Що було на самому початку хто винайшов сучасну фізику від маятника галілея до квантової гравітації

Що було на самому початку?

В кінці своєї лекції 1874 Максвелл звернув увагу на нову властивість природи, власне і зробила можливими досягнення молекулярної фізики і астрофізики:

Молекулярна фізика вчить, що досліди ніколи не можуть дати чого-небудь більшого, ніж статистичне знання, і що жоден закон, виведений цим шляхом, не може претендувати на абсолютну точність. Але коли в роздумах ми переходимо від наших дослідів до самих молекул, ми залишаємо світ випадковості і мінливості і вступаємо в область, де все ясно і незмінно. Молекули відповідають своєму прототипу з точністю, яку годі й шукати в спостережуваних властивості тіл, ними утворених. По-перше, маса кожної окремої молекули і всі інші її властивості абсолютно незмінні. По-друге, властивості всіх молекул одного типу абсолютно тотожні.

Звідки б не добути кисень і водень - з повітря, з мінералів різних геологічних епох або з метеоритів, - один літр кисню з'єднається рівно з двома літрами водню, утворивши рівно два літри водяної пари. Атоми водню на Землі, на Сіріуса або на Сонце абсолютно однакові. Цей фундаментальний науковий факт підвів думку Максвелла до краю науки:

Ніяка теорія еволюції не може пояснити таку подібність атомів, бо еволюція має на увазі постійні зміни, а атом не здатний ні рости, ні розпадатися, ні народжуватися, ні знищуватися. Отже, ми не можемо приписати існування атомів і тотожність їх властивостей якої-небудь причини, які ми називаємо природними. З іншого боку, повна тотожність кожного атома з будь-яким атомом того ж роду дає їм, як влучно висловився сер Джон Гершель [видатний астроном і фізик], характерна ознака виробів, виготовлених за зразком, і виключає ідею їхнього вічного існування самих по собі.

Так ми підійшли, строго науковим шляхом, дуже близько до того місця, де Наука повинна зупинитися. Чи не тому, що Науці заборонено вивчати внутрішній механізм атома, який вона не може розібрати на частини, або досліджувати пристрій, який вона не може зібрати. Простежуючи історію речовини, Наука зупиняється, переконавшись в тому, що, з одного боку, атоми були зроблені, а з іншого, що вони не були зроблені в будь-якому процесі, які ми називаємо природними.

Наука зупиняється, але Максвелл не зупинився і завершив лекцію так:

З тих пір, як атоми були створені, вони зберігають свою досконалість в числі, мірою і вагою. Незмінність їх характеристик говорить нам, що прагнення до точності у вимірах, до правдивості в судженнях і до справедливості в діях ми відносимо до благородним якостям тому, що вони - суттєві складові образу Того, хто спочатку створив не тільки небо і землю, а й матеріали, з яких вони складаються.

Початок фрази - неявна цитата з Ньютона, який, в свою чергу, вільно процитував біблійну Книгу Премудрості Соломона: «Ти, Господь, все розташував мірою, числом і вагою». Ньютон у своїй студентської записнику перефразував: «Бог все створив числом, вагою і мірою». Біблію Максвелл знав занадто добре, щоб допустити випадкову фразу в цьому єдиному прояві його релігійного світосприйняття в його власних публікаціях.

Не пошкодував він про свою відвертість, отримавши після лекції запрошення вступити в суспільство, що захищає «великі істини Біблії проти того, що помилково називають запереченнями науки»? Запрошення він відхилив і, судячи по чернетці його відповіді, відхилив тому, що в благому намірі побачив обмеження свободи наукових досліджень:

Я думаю, що результати, до яких приходить кожна людина в своїх спробах гармонізувати свою науку зі своїм християнством, мають значення лише для самого цієї людини і не повинні отримувати від суспільства оціночний штамп. Тому що суть науки, особливо її гілок, що тягнуться в області невідомого, полягає в тому, щоб постійно -

На цьому чернетка обривається, але можна думати, що Максвелл далі написав щось на зразок: «... щоб постійно ставити нові питання і сумніватися в звичних відповідях».

