ПОЧЕМУ МЫ НЕ ПРОВАЛИВАЕМСЯ СКВОЗЬ ПОЛ, спросите не только Ричарда Фейнмана

Д.А.Тайц, к.ф.-м.н. 

Инженер, придумавший паровоз, не только преобразил  культуру и экономику, ускорив и облегчив передвижение, но и открыл железной дороге участие в сюжетной линии иных шедевров и сделал мир техники влиятельным соучастником творения искусства.


Искусство – вторая ипостась науки, а может быть первая. Наукам  приходится разделять заведомо неделимое, чтобы снова соединить на более высокой ступени понимания.

Первая наука, это не устройство мира, но система представлений об устройстве и взаимосвязи событий она пополняется другой наукой – художественной. Первая исходна, так как помогает выжить, другая (искусство), чтобы лучше выжить. Наука – результат воплощения врожденной жажды понимания, свойства подобного прямохождению – поддержанию равновесия. Каждое продвижение науки это вхождение на ступень, опора которой – парадоксальное, необычное, непривычное (например, переход от Птолемея к Копернику).  Такие шаги - осмысление мира, его соединения с мыслителем. Осмысление, понимание – это не стремление знать. (Существует ли законченное познание – сомнительно).

Ступени научных эволюций, наложенные на время, напоминают периодическую ступенчатую функцию, а следующий за ней процесс художественного творчества (другой науки) – гармоническую функцию наподобие ряда Фурье с той же генеральной последовательностью, но суммирующей все гармоники предшествующих влияний.

Гомеров эпос исходил из контента предшествующей мифологической науки, через тысячелетие последовала греческая литература, невозможная без греческих учёных, например, без Аристотеля и Платона. Великий Данте немыслим без Птолемея, Шекспир без Коперника, Гёте без Ньютона, Бродский без Эйнштейна, Гейзенберга, Бора. Очень меток Составитель 4-х томов свода "Сочинений Иосифа Бродского". Вполне в духе "принципа дополнительности" в трудах Бродского видится система "отношений личности и всей целокупности мира как отношение двух самостоятельных частностей … Сознание ставит искусство слова перед дилеммой,  либо отказаться от христианских ценностей, либо так изменить речь, чтобы христианское отношение к миру сделалось её внутренней структурой и вернуло человеку основание заглядывать за горизонт". ("Schritte über Grenzen" – "Шаги за горизонт",  так названа последняя работа В.Гейзенберга!). Составитель вполне в лексике естественных наук отмечает: "Он дарит нам текст как пространство высказываний, принадлежащее не только Искусству, но и формирующее совершенно новое сознание, для которого "пушкинский язык" становится классическим /в ньютоновском смысле/ случаем выражения". И далее революция науки формирует "новое сознание и искусство речи" [1].

О том же слова Гейзенберга: "Дух времени, вероятно, является столь же объективным фактом как и какой-нибудь факт естествознания". ("Физика и философия") [2] Там же учёный подтверждает, что факт естествознания и  математический факт определяет язык, стиль и сущность искусства.

Свершившиеся революции – смену основополагающих понятий и языка, в первую очередь, сопровождают непонимание  и даже неприятие.

Представим, что демонстрируется автомобиль, самолёт, ракета, телескоп, искусственный спутник, огнестрельное оружие. Вряд ли сэру Исааку понадобится более десятка минут на то, чтобы понять, как всё это работает. Но для вещей другой эпохи – электромотор, телефон, электричество, нужна была бы большая лекция, к тому же на латыни. Майклу Фарадею не потребовалось бы долго объяснять как работает электромотор, телефон, радио, но то, что мы называем электроникой (телевидение, компьютер, сотовый телефон) были бы недоступны его пониманию.

Рембрандт, возможно, принял бы "Девочку с персиками", но не "Иду Рубинштейн" В.Серова.

Державин и Пушкин поняли бы Блока, Ахматову, Маяковского, но вряд ли им был бы доступен Хлебников, Мандельштам, Бродский, хотя чуткое к поэзии ухо улавливает стихи даже на незнакомом языке.

