Поворотные времена. Часть 2 - Анатолий Ахутин

В понятии поля заключена новая идея реальности. Нагляднее всего это проявилось в эпохальной борьбе «поля» с «эфиром». Механическая субстанция (а теперь перед лицом поля механика должна была отстаивать именно свою субстанциальность) – это система движущихся материальных точек, связанных прямым взаимодействием. Точки суть источники сил, которые зависят только от массы и расстояния. Действие этих сил всегда уже дано во всех точках предположенного абсолютного пространства одновременно. Способ (а стало быть, и скорость) распространения силового поля исключается из теоретического рассмотрения. Само это поле определено одновременно по всему пространству. Электромагнитное поле, напротив, определено как раз локально или, как говорит Эйнштейн, структурно, через способ индуктивного порождения и распространения, что делает его реальностью, независимой от возможных источников. Распространяющаяся с конечной скоростью электромагнитная волна, в которой векторы электрической и магнитной напряженности перпендикулярны друг другу, приобретает субстанциальный характер, что, разумеется, предполагает радикальное изменение картины мира, в первую очередь его пространственно-временных характеристик. Нетрудно наметить и дальнейшую перспективу: устранение кажущегося различия между веществом (массами) и полем (энергией) – единая теория поля.

Теперь можно было бы перейти к квантовой механике и показать, что ее «замкнутость» также связана с новой лежащей в ее основе идеей реальности – идеей потенциальной реальности. Мы заметили бы, что, анализируя поначалу специфический круг явлений атомной физики, квантовая механика последовательно вырастает в систему универсального теоретического понимания и тоже становится новыми «Началами натуральной философии». Она тем самым превращает также и всю предшествующую физику в своеобразную замкнутую систему, в систему классической физики, в основе которой лежит особый фундаментальный принцип теоретического представления реальности, картезианское разделение субстанций: вещи протяженной (объективная картина мира) и вещи мыслящей (познающий субъект, не присутствующий в этой картине). Понятно, что изменение структуры мышления затрагивает при этом столь глубокие начала и основания научного познания, что вызывает особые трудности, и Гейзенберг не раз отмечает, что они оказались непреодолимыми для физиков даже такого ранга, как Эйнштейн и Шрёдингер.

Ho остановимся здесь на минуту. Нам важно уяснить одну уже явно наметившуюся трудность, касающуюся самой историко-научной концепции.

Понятие «замкнутой теоретической системы», как, верно, уже заметил читатель, страдает двусмысленностью. Что, собственно, значит «замкнутость» этих систем? Их независимость и рядоположенность или же их «вложенность» друг в друга по степени общности, когда более универсальная система очерчивает пределы и границы применимости предшествующей, лишь казавшейся универсальной системы? Словом, как соотносятся друг с другом замкнутые системы?

Возьмем для сравнения более однозначную историко-научную концепцию, скажем концепцию «Эволюции физики», благо мы уже частично ее представили.

3. СООТВЕТСТВИЕ И ДОПОЛНИТЕЛЬНОСТЬ КАК ИСТОРИКО-НАУЧНЫЕ ПРИНЦИПЫ

Развитие физики – это эволюция, «рост идей». Эволюция эта, разумеется, не так проста, как кажется историку-индуктивисту. Научное творчество питается двумя источниками: экспериментальным вопрошанием природы и независимой работой конструирующего и систематизирующего ума. Эксперимент наводит на мысль, но не порождает ее. Он и наводит на мысль только потому, что мысль его спроектировала. Самостоятельно теоретизирующая мысль формулирует новые вопросы и проектирует новые эксперименты, которые со своей стороны могут поставить под вопрос теоретическую идею. Ho магистральная линия развития – последовательное развитие теоретической идеи, создание системы, охватывающей все более широкий круг явлений все более простыми основополагающими принципами. Образ истории науки, доминирующий не только в «Эволюции физики», но и во всей философии науки Эйнштейна, в особенности со времени разработки общей теории относительности, – это образ восхождения на вершину горного хребта, достижение точки зрения, с которой видны границы предшествующих теорий и весь «рельеф» пути. Историческая связь теорий выражается универсальным принципом соответствия. В результате возникает та концепция «вложенности» предшествующих систем в более общие, которая представлена, например, так называемой эрлангенской программой в физике.166

Правда, анализируя квантовую механику, авторы «Эволюции физики» замечают, что дело здесь сложнее. При описании, например, световых явлений мы вынуждены пользоваться двумя исключающими друг друга картинами реальности, рассматривать эти явления как бы стереоскопически, с двух принципиально различных точек зрения. Более того, Эйнштейну было ясно, что и структура общей теории относительности при таком повороте подобна структуре квантовой теории. Ведь геометрия реального пространства-времени определяется с помощью закона преобразования, связывающего разные, локально определенные псевдоклассические геометрии, представляющие пространственно-временные характеристики возможной экспериментальной ситуации (наблюдения, измерения). Такое отношение между экспериментом и теорией, соответственно между классической физикой и неклассической не нарушало еще, по мнению Эйнштейна, классического идеала теоретического знания в отличие, например, от принципиальной статистичности квантовомеханических законов.

Для Гейзенберга, как и для Бора, осмысление квантовой теории требовало пересмотра именно этого классического идеала знания. Дополнительность двух классических систем при описании квантовой реальности возведена Бором в принцип, который и стал основанием нового взгляда на историю физики. «Ситуация, сложившаяся в квантовой механике, – говорит Гейзенберг, – в двух весьма характерных отношениях отличается от ситуации в теории относительности: во-первых, невозможностью прямо объективировать математически описанные обстоятельства, во-вторых, – и это отличие, пожалуй, даже более важно, – вытекающей отсюда необходимостью продолжать использование понятий классической физики»167. А это значит, что система понятий классической механики наряду с другими классическими системами сохраняют свою силу не просто в качестве предельного случая, а в качестве равноправных дополняющих друг друга способов объективного представления квантовой реальности. Именно в этой связи и возникло понятие «замкнутой системы понятий».

Отношение включения по принципу соответствия сталкивается здесь с отношением сосуществования по принципу дополнительности. Классическая механика содержится в теории относительности и в квантовой механике как предельный случай, когда скорость света можно считать бесконечно большой или соответственно планковский квант действия – бесконечно малым. Ho классическая механика и отчасти электродинамика необходимы также и «как априорное основание для описания экспериментов»168.

История классической физики раскрывается при этом не просто как путь к единой универсальной точке зрения, а как совокупность различных самостоятельных систем, развертывающих разные способы теоретической объективации реальности. Опыт квантовой механики позволил увидеть эту внутреннюю неоднородность классической физики. «На здание точных естественных наук едва ли можно смотреть как на связное единое целое, – говорит Гейзенберг в докладе 1934 г. – Простое следование предписанному маршруту от какой-либо данной точки не приводит нас во все другие части этого здания. Это объясняется тем, что здание состоит из отдельных специфических частей; и хотя каждая из них связана с другими посредством многих переходов и может окружать другие части или быть окруженной ими, тем не менее она представляет собой замкнутое в себе обособленное единство. Переход от одной уже законченной части к другой, только что открытой или вновь возникшей, всякий раз требует новых умственных усилий, которые должны быть направлены уже не на простое естественное развитие имеющихся представлений»169.

Механика точки, статистика и волновая теория суть три необходимых и не сводимых друг к другу способа описания экспериментов и теоретического представления квантовой реальности. Соответственно классическая механика, статистическая физика и электродинамика вновь восстанавливаются в своих правах как самостоятельные и универсальные· теоретические миры – разные способы теоретического представления реальности вообще.