Ценность науки - The Value of Science

Ценность науки (Французский: La Valeur de la Science) - книга французского математика, физик, и философ Анри Пуанкаре. Он был опубликован в 1905 году. В книге рассматриваются вопросы философия науки и добавляет детали к темам, затронутым в предыдущей книге Пуанкаре, Наука и гипотеза (1902).

Интуиция и логика

Первая часть книги посвящена исключительно математическим наукам и, в частности, взаимосвязи между интуиция и логика по математике. Сначала он исследует, какие разделы науки соответствуют каждой из этих двух категорий научной мысли, и излагает несколько принципов:

То, что мы определяем как интуицию, меняется с течением времени (Классические философы рассматривались как логики в свое время, но сегодня мы можем думать о них как об использовании интуиции) - поэтому в эволюции научной мысли меняются идеи;
Эта эволюция началась с арифметизация анализа и закончился возрождением интуитивных идей в аксиоматической системе первыми (истинными) логиками.

Этот исторический поэтому интуиция есть математическая интуиция. Для Пуанкаре это результат принцип наименьшего усилия, то есть ссылки на научные соглашение на основе экспериментирование. Соглашение, полученное таким образом в контексте, позволяет рассматривать разные теории одной и той же проблемы и впоследствии делать выбор, основанный на степени простоты и полезности объяснений, предлагаемых каждой из этих теорий (см. Также бритва Оккама ). Пример, выбранный Пуанкаре, - это пример трехмерное пространство. Он показывает, что представление этого пространства - только одна возможность, выбранная из-за ее полезности среди множества моделей, которые может создать разум. Его демонстрация основана на теории Математический континуум (1893), одна из ранних публикаций Пуанкаре.

Наконец, Пуанкаре продвигает идею фундаментальной взаимосвязи между науками геометрия и анализ. По его словам, интуиция играет две основные роли: позволять одному выбирать, по какому маршруту следовать в поисках научной истины, и позволять постигать логическое развитие:

Логика, которая может дать только определенность, является инструментом демонстрации; интуиция - это изобретение

Более того, это отношение кажется ему неотделимым от научного прогресса, который он представляет как расширение рамок науки - новые теории включают в себя предыдущие, даже ломая старые модели мышления.

Математическая физика

Во второй части своей книги Пуанкаре изучает связи между физикой и математикой. Его подход, одновременно исторический и технический, иллюстрирует предыдущие общие идеи.

Несмотря на то, что он редко был экспериментатором, Пуанкаре признает и защищает важность экспериментов, которые должны оставаться столпом научный метод. По его словам, не обязательно, чтобы математика включала физику в себя, она должна развиваться как самостоятельный актив. Этот актив был бы прежде всего инструментом: по словам Пуанкаре, математика - «единственный язык, на котором [физики] могут говорить», чтобы понимать друг друга и быть услышанными. Этот язык чисел, кажется, где-то еще, раскрывает единство, скрытое в мире природы, хотя вполне может быть только одна часть математики, применимая к теоретической физике. Основная цель математическая физика это не изобретение или открытие, а переформулировка. Это деятельность по синтезу, которая позволяет гарантировать согласованность теорий, актуальных в данный момент. Пуанкаре признал, что невозможно систематизировать всю физику определенного периода времени в одну аксиоматическую теорию. Его идеи трехмерного пространства приобретают значение в этом контексте.

Пуанкаре утверждает, что математика (анализ) и физика находятся в одном духе, что эти две дисциплины имеют общую эстетическую цель и что обе могут освободить человечество от его простого состояния. В более прагматическом смысле взаимозависимость физики и математики аналогична его предполагаемой взаимосвязи между интуицией и анализом. Язык математики не только позволяет выразить научные достижения, но и сделать шаг назад, чтобы постичь более широкий мир природа. Математика демонстрирует масштабы конкретных и ограниченных открытий, сделанных физиками. С другой стороны, физика играет ключевую роль для математика - творческую роль, поскольку она представляет нетипичные проблемы, укоренившиеся в реальности. Кроме того, физика предлагает решения и рассуждения - таким образом, развитие исчисление бесконечно малых к Исаак Ньютон в рамках Ньютоновская механика.