Казалось бы, что может быть более произвольным и неуместным, чем утверждение о зависимости художественного от инородной артистизму деятельности физика-теоретика или математика. Казалось бы, что может быть кощунственней утверждения, что научная революция формирует, в первую очередь, радикальное преобразование культуры. Но, тем не менее, это так.

Ведущие наук и искусств связаны безынерционной индукцией интеллектов, а наиболее отмеченные объединяют собой обе науки. Я бы назвал явление – ученый-художник - феноменом Леонардо (Данте, Гёте, Блейк, Толстой, П.Валери, Хлебников, Бродский). Промышленность и инженерное искусство инерционнее творчества художника, хотя мы и видим чудеса в Японии и США*.

На широкую публику воздействие нисходит не столько через аргументы корифеев наук, сколько через будничные вещи. Ныне вещи – 100%-ый продукт промышленной революции "облучает" пользователя, они воплощение стороны коллективного математического интеллекта – их создателей. Феноменальна экспансия естественных наук в технологию и повседневный быт последние 150 лет. Человек в 19-ом веке садился за стол, зажигал свечи, брал перо, раскрывал книгу, имея дело с изделиями мастерства, навыка и опыта их произведших. Математики в этих продуктах немного, разве что  из портновской и столярной геометрии.

В наше время, разместившийся за письменным столом, включивший лампу, с полным основанием, отнюдь не метафорически сознаёт, что его окружение тотально математизированный продукт инженерного интеллекта, тысячелетия обходившейся без математики.

"Вещи вообще холопы мыслей"

(И.Бродский "Новая жизнь")

И хотя вещи в большинстве те же (жилье, одежда, мебель, посуда, пища, книги) они в отличие от прошлых уже "холопы" математической мысли.

Например, детали и сама мебель исполнены машинами, которые, в свою очередь, спроектированы и рассчитаны. Детали этих машин – продукт математизированного дизайна, а материалы добыты, обработаны на основе знания естественных законов, вложенных в вычислительные методики. Нагляден пример современного автомобиля, собираемого роботами на конвейере, а сам конвейер – воплощение мощи механики и математики, а точнее мощи интеллекта. Тревога, которая возникает от столь плотного окружения исчисляемым, в свою очередь, дополнительный стимул искусства. Всегда, даже удручающие инженерные решения вдохновляли, например, реализация и технической целесообразности асимметрии (!) в дизайне гильотины [8].

"Мы завоёваны, ванна, душ, лифт …"

(В Маяковский).

Всё в науке, даже её античеловеческие издержки, работает на искусство, хотя иногда и против культуры.

Иссушающие достижения техники – тема и дополнительный повод поэтического творчества.

Империя вещей, вознесённых к бытию интеллектом, удручающее отсутствие "штучности" подпитывают вечную тему остранения, ухода от цивилизации.

"Если выпало в Империи родиться,

лучше жить в глухой провинции у моря"

(И. Бродский)

Или тоска по ушедшему в стихах  с названием: "Из Альберта Эйнштейна".

Стоит сказать "Иванов", как другая Эра

сразу тут как тут, вместо минувших лет.

Так солдат в бруствере поверх барьера

смотрит туда, где их больше нет.

Другая влиятельная сила науки – мода. Модными были учёные, модными были идеи. В начале 20-го века ультрамодным был интерес к радиоактивности и теории относительности. (Блестящий юмор по этому поводу ученого-писателя Стивена Ликока).

Имя Коперника и его система были любимым предметом разговоров образованной Европы в 16-ом веке, даже среди клерикалов. Коперник высмеивался или и восхвалялся в сатирах и пьесах. Лютер в "Застольных беседах" называет великого астрофизика и геометра глупцом [3].

Ньютон исключительно популярен у поэтов и писателей в 18-19 веках ("… и может собственных Невтонов"... Ломоносов).

Античные представления об устройстве мира – эвклидовы циклы, концентрические окружности, элементы греческой физики, огонь, лёд, вода, воздух, свет – опора Дантовых сочинений. Пища художника не только благодатная, но и бездушная (вызовом "от противного") механизация и математизация и даже сама интенсивность смены взглядов, мельканье парадигм. До Птоломеевой науки Греции более 2000 лет. Птоломеева эпоха длилась 1500 лет до отмены её Коперником. Через 150 лет после эры Коперника на неё наложилась Ньютонова эпоха и ещё через 150 лет – открытие Фарадея. Через 40 лет – Максвелл. Как только наступил век электрофизики, каждые 10-20 лет радикальные перевороты. Квантование Планка, теория относительности, принцип Бора, общая теория относительности, квантовая механика, релятивистская квантовая механика. Пять потрясений за 50 лет.

