Этюды о симметрии - Синг Дж.Л.
Скачать (прямая ссылка):
не могла бы ни в чем проявляться, и то, что мы называем жизнью, было бы
невозможно. Разумеется, это отнюдь не означает, что жизнь зависит от
того, насколько точно мы знаем корреляции между событиями, выражаемые
нашими законами природы, и в действительности точность этих законов, если
над ней задуматься, обладает всеми элементами чуда.
Нам известны многие законы природы, и мы надеемся открыть их еще больше.
Никто не может заранее предсказать, какой следующий закон природы будет
открыт. Тем не менее законы природы обладают структурой, называемой нами
принципами инвариантности. В некоторых случаях эта структура простирается
настолько далеко, что позволяет находить новые законы природы на основе
постулата о том, что законы должны обладать определенной инвариантностью.
Законы природы не могли бы существовать без принципов инвариантности. Нет
необходимости глубже вникать в ситуацию, чтобы понять эту истину. Она
разъяснена во многих учебниках элементарной физики, хотя лишь немногие
читатели этих книг обладают достаточной степенью зрелости, позволяющей по
достоинству оценить подобные разъяснения. Если бы корреляции между
событиями менялись день ото дня и были бы различными для разных точек
пространства, то открыть законы природы было бы невозможно. Таким
образом, инвариантность законов природы относительно сдвигов в
пространстве и времени служит почти необходимой предпосылкой того, что мы
можем открывать корреляции между событиями, т. е. законы природы, и даже
составлять их каталоги. Разумеется, это не означает, что точность или
сферу применимости принятых в настоящее время принципов инвариантности
следует считать необходимыми условиями существования законов природы.
Чувство величайшего удивления, если даже не изумления, вызывает точность
некоторых законов природы (я всегда испытывал искушение добавить кое-
какие из них к кантовскому звездному небу над нами) и категорический
императив внутри нас.
Именно переход с одной ступени на другую, более высокую - от явлений к
законам природы, от законов природы к симметрии, или принципам
инвариантности, - представляет собой тО, что я называю иерархией нашего
знания об окружающем мире.
К сказанному я хотел бы добавить лишь два замечания. Первое из них
эквивалентно допущению о возможности введения некоторых упрощений в
процесс познания нами окружающих явлений - тех явлений, между которыми мы
хотим установить корреляции. Одни из этих явлений, такие, как восход и
заход солнца, мы воспринимаем непосредственно, хотя объясне-
3. Роль принципов инвариантности в натуральной философии
37
ние того, что понимается под непосредственным восприятием, завело бы нас
слишком далеко и было бы нелегкой задачей. Другие явления, такие, как
движение ос-частицы, мы воспринимаем лишь с помощью чрезвычайно сложных
приборов типа пузырьковой или искровой камеры. В этих случаях мы верим,
что уже известные нам законы природы позволят узнать, как функционирует
используемая техника, и что информацию, извлекаемую при интерпретации
чувственных данных, получаемых с помощью приборов, можно рассматривать
наряду с теми чувственными данными, интерпретировать которые мы научились
еще в детстве.
Вводимое мной допущение состоит в том, что восприятие явлений в физике
обычно зависит от уровня нашего знания законов природы. Например, не
располагая определенными знаниями, мы бы не могли интерпретировать то,
что непосредственно наблюдаем в пузырьковой, камере. Следовательно,
отделение наших восприятий от законов природы - не более чем упрощение.
Хотя мы и убеждены в том, что оно носит безвредный характер, тем не менее
забывать о нем не следует.
Второе замечание, которым я хочу дополнить сказанное выше, имеет более
непосредственное отношение к нашей теме. Я хочу объяснить, почему мне все
время приходится говорить о законах природы, а не об одном универсальном
законе. Действительно, если бы был открыт универсальный закон природы, то
принципы инвариантности свелись бы просто к математическим
преобразованиям, оставляющим инвариантным этот закон. Вполне возможно,
что при получении различных следствий из универсального закона принципы
инвариантности остались бы не менее полезными, чем они оказались при
выводе качественных правил спектроскопии из законов квантовой механики.
Но если бы универсальный закон природы был открыт, то принципы
инвариантности утратили бы то место, которое они занимают в описанной
выше иерархии наших знаний о природе. Разумеется, все мы пытаемся открыть
универсальный закон природы, и некоторые из нас верят, что когда-нибудь
он будет открыт. Другие (и их тоже немало) полагают, что наше знание
законов природы никогда не будет полным. Хотя лишь вторая альтернатива
отводит принципам инвариантности неизменно важное место, она не
гарантирует, что принципы инвариантности будут занимать его всегда. В
этой связи уместно заме-тить, что в отношении законов природы дело
обстоит точно так же: если бы мьб располагали полным описанием всех
