ФІЗИЧНІ ТЕОРІЇ ЯК ЧЛЕНИ РОДИНИ З НАЗВОЮ «ТЕОРЕТИЧНА ФІЗИКА»

Спільним припущенням більшості реконструкцій наукових теорій є розгляд теорій ізольовано, тобто як свого роду Робінзонів світу наукового знання. Це зумовлює певну обмеженість подіб­них реконструкцій, яку, на жаль, не усвідомлюють ані їх автори й прихильники, ані їх критики.

З висоти «пташиного польоту» видно, що теоретична фізи­ка — це галузь творчого продуктивного теоретизування, яке по­стійно перевіряється на внутрішнє самоузгодження та зовніш­нє дослідне підтвердження. Щоб отримувати та перевіряти нові знання, теоретики роблять значно більше, ніж застосовують і роз­робляють наявні фізичні теорії. Вони також створюють нові, гі­потетично корисні теорії. Матеріалом для них є, крім абсолютно нових ідей, модифікації компонентів уже прийнятих спільнотою і навіть відкинутих нею теорій²⁹. Варто усвідомлювати, що теоре­тичне узагальнення в фізиці, як і в будь-якій іншій науці, яка до­сягла зрілого, тобто математизованого, рівня, є необхідною умо­вою належного поступу, навіть якщо теорія є дещо примітивною внаслідок недорозвиненості відповідної галузі.

На практиці величезна сукупність відомостей, отриманих ба­гатьма дослідниками за відсутності теоретичного узагальнення, є купою мотлоху, де часом губляться справжні скарби. Тільки тео­рія дає можливість упорядкувати набуте і дбайливо відчистити ко­штовності від брудних нашарувань (наприклад, термодинаміку від застарілих понять на кшталт теплецю та флогістону³⁰). Тільки тоді теоретично обґрунтована й оброблена галузь науки стає загаль­ноприйнятою і загальнодоступною³¹. Ясна річ, що існування но­менклатури назв та їх адекватність реаліям є необхідними умова­ми вироблення бодай часткового консенсусу дослідників, а отже, й подальшого прогресу.

Фізичні теорії, мережа яких формує теоретичну фізику, пере­бувають у стані постійного розвитку. З огляду на це має сенс роз­різнити абстрактну базову фізичну теорію, як систематизоване та стабільне сховище обґрунтованих знань про її предметну галузь у найширшому сенсі, та практичну часткову теорію локального значення, як мінливий і обов’язковий компонент пізнавальних процесів отримання нових знань про певний сегмент предмет­ної галузі теорії. Наприклад, електродинаміка Джеймса Кларка Максвелла або термодинаміка Рудольфа Клаузіуса — лорда Кельві­на — Джозайі Ґіббза, або кінетична теорія газів Людвіга Больцмана — Джеймса Кларка Максвелла — всі ці теорії після їх підтвердження та зручного математичного формулювання можна вважати таки­ми базовими теоріями. В межах своєї застосовності вони таки­ми залишаться назавжди. Можна ще додати, що абстрактна тео­рія функціонує як екстенсивно зростаюча, але структурно незмін­на інформаційна система. До неї постійно додаються нові знання про її предметну галузь, а відповіді на запитання про те, звідкіля та яким чином їх отримують, зводиться до виведення їх з незмін­них у цьому колі питань загальних наукових законів. Водночас практична часткова теорія функціонує як структурно змінюваний інструмент отримання нового знання, який створюється, вдоско­налюється або спростовується в ході досліджень.

Треба враховувати, що студенти вивчають певну теорію не як цілком замкнену систему знань та понять, а як невід’ємну час­тину всієї теоретичної фізики. Будь-який розділ теоретичної фі­зики не існує без інших розділів, інколи навіть позірно далеких від нього. Наприклад, квантова теорія виросла та збагатилася на тлі класичної механіки, електродинаміки та статистичної фізи­ки. Недаремно багато результатів квантової механіки перевіряють на правильність, знаходячи класичну межу, спрямовуючи сталу Планка до нуля і порівнюючи отриманий результат з раніше відо­мим, первісно класичним.

Те саме стосується й навчання квантовій теорії, яке ґрунтуєть­ся на знанні класичної фізики та великого обсягу відомостей щодо корисного математичного апарату, розробленого в межах різних математичних теорій.