Привлекательность новейших открытий физики для гуманитарно ориентированного общества в красоте и высоте абстракций, непостижимой, по словам Нобелевского лауреата Ю. Вигнера, эффективности математики. В конце-концов сама парадоксальность открытий оказалась активным побудителем размышления художника и философа.

Многие не осознают, что одно из главных достижений неклассической науки – введение наблюдателя как "неотъемлемое" в естественный мир. Наблюдатель это не набор умных и чутких инструментов и записей на самописцах, это чувствующий эмоциональный интеллект, составляющая изучаемой системы. Это сознание, воля и активная взаимосвязь. Это дух, заинтересованный в познании себя в обстановке опыта. В классической физике наблюдатель не нужен. Вот слова создателя новой физики: "Классическая физика основывалась на предположении – или можно сказать на иллюзии – что можно описать мир или часть мира, не говоря о нас самих"  (В.Гейзенберг) [2]. Концепция наблюдателя во многом близка кантовским представлениям о пространстве и времени как априорной уникальной данности духа – интеллекта.

"Наблюдатель" – это новое качественное понятие науки. Изучаемое не отдельный объект созерцательного чувственного восприятия, но думающий в единении с собственным существованием. В искусстве связь природы и творца – очевидны, хотя наблюдатель непосредственно выявляется не  всегда. У Иосифа Бродского , напротив, именно такого рода Наблюдатель, угадывается сплошь и рядом и часто связан с символом "окна", когда эмоциональное возвышается разностью потенциалов пространства стен и заоконного пейзажа, даже если наблюдатель вне этих стен.

Восхищенный чудом Природы физик-классик подчеркнуто отделял себя от опыта, полагая это объективностью – "измеряемое существует независимо от измеряющего". Отрешенная латынь терминов подчеркивала это.

Впервые за тысячелетие в науку вводятся термины, идущие из эмоциональной сферы и даже взятые из художественной литературы ("кварк", "очарование", "аромат", "цвет"). Фундаментальное понятие "вероятность" в квантовой механике не только частота проявления отдельного события среди многих повторяющихся, но оформленное числом , психологически окрашенное ожидание появление единичного события.

В самой природе (вещи в себе) наблюдатель организует и узаконивает построения исходя из своего способа восприятия и удобства анализа.

"... Физики "вектор" изобрели.

Нечто бесплотное, как душа"

Бродский

Так, не может быть понятия "траектория" без мысленного позицирования экспериментатора. Расстояние и время не сами по себе, а зависят от движения наблюдателя. Новая физика – триумф Кантовского подхода. Гейзенберг видит главное у Канта, он: "привлек внимание к тому факту, что понятия пространства и времени включаются в наше отношение с природой, а не только принадлежат природе самой по себе" [2].

Опорой разума, его ориентиром в потоке времени является  понятие одновременности событий. Как показано и подтверждено теорией относительности, пространства одновременных событий в природе нет. Это пространство персонально формируется для разных наблюдателей, в зависимости от их личного физического поведения.

Выдающийся учёный Р.Пенроуз (кафедра физики, Оксфорд) приводит увлекательный пример. Пространства  одновременности для двух разминувшихся на улице людей различны. Для одного из них космическая флотилия с туманности Андромеды отправилась для уничтожения Земли, в то время как для другого, решение нужно ли отправлять, ещё не принято! [5]. Это мистика грандиознейших событий – функция выбора личностью! В сверхмалых масштабах влияние экспериментатора на картину явления больше. Ландау и Лифшиц в классическом учебнике имели в виду феномен наблюдателя, говоря о "поведении электрона", а не его движение (За что подвергался опасной для жизни критике в эпоху диалектического материализма) [6].

