопарк возможностей ” (чаще применяется термин “зоопарк моделей”). Этот зоопарк - очень нужное заведение, но, с другой стороны, понятно, что его можно умножать до бесконечности (увеличивая тем самым число своих статей в модной области). Начиная с некоторого момента становится очевидным, что работы, посвященные пополнению зоопарка, “обречены на успех”. А это уже не соответствует идеалам науки.