У пошуках розв’язання теоретичних або практичних проблем жоден активний науковець не звертається до аксіоматичних або логічних реконструкцій теорій, велику кількість яких пропонує філософія науки. Його не турбують проблеми, якими вельми опі­куються прибічники таких реконструкцій: повнота, чіткість дока­зу тверджень теорії тощо. Такі реконструкції спираються на не­явне припущення, що наукові теорії є завершеними логічними та математичними конструкціями, до вивчення яких ідеально пасу­ють формальні методи логіки та математики.

Сферою текстового існування практичних теорій є їх численні виклади в підручниках, монографіях і наукових статтях. Як ознака розвитку будь-якої науки, щороку з’являється багато різних тек­стових варіантів майже будь-якої наукової теорії. Якщо вони не є примітивною компіляцією або (борони Боже!) свідомим плагіатом раніше відомих текстів, то їх автори намагаються не лише надати своїм творам нового мовного вигляду, а й викласти власне бачен­ня ситуації та місця цього матеріалу серед інших теорій і розпові­сти також про нові наукові досягнення, які досі не потрапляли на шпальти текстів такого роду. Внаслідок таких безперервних моди­фікацій корпусу науково-методичних публікацій нові покоління науковців починають свої дослідження, спираючись на відносно нові теоретичні досягнення. Проміжок між створенням нової тео­рії та її появою в підручниках або монографіях постійно скоро­чується. На власному досвіді автори пересвідчилися, що більшість підручників, за якими вони вчили фізичні та математичні теорії, радикально відрізняються поданням матеріалу, акцентами, голов­ними темами, методологією, обсягом та прикладами — від теорій з тими ж назвами, які вивчали їхні діти — студент фізичного фа­культету та студентка механіко-математичного факультету Київ­ського національного університету ім.

Зауважимо, що факт існування різних текстів, які мають од­накові назви і за припущенням є версіями теорії з цією назвою, дає змогу виокремити два значення поняття практичної теорії. З погляду теорії множин загальна практична теорія є множиною, елементами якої є її окремі текстові виклади. З іншого боку, кон­кретну практичну теорію розглядають як член цієї множини. По­значимо теорію в першому значенні як Т, а теорії в другому зна­ченні як Т_р Т₂, Т₃,..., тоді маємо в першому наближенні змісто­вий теоретико-множинний опис розглянутої ситуації:

Т = {Т_р Т2, Т₃,...,}.

Якщо взяти за Т квантову теорію, то в ролі елементів відпо­відної множини функціонують її різні версії, особливе місце се­ред яких посідає колись стандартна копенгагенська інтерпретація квантової теорії, яка відіграє роль заученої напам’ять давньої мо­литви, первісний сенс якої давно втрачений. Як будемо обгово­рювати далі, різні інтерпретації квантової механіки відрізняються переважно уявленнями про її предметну галузь та наданням мате­матичним конструкціям на кшталт хвильової функції онтичного статусу, тоді як в їх онтичних підсистемах йдеться про явища типу надпровідності та реалії типу атомів, ядер і елементарних части­нок, властивості яких і процеси в яких описуються хвильовою функцією та її релятивістськими узагальненнями — квантовани- ми полями. Там, де справа доходить до розв’язання проблем кіль­кісного опису квантових явищ, розрахунки, ґрунтовані на май­же будь-якій інтерпретації, приводять до тотожних результатів. Новітні варіанти змісту квантової теорії здебільшого не прагнуть сприяти отриманню нових знань, але мають за мету спростити отримання знань уже відомих, що важливо з педагогічної точки зору, або розширюють сферу застосування, не змінюючи основ фізичної теорії (наприклад, квантова механіка, сформульована на базі інтегралів по траєкторіях).

Теоретична фізика є природним середовищем існування прак­тичних теорій. У цьому середовищі конкретна теорія, з одного боку, не існує без використання деяких інших теорій, а з іншо­го — конкурує з теоріями з тією ж сферою застосовності. Напри­клад, існує низка теорій гравітації.

Здається, що більшість філософів фізики аналізують не прак­тичні теорії, а певні формальні чи змістові реконструкції їх (тео­рій) фрагментів, відібраних на підставі якихось аксіоматичних, логічних, лінгвістичних, прагматичних, естетичних чи інших по­дібних уподобань. Ці реконструкції є апріорними у тому сенсі, що ніяк не враховують функціонування практичних теорій тео­ретичної фізики. Подібні абстрактні теоретичні конструкції роз­глядають як статичні та ізольовані системи. Таким чином, чима­ло філософів науки не приділяють достатньої уваги реконструк­ції практичних теорій як неідеальних, мінливих і взаємозалежних систем.

1.9.