Бытует убеждённость, что теория относительности квантовая механика не имеет связи с обычной жизнью, эти науки далеки от насущного, они реальны для космоса или микромира. Глубокое заблуждение! Именно эти "далёкие от повседневности" науки во-первых, определяют возможность существования цивилизации, а во-вторых – возможность самой жизни и через восприятие художника - искусство.

Электромагнетизм, то, что не знало человечество – становой хребет цивилизации. Открытые в 19-ом веке явления держат всё: политику, экономику, промышленность, транспорт, вооружение, связь… Электромотор – символ цивилизации 20 века.

Электромагнитные силы – иллюстрация специальной теории относительности. Это силы, обуславливающие работу электромашин – релятивистская поправка к закону Кулона. Результирующая электростатическая сила в проводнике должна быть равна нулю, т.к. положительные заряды уравновешиваются отрицательными. Но при движении электронов в проводнике, среднее расстояние между ними сокращается, так что плотность отрицательного заряда (подвижного) возрастает по отношению к плотности неподвижного положительного. Следовательно результирующий заряд уже не равен нулю и разность кулоновских сил проявляется как электромагнитная сила    [7]. Таким образом работа электромотора обязана деформации пространства и времени движущихся сред! Пылесос и лифт, а не только искривление лучей небесных тел вблизи Солнца или смещение перигелия Меркурия  - блестящее доказательство верности теории относительности. Хозяйка, включающая пылесос, машинист, разгоняющий состав массой в десятки тысяч тонн до скорости сотни километров в час – использует эффект теории Эйнштейна.

Удивительно, известные формулы теории относительности  и выводы о природе электромагнетизма можно получить с помощью обычной школьной алгебры, что помогает восприятию поразительной красоты теории и доступности ее художнику.

Если релятивизм фундамент электромагнетизма и через электротехнику -современной цивилизации, то без квантовой механики жизнь была бы невозможна. Почему мы не проваливаемся сквозь пол, почему не можем проходить через стены? Материальные предметы и человек, с точки зрения заполнения пространства – пустота! Суммарный объём протонов и нейтронов состава человека менее 0,1 мм3. Если же пространство занимаемое частицами считать по размеру электронной оболочки, то и в в этом случае, "вещества" менее 0,0001 объёма тела. Почему же мы не можем проходить друг сквозь друга, просачиваться через стены? Классическая физика этому не препятствует! (Мистика кино, когда привидения проходят сквозь стену,  не противоречит закону механики Ньютона).  Причина "странного" свойства непроницаемости – принцип неопределённости Гейзенберга. Вот что пишет блистательный Ричард Фейнман в знаменитых Лекциях (т.3, гл.38 § 4): "Только теперь становится понятным отчего мы не проваливаемся сквозь пол. При ходьбе вся масса атомов наших ботинок, отталкивается от его атомов. Атомы сминаются и вынуждены теснится в меньшем объёме, и, по принципу неопределённости, их импульсы увеличиваются, а увеличение импульсов означает рост энергии. Сопротивление атомов сжатию – не классический, а квантово механический эффект … Именно благодаря этому существуют столы, стулья и другие твёрдые предметы."

Необычные, непривычные, непонятные идеи утверждаются через овеществление в мире пользования, любознательность и удовлетворение инстинкта понимания. Стилистика, язык понятного переводят необычное в ранг естественного. Почёт, известность Нобелевских лауреатов немало этому помогают. Ирреальность актуальной физики во все времена усваивается и осваивается художниками, вот почему сюрреализм, кубизм и т.п. так или иначе становятся "реализмом".

В 19 веке законы сохранения (энергии и вещества) были неочевидны и абстрактны. Тем не менее, фундаментальные идеи стали определяющими понятиями и устойчивыми образами арсенала культуры.

Замечательный учёный, историк, философ Б.Г Кузнецов, оценивая сплав культуры и науки, отмечал необходимость "Черпать из прошлого то, что сейчас усиливает выход науки за пределы "изъявительного наклонения", о котором говрил Пуанкаре, её распространение на "повелительное наклонение", на область ценностей, добра и красоты … Искусство разрушает средостение между телескопом и микроскопом поэтому оно так близко науке, особенно когда она ищет галактики в объёме частиц" [8].