Одне із завдань науки - з'ясування меж застосування її теорій. Подібну кордон Максвелл виявив, коли зрозумів, що в молекулярної фізики безпосередньо не працює Ньютонова механіка, націлена на рух окремого тіла. На зміну прийшла статистична механіка, що має справу з величезним числом рухомих частинок. Так що, і виявляючи кордон застосовності самої науки - в питанні походження елементарних частинок речовини, Максвелл займався своєю справою.

Сам питання могла йому підказати еволюційна теорія Дарвіна, тоді вже 15 років гаряче обговорювана. Теорія ця пояснила масу біологічних фактів, але одне питання залишилося без відповіді. «Нікчемне справа - міркувати зараз про походження життя; з тим же успіхом можна міркувати про походження матерії », - писав Дарвін в 1871 році.

У лекції 1874 Максвелл розмірковував як раз про походження речовини. Він нагадав, що і в астрофізиці деякі важливі факти порозуміються еволюцією. Наприклад, Сонячна система сформувалася в ході її еволюції, розташування і розміри планет не дотримуються прямо з якихось фундаментальних фізичних законів.

Розмірковуючи ж про властивості атомів, Максвелл не міг собі уявити їх результатом будь-якої еволюції і не допускав також їх вічного існування. Лише перше виглядає логічно обгрунтованим. А в другому легко запідозрити біблійну упередженість. У всякому разі, «ознака сделанности за зразком» зовсім не переконував атеїста дев'ятнадцятого століття. Тоді постулат про вічність Всесвіту виглядав логічною і прогресивної заміною біблійного створення світу, тим більше що теорія Дарвіна тріумфально замінила картину біблійного творіння різних форм життя.

Поширена думка, що уявлення про еволюцію життя несумісне з біблійним світосприйняттям. Однак сам Дарвін вважав, що «людина може бути пристрасним теїстом і разом з тим еволюціоністом». Один така людина - А. Уоллес - висловив ідею природного відбору незалежно від Дарвіна і вплинув на розвиток його теорії. Інший - ботанік Е. Грей - допомагав Дарвіну і пропагував його теорію в Америці, третій - генетик Ф. Добжанський - вже в двадцятому столітті з'єднав теорію Дарвіна з генетикою, виклавши своє розуміння в статті «Ніщо в біології не має сенсу, крім як в світлі еволюції ». Ситуацію охарактеризував в кінці двадцятого століття видатний біолог С. Гулд: «Або половина моїх колег неймовірно дурні, або наука дарвінізму цілком сумісна зі звичайними релігійними віруваннями - і настільки ж сумісна з атеїзмом».

Джеймс Клерк Максвелл

Про себе Дарвін повідомив в кінці життя, що ніколи не був атеїстом, а свій підсумковий погляд назвав агностицизмом. Агностиком він був біблійним не тільки тому, що в своїй релігійній юності грунтовно вивчив Біблію і використовував біблійні образи в своїх працях. Теорія природного відбору пояснила різноманітність живих організмів, виходячи з якоїсь початкової форми життя, про походження якої Дарвін нічого не знав, але описав його біблійним виразом: «На початку життя було вдунута в одну або кілька форм». У листі одному він пояснив, що мав на увазі лише те, що життя «з'явилася в результаті абсолютно невідомого процесу».

По суті, те ж саме говорив Максвелл про виникнення атомів.

За півтора століття, що минули з часів Дарвіна і Максвелла, біологія і фізика набагато глибше дізналися, чого вони не знають про походження життя і про походження речовини. Біологи відкрили мікроскопічний механізм еволюції життя і заглибилися в його вивчення. Фізики розкрили внутрішню структуру атома, навчилися розбирати його на частини - елементарні частинки, і зрозуміли, що тотожність атомів випливає з нерозрізненості елементарних частинок.

Проблеми походження речовини Всесвіту і виникнення життя до сих пір не вдається навіть толком поставити, але саме виявлення цих проблем - важливий щабель наукового пізнання, на яку першими ступили Дарвін і Максвелл.

Напевно знайдуться Новомосковсктелі, думаючі, що, незважаючи на все сказане, навіть єдиний прояв біблійної релігійності Максвелла в його наукових текстах - занадто багато і що, будь він атеїстом, можливо, досяг би більшого. На цей випадок у історії науки є повчальний приклад для роздумів.