“Квантовая” история физики
Теоретическая физика XX в. преподала нам урок эпистемологии. Эта мысль Н. Бора вряд ли могла бы вызвать сомнение у самого что ни на есть позитивистски настроенного ученого. Урок был извлечен, на разные лады осмыслен и усвоен.
Он оказался поучительным также и для историко-научной мысли, хотя на эту сторону дела до сих пор обращалось мало внимания. Между тем очевидно, что всякое серьезное изменение в нашем понимании природы теоретического знания влечет за собой не менее серьезное переосмысление его истории: иначе понимая то, что развивается, мы иначе раскрываем для себя исторические события, замечаем новые стороны, связи, формы, ритмы. Так логическое измерение научного знания оказывается внутренне связанным с его историческим измерением.Философски значимых проблем, связанных с некоторыми фундаментальными понятиями неклассической физики, не так уж много, и они были с достаточной ясностью поставлены физиками-философами в 20-30-е годы XX в.
Копенгагенской трактовки квантовой механики было достаточно,
чтобы осознать и поставить под вопрос своего рода «метафизические
начала натуральной философии». В каком смысле теоретическая физика
вообще может считаться однозначной формой знания природы (кстати, а,
что, собственно, такое — знание)? Что такое объективность
теоретического знания (истинность) и как она связана с понятием
объекта? Что такое реальность? Сводима ли она к понятию “объективная
реальность”: ведь теоретический объект, претендуя на представление
реальности “самой по себе“, вместе с тем является результатом ее
предельной идеализации? Что же такое “реальность”, если она
экспериментально и теоретически представляется двумя
исключающими друг друга объективными идеализациями? Каким образом наше экспериментальное вторжение в природу может привести к теоретическому знанию, к знанию того, что есть независимо от нас? Теория относительности и квантовая механика неожиданно для теоретиков втягивала их в эти почти метафизические вопросы не на досуге, а по ходу их собственного теоретического дела.
381
Работа П.
Дирака по релятивистской теории электрона (1928 г.), открытие К. Андерсоном позитрона в космических лучах (1932 г.) и последующие опыты по аннигиляции и рождению пар частица-античастица дали В. Гейзенбергу повод задуматься над самим понятием “состоит из” и поставить проблему элементарности с предельной логической остротой.В ту пору вообще логика понятий занимала ведущих физиков-теоретиков ничуть не меньше, чем физика явлений и математический формализм. Сложные теоретические разработки не заслоняли глубины “простых” вопросов.
Еще в ранней юности чтение платоновского «Тимея» натолкнуло В. Гейзенберга на логический парадокс, связанный с понятием атома, неделимого, элементарного. Здесь ведь существуют не только физические, но и особые логические трудности. Как вообще мыслимо нечто такое, как атом, неделимое? Как он возможен? Если атом — конечное тело, которое можно наглядно изобразить и даже, быть может, увидеть в некий микроскоп, то почему и в каком смысле это обладающее формой и размерами тело следует мыслить неделимым? А если атом — не тело?.. Но это уж слишком! Так не противоречиво ли само понятие атома (последнего, неделимого элемента)?532
По всем этим давним вопросам философия ни тогда, ни теперь не сказала еще своего последнего слова, но они остаются ее отправными точками в размышлении о физических понятиях, и последнее слово науки мало что может ей подсказать. Во всяком случае для философского анализа формирование исходных понятий, история их трансформаций ничуть не менее значимы, чем новейшие исследования533.
В таком контексте история науки приобретает неожиданную актуальность и для современного теоретизирования. Она перестает быть прошедшей. В привычной картине многотрудного, но неуклонно восходящего пути к знанию открывается новое измерение, в котором
532 Heisenberg W. Der Teil und das Ganze. Gesprache im Umkreis der Atomphysik.
Mflnchen, 1976. S. 10-12. (См. рус. пер. В.В. Бибихина в изд.:. Гейзенберг В. Физика и
философия.
Часть и целое. М. 1989. С. 138-139; 146-147). Heisenberg W. Schritte iiberGrenzen. Gesammelte Reden und Aufsatze. Munchen. 1973. S. 102. (См. рус. пер. А. В.
Ахутина и В. В. Бибихина: Гейзенберг В. Шаги за горизонт. М. С. 171-173).
533 Характерно, что, например, солидная работа Клиффорда Хукера о
природе квантово-механической реальности, опубликованная в1972 г.,
посвящена скрупулезному разбору знаменитого спора А. Эйнштейна и Н.
Бора, развернувшегося в 30-е годы (Hooker C. The Nature of Quantum
Mechanical Reality: Einstein versus Bohr // Paradigmes and Paradoxes. The Philosophical
challenge of the quantum domain. Pittsburg, 1972).
