Интересная тема пришла мне в голову. Развивается наука, развивается человечество в целом, и с течением времени мы имеем все больше знаний об окружающем мире. И вместе с тем мы придумываем новые и все более сложные теории, чтобы объяснить известные явления. Научная картина мира, с одной стороны, совершенствуется, но, с другой стороны, нам приходится усваивать все больше и больше знаний, чтобы понять эту картину. К примеру, в Античной Греции нужно было прочитать не так уж и много книг (говоря более общо, усвоить не так уж много материала), чтобы стать образованным. Во времена Ньютона книг (вообще, знаний об окружающем мире) стало заметно больше, но все-таки при желании мыслящий человек мог усвоить все основные идеи своего времени. В конце XIX века надо было знать, грубо говоря, механику, термодинамику и электродинамику, чтобы иметь возможность двигать науку вперед. А что мы имеем сейчас? Чего стоит одна только квантовая механика: имеется несколько формализмов, много разных интерпретаций (надеюсь, все хотя бы слышали о том, что есть несколько интерпретаций квантовой механики, и до сих пор нет полного понимания, какая из них ближе к истине), и чтобы во всем этом разобраться, приходится потратить много сил и времени. Еще сложнее с квантовой теорией поля. Получается так, что для того, чтобы стать учеными, мы должны учиться, учиться и учиться, и более того, по мере развития науки учиться все больше и больше. В результате наступит такой момент, когда нам некогда будет думать самостоятельно: только учить уже имеющийся материал.

С течением времени нам приходится учить все больше и больше материала, чтобы стать образованным (или чтобы стать профессионалом в какой-то своей области). Особенно это касается фундаментальной науки. Что же будет с бедными студентами (аспирантами, кандидатами и вообще всеми, кто хочет хоть что-то сделать в науке) через тысячу лет? А через 10000 лет?
Придется всю жизнь учиться, и наступит такое время, когда у человека совсем не будет хватать времени, чтобы сделать что-то новое.

Итак: количество знаний, которое необходимо человеку, чтобы стать, к примеру, хорошим физиком-теоретиком, растет с течением времени (по мере развития науки). Но время жизни каждого человека огранчено. Что же делать, чтобы развитие науки не останавливалось? Это не надуманная проблема. На мой взгляд, мы, физики, УЖЕ ощущаем на себе эту проблему. Сейчас уже многие говорят о том, что в теоретической физике сейчас наблюдается застой по сравнению с бурным развитием со времен Ньютона до 80-х годов XX века. Есть мнение (весьма авторитетных авторов), что за последние 30 лет не сделано ни одного такого открытия, изыскания, вообще достижения в теоретической физике, за которое можно было бы с уверенностью дать Нобелевскую премию. Все громкие и модные вещи (такие как суперсимметрия или темная энергия и темная материя) являются пока что гипотезами.

Почему так происходит? Есть, конечно, целый ряд причин. Одна из причин, и на мой взгляд весьма значительная, заключается в перегруженности информацией. Сейчас молодому и талантливому человеку, для того, чтобы стать квалифицированным теоретиком, приходится учить столько всего, что практически не остается времени для того, чтобы думать самому! Можно сказать даже более конкретно: приходится долго учить формализм существующих теорий, и некогда размышлять над концептуальными вопросами (чем занимались Ньютон, Эйнштейн, создатели квантовой механики, и вообще все, кто внес действительно существенные вклады в развитие научной картины мира). В результате многие теоретики станосятся сильно "зашоренными". Мысль теоретика развивается в весьма узком канале существующего формализма (например, квантовой теории поля) и, вместо поиска новых идей, приходится думать, условно говоря, о том, почему тот или иной возникший в теории интеграл не сходится, и как придумать регуляризацию или перенормировку.

Как с этим быть? Можем ли мы сделать из этого какие-нибудь выводы? Можно ли как-то рационализировать усвоение новых знаний, науку в целом, учебный процесс в частности? Вот в чем вопрос.

Есть определенная надежда, что копать стоит сюда. Ну т.е. конечно едва ли оно в сколь-либо обозримом будущем станет неограниченным, но банальный рост продолжительности жизни (в т.ч. активной ее фазы) наблюдается уже сейчас. И если для человека которому предстоит прожить 50 активных лет, потратить 40 из них на получение базовых знаний -- недопустимая роскошь, то если период когда человек может что-то делать продлить например до 100 лет (мы же о будущем говорим), то станет допустимо тратить и 40 на обучение.

Опять таки, даже отбрасывая идеи о технологической сингулярности, современным исследователям во многом помогают машины, многие расчеты которые прежде нужно было делать по несколько дней/недель/месяцев (а иной раз было провести просто невозможно, т.к. для счета на бумаге потребовались бы десятилетия. Особенно это касается численного моделирования), после чего проверять-перепроверять, нынче можно за гораздо более короткое время выполнить на ЭВМ. Кстати возможность переложить рутинные вычисления на машины, как раз таки освобождает время для размышлений над идейной частью.

Похожая идея приходила и ко мне, я даже обсуждал это с некоторыми одногруппниками. Действительно, что бы делать что-то новое в науке, почти всегда, приходится долго и упорно учиться, и с каждым поколением, знать нужно все больше. Правда я размышлял не только о физике, а о естествознании в целом. Например, что бы хорошо понимать работу человеческого организма, необходимо разбираться в очень многих областях знаний одновременно - химия, молекулярная биология, биофизика... причем не просто примерно понимать, но помнить и держать в голове все скорости реакций, метаболические пути, активные сайты и другие параметры молекул и т.п.
Я пока придумал несколько вариантов развития:
1) Создание глобальных баз данных, в которых будет находиться структурированная и проверенная информация (кстати, о проверке достоверности информации - отдельная тема). Такой вариант частично уже реализуется (например, проект "геном человека" и др.).
Но надо будет уметь доставать оттуда (или класть) информацию, и делать это довольно быстро. Т.е. нужны некие схемы интеграции человеческого мозга и кремниевых чипов =) Поэтому переходим к следующему пункту.
2) Интегрирование человеческого мозга с компьютером. По данной теме есть много фантастических рассказов (каждый второй рассказ из тематики киберпанка). Но реально, создание таких устройств я не представляю возможным без более фундаментального понимания работы человеческого мозга. Это до сих пор темный лес для современной науки. Есть мнение, что человек не способен объективно познать сам себя, свой разум (почитайте, например, Блюменфельда). Но попытаться, я думаю стоит =) Ну и вообще понимание работы мозга я бы выделил в отдельный, 3-й вариант.
3) Разобраться, как же конкретно работают те или иные участки мозга, как формируется сознание. Т.е. уметь со 100% вероятностью точно предсказывать результат любого воздействия на любую область мозга. Быть может, человечество откроет скрытые грани работы нашего сознания, и мы сможем запоминать и обрабатывать информацию в сотни раз быстрее, появятся, возможно, и телепатические способности и т.п. Можно будет разделить общество на иерархии, каждый объект будет выполнять только свою задачу - работать, творить, управлять. Например, можно будет выращивать отдельные группы детей, с рождения кормя их различным препаратами для усиления мозгового развития, лишь с единственной целью - продвижение науки вперед.

Ну как-то так...

Следует учесть, что в 70-е годы была достроена стандартная модель, которая замечательно подтверждалась экспериментами. От которых никто в общем-то ничего другого и не ожидал.
Это все равно, что гадать, что за морем, не строя корабля. Вот сейчас мы вступаем с LHC в область, где что-то должно быть, что всей до сих пор известной физикой однозначно не фиксировано. Вот и будет кому-нибудь нобелевка...

Так что все эти разговоры о застое от лукавого


Если вопрос об интерпретации, как не связанного с экспериментом вложения теории в голову, понимание достигнуто не будет никогда, потому как вопрос к науке не относится Но большинство разговоров про интерпретации связаны не с пониманием, а просто с желанием выдать желаемое за действительное.


По теме. До сих пор прекрасно работал замечательный путь - специализация. Да, никто не может считать себя Леонардо да Винчи, но главное прогресс идет. Я не думаю, что на этом пути достигнут предел. А там уж посмотрим, как себя человек извратит...

Умудрился конец сообщения не прочесть

По-моему, специализация проявляется не в зашоренности на одном формализме, а в том, что весь математический багаж воспринимается направленным на применение к конкретным явлениям.

А "физический уровень строгости" часто делает формализм весьма гибким в своем развитии

Я не говорю по поводу биологии и вообще по поводу проблем на стыках наук, где действительно информационные потоки трудно усвояемы - но если говорить о теорфизике, то это вообще не информация. Это методы исследования, проиллюстрированные немногими примерами решения конкретных задач. И это даже не предмет для изучения, это средство труда: ближе к лопате, чем к газете

И Ваши жалобы вполне аналогичны тому, что в 19 веке толком не было никаких спецфункций а сейчас толстенный справочник Градштейна-Рыжика плюс есть, скажем, есть монография "Сфероидальные и Кулоновские сфероидальные функции". Ну и что, что есть, они Вам что - мешают? И не нужно эту монографию немедленно искать: если вдруг Вам понадобится молекулярный ион аш-два-плюс рассчитать, или сечение отражения луча радара от сигарообразного тела, тогда и найдете. Еще более точная аналогия - это как если бы экспериментатор, у которого в распоряжении имеется постянно растущая мастерская с любыми приборами и полусобраными макетами экспериментальных установок, жаловался на невозможность ставить эксперименты из-за необходимости учить наизусть все инструкции для всех приборов.

Потом, теорфизика со временем не только разрастается - но и сжимается тоже. Скажем, это правильно, что в конце 19-начала 20 века теоретику достаточно было знать механику, термодинамику и электродинамику (ну все ж таки еще и теорию упругости) - но, во-первых, та механика была толще раз в 10, чем ЛЛ1 а термодинамика включала всю физхимию. Во-вторых, если прочитать Журнал Российского Физико-Химического Общества 1900-1903 годов издания (точно есть в библиотеке ФИАН, может быть есть и в МГУ), то то как тогдашние теоретики досопроматовской поры в лоб рубили какие-нибудь контактные задачи теории упругости (без компьютеров, без метода Винера-Хопфа, без матричных обозначений даже) приводит в изумление. Неправильно думать, что их навыки были меньше наших (по любой норме) и легче им давались, просто их знания по направлениям и глубинам были другими.

Да, такая точка зрения существует. Если коротко, то ее можно приближенно выразить словами Ландау: "Не надо думать о том, что такое точка. Надо считать".
Но это не совсем так. Дело в том, что есть хорошие композиторы, а есть хорошие исполнители. И те, и другие могут быть гениальны, но это - разные вещи (эти люди решают разные задачи). То, что, как вы говорите, "ближе к лопате" - это приложения, применение уже известных теорий к решению конкретных задач. Но у теорфизики есть и другая сторона (и, на мой взгляд, как раз она наиболее интересна и важна для продвижения фундаментального знания вперед) - это проникновение вглубь понимания природы, разработка новых концепций и теорий. Для этого нужны "композиторы" (т.е. такие физики как Ньютон и Эйнштейн, Фарадей и Максвелл, основатели квантовой механики и довольно многие другие, взять хотя бы предшественников Ньютона от Коперника до Галилея). "Нужно было быть Ньютоном, чтобы увидеть, что Луна падает на Землю, когда все видят, что она на нее не падает". Нужно было быть Эйнштейном, чтобы понять, например, что события, одновременные в одной системе отсчета, могут быть уже не одновременны в другой. А если бы все физики ограничивали себя "лопатой", то этих достижений не было бы сделано.

Кстати, о теории и эксперименте. Есть такое мнение, что физика - наука вообще сугубо экспериментальная, а всякое высокое теоретизирование - это от лукавого. Это весьма однобокий взгляд. С одной стороны, действительно, долгое время в реальной науке, имеющей выход к приложениям, доминировал эксперимент. Хотя не совсем так: уже Архимед начал успешно сочетать опыт и теоретические рассуждения. И более того, как минимум сам понятийный аппарат, выработанный в античной науке (в большинстве своем теоретической и умозрительной), явился базой для современной науки. Эксперимент - неотъемлемая часть физики, но вовсе не единственно главная. Известно (и нам это даже говорили на лекциях), что теория начала набирать вес и играть важную роль во всей физике и в практических приложениях в частности, начиная с электродинамики (Максвелла). Ни радио, ни телевидение, ни мобильная связь, не говоря уже о компьютерах, не были бы созданы, если бы не было хорошей теории. Точнее, может быть, и были бы, но экспериментировать пришлось бы, условно говоря, тысячу лет. То же самое о ядерной физике. Если бы не E = mc², то все развивалось бы гораздо медленнее.
Поэтому необходима хорошая теория и хорошие теоретики - "вникатели в суть" и генераторы новых идей.

Но "вникнуть в суть" становится все сложнее с течением времени, в частности потому, что современные теории передового фронта (как, например, суперструны или хотя бы даже квантовая теория поля) сформулированы громоздко, так, что уже очень трудно понять, в чем главная концептуальная суть и куда можно делать следующий шаг. Вот в чем проблема.

Согласен.

Никакого выхода тут нет, это естественно, в конце концов наступает насыщение и конец.

На мой взгляд, прогресс в фундаментальной "высокой" физике в будущем может быть обусловлен деятельностью отдельных выдающихся людей, возможно, психически нездоровых, но способных работать в уме со всеми необходимыми им математическими конструкциями. Остальные будут доводить их идеи до вменяемого вида и публикаций, перерабатывать их. (Наличие массы таких людей необходимо для функционирования науки.)

по-моему, вы как-то отклонились от названия темы (проблема увеличения количества знаний, поиск решения), и начали обсуждать о том, что в теорфизике хорошо, а что - неочень =)
Где же идеи типа нацпроектов по созданию инкубаторов по выращиванию гениальных детей мутантов или абсолютного разделения общества на потребителей и размышленцев?

Да, с этим, пожалуй, трудно спорить. Очень вероятно, что когда-нибудь конец науки (и не только) действительно наступит. Хотя - кто знает. И вряд ли можно найти полное решение этой проблемы. Но если мы все-таки хотим продлить "долголетие" науки - что мы можем сделать?


Это в принципе по теме. Это действительно то, что требуется в условиях роста объема информации. Простой пример - это хотя бы Википедия. Хотя статьи по некоторым темам пока не всегда отличаются качеством, но это деятельность в правильном направлении.

Тоже вариант. Ну и приходит в голову более фантастический вариант - а что, если все-таки когда-нибудь окажется возможным остановить механизм старения, изобрести "бессмертие"? Конечно, это не гарантировано, и даже если это возможно, это опять же не "панацея". Отсутствие старения (или бесконечная регенерация, не знаю уж, как точнее) еще не означает вечного развития и бесконечно долгой активной фазы умственной деятельности.

Я хочу обратить внимание вот на какой момент. Допустим, продление жизни, соединение мозга с компьютером и т.д. - это все хорошо, но пока это все-таки отдаленная перспектива. А мы (по крайней мере, на переднем фронте теорфизики) уже чувствуем перегрузку информацией. Можно ли предложить какое-то "более приземленное" решение?

Но если мы все-таки хотим продлить "долголетие" науки - что мы можем сделать?

Для начала изменить общепринятую расстановку приоритетов в обществе, наверное. Как минимум, изменить направление, в котором эти приоритеты эволюционируют.

Логично. Как минимум, чтобы наука считалась в обществе ценностью. Но это все же не совсем по теме науки.