Искусство, как это не покажется странным, гораздо больше имеет основание полагать себя разделом науки чем все технические достижения. Искусство породило математику, рисунок – геометрию. Ритм речи, стихи, зарубки на палке – арифметику, методика счета пастуха и охотника – алгебру. Самая бескорыстная и красивая из всех наук (единственная в кантовском понимании), постепенно наполняла чистыми ключами алгебры и геометрии горнии озёра в Эмпиреях. Ручьи, бегущие оттуда, питали искусство и только в поздние времена мощь накоплений ринулась с высоты, вовлекая в животворящий поток всё, что может быть связано с интеллектом. Здесь, на земле это обратилось в формулы, патенты, инвестиции, в каждую без исключения вещь, в жизнь, здоровье, долголетие людей и всех живущих, в благотворность обретения понимания.

Если не детализировать, не уходить в рассмотрение частностей, не противопоставлять язык и способ выражения, сразу проясняется единство интеллекта в деятельности учёного и художника, математика и поэта, именно – удовлетворение инстинкта к пониманию. "Ученый" и "Художник" - это две стороны, та дополнительность, которая "всегда", но которую в качестве принципа возвестил Бор.

Если возникает вопрос о строении Вселенной Человека, то вся возможная полноценность ответа в сочетании обеих форм науки. Поэтому спрашивать нужно не только Гейзенберга, но и Зощенко, не только Эйнштейна, но и Толстого, не только Фейнмана, но и Бродского.

Вот образец "другой науки", работающей на понимание себя в мире, с "повелительным" и "изъявительным" наклонением эпохи, образец комплементарный к, скажем, трудам Э.Шредингера: "Разум и материя", "Что такое жизнь".

Меня упрекали во всем, окромя погоды,
и сам я грозил себе часто суровой мздой.
Но скоро, как говорят, я сниму погоны
и стану просто одной звездой.

Я буду мерцать в проводах лейтенантом неба
и прятаться в облако, слыша гром,
не видя, как войско под натиском ширпотреба
бежит, преследуемо пером.

Когда вокруг больше нету того, что было,
не важно, берут вас в кольцо или это -- блиц.
Так школьник, увидев однажды во сне чернила,
готов к умноженью лучше иных таблиц.

И если за скорость света не ждешь спасибо,
то общего, может, небытия броня
ценит попытки ее превращенья в сито
и за отверстие поблагодарит меня.
И.Бродский, 1994 г.



* Рентген в 1896г. продемонстрировал снимок изящной кисти супруги с обручальным кольцом. Через несколько месяцев в Бостоне выпускали рентгеновские аппараты для госпиталей. Открытие Рентгена произвело ошеломляющее впечатление в том числе и на публику, далёкую о науки, ещё бы – "живьем" увидеть собственный скелет.

назад

Материалы из архива

2.2007 Наши начинают и выигрывают

Мария Русинова, СМИ УЭХК 28 сентября на Уральском электрохимическом комбинате состоялся конкурс профессионального мастерства среди электромонтеров. Он был рассчитан на специалистов УЭХК по ремонту и обслуживанию устройств релейной защиты и электроавтоматики подстанций напряжением 6–10 кВ. А уже через месяц наше предприятие встречало гостей из 5 городов – участников подобного конкурса, но уже УПЯМовского уровня.

6.2006 Синдром эмоционального выгорания

С.Г.Кривенков, к.б.н., д. ф. в области философии и психологии личности; Ж.В.Волкова, психолог СПбНЦЭПР Еще в 1970-е годы XX века было введено понятие "синдром эмоционального выгорания". Прежде всего это явление характерно для представителей профессий типа "человек - человек", которые вынужденны постоянно общаться с другими людьми, причем не по собственному выбору. Несколько десятилетий назад Кристиной Маслач была дана "хлесткая" формулировка: "Сгорание - плата за сочувствие".

11.2008 Еще раз о стоимостном дисбалансе ядерного топлива или 4ДИС

М.Ю.Ватагин, к.э.нСтремление к сбалансированности в природе принято считать нормальным и естественным. Дисбалансы в технике обычно рассматриваются в качестве угрозы ее разрушения. Если их не определять и своевременно не устранять, то неприятности неизбежны. Энергетикам, врачам и водителям это известно лучше, чем кому бы то ни было.