Математическая физика берет свое начало в изучении небесная механика. Первоначально это было объединение нескольких областей физики, которые доминировали в 18 веке и позволили продвинуться как в теоретической, так и в экспериментальной областях. Однако в связи с развитием термодинамика (в то время это было спорным), физики начали развивать физику, основанную на энергии. И в своей математике, и в своих фундаментальных идеях эта новая физика, казалось, противоречила Ньютоновская концепция взаимодействий частиц. Пуанкаре называет это первый кризис математической физики.

Второй кризис

На протяжении 19 века важные открытия делались в лабораториях и в других местах. Многие из этих открытий подкрепили важные теории. Другие открытия нельзя было удовлетворительно объяснить - либо они наблюдались лишь изредка, либо они не соответствовали новым и возникающим теориям.

В начале 20 века объединительные принципы были поставлены под сомнение. Пуанкаре объясняет некоторые из наиболее важных принципов и их трудности:

Принцип сохранение энергии (который он назвал Майер принцип) - открытие радий и радиоактивность поставил проблему непрерывного (и, казалось бы, неисчерпаемого) энергетического выброса радиоактивных веществ.
Принцип энтропия (который он назвал Карно принцип) - Броуновское движение казалось, был против второй закон термодинамики.
Третий закон Ньютона (который он назвал Ньютона принцип) - Этот закон, казалось, противоречил законам электродинамика предложено Максвелл, и с эфир теория, которую он предложил, чтобы объяснить их.
Принцип сохранение массы (который он назвал Лавуазье принцип) - рассмотрение движений со скоростью, близкой к скорости света, поставило проблему для этого принципа; это снова электродинамическая проблема: масса тела в таком состоянии движения непостоянна.
то принцип относительности .
Наконец, он добавил принцип наименьшего действия.

В начале двадцатого века большинство ученых говорили о «диагнозе» Пуанкаре относительно кризиса физические принципы. На самом деле было трудно поступить иначе: они открыли экспериментальные факты, которые принципы не могли объяснить и которые, очевидно, не могли игнорировать. Сам Пуанкаре оставался относительно оптимистичным в отношении эволюции физики в отношении этих серьезных экспериментальных трудностей. Он мало верил в природу принципов: они были построены физиками, потому что они учитывают и учитывают большое количество законов. Их объективная ценность состоит в том, чтобы сформировать научную конвенцию, другими словами, обеспечить прочную основу для разделения истины и лжи (в научном значении этих слов).

Но если эти принципы являются условностями, они не оторваны полностью от экспериментальных фактов. Напротив, если принципы больше не могут адекватно поддерживать законы в соответствии с экспериментальным наблюдением, они теряют свою полезность и отвергаются, даже не будучи опровергнутыми. Несоблюдение законов влечет за собой нарушение принципов, потому что они должны учитывать результаты экспериментов. Отменить эти принципы, продукты научной мысли нескольких столетий, не найдя нового объяснения, которое их охватывает (точно так же, как «Физика принципов» охватывает «Физику принципов»). центральные силы "), состоит в том, чтобы утверждать, что вся физика прошлого не имеет интеллектуальной ценности. Следовательно, Пуанкаре был очень уверен в том, что эти принципы можно спасти. Он сказал, что задача математической физики - восстановить эти принципы или найти им замену. (большая цель - вернуть поле к единству), учитывая, что оно сыграло основную роль в их опросе только после их объединения с самого начала. Более того, именно ценность математической физики (с точки зрения научного метода) сам подвергся критике из-за несостоятельности некоторых теорий. Таким образом, одновременно существовали две физики: физика Галилео и Ньютон, и физика Максвелла; но ни один из них не смог объяснить всех экспериментальных наблюдений, произведенных техническим прогрессом.

