Эрик Белл - Магия чисел. Математическая мысль от Пифагора до наших дней

Огромное число N частиц во вселенной, конечно, еще не было проверено наблюдением. Другие три чистых числа довольно малы, и все известны. Таким образом, проверка наблюдением для трех из четырех мировых констант выполнима. Проверка – это хорошо, даже лучше чем хорошо. Эддингтон отмечает, что «все четыре константы получены вполне теоретическим вычислением». Далее он замечает, что число (четыре) из измерений пространство-время (строение физической вселенной, согласно теории относительности) может рассматриваться как пятая фундаментальная мировая константа. Даже это число (утверждает он) найдено, чтобы быть однозначно детерминировано, исходя из эпистемологического принципа, что мы можем только наблюдать отношения между двумя объектами, – принцип, который почти каждый из нас мог бы признать потребностью рациональной мысли или значимого языка.

Указав на замечательное соответствие между собственными эпистемологическими выводами и результатами, предварительно известными из наблюдения и опыта, Эддингтон отмечает, что, «если бы все пошло иначе, это привело бы к замешательству, но теория не опирается на проводимые наблюдения». Далее, если теория права, «станет возможно судить, правильны ли математическая обработка и решения, не ожидая найти ответ в книге природы. Моя задача состоит в том, чтобы показать, что для вычисления точного значения констант наши теоретические ресурсы достаточны и наши методы вполне результативны, и наблюдение тогда станет лишь разновидностью формальной проверки, которую мы применяем иногда к теоремам в геометрии».

Из отдельных деталей эпистемологической теории судьба 137, возможно, наиболее интересна. Эта тонкоструктурная константа была предметом многих экспериментальных определений (как прямых, так косвенных) прежде, чем Эддингтон взялся получить ее из эпистемологических рассуждений. Он получил результат 137 в качестве числового значения этой константы, но знаменательно разнящийся с результатами, полученными экспериментально. Несоответствие между теорией и наблюдением было слишком малым, чтобы счесть это более чем случайным совпадением. Кто-то из компетентных экспериментаторов повторил свою работу с дотошной тщательностью, кто-то изобрел и применил новые методы проверки 137. Пока теория не предсказала, что константа должна быть целым числом, и заявила 137 как целое число, никто и не подозревал, что константа могла быть целым числом. Пифагор подсказал бы экспериментаторам, что их результаты ограничатся целым числом, когда они научатся точным измерениям. Так и случилось. К 1942 году было общепризнано, что число 137 верно.

Выстоит ли эпистемологическая теория в той или иной форме, останется ли она неизменной, или претерпит изменения, или сдаст окончательно свои позиции, число 137 всегда будет делать ей честь. Теория освобождается от своих научных обязательств, когда она провоцирует новую экспериментальную работу большой научной ценности по любому признанному стандарту. То, что предсказание было выверено, могло оказаться лишь удачным совпадением. Но раз уж тому суждено случиться, это не умаляет положительное достижение. И не в первый раз в истории науки, когда ошибка одного человека стоила больше, чем правота другого.

Когда новый пифагореизм впервые появился в 1920 году, он игнорировался всеми (кроме нескольких физиков) как безобидная мистика, не представляющая никакого значения для науки. К 1937 году пифагореизм собрал уже столько последователей среди тех, кто уже был отмечен за свои успешные научные достижения, что их нельзя было уже игнорировать. Пришло время достоверно убедиться, какова она, эта «эпистемология», предназначенная для традиций Галилея и Ньютона. Представители и старого и нового согласились на дебаты, чтобы научная публика узнала, за что выступает каждая сторона, и получила возможность сформировать собственное мнение. Все участники были признанными учеными и имели право ссылаться на свой авторитет. В качестве прощальной дани уважения к Учителю мы предлагаем несколько из наиболее интересных мнений.

Дебаты открыл астроном-теоретик Эдуард Артур Милн, автор знаменитого «Космологического принципа», который он предложил в качестве замены теории относительности Эйнштейна. Согласно Милну, «получить законы динамики можно рационально… не прибегая к опытам». Как мы помним, эти законы составляют основу физики, согласно Галилею и Ньютону, которые вывели их индуктивным методом из опытов.