Роль философских предпосылок в изменении структур мышления

В истории мысли проблема взаимосвязи философии и науки обсуждается с давних пор, и подходы к ней далеко неоднозначны. Достаточно упомянуть решение этой проблемы в позитивизме (начиная с Конта) и в неопозитивизме (начиная с Венского кружка), которые в обоих случаях, хотя и варьировались, но отличались явно негативным отношением к влиянию философии на науку в целом и естествознание в частности.

Начиная с первой трети XX в., получила распространение и значительное влияние (особенно в среде историков науки – Э.Мецжер, Е.Барт, А.Койре) противоположная точка зрения, которая приписывала философским субструктурам решающую роль в определении концептуального каркаса науки и процесса конституирования научных революций. Но если роль философии или, как обычно говорят, метафизики стала очевидной не только благодаря этим работам, но и в силу простого соображения о доминирующей роли метафизики в эпоху научной революции XVI-XVII вв. (Декарт и Лейбниц, например, прямо строят свою науку на фундаменте метафизики), то не обстоит ли дело несколько иначе в современную эпоху?

Пример квантовой механики и революции, связанной с ее становлением, является достаточно убедительным подтверждением универсальности тезиса о конструктивном (а в некоторых случаях деструктивном) влиянии философских предпосылок на изменение структур мышления.

По мнению Гейзенберга, в атомной физике отыскание новых формальных возможностей, математических схем ничего не давало без движения содержания, смысла новых зависимостей. И в этом процессе понимания творцы квантовой механики (включая и самого Гейзенберга) важнейшую роль отводили философским предпосылкам этой теории. Каждый период в развитии естествознания находится в тесном взаимодействии с философией, пишет Борн. Естествознание поставляет факты, философия – методы мышления[210]. Квантовая физика означала крушение одной картины мира и возникновение другой, представляющей собою более глубокое понимание “реальности”[211]. По существу это была подлинно интеллектуальная революция. Лучшей иллюстрацией этому может послужить дискуссия (в форме переписки) между Альбертом Эйнштейном и Максом Борном относительно интерпретации квантовой механики, а также комментарии к этой дискуссии, принадлежащие Вольфгангу Паули. Коротко говоря, суть дискуссии сводилась к тому, как интерпретировать внутриатомные процессы – в духе классического детерминизма или с вероятностной (статистической) точки зрения. Первую позицию упорно отстаивал Эйнштейн, вторую не менее стойко защищал Борн. Свое неприятие вероятностной интерпретации квантовой физики Эйнштейн выразил своим метафорическим изречением: “Квантовая механика заслуживает всяческого уважения, но внутренний голос подсказывает мне, что это не настоящий Иаков. Теория дает много, но к таинствам Старого (т.е. Бога – В.Ч.) она не подводит нас ближе. Во всяком случае я убежден, что он не играет в кости”[212].

В письме Борну от 2.3.1947 г. Эйнштейн с горечью писал: “В твоей статье... такое отчетливое свидетельство того, насколько странным и косным ты считаешь мое отношение к статистической квантовой механике”[213]. “Но я твердо убежден в том, что в конце концов придут к теории, в рамках которой закономерно связанные вещи будут не вероятностными. Для обоснования этой уверенности у меня нет логических аргументов...”[214].

Порой дело доходит до нескрываемого раздражения. В одном из писем Эйнштейн заявляет: “Принимать участие в дальнейшей дискуссии, как вроде бы ты (т.е. Борн – В.Ч.) намекаешь, я не желаю”[215]. В свою очередь Борн спустя 10 лет после кончины Эйнштейна замечает: “Соображения Эйнштейна и сегодня представляются мне покоящимися на недостаточном понимании квантовой механики”[216].

Далее Борн дает любопытное объяснение такого странного взаимного непонимания двух великих физиков: “Предшествующее письмо показывает, как двое интеллигентных людей могут пикироваться друг с другом при обсуждении физического вопроса. Каждый убежден, что именно он прав, а другой заблуждается. Происходит это от того, что каждый исходит из различной отправной точки, которую он считает в такой степени неуязвимой, что не может принять исходные взгляды другого”[217].

Очевидно, что Эйнштейн и Борн не могли толком понять друг друга на уровне именно философской отправной точки. Оба это прекрасно понимали. Так Борн следующим образом разъясняет эту ситуацию: “В сегодняшней квантовой механике он (Эйнштейн – В.Ч.) видел полезную промежуточную ступень от классической физики к ее совершенно незнакомой, воздвигаемой на базе общей релятивистской теории физики будущего, в которой – он это считает из философских соображений обязательным (курсив мой – В.Ч.) – понятия физической относительности и причинной определенности снова будут звучать в полную силу. Поэтому он считает статистическую квантовую механику не ошибочной, а только неполноценной. Его доводы носили в основном философский характер, и поэтому было трудно оспаривать их, поскольку прежде всего нельзя было пользоваться чисто физическими аргументами”[218].

Чем же определяется выбор этих альтернативных философских предпосылок? Когда Эйнштейн говорит, что “Бог не играет в кости”, то он считает, что эту мысль ему “подсказывает” “внутренний голос”, а для обоснования детерминистской интерпретации квантовой физики у него “нет логических аргументов”. Борн также считает, что некоторые фундаментальные физические принципы, к которым он относит “причинность”, могут быть приняты на веру, о чем он пишет в своей книге “Метафизические заключения”.

