Часть 9.

сегодняшнего дня теория суперструн является

прогрессивной в чисто теоретическом плане,

и ее можно взять в качестве конкретной

иллюстрации утверждения Лакатоса, согласно

которому "направление развития науки

определяется в первую очередь творческим

воображением человека, а не совокупностью

окружающих его фактов".20

Единство: Очевидно, что стремление к

единству одно из основных мотивов,

приведших к созданию теории суперструн.

Здесь нам хотелось бы привлечь внимание к

двум моментам. Во-первых, хотя

ретроспективно мы можем сказать, что идея

единства возникла давно: она успешно

проводилась в уравнениях Максвелла, играла

ведущую роль при разработке Эйнштейном

единой теории поля - тем не менее, реальное

и последовательное воплощение эта идея

получила только в последние десятилетия,

начиная с неоспоримого успеха теории

электрослабого взаимодействия Салама-

Вайнберга. Стандартная модель, ТВО, супер-

гравитация, суперструны - все эти различные

теории развиваются в одном направлении, к

единству. Во-вторых, обычно считалось, что

вера в единство носит метафизический

характер, не имеющий основания с точки

зрения науки. Тем не менее, с воз-

никновением и развитием упомянутого выше

стремления к единству можно заключить, что

эта метафизическая вера находится в стадии

превращения в научную. "Каждый шаг на пути

____________________

20 Lakatos I. Falsification and the

Methodology of Scientific Research

Programmes // Criticism and the Growth of

Knowledge. Cambridge, 1970. Р. 187.

344

единения требует разрешения конкретных

физических проблем и служит поэтому важной

цели. Тем самым стремление к единству

переводится из религиозной догмы в ранг

научного принципа".21

Симметрия: Можно сказать, что симметрия

это базисная стратегия, выбираемая

теоретиками для проникновения в глубины

материи, в игру ее составляющих и их

взаимодействий. Стратегия симметрии тесно

связана с идеей единства. На сегодняшний

день общепризнанно, что симметрия ведет к

единству, а нарушение симметрии к

множественности. Поэтому поиск новых

симметрий лежит в одном направлении со

стремлением к единству. Все это хорошо

известно. Здесь хотелось бы подчеркнуть

следующий момент: в то время как вера в

единство выглядит все более и более научно

обоснованной, симметрия оказывается не

только средством, но становится скорее

целью физики высоких энергий.

"Природа не может быть расписана на

отдельные, независимые составляющие и

действующие между ними силы. Следует

заменить данное представление более общим.

Таким представлением, одновременно более

фундаментальным и в то же время более

абстрактным, являются калибровочные поля...

Практически бесконечное число математически

возможных калибровочных полей

ограничивается формами симметрии этих

полей. Поэтому возможно, что первичными

____________________

21 Beg M.A.B. Scalar Sector of Gauge

Theories and the Quest for a Unified

Theory // Particles and the Universe.

N.Y., 1986. Р. 76.

345

элементами описания и понимания природы

могут стать скорее не крохотные,

неразложимые далее кирпичики материи, а

абстрактные представления, такие как

симметрии".22

Если данный взгляд справедлив, то здесь

обнаруживается важный сдвиг от

представления о фундаментальной частице к

представлению о фундаментальной симметрии.

Конечно, относительно этого пункта физики,

как и философы, еще не пришли к единому

мнению, однако, введение для описания

кварков, лептонов и бозонов представления о

струнах указывает, что физики озабочены

скорее не поиском фундаментальных частиц, а

поиском фундаментальных симметрий. Хотя до

сих пор остается неясным, какие симметрии

лежат в основании теории суперструн.

Теоретики еще пока ищут принцип, который

был бы аналогом принципа эквивалентности в

общей теории относительности, но

формулировался в пространстве струнных

конфигураций.

Простота: Мы полагаем уместным принять

здесь попперовский взгляд на простоту: "Она

представляет собой меру отношения

вход/выход: некая гипотеза проще другой,

если для получения предсказания с заданной

точностью ей требуется меньше начальных

условий, или если она дает более точное

предсказание при фиксированном наборе

начальных условий".23 Именно этот критерий

____________________

22 Schopper H. Elementary Particle

Physics: Where Is It Going // CERN Yellow

Reports. 82-08. 1982. P. 11.

23 Цитируется по: Gavroglu K. Research

Guiding Principles in Modern Physics:

346

простоты привел ученых к убеждению, что

стандартная модель так же как и ТВО в

качестве теорий далеки от удовлетво-

рительных. Было ясно, что стандартная

модель и ТВО, несмотря на их значительные

успехи, потеряли простоту под тяжестью

груза слишком большого количества

произвольных параметров и объяснений ad

hoc. В определенной степени эти соображения

заставили теоретиков выйти за пределы

данных теорий. Тут мы должны сделать два

замечания. Первое, мы имеем здесь случай,

когда критерий простоты используется не для

сравнения двух существующих теорий, а

скорее для сравнения реально существующей

теории и другой, "идеальной теории",

которую физики рисовали себе в воображении.

Второе замечание состоит в том, что в

значительной мере, как мы уже видели ранее,

именно представления о простоте, а не

опровержение или экспериментальный факт

указывают нам, что эта теория должна быть

заменена. Т.е. в данном конкретном случае

кроме своей обычной роли в качестве

критерия при отборе теории, простота может

играть роль критерия, указывающего на

необходимость смены теории. Именно

требование простоты направляет ученых к

теории суперструн, чья простота кажется

неоспоримой (см. указанные выше преимуще-

ства теории суперструн).

Математизация: Хорошо известно, что

математика является языком подтверждения

так же как и языком открытия, однако

___________________________________________

Case Studies in Elementary Particle

Physics // Zeitschrift fur allgemeine

Wissenschaftstheorie. VII. 1976. S. 244.

347

принято считать, математический аппарат

может быть построен только тогда, когда с

достаточной ясностью установлены физические

понятия и принципы теории. Такая точка

зрения ясно выражена в анализе

И.С.Алексеева, когда он представляет разви-

тие научной теории, как состоящей из трех

последовательных стадий: эмпирической,

математической и онтологической.24 Однако в

случае теории суперструн мы сталкиваемся с

необычной ситуацией. Теоретики не

располагали новыми экспериментальными

результатами, еще не были сформулированы

исходные физические принципы, лежащие в

основании теории, в то время как

математический аппарат теории суперструн

уже достиг более высокого уровня, чем это

имело место в теориях до сих пор.25 Никогда

еще до этого математика не играла столь

доминирующей роли как в теории суперструн.

Настолько доминирующей, что Глэшоу

высказывал даже опасение потерять целое

поколение исследователей физики высоких

энергий, вследствие того, что студенты по

его словам уделяли внимание исключительно

математическим расчетам, а не

экспериментам, хотя именно экспе-

____________________

24 Алексеев И.С., Овчинников И.Ф.,

Печенкин А.А.. Методология обоснований

квантовых теорий. М., 1984. С. 326.

25 Интересно, что Е.Уиттен, один из

пионеров теории струн, был удостоен

премии Фиелда,которая соответствует

Нобелевской премии в области математики.

348

риментальное начало составляет специфику

физического познания.26

Как бы то ни было, нельзя отрицать того

факта, что для теории суперструн математика

дала исключительно много. Можно сказать,

что в данном конкретном случае ее

"необъяснимая эффективность" проявляется со

всей очевидностью. Вероятно этим

объясняется следующее замечание Гросса: "До

сих пор эти теории были построены несколько

в манере ad hoc, а формализм, по не до

конца понятным основаниям, порождал

структуры, кажущиеся

сверхъестественными".27

Мы полагаем, что связь между

математическим аппаратом и физическим

содержанием в теории суперструн заслуживают

особого внимания.

Соответствие: Естественно, что "слишком

теоретический" характер теории суперструн

не был не замечен, теоретики ясно отдавали

себе в этом отчет и делали все возможное

для установления связи между теорией

суперструн и реальным миром. Следовало, в

первую очередь, объяснить динамику

компактификации, которая закручивает шесть

лишних измерений, оставляя лишь привычное

четырехмерное пространство-время. Далее

следовало объяснить, как происходит

нарушение калибровочной симметрии до

SU(3)xSU(2)xU(1), как происходит нарушение

суперсимметрии и т.д., т.е. каким образом

____________________

26 Цитируется по: Shrader-Frechette K.S.

Quark Quantum Numbers and the Problem of

Microphysical Observation // Synthese.

1982. Vol. 50. P. 18.

27 Gross D.J. Op. cit. P. 18.

349

обеспечивается согласно принципу

соответствия стыковка с теориями низких

энергий. Это представляет действительно

сложную задачу, и физики активно работают в

указанном направлении, особенно в случае

многообещающей в феноменологическом плане

гетерозисной теории струн с группой Е8хЕ8.

Суммируя сказанное, можно сказать, что

между методологическими принципами и

теорией суперструн существует определенное

взаимодействие. С одной стороны,

методологические принципы продолжают

выполнять функцию регулятивных принципов в

строении теории суперструн. С другой -

обстоятельства исследования, так же как и

содержание новой физики в недосягаемой

области планковских энергий, оказывают

значительное влияние на роль и

взаимоотношения этих принципов.

В итоге, если мы соединим единство,

симметрию, простоту в единый критерий, и

назовем его красотой, то нам удастся прове-

сти другое интересное методологическое

рассмотрение, как это было выполнено

Е.А.Мамчур в 28. Сосредотачивая свое

внимание в основном на некоторых эпизодах

из истории физики элементарных частиц

вплоть до стандартной модели, Е.А.Мамчур

стремится обосновать мысль о том, что

имеющая место в науке тенденция к

оптимизации теорий независима по отношению

____________________

28 Mamchur E. The Heuristic Role of

Aesthetics in Science // International

Studies in the Philosophy of Science.

1987. Vol. 1. N 2.

350

к стремлению теории к большей эмпирической

адекватности и дополнительна к нему.29

Развитие теории суперструн является

свидетельством справедливости этого

утверждения.

5. Заключительные замечания

Проведенный анализ позволяет нам

поставить ряд вопросов, заслуживающих

внимания с точки зрения методологии.

Первый вопрос, представляет ли теория

суперструн пример интенсивного развития,

или она является продолжением экстенсивного

развития основных положений КТП? Напомним,

что развитие будет называться экстенсивным,

если теория стремиться расширить область

приложения. В этом случае на определенной

стадии теория достигнет предела своей

приложимости. Если мы принимаем

лакатосовскую методологию научной ис-

следовательской программы, то мы можем

сказать, что развитие является

экстенсивным, когда оно прогрессирует в

рамках основных положений исследовательской

программы с "неприкосновенным" твердым

ядром. Развитие может рассматриваться как

интенсивное, когда исследовательская

программа достигает точки своего

"естественного насыщения", и от нее отказы-

ваются в пользу более молодой и лучшей

программы с новым твердым ядром. С этой

точки зрения развитие физики высоких

энергий от КТП до ТВО является экстенсивным

с неизменным твердым ядром,

____________________

29 Ibid. С. 222.

351

характеризующимся следующими составляющими:

операторами квантовых полей, правилами

канонической коммуникации, уравнениями

движения Лагранжа и локальной калибровочной

инвариантностью. Если применить этот

критерий к оценке теории суперструн,

ситуация оказывается неопределенной. С

одной стороны, ее развитие выглядит

исключительно экстенсивным, поскольку

теоретики продолжают работать в теории

суперструн с аппаратом КТП, все еще надеясь

найти подходящее вторичное квантование в

теории суперструн. С другой стороны, ясно,

что с введением суперсимметрии,

десятимерного пространства-времени, струн,

теория суперструн оказывается примером

интенсивного развития, радикального отхода

от квантовой теории поля. Поэтому

необходимо попытаться дать ответ на по-

ставленный вопрос. Скептическую позицию в

этом вопросе занимает Вайнберг: "Хотя и

полагают, будто теория струн лучше

квантовой теории поля, для меня не является

очевидным, что лучшей стратегией в данном

случае будет стремление сделать теорию

струн как можно более похожей на теорию

поля, только со струнами вместо частиц, что

и составляет на мой взгляд суть вторичного

квантования".30

Второй вопрос состоит в следующем,

подходим ли мы вследствие развития теории

струн, понимаемой в качестве будущей

всеобщей теории, к концу физики частиц?

Стоит рассмотреть этот вопрос, поскольку

есть физики и философы, верящие в

позитивный ответ.

____________________

30 Weinberg S. Op. cit. Р. 143.

352

Почти восемьдесят лет тому назад

В.И.Ленин предсказывал, что электрон так же

неисчерпаем как и атом. Суть его идеи со-

храняет свое плодотворное методологическое

значение и в отношении теории суперструн. И

мы полагаем, что это останется справедливым

и для будущего.

В этой связи прав был Поппер, когда

говорил, что "наука никогда не преследует

иллюзорную цель сделать свои ответы окон-

чательными или даже возможными. Ее движение

направлено скорее к бесконечной, но тем не

менее достижимой цели дальнейшего открытия

новых более глубоких и более общих проблем

и преданию своих, даже испытанных, ответов

вновь обновленным и еще более жестким

проверкам".31

И третий вопрос. Игра физики, говоря

словами Поппера, управляется наборами

правил - методологическими принципами - и

эта игра не имеет конца. Если мы обратимся

к возникновению и развитию теории

суперструн, можно спросить: не пора ли

изменить правила игры? Преобразовать их или

дополнить? Проведенный анализ показывает,

что для того, чтобы методологические

принципы смогли справиться с

неожиданностями последующего развития

науки, необходимо их пересмотреть и допол-

нить.

