главная

о нас

поэзия

проза

песни

живопись

фото

наука

журналистика

библиотека

      Эта работа была написана специально для конкурса статей «Физика как технологическая и мировоззренческая основа современной цивилизации», проводимого в год физики в России (2005 года).

Физика как технологическая и мировоззренческая основа

современной цивилизации

А. В. Грамолин, М. С. Зарембо

Науки делятся на две группы – на физику и собирание марок.

Эрнест Резерфорд

        Человек, являясь частью природы, всегда стремился её познать и использовать себе во благо. В этом ему помогает физика – наука о природе (само её название произошло от греческого physis – природа). Роль физики в истории человечества огромна. Она – технологическая и мировоззренческая основа современной цивилизации. Иначе говоря, почти всё, что мы сегодня используем (кроме самой природы), создано благодаря достижениям этой науки, и почти всё, что мы сегодня знаем об окружающем мире, мы знаем тоже благодаря ей.

        Со временем человеку стало уже не хватать одной лишь природы, поэтому он создал совершенно новую аналогию ей – технику. Постепенно «дочь природы» росла и крепла, всё больше окружала человека, и сегодня мы не можем представить свою повседневную жизнь даже без простейшей электрической лампочки. Но за окружающими человека вещами «второй природы» стоят изобретения и открытия физиков. Почти все достижения научно-технического прогресса (транспорт, связь, бытовые приборы, энергетика и многое другое) – прежде всего их заслуга. Например, благодаря открытию Фарадея работают электродвигатели, а работы Герца, Попова и Маркони послужили толчком к развитию радиосвязи. И таких примеров очень много.

* * *

        Вначале открытия делались с помощью простейших приборов. Многие явления природы можно было наблюдать просто невооруженным глазом. Постепенно эксперименты становились всё сложнее и сложнее, и к концу двадцатого столетия потребовали сооружения экспериментальных установок, по масштабам и стоимости сравнимых с промышленными предприятиями. Строительство современных ускорителей – наиболее эффективного инструмента для исследования элементарных частиц, требует затрат средств, доступных только крупному государству (или даже нескольким государствам) с развитой экономикой. И в современном обществе всё чаще возникает вопрос: «К чему тратить такие большие деньги на физику, когда миллионы людей голодают?» К сожалению, многие научные проекты финансируются государствами или корпорациями, заинтересованными только в быстром получении прибыли. Поэтому некоторые фундаментальные направления физики находятся сейчас в бедственном положении.

        Конечно, можно было бы отложить все дорогостоящие открытия в долгий ящик и оставить только прибыльные, способные окупить себя пусть не завтра, так хотя бы послезавтра. Однако, откуда же мы знаем, во что могут вылиться современные, даже самые «неперспективные», исследования? Предполагали ли классики электромагнетизма в позапрошлом веке, что их фундаментальные работы приведут к созданию электротехники, радиосвязи и электроники? Никто сегодня не может знать, какие знания завтра пригодятся человечеству! А ведь проблем у него хватает и сегодня, и с каждым годом их будет всё больше. И вполне возможно, что развиваемые сегодня идеи и теории завтра превратятся в спасательный круг для всего человечества!

        Уже в недалеком будущем человек столкнется со многими проблемами: перенаселением, истощением природных ресурсов (нефти, угля, природного газа), глобальным потеплением и массой возникающих на этой почве международных конфликтов. И тут физика может стать спасительной соломинкой. Энергетический кризис будет преодолен с появлением новых источников энергии. Проблема перенаселения решится с изобретением космических аппаратов на совершенно новых принципах полета и освоением других планет. Глобальное потепление будет остановлено внедрением новых экологически чистых промышленных установок, двигателей для автомобилей и, опять же, источников энергии. Поэтому, игнорируя сейчас некоторые фундаментальные исследования, мы, возможно, обрекаем человеческую цивилизацию на гибель в будущем. Работы по осуществлению управляемого термоядерного синтеза, результатом которых, возможно, будет создание почти идеального источника энергии, требуют миллиардов долларов и внимания со стороны мирового сообщества. Но, в случае их успешного завершения, они принесут не только многократную прибыль в будущем, но и нечто большее – позволят человечеству выжить.

        Конечно же, не все открытия можно использовать – есть те, которые либо неверны, либо «бесполезны». Но, все заблуждения в истории науки: алхимия, эфир, теплород – шли только на пользу. Так, из алхимии вышла современная химия. А бесполезных знаний не может быть в принципе! Они развивают человека. Вспомните, скольким предметам нас учат в школе. А зачем? Пусть человек не станет ученым, инженером или писателем, но эти знания ему всё равно пригодятся. На уроках русского языка и литературы человек учится грамотно говорить, писать и мыслить; на уроках биологии осознает, что он такая же часть природы, как и любое другое живое существо; география развивает ориентацию и осознание роли человека на Земле. А чему же учит физика? Она объясняет своим сухим языком, как устроен окружающий мир. По физическим законам «живет» вся природа, наша прекрасная планета, Солнечная система и вся Вселенная. Законы физики являются единственно правильными и истинными, потому что они заданы самой природой, а физика лишь открывает их. Знание этих законов, самой логики природы, необходимо всем мыслящим людям.

