Переход в научных моделях от наблюдаемых величин к ненаблюдаемым по Эугену Вигнеру
«Физика и естествознание за последние 100-150 лет претерпели значительные изменения. Изменился дух науки, её предмет, способ действия.
Изменение духа науки произошло в направлении всё более возрастающей изощрённости. Если лет сто назад законы физики формулировались в терминах непосредственно наблюдаемых величин, то современная физика использует для тех же целей сложнейшие математические построения, и это не удивительно, поскольку проведённый современной физикой анализ понятия «непосредственно наблюдаемые величины» привёл к выводу, что в микроскопической области такие величины не существуют.
Мало кто помнит, что первый крупный шаг на пути к изощрённой в математическом отношении теории - введение фазового пространства с его чудовищным числом измерений - был сделан Виллардом Гиббсом
Следующие два шага на пути к математически изощренной теории хорошо известны - создание теории относительности и квантовой механики. По иронии судьбы последние два шага были предприняты именно для того, чтобы исключить из физической теории непосредственно ненаблюдаемые величины. Величины, принципиальную ненаблюдаемость которых создатели теории относительности и квантовой теории сознавали, действительно удалось исключить, но их место заняли также непосредственно ненаблюдаемые величины: вектор состояния и гравитационная метрика - понятия, отличающиеся от понятий классической физики намного большей математической и логической изощрённостью.
Предмет физики, да и других естественных наук также изменился. Это изменение особенно заметно на примере физики: если в конце прошлого века физика занималась изучением лишь макроскопических объектов, то теперь мы считаем работу по макроскопической физике (например, изящную новую теорию трения Боудена и Табора) экзотической.
Изменился, наконец, и способ действия. Теперь у нас есть Большая Наука (в смысле Альвина Вейнберга) с её сотнями ученых, вливающихся каждое утро в лаборатории, дабы сорвать завесы, за которыми природа пытается скрыть свои тайны. Это изменение уже неоднократно обсуждалось, и я не хочу останавливаться на нем сейчас.
И всё же кое-что осталось неизменным. Как и во времена Галилея, если воспользоваться словами самого Галилея, «природа формулирует свои законы на языке математики». Идеи симметрии и инвариантности неизменно (по крайней мере, если иметь в виду последние 150 лет) играют важную роль в физике, и значение их, по-видимому, всё возрастает.
С другой стороны, существенно изменились представления о том, какие разделы математики особенно полезны физикам. Даже 50 лет назад математический аппарат физика ограничивался теорией обыкновенных дифференциальных уравнений с небольшой «примесью» уравнений с частными производными. Лет 35 назад уравнения с частными производными и теория гильбертова пространства уже занимали в математическом образовании физика доминирующее место. Сегодня нам чаще приходится слышать о теории аналитических функций одной или нескольких переменных, о теории обобщённых функций и, наконец, о теории групп и их представлений, чем о теории гильбертова пространства и преобразованиях к главным осям, хотя последние и по сей день, по-видимому, могут служить языком для формулировки законов природы».
Эуген Вигнер, Принципы симметрии в старой и новой физике / Инвариантность и законы сохранения. Этюды о симметрии, М., «Урсс», 2002 г., с. 216-217.