Электродинамика движущихся тел

Множество возникших проблем было сосредоточено на электродинамике движущихся тел. Пуанкаре быстро предложил идею о том, что эфир модифицирует сам себя, а не тела, приобретающие массу, что противоречит более старым теориям (основанным на совершенно неподвижном эфире). В целом Пуанкаре пролил свет на Эффект Зеемана, вызванные прерывистой эмиссией электронов. Проблема прерывистой материи заставила сформулировать минимально дестабилизирующую модель атома. В 1913 г. Нильс Бор представил свой атомная модель который был основан на концепции электронных орбит и объяснял спектроскопия а также стабильность атома. Но в 1905 году проблема со всеми попытками определить поведение микроскопического мира заключалась в том, что тогда никто не знал, нужно ли им рассматривать модель, аналогичную той, которая известна для макроскопических объектов (модель классической механики), или им следует попытаться разработать совершенно новую модель, чтобы учесть новые факты. Последняя идея, за которой последовала квантовая теория, также подразумевала окончательный отказ от единства, уже обнаруженного в предшествующих теориях механики.

Будущее математической физики

Пуанкаре утверждал, что развитие физических наук должно учитывать новый вид детерминизм, давая новое место случаю. По сути, история физики двадцатого века отмечена парадигмой, в которой вероятность царит. В «Ценности науки» Пуанкаре повторяет и повторяет свой энтузиазм по поводу двух направлений исследований: статистических законов (заменяющих дифференциальные законы) и релятивистской механики (заменяющей механику Ньютона). Тем не менее он не учел идеи Планк. Последний в 1900 г. опубликовал спектральные законы, управляющие излучение черного тела, которые были основой квантовая механика. В 1905 году, в том же году, когда была опубликована «Ценность науки», Альберт Эйнштейн опубликовал решающую статью о фотоэффекте, которую он основал на работе Планка. Несмотря на сомнения Пуанкаре, которые, несомненно, были связаны с его видением физики как приближения к реальности (в отличие от точности математики), вероятностные правила квантовой механики были явно ответом на второй кризис математической физики, на конец девятнадцатого века. (Можно указать на то, что в 1902 году Пуанкаре задумал релятивистскую физику, которая в своем теоретическом развитии близко соответствовала той, которая была разработана и предложена Эйнштейном несколько лет спустя.)

Объективная ценность науки

"Какова цель науки?" - вопрос, который неоднократно задают в книге Пуанкаре. К этому телеологический проблема, Пуанкаре отвечает, занимая позицию, противоположную позиции Эдуард Ле Рой, философ и математик, который утверждал в статье 1905 года (Sur la logique de l'invention, «О логике изобретения»), что наука по своей сути антиинтеллектуальна (в смысле Анри Бергсон ) и номиналистический. В отличие от Ле Руа, Пуанкаре следует мысли о Пьер Дюгем. Он объясняет, что представление о том, что наука антиинтеллектуальна, противоречиво, и что обвинение номинализм можно сильно критиковать, потому что он основан на путанице мыслей и определений. Он защищает идею общепринятые принципыи идея, что научная деятельность - это не просто набор условностей, произвольно организованных вокруг необработанных наблюдений за экспериментом. Он скорее хочет продемонстрировать, что объективность в науке проистекает именно из того факта, что ученый всего лишь переводит необработанные факты на определенный язык: "(...) tout ce que crée le savant dans un fait, c'est le langage dans lequel il l'énonce". Единственным вкладом науки могло бы стать развитие все более и более математизированного языка, связного языка, потому что он предлагает предсказания, которые полезны, но не уверены, поскольку они навсегда остаются предметом сравнения с реальными наблюдениями и всегда подвержены ошибкам.

Прочие взносы

Профессор Ричард Фейнман внес свой вклад в статью 1955 года по вопросу о В чем ценность науки.^[1]

дальнейшее чтение

Разум, Новая серия, Vol. 2, No. 6. (апрель 1893 г.), стр. 271–272.

внешняя ссылка

Французский Wikisource есть оригинальный текст, относящийся к этой статье: La Valeur de la Science

[1] Фейнман, Ричард П. (1955-12-01). «Ценность науки». Инженерия и наука. 19: 13–15. ISSN 0013-7812.

[1]