о благоразрушении физических теорий

[jayrandom]

Неделю назад мне в руки попала очень интересная работа: Dewey B Larson, "Case Against the Nuclear Atom". Засосала настолько, что я всю эту неделю косил направо и налево, пытаясь её читать.

Автор поставил себе очень интересную задачу: "прополку" логических выводов, на которых была возведена современная физическая теория. Не ставя под сомнение целостности самих экспериментов, он показывает (довольно убедительно), что некоторым ключевым экспериментам 20го века существуют более простые объяснения, не требующие введения дополнительных сущностей. В результате он точечными ударами разносит некоторые стенки здания науки, не являющиеся несущими. Образуются, надо понимать, отверстия разного размера, которые можно использовать либо для освещения, либо можно заделать по своему вкусу.

Что мне особенно нравится - Ларсон в этой работе даёт только очень общие рекомендации по заделке, ибо основная цель - расчистка завалов. Да, у него есть и более конкретные идеи, но о них он пишет в других книгах. Это очень мудрое разделение: оно позволяет спорить о лишнем в одном месте и о нужном - в другом.

Книга захватывает, но не рассчитана на быстрое чтение. Основной критический материал сдвинут к началу, в первые 4 главы. Остальное в основном содержит ламентации по поводу лени и стадного чувства современных учёных, хотя и там проскальзывают благодеструктивные удары по моделям. Так что если есть время и терпение - очень даже стоит. Возражения очень приветствуются, но только от прочитавших :)

Ключевые слова: опыт Мозли с рентгеновскими спектрами элементов, опыт Резерфорда 1911г по рассеянию альфа-частиц, модель атома Бора 1913г и её развитие, структура атома, заряд ядра, электронные оболочки, сильное ядерное взаимодействие, слабое ядерное взаимодействие, стабильность частиц, квантовая теория, числа в основе всего, Копенгагенская школа, эпициклы Птолемея, лишние теории, бритва Оккама, чистоплотность в науке.


UPDATE: добавка, на мой взгляд очень ценная для понимания этой темы, хотя и из другой книги:

In making the more rigorous appraisal of the theory that is now required, it should be recognized at the outset that a theory is not valid unless it is correct both mathematically and conceptually. Mathematical evidence alone is not sufficient, as mathematical agreement is no guarantee of conceptual validity.

What this means is that if we devise a theoretical explanation of a certain physical phenomenon, and then formulate a mathematical expression to represent the relations pictured by the theory, or do the same thing in reverse manner, first formulating the mathematical expression on an empirical basis, and then finding an explanation that fits it, the mere fact that this mathematical expression yields results that agree with the corresponding experimental values does not assure us that the theoretical explanation is correct, even if the agreement is complete and exact. As a matter of principle, this statement is not even open to question, yet in a surprisingly large number of instances in current practice, including the relativity theory, mathematical agreement is accepted as complete proof.

-- Dewey B. Larson, "Nothing but motion", глава 7.

Comments

[golger-i.livejournal.com]

Прочитал.
Вспомнил, как на физике в универе, когда шел разговор про модель Бора, но уже с вероятностными распределениями, профессор задал такой вопрос: на основании этой теории, если бы можно было заморозить водород до твёрдого состояния, это был бы металл?

Честно говоря, трудно что-то сказать, не зная, что Ларсон предлагает взамен.
В том, что физика вышла за границы понимания, в том смысле, в котором мы обычно берём понимание в приложении к физике - он прав.

Некоторые экспериментальные факты, всё же, указывают на то, что электроны, летающие в катодных трубках, и электроны в твёрдых телах - похожи. Но относится это в основном к полу- и проводникам. Ток в проводнике по свойствам очень похож на ток свободных заряженных частиц, а фигурное вырезание потенциальных каналов в полупроводниках для придания определённых свойств транзисторам всё основано на решении уравнения Шрёдингера для этих форм каналов.

Некоторые факты хорошо предсказываются принципом неопределенности. Например, излучение Хокинга.

[jayrandom.livejournal.com]

Мне как раз кажется замечательным, что частичный демонтаж можно провести без обязательной заделки. Если в стене есть ненесущие компоненты, их можно вынуть без риска обрушения крыши.
Мне так понравилась эта статья/книга в том числе из-за этой модулярности: мухи отдельно, котлеты отдельно.

Электроны в катодных трубках и в проводниках или полупроводниках вполне могут быть одними и теми же. Риску же исчезнуть подвержены электроны, "вычтенные" из атомов, чтобы получились положительно заряженные ядра. Почему бы не сосуществовать в (полу)проводнике электронам и "неделимым атомам (полу)проводника"?

Возможно, аналог уравнения Шрёдингера был бы проще в безъядерной модели.

Вопрос чёрных дыр Ларсон решает совершенно по-своему - через геометрические свойства пространства-времени.

PS: сын смотрит мультик про Простоквашино, и там в начале есть такой диалог (папа защищает идею держать кота в квартире) :

[Папа] — Ничего, и от кота будет польза. Он мышей ловить может.
[Мама] — А у нас нет мышей!
[Папа] — А мы заведем!

Я бы поставил эту цитату в эпиграф к переводу книги.

[b-my.livejournal.com]

Ну, излучение Хокинга - не хорошо, не предсказывается. И даже не факт вообще. :) Сугубо теоретическая конструкция, которая _скорее всего_ верна и сама вытекает из квантовой механики. Она не ортогональна принципу неопределенности, она из него следует.
Но имеет ли это место в природе - никто не знает: под рукой лишней чёрной дыры проверить нет.

На равенство электронов в атомах и свободных электронов указывают _все_ известные нам факты. Некоторые - указывают весьма прямо (например, существование электронной микроскопии, которая напрямую видит электроны электронами). И не известно ни одного против.
Но Ларсон, ему подобные и их возможные фанаты переводят всё в плоскость демагогии.