382
прошлое, скажем эпоха становления ньютоновой механики, а может быть, и более древние эпохи, оказывается некоторым образом современным настоящему. Когда специальные физические проблемы заставляют заняться фундаментальными понятиями, культурному уму534 нетрудно заметить, что он участвует в многовековой работе мысли, в работе особого рода, отличной от той, что ведет к росту знаний, следы ее, как правило, стираются в результатах естественнонаучного познания. Внезапно замечают, что античные философы, средневековые схоласты, мыслители XVII в. бились над теми же проблемами и по-своему решали их535. Не трудно, к примеру, усмотреть аналогию логической структуры апорий Зенона и так называемых соотношений неопределенности В. Гейзенберга: понять движение значит “схватить”, остановить его, дать двигаться значит оставит непонятным, неуловимым его “что”, как остается неуловимым “что” любого сущего, пока оно не схвачено неделимым и неизменным образом (“эйдосом”) его бытия. Это “спекулятивное” заключение в сфере физически элементарного становится экспериментальным фактом. Г. Лейбниц в работе 1695 г. «Новая система природы и общения между субстанциями», содержащей основную мысль «Монадологии», в рассуждениях о первичных “субстанциях”, по логике чрезвычайно напоминающих те, что озадачили Гейзенберга в гимназии, приходит к выводу: «принцип истинного единства» материального сам не может быть материальным.
С другой стороны, материя не может и состоять из математических точек. Поэтому необходимо предположить то, что он называет «формальные атомы» или «метафизические точки». «Когда телесные субстанции, — пишет Г. Лейбниц, — стягиваются, то все их органы образуют, на наш взгляд, одну физическую точку. Таким образом, точки физические неделимы только по видимости; математические точки — точки в строгом смысле, но они только мдальности; только точки метафизические, или точки-субстанции (а их образуют формы, или души),534 Отметим, что М. Планк, М. фон Лауэ, М. Борн и В. Гейзенберг специально подчеркивали роль
классической гимназии в формировании их мышления. В августе 1949 г., выступая в Мюнхене на
праздновании 100-летнего юбилея своей Максимилиановской гимназии (которую в 1874 г. окончил и
М. Планк), Гейзенберг говорил о важном значении гуманитарного образования для развития
теоретического мышления в области естествознания. Оспаривая однобоко практицистское
направление современного образования, он заметил, что только «навык принципиального
мышления», приобретенный им в гимназии, прежде всего благодаря знакомству с древнегреческой
философией, позволил ему уяснить суть тех необычных проблем, с которыми столкнулась
современная теоретическая физика. (Heisenberg W. Schritte iiber Grenzen. S. 95-108. Рус. пер. С. 34-
45).
535 «Вопросы, которые две с половиной тысячи лет назад были впервые поставлены на этой земле, —
говорил Гейзенберг в 1964 г. в Афинах, — с тех пор почти непрерывно занимали человеческую мысль
и в ходе истории вновь и вновь становились предметом обсуждения по мере того как новые открытия
являли в новом свете эти древние пути мысли» (Heisenberg W. Schritte iiber Grenzen. S. 223. Рус. пер.
С. 107).. Взгляды Гейзенберга на роль гуманитарного образования подробно разобраны мною в
статье «В. Гейзенберг и философия», см. Гейзенберг В. Физика и философия. Часть и целое.
Послесловие. С.
361-394).383
суть точки в строгом смысле, и притом реальные; и без них не было бы ничего реального, так как без настоящих единиц (последних неделимостей. — А.А.) не может быть и множества»536. И опять-таки, когда не только логика мысли, но и техника экспериментальных орудий добирается до элементарных “субстанций” такого рода метафизика (и даже мистика) обретает силу экспериментального факта, требующего понятия.
Словом, история науки открывается не только как пройденный путь, но как непреходящее сотрудничество. Когда физик-теоретик, вынужденный логикой своего дела озадачиться логико-философскими вопросами, вдруг находит себя участником этого векового сотрудничества мыслителей, он начинает понимать, как сама физика уходит корнями в метафизику. Более того, он начинает понимать, что взгляд на историю мысли с точки зрения прогрессирующего познания, представление этой истории как «развития естественнонаучных взглядов»,— позиция не только односторонняя, но упускающая саму суть дела — суть того дела, которым занят человек в своих усилиях уразуметь мир и себя в нем. Здесь, в этой подспудной работе, в редкие поворотные времена определявшей все направление интеллектуальных усилий, никто уже не стоит ни на чьих плечах. Мы должны стоять на своих ногах перед лицом гигантов, уметь понимать их и отвечать им, уметь, словом, сотрудничать с ними в общем деле разумения.
В горизонте таких принципиальных проблем существенно изменяется картина истории научной мысли. Возможность такого изменения я и собираюсь пояснить здесь, опираясь прежде всего на соответствующие работы Гейзенберга537