* * *

        К сожалению, не все это понимают. Серьезной проблемой сейчас стало распространение иррационального, мистического мышления, не основанного ни на науке, ни на логике, ни даже на здравом смысле. Возникает множество «теорий», направленных больше на обогащение, чем на изучение природы. Многие люди, к сожалению, не способны критически осмысливать информацию на основе фундаментальных законов физики. Возникает растущее с каждым днем заблуждение, что законы физики (то есть законы природы) можно нарушать. И появляются чудодейственные аппараты, «нарушения всех мыслимых законов физики», таинственные происшествия. Нет, конечно, нельзя утверждать, что современное естествознание совершенно, и никаких загадок не существует. Но многое уже понятно, физика продемонстрировала свою мощь и эффективность в изучении природы. И явно противоречащие законам физики открытия, следовательно, противоречат и самой природе, что, конечно, невозможно. Природу обмануть невозможно!

        Тем не менее, в средствах массовой информации постоянно говорят об абсолютно бредовых «чудесах», нарушающих все законы природы. Оптические эффекты становятся «неопознанными летающими объектами», явления электродинамики – «неиссякаемыми источниками энергии», а ошибки в цепочке уравнений – открытием века. И тут проблема не только в недобросовестности некоторых «ученых», а ещё и в нашем невежестве. Жулик всегда может себя реализовать, если жульничество сможет его прокормить, обуть, одеть и даже пустить корни. И чтобы не совершать таких ошибок – необходим просто познавательный ликбез. Не так, чтобы всех школьников направлять в физматшколы, нет. Многие ученики просто не смогут воспринимать физику. Необходимо ненавязчиво сообщать о тех или иных фактах на упаковках продуктов питания, в газетах, на телевидении. Ведь это всего лишь первый шаг, дальше каждый решит сам, хочет ли он заниматься этой непростой наукой. И даже если он поймет, что физика – не его предмет, то будет знать, например, что в существовании красивейших радуг «виновата» дисперсия света, а Солнце светит благодаря идущим в его недрах термоядерным реакциям.

* * *

        А как же другие науки? Неужели всего лишь «собирание марок»? Великий Резерфорд в своем высказывании отделил физику, анализирующую природу, от других наук, собирающих природные феномены (как филателист марки). И достижения химии, биологии и медицины, конечно, также очень важны и широко нами используются. Но все эти достижения были бы невозможны без открытий физиков, без физических методов и приборов. Например, к возникновению молекулярной биологии и генетики привело появление новых приборов (в частности, электронного микроскопа) и методов (рентгеновского структурного анализа). Появление лазеров с ультракороткой длительностью импульсов исполнило заветную мечту химиков – пронаблюдать, как же идет химическая реакция, и привело к появлению науки фемтохимии, а её отец Ахмед Зевайль (Ahmed Zewail) в 1999 году получил Нобелевскую премию по химии. О тесной связи физики и других наук можно судить даже по названиям смежных дисциплин: биофизика, астрофизика, геофизика и так далее.

        Понятия физики и её законы лежат в основе всего естествознания. Не существует явлений природы, не имеющих физических свойств или сторон. В основе всех этих явлений, например, химических реакций, поведения живых существ и даже сложнейших человеческих эмоций, лежат физические законы. Скажем, в основе теории химической связи лежит квантовая механика, а значит, все химические свойства веществ (по сути, вся химия) сводятся лишь к одному разделу физики! Правда, на современном этапе развития науки невозможно заменить физикой химию, а тем более биологию и социальные науки. Явления, которые изучают эти науки, с точки зрения физики очень сложны, в них участвует громадное количество объектов. Анализировать их с помощью физики – очень сложная задача. Поэтому ученые придумывают свою, отличную от физической, логику. Тем не менее, все естественные науки (а может, и некоторые социальные), так или иначе, сводятся к физике.

* * *

        Наконец, нельзя не сказать о том, что физика – это очень интересно! Можно получать огромное интеллектуальное удовольствие от чтения научных журналов и научно-популярных книг, от изучения физики и от работы в ней. Скольких ученых «привели» в науку замечательные книги Перельмана, описывающие занимательные научные факты в увлекательной и доступной миллионам читателей форме! Написанные ещё в начале прошлого века, они по-прежнему популярны и не потеряли своей актуальности. Огромное количество научно-популярных статей и книг с удовольствием прочитано людьми, далекими от науки. Заявлять, что физика – скучная и никому не нужная вещь, просто преступно! Физика – поистине интересное и познавательное занятие для любого цивилизованного человека. Но это уже тема другой статьи.