Борн полностью разделяет мнение Эйнштейна о том, что действия людей – “это результат прорыва из глубин их этических чувств, которые являются первичными и почти независимыми от рассудка”[219].

На этом, однако, согласие заканчивается, и Борн в том же письме к Эйнштейну возвращается к предмету дискуссии, но подходя к нему уже с другой стороны. Он недоумевает по поводу того, как можно объединить совершенно механический мир со свободой этических чувств индивида. “Я рассматриваю детерминистский мир как нечто совершенно отвратительное...”, – пишет далее Борн, упрекая своего оппонента в том, что тот “кое-как приводит в соответствие мертвые вещи – автоматы с существованием справедливости, совести”, с чем он категорически не согласен.

Борн, по-видимому, полагает, что подобное соответствие является органичным лишь при условии отказа от детерминизма в пользу вероятностного (статистического) истолкования природы. У Эйнштейна, считает он, это получается “кое-как”. Как видно, дискуссия двух великих физиков не ограничивается физическим, т.е. достаточно узким истолкованием понятий детерминизма и индетерминизма, а захватывает широкий философский горизонт, уходящий в далекую древность, где те же термины в зависимости от контекста наполняются каждый раз новым содержанием. Здесь необходимо сделать несколько замечаний относительно понятия “детерминизм” у Борна. Во-первых, согласно Борну, не следует смешивать понятия детерминизм и причинность, как это нередко имеет место. Всякая философия, отвергающая вместе с детерминизмом каузальность, является абсурдной.

Во-вторых, он считает веру в механический детерминизм (согласно которому знание начальных условий позволяет рассчитать состояние в любой последующий или предыдущий момент времени) необоснованной, поскольку начальные условия нельзя вычислить с абсолютной точностью. Ввиду этого обстоятельства самые незначительные погрешности со временем приводят к непредсказуемым последствиям.

Изложение философского спора Эйнштейна и Борна о природе квантомеханических явлений было бы неполным без соответствующих комментариев на эту тему их выдающегося современника Вольфганга Паули.

Паули проницательно заметил, что для Эйнштейна детерминистичность классической физики является менее существенной, чем другая, более общая теоретико-познавательная характеристика, которую можно назвать “реалистичностью” в онтологическом смысле этого слова.

Сам Эйнштейн эту гносеологическую установку характеризует так: “Имеется нечто вроде “реального состояния” физической системы, которое существует объективно, независимо от какого бы то ни было наблюдения или измерения, и которое в принципе может быть описано на языке физики”[220].

С этой точки зрения описание некоторого состояния системы с помощью волновой функции является “неполным”, поскольку объективное, реальное состояние всегда имеет точное, фиксированное положение, даже если его принципиально невозможно определить.

Эйнштейн, как нам представляется, в этом вопросе (неполноты квантовой механики) занимает в некотором смысле агностическую позицию. Он убежден, что существует объективное, реальное состояние системы, независимое от наблюдателя и измерительных устройств. Описание этого состояния с помощью волновой функции является неполным, “но его бессмысленно совершенствовать, поскольку его совершенствование не увязывается с законами природы”[221].

Паули по этому поводу иронически замечает, что данный вывод ему представляется схожим “с рассуждениями об ангелах на острие иглы “(как будто существует нечто, о чем ничего никто знать не может)”[222].

Сам Паули вместе с Бором, Гейзенбергом и Борном не разделяют эту позицию “независимого наблюдателя”. Творцы квантовой физики считают наиболее правильным именно включение наблюдателя и условий опыта в физическое описание природы, имеющее место в квантовой механике. “Я даже предполагаю, – пишет Паули, – что наблюдатель в современной физике изолирован еще слишком сильно и физика будет отходить все дальше от классических образцов”[223].

Такого же мнения придерживается М.Борн, полагающий, что никакое явление в микромире не может быть описано без ссылки на наблюдателя, на совокупность его операций, связанных с измерительными устройствами. “Само наблюдение, – считает он, – изменяет ход событий. Как же в таком случае можно говорить об объективном мире? Именно действия экспериментатора, который конструирует прибор, предопределяют существенные черты наблюдателя. Таким образом, нет объективно существующей ситуации, из которой исходила классическая физика”[224].

Что касается формулировки Эйнштейна, то она повторяет, по мнению Паули, идеал более частной формы физики, а именно классической физики, который можно назвать идеалом “стороннего наблюдателя”. Более общая форма физики – вероятностная. Понятие вероятности, “по-видимому, соответствует самой глубинной действительности природы, ибо создает хорошую логическую основу для законов, обобщающих классически-детерминистическое объяснение природы...”[225].

Поэтому, считает Паули и его сторонники, было бы лучше, если бы понятие “вероятность” удалось ввести в физику в качестве первичного ни к чему не сводимого основного понятия[226].

Такого же мнения придерживается М.Борн, для которого вероятность является фундаментальным понятием физики, а законы статистики – такими же законами природы, как и любые другие – релятивистской механики или электромагнитной теории Максвелла[227]. Понятие вероятности шире понятия причинности, а необходимость есть лишь специальный случай вероятности, это – стопроцентная вероятность.

Таким образом, спор вокруг понятий “детерминизм” и “вероятность” имеет и другую философско-методологическую подоплеку, связанную с принципом наблюдаемости. Борн в упомянутом выше письме, где ставится вопрос о совместимости этики с механическим мертвым миром, упрекает Эйