Этот вопрос детально рассматривает Вайнберг в книге "Мечты об окончательной теории". Привожу выдержку из своего конспекта.
Что такое объяснениеОбъяснить - это не то же самое, что установить импликацию, хотя у этих отношений много общего (в частности, транзитивность). Импликация допускает и обратную импликацию (равносильность), более того, отношение "следовать" рефлексивно (из А всегда следует А). А вот отношение "объяснять" антисимметрично: если А объясняется с помощью В, В не может объясняться с помощью А.
В то же время объяснить – это меньше, чем доказать импликацию. Мы объясняем химические свойства белков законами квантовой механики, но не в силах действительно вывести первые из вторых. Мы уверены в этом объяснении, поскольку свойства простейших молекул действительно удаётся рассчитать из первых принципов, а трудности со сложными молекулами чисто вычислительные (мы не в силах решить столь сложную систему уравнений).
Хотя мы не можем строго определить, что такое объяснение, именно оно - цель науки, постулирует Вайнберг. К недостаточной ясности понятия "объяснять" он относится спокойно:
Вайнберг писал(а):
То, что мы, учёные, не знаем, как объяснить в приемлемой для философов форме, что же мы на самом деле делаем, занимаясь поисками научных объяснений, не означает, что то, что мы делаем, совершенно бесполезно… учёные оказались бы в плохом положении, если бы ограничились использованием только тех понятий, которые уже получили удовлетворительное философское объяснение.
Что такое фундаментальностьТеория 1 более фундаментальна, чем теория 2, если первая объясняет вторую в указанном выше смысле. При этом в теории 2 тоже могут быть открытые вопросы, но любой ответ на них в конце концов сведётся к фактам, известным из теории 1, которые в теории 2 приняты за отправные точки. Напротив, открытие в теории 1 нельзя будет свести к фактам, известным из теории 2, а если теория 1 самая фундаментальная, то вообще ни к каким ранее известным.
Вайнберг писал(а):
Когда твердотельщики наконец объяснят явление высокотемпературной сверхпроводимости, то какими бы ослепительными ни были новые идеи, которые будут при этом использованы, все равно в конце концов объяснение примет форму математической выкладки, в которой существование этого явления будет выведено из известных свойств электронов, протонов и атомных ядер. В противоположность этому, когда ученые, занимающиеся физикой частиц, поймут наконец происхождение массы в Стандартной модели (это написано до экспериментального открытия бозона Хиггса – A.P.), объяснение будет основано на тех свойствах Стандартной модели, которые нам сегодня совершенно неведомы. <...>
Ни один работающий физик не сомневается, что законы Ньютона более фундаментальны, чем законы Кеплера, или что теория фотонов Эйнштейна более фундаментальна, чем теория теплового излучения Планка
Что такое окончательная теорияВайнберг полагал, что связка "Стандартная модель + ОТО" объясняет в указанном выше смысле все наблюдаемые явления природы (это было написано до экспериментального открытия осцилляций нейтрино, до наблюдательного открытия темной энергии и до того, как стало ясно, что темной материи в несколько раз больше, чем видимой). Однако в самой Стандартной модели есть вещи, требующие объяснения.
Прежде всего требуется состыковать ее с ОТО, построив квантовую теорию гравитации. Далее, массы, заряды и другие параметры частиц – это свободные параметры модели, они определяются экспериментально. Такое количество свободных параметров делает теорию некрасивой. Наконец, не установлено никакой симметрии между электрослабым и сильным и тем более гравитационным взаимодействием, что опять-таки делает теорию некрасивой.
Окончательная теория по Вайнбергу – это теория, которая объяснит Стандартную модель и ОТО. Она должна быть красивой, то есть иметь минимум свободных параметров (Вайнберг полагает, что ни одного или один) и максимум симметрий (в частности, устанавливать симметрию между всеми фундаментальными взаимодействиями).
Разумеется, мы никогда не сможем гарантировать, что эта теория применима в неограниченном диапазоне энергий. Но по крайней мере она должна согласовываться со всеми экспериментами и наблюдениями, которые мы в состоянии провести.
Чем не является окончательная теорияОкончательная теория НЕ даст:
1. Возможности вычислить всё из первых принципов, потому что вычисление немыслимо сложно.
2. В силу п.1 - упразднения методов и понятий частных наук.
3. Победы над динамическим хаосом в классических системах. (Квантовые системы описываются уравнениями, в которых хаос не возникает. Вопросом о том, как он возникает в предельном переходе к классическим системам, занимается теория квантового хаоса).
4. Устранения элемента исторической случайности из исторических наук (астрономии, геологии).
В силу пп. 1-4 создание окончательной теории будет означать не конец науки, а только конец поисков расширения Стандартной модели. Это даже не конец физики элементарных частиц: останется работа по выводу и экспериментальной проверке низкоэнергетических следствий окончательной теории.
