|
Оглавление
Предисловие ко второму изданию
1) Взаимосвязь математики и физики такого типа, который характеризуется известными крылатыми выражениями Ю. Вигнера («непостижимая эффективность математики в естественных науках»), Д. Гильберта, Г. Минковского и Ф. Клейна («предустановленная гармония между чистой математикой и физикой»). 2) Возникновение и развитие теоретико-инвариантного подхода в физике в результате создания теории относительности. 3) Осознание связи этого подхода с теоретико-групповым подходом в геометрии, впервые сформулированным Ф. Клейном в его «Эрлангенской программе». 4) Выявление физических корней геометрической концепции Ф. Клей¬на и попытка на этой основе понять феномен упомянутой «предустановленной гармонии» («эстафетная» модель взаимодействия между физикой и математикой, развитая Д. Гильбертом). 5) Применение теоретико-инвариантного, или эрлангенского, подхода к истории фундаментальных физических теорий. Проблема «предустановленной гармонии между физикой и математикой» по-прежнему в центре внимания физиков, математиков, философов и историков науки; ее значение в связи с теорией струн и инфляционной космологией только возросло (см. [1]. Там же обсуждаются недавние попытки ее осмысления). Теоретико-инвариантный подход и симметрии в физике до сих пор являются магистральным путем развития фундаментальной физики. Вот несколько характерных высказываний последних двух-трех десятилетий: Л. Б. Окунь (1988): «Узловым понятием современной физики является понятие симметрии. Симметрия служит тем орудием, используя которое удается в калейдоскопе физических явлений выявить основные структуры, свести все разнообразия физического мира к нескольким десяткам фундаментальных формул… Физиков можно назвать охотниками за симметриями; в некотором смысле они отличаются от остальных людей тем, что отыскивают в природе все более скрытые и все более фундаментальные типы симметрии» [2. C. 46]. И. Ю. Кобзарев, Ю. И. Манин (1997): «Поиск все новых групп симметрии привел за последние десятилетия к качественному прорыву: обнаружением того, что существует математическая формулировка принципов симметрии, перемешивающих поля с разными спинами и внутренние степени свободы с пространственно-временными. Это происходит в моделях суперсимметрии и супергравитации» [3. C. 133]. Ш. Яу, С. Надис (2012): «…Поиски единой всеобъемлющей теории природы, по сути, сводятся к поиску симметрии Вселенной. Отдельные компоненты этой всеобъемлющей теории имеют свои собственные симметрии, такие как внутренняя симметрия калибровочных полей, которые дают нам лучшие современные описания электромагнитных, сильных и слабых взаимодействий. Более того, группы симметрий в этих построениях действительно связаны с симметрией платоновых тел, хотя и не таким способом, как это представляли древние греки» [4. C. 381]. Э. Френкель (2016): «Благодаря тому, что ученые взглянули на элементарные частицы и их взаимодействия между ними с точки зрения концепции симметрии, в квантовой физике за последние 50 лет произошел огромный скачок вперед» [5. C. 37]. Ф. Вильчек (2016): «Эти великие идеи — относительность, симметрия, инвариантность, дополнительность — сочетаются в сердце современной физики. Они должны бы находиться и в центре современной философии и религии, но этого пока нет» [6. C. 94]. Фундаментальные физические теории рассматриваются (в духе «Эрлангенской программы») как теории инвариантов, лежащих в основе непрерывных групп симметрии. Пространственно-временные группы симметрии, связанные с группами Галилея—Ньютона и Пуанкаре, реализуют соответственно классическую (галилей-ньютоновскую) и специальную (эйнштейновскую) теории относительности. Ю. Вигнер, один из классиков теоретико-инвариантного подхода, в одном из последних своих выступлений отмечал основополагающую методологическую роль принципов симметрии: «Теперь я хотел бы сказать несколько слов о симметриях или, точнее, инвариантности законов природы. Они действительно являются такими законами, которым должны подчиняться законы природы. Но, более того, если бы их не было, человек был бы не в состоянии открывать законы природы» [7. P. 616]. Принцип симметрии стал одним из главных принципов теоретизации научного знания и вошел в общепринятую систему методологических принципов физики, наряду с принципами сохранения, соответствия, наблюдаемости, простоты и др. [8, 9]. Однако в этой системе, как показывают аргументы в духе Ю. Вигнера, этот принцип занимает главенствующее место. Все остальные принципы наиболее органично формулируются на его основе [ 10, 11]. Ценный исторический материал по проблемам, рассматриваемым в книге, содержится в сборнике докладов, сделанных на международной конференции по истории симметрий в физике в 1983 г. в Каталонии (см. сборник, цитированный в ccылке [7]). В первом издании книги вообще отсутствовало предисловие. Теперь, спустя сорок с лишним лет, я хотел бы выразить запоздалую благодарность моим учителям и старшим коллегам, которые поддерживали мой интерес к истории принципов симметрии. Это, прежде всего, Л. С. Полак, Н. Ф. Овчинников, Б. А. Розенфельд и Г. А. Соколик. Их светлой памяти я посвящаю второе издание этой давнишней небольшой книги.
7 июня 2016 г.
Об авторе
 Визгин Владимир Павлович Доктор физико-математических наук, заведующий сектором истории физики и механики ИИЕТ РАН. Научные работы относятся к истории и методологии теоретической физики XIX–XX вв., социальной истории физики в России и СССР, истории советского атомного проекта. Автор монографий о развитии принципов симметрии и законов сохранения, по истории теории относительности и единой теории поля, по проблемам взаимосвязи физики и математики. Ответственный редактор и составитель ряда коллективных трудов по истории физики XIX–XX вв., советского атомного проекта и научного сообщества физиков СССР. Участвовал в подготовке к изданию трудов классиков науки (Э. Шредингера, Д. Гильберта, Г. Вейля и др.). В течение многих лет является членом редколлегий журнала «Вопросы истории естествознания и техники», ежегодника «Исследования по истории физики и механики», международной историко-научной серии «Science Networks. Historical Studies». Многолетний руководитель двух общемосковских семинаров при ИИЕТ РАН: по истории физики и механики и по истории советского атомного проекта.
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
