Александр Унцикер - Особенности американского мышления. Закат физики в западной цивилизации

Чем меньше констант, тем лучше

В тех редких случаях, когда удавалось решить загадку природной константы, это каждый раз было революционным прогрессом. Например, центральная идея электродинамики Максвелла может быть обобщена в формуле ε 0μ 0=1/c 2, которая была подтверждена Герцем. Это раскрывает скорость света cкак скорость электромагнитных волн, которая определяется электрическими и магнитными постоянными ε 0и μ 0. Таким образом, приведенное выше уравнение уменьшает число независимых природных констант на единицу, что является упрощением в методологическом смысле.

Поэтому в европейской традиции изучение естественных констант – это подход к физике, который подчеркивает простоту фундаментальных законо 84 84 См. также A. Унцикер, Physics Essays 34 (2021), 3. . Каждое необъяснимое открытие обычно порождает новую природную константу и тем самым усугубляет проблему. Поэтому очевидно, что каждая естественная константа физики представляет собой проблему, которую еще предстоит решить. Эйнштейн также был убежден в этом и выразил это следующим образом:

Я не могу придумать разумную физическую теорию, использующую произвольное число, которое по воле прихоти Творца могло быть выбрано иначе.

То, что эти и другие замечательные высказывания задокументированы, стало возможным благодаря Илзе Розенталь-Шнайдер, студентке философского факультета, которая познакомилась с Эйнштейном в Берлине примерно в 1920 году. В 1938 году она также была вынуждена эмигрировать и впоследствии преподавала в Австралии, откуда в послевоенный период переписывалась с Эйнштейном.

Как упоминалось выше, космологические наблюдения даже предполагают, что принцип Маха может быть использован для вычисления гравитационной постоянной. Это совпадение было замечено в 1980-х годах в США некоторыми исследователями, которые, как оказалось, ничего не знали ни об Эйнштейне, ни о Махе. Они основали теоретическую моду (так называемую космическую инфляцию), которая производит серию дальнейших произвольных чисел вместо того, чтобы дать основные объяснения. Нетрудно предсказать, что бы подумал об этом Эйнштейн.

Одна из особенностей, отличающая Эйнштейна от современных теоретиков, – его компетентность практически во всех областях теоретической физики. Это позволило ему инициировать вторую научную революцию XX века, квантовую механику, в дополнение к специальной и общей теории относительности, которая считается его главной работой.

Открытие Планка, которое Эйнштейн

воплотил в жизнь

Важную подготовительную работу проделал Макс Планк, родившийся в 1858 году, который с 1885 года занимал должность профессора в Киле. Вклад Планка также освещает важное взаимодействие между технологиями и фундаментальными исследованиями. Ведь измерения так называемого излучения черного тела, которое Планк пытался объяснить на рубеже веков, также проводились для усовершенствования лампочки, изобретенной Эдисоном. Однако теоретика Планка не интересовало получение света, он хотел вывести точный закон, указывающий на излучение света при определенной температуре. Благодаря своим математическим способностям, он наконец смог угадать формулу и позже обосновать ее теоретически 85 85 К сожалению, сегодня закон Планка часто неправильно применяется к газам, см. Robitaille, http://www.ptep-online.com/2008/PP-14-07.PDF. . В нем появилась странная величина, которая позже стала известна как постоянная Планка, также являющаяся фундаментальной природной константой. Планк, однако, почти бесхитростно называл его «вспомогательной величиной» h.

Люди ошибочно жалуются, что у нашего поколения нет философов. Философы теперь только на другом факультете, они называются Эйнштейн и Планк.

Эйнштейн понял, что h, очевидно, имеет отношение к световому излучению, и применил эту идею в эксперименте по фотоэлектрическому эффекту. В этом эксперименте падающий свет выбивал электроны из металлов, но результаты казались нелогичными: ниже определенной частоты отсечки света электроны оставались в металле, независимо от интенсивности облучения.

В смелом порыве мысли Эйнштейн предположил, что энергия в световой волне в основном возникает порциями размером E=hf (f обозначает частоту). И эта гипотеза блестяще подтвердилась, хотя Макс Планк, как никто другой, долгое время относился к ней скептически. Эти световые кванты дали название позднейшей квантовой механике и, по сути, до сих пор относятся к самым загадочным явлениям природы, для которых нет априорного объяснения. В европейской традиции натурфилософии следовало бы спросить: мыслима ли вообще физика без этой постоянной h, и если нет, то почему? Несмотря на необъяснимость, этот квант h тем не менее продолжил свое триумфальное шествие по теоретической физике. Даже в термодинамике h играет важную роль, например, в парадоксе смешивания, названном в честь вышеупомянутого Уильяма Джошуа Гиббса.