Пер. с англ. А.А.Парамонов

____________________

31 Popper K.R. The Logic of Scientific

Discovery. London, 1959. Р. 281.

353

СОДЕРЖАНИЕ

Предисловие..............................3

АКЧУРИН И.А.

Концептуальные основания новой -

топологической физики.................5

АХУНДОВ М.Б., БАЖЕНОВ Л.Б.

Философское понятие материи и развитие

физики элементарных частиц...........24

БРАНСКИЙ В.П.

Квантово-полевой и хроногеометрический

одходы в теории элементарных частиц

42

ГРИБАНОВ Д.П.

Эйнштейновская концепция физической

реальности...........................58

ДУБРОВСКИЙ В.Н.

Новая концепция пространства-времени на

планковских масштабах расстояний.....73

ЖДАНОВ Г.Б.

Частицы, поля и вселенные...............87

ИЛЛАРИОНОВ С.В., МАМЧУР Е.А.

Принципы симметрии в физике

элементарных частиц.................104

КОБЗАРЕВ И.Ю.

Присутствуем ли мы при кризисе базисной

программы парадигмы современной

теоретической физики?...............124

МОЛЧАНОВ Ю.Б.

Современные аспекты проблематики ЭПР-

парадокса...........................129

ПАХОМОВ Б.Я.

Детерминизм, критерии тождества,

проблема объективной реальности в

квантовой теории....................147

ПАНЧЕНКО А.И.

Теорема Белла и реалистические

интерпретации квантовой теории......168

САЧКОВ Ю.В.

Вероятность, структура, нелинейность...185

ФАМ ДО ТЬЕН

Некоторые методологические проблемы

современной физики

высоких энергий.....................199

Научное издание

ФИЛОСОФСКИЕ ПРОБЛЕМЫ ФИЗИКИ ЭЛЕМЕНТАРНЫХ

ЧАСТИЦ

(тридцать лет спустя)

В авторской редакции

Художник В.К.Кузнецов

Корректор Н.П.Юрченко

Лицензия ЛР № 020831 от 12.10.93 г.

Подписано в печать с ориганал-макета

16.08.94.

Формат 60х84 1/16. Печать офсетная.

Гарнитура Таймс.

Усл.печ.л. 13,62. Уч.-изд.л. 13,33. Тираж

500 экз. Заказ № 052.

Оригинал-макет подготовлен к печати

в Институте философии РАН

Оператор Л.Д.Бурсулая

Программист Т.В.Прохорова

Отпечатано в ЦОП Института философии РАН

119842, Москва, Волхонка, 14

FNTSYMB.DOC

Symbol 10

64 - @ 65 - A 66 - B 67 - C 68 - D 69 - E 70 - F

71 - G 72 - H 73 - I 74 - J 75 - K 76 - L 77 - M 78

- N 79 - O 80 - P 81 - Q 82 - R 83 - S 84 - T 85 -

U 86 - V 87 - W 88 - X 89 - Y 90 - Z 91 - [ 92 - \

93 - ] 94 - ^ 95 - _ 96 - ` 97 - a 98 - b 99 - c 100

- d 101 - e 102 - f 103 - g 104 - h 105 - i 106 - j 107 -

k 108 - l 109 - m 110 - n 111 - o 112 - p 113 - q 114 - r

115 - s 116 - t 117 - u 118 - v 119 - w 120 - x 121 - y

122 - z 123 - { 124 - | 125 - } 126 - ~ 127 -  128 - А

129 - Б 130 - В 131 - Г 132 - Д 133 - Е 134 - Ж 135 - З

136 - И 137 - Й 138 - К 139 - Л 140 - М 141 - Н 142 - О

143 - П 144 - Р 145 - С 146 - Т 147 - У 148 - Ф 149 - Х

150 - Ц 151 - Ч 152 - Ш 153 - Щ 154 - Ъ 155 - Ы 156 - Ь

157 - Э 158 - Ю 159 - Я 160 - а 161 - б 162 - в 163 - г

164 - д 165 - е 166 - ж 167 - з 168 - и 169 - й 170 - к

171 - л 172 - м 173 - н 174 - о 175 - п 224 - р 225 - с

226 - т 227 - у 228 - ф 229 - х 230 - ц 231 - ч 232 - ш

233 - щ 234 - ъ 235 - ы 236 - ь 237 - э 238 - ю 239 - я

240 - Ё 241 - ё 242 - Є 243 - є 244 - Ї 245 - ї 246 - Ў

247 - ў 248 - ° 249 - • 250 - · 251 - v 252 - № 253 - ¤

254 - ¦ 255 -