Вот, например, такая мысль. Может быть, существующие на сегодняшний день методики преподавания, учебная литература (и не только учебная - научно популярная тоже играет существенную роль) и вообще источники информации не совсем оптимальны в плане того, что в условиях нарастающих информационных нагрузок следует выделять главное, наиболее концептуально важное в изложении?
Меня посещало такое чувство, что многие авторы не достаточно стремятся выделить главное. Или хотя бы отделить большие выкладки от изложения концептуальных моментов, так, чтобы можно было в короткое время прочитать основные идеи, не вникая в выкладки или вникая по минимуму. В этом направлении - учиться выделять главное - еще нужно работать.
Звучит банально, но это не всегда так просто. В классической механике, например, это можно. Ввести основные определения, кинематику и законы Ньютона, а также основные законы для сил. А дальше, грубо говоря, приложения. Но вот в квантовой механике все не так просто. Есть много формализмов и много интерпретаций, и трудно выделить, что во всем этом главное.

Другая идея - о средствах представления информации. Представить информацию в как можно легко и быстро усваиваемой форме.
Мне вспомнилась утопия "Город Солнца" (старшекурсникам должна быть известна по курсу философии). Там на городских стенах были нарисованы, изображены в виде наглядных иллюстраций и схем все основные достижения науки, и все могли изучать их, чуть ли не просто гуляя по городу. Конечно - утопия. Но надо отметить то, зрительный канал восприятия обладает наибольшей "пропускной способностью" (позволяет получать наибольшее количество информации в единицу времени), и этим нужно пользоваться.

Конечно, нельзя свести все к "веселым картинкам"; теоретику необходимо абстрактное мышление. Но все равно наглядное представление информации можно использовать как вспомогательный инструмент.

в короткое время прочитать основные идеи, не вникая в выкладки или вникая по минимуму

Мне кажется, это неправильный способ познания. Такие знания, не подкрепленные опытом проведения каких-то выкладок и прочей осознанной деятельностью, не имеют ценности.

Представить информацию в как можно легко и быстро усваиваемой форме.

Это более перспективно. Пока что при обучении на физфаке работают зрительные рецепторы, иногда слух и зачастую центр скуки. Можно (теоретически) увеличить степень погружения до уровня запахов, звуков и осязания, а также добавить эмоциональной окраски. Знания, получение которых было сопряжено с яркими эмоциями, запоминаются намного лучше.

Речь, конечно же, не идет о том, чтобы заменить фундаментальное образование верхоглядством. На каждом историческом этапе есть материал, который нужно прорабатывать с выкладками, решением задач, по полной программе. Но речь идет о том, что рано или поздно материала будет столько, что весь его проработать никак не получится. Поэтому потребуется также и другой подход к его изучению - обзорный, "панорамный". Всех выкладок все равно не повторить, но когда есть хорошо описанные идеи, то можно во всем этом море информации сориентироваться и определить, скажем, куда можно копать дальше. Иными словами, речь идет о том, чтобы создать своеобразные "маяки" (описания основных идей, принципов, концепций), ориентируясь на которые каждый исследователь сможет выбрать свою стратегию продвижения дальше и изучать уже более подробно не все обилие информации по своей теме, а только необходимую часть.

Я имел в виду то, что следовало бы добавить наглядности там, где это возможно. На лекциях работает все-таки во многом "дигитальное" восприятие (или, проще говоря, восприятие формул). Теоретику это, безусловно, необходимо. Впрочем, идея о наглядности, конечно, стара как мир, но мне кажется, что она используется не по максимуму.

Кстати, есть и (возможно, чисто психологический) минус большого обилия формул в теорфизике, от которого никуда не деться, но который надо учитывать - многие перестают мыслить концептуально и слишком уходят в сторону математики, отходя от физической стороны дела.
Я даже не раз сталкивался с ситуациями, когда вполне подкованного теоретика просят объяснить физический смысл той или иной формулы или понятия, выраженного в формальных терминах, и он оказывается в затруднении. Просто потому, что он отвык думать о физическом смысле. Он уже привык отождествлять физику с чисто формальными выкладками.

Вот здесь мини-интервью с Леонардом Млодиновым, в котором, в т.ч. затронут сабжевый вопрос.

Согласен! Чтобы овладеть материалом, надо решать задачи. Студентам -- учебные, остальным -- реальные...

Всем доброго дня!

Выход из сложившейся ситуации есть - инженерия знаний. Однако в "классическом" понимании - это когда построением баз знаний (БЗ) занимаются инженеры-знаний, а не сообщество semantic web specialists, которое сложилось сейчас.

Правильная структура ядра БЗ позволяет наращивать БЗ стремительно и в принципе можно покрыть всю физику, математику и др. науки. Физика и математика с т.з. инженерии знаний выглядят очень выгодно ибо они достаточно хорошо структурированы. Единственная проблема - работа инженеров знаний очень дорога, поэтому немного кто может себе это позволить (Пентагон например может).

Использование инженерии знаний может позволить построить технологию для работы с таким большим потоком данных и знаний, что решит проблему.

Так что выход есть, только денег на это получить где?!

На форуме бываю нечасто, так что не ожидайте быстрых ответов на вопросы (если они будут)

Вы все правы каждый в своей части. Но в общей теории систем есть понятие Суперсистемы - самой крупной системы-субъекта, освоившего всю доступную ему часть-нишу Мира. Такая Суперсистема неизбежно должна существовать в нашем Мире, если он существует достаточно долго, и очень смахивает на библейского "Единого Бога" своим "Все по образу и подобию" и "Он во всем и все в нем". Но есть и интересные отличия. Такая Суперсистема - самый могущественный субъект из всех возможных, но не всемогущий, ибо у него есть Суперпроблема - поиск устойчивых состояний своих элементов. Математическая сущность Суперпроблемы заключается в том, что количество состояний системы равно количеству перестановок ее элементов, равному факториалу от количества элементов. А это множества разных порядков величины. Технология отбора состояний предполагает хранение и сравнение описаний-слепков рассмотренных перестановок. У Суперсистемы не может быть ресурсов для точных описаний. Дай бог этому богу найти ресурсы даже для упрощенных описаний. А часть этих описаний и составляет наша Наука. Все остальное - от лукавого. Не найдем ресурсы для Науки - наша подсистема Суперсистемы просуществует недолго. Поэтому все средства хороши, включая устранение препятствий их поиску. И единственным принципом в рассуждениях может быть только принцип "Лучшее - враг хорошего". К сожалению, времени на раскачку немного.

Уважемый АИД, о какой именно общей теории систем вы говорите? Боюсь, что их не одна...

Откуда уверенность, что такая суперпроблема есть? Да и есть ли в ней потребность? Ведь вполне возможно, что наши представления верны только для той области, которую мы можем понять, а подобная суперсистема вполне может обладать некоторым набором суперсвойств (которые никак не следуют из указанной вами ОТС), причем эти суперсвойства могут скажем нивелировать указанную вами суперпроблему даже не за счет достаточного увеличения ресурсов для ее решения, а путем скажем так "чуда". Это чудо для нас, ибо наше понимание ограничено, а для того что выше таких чудес не бывает...

С уважением, Валентин

Воэможно. Но я о тех, в которых есть Суперсистема.

Я даже не уверен, что у кого-то есть реальная потребность в обычных проблемах

Может, но мы пользуемся в земной науке библейским "по образу и подобию", то есть, аналогиями-моделями. И обычно не уповаем на "чудо", хотя допускаем маловероятные события. Наше понимание ограничено, конечно, но в основном как раз из-за общесистемных ресурсных ограничений. Наша личная безалаберность только усиливает их действие. Я тоже ограниченный человек, поэтому пока не знаю никаких "чудес", не укладывающихся в теорию вероятности и комбинаторику событий. Более того, не знаю также способов их нарушения. Если Вам известны - поделитесь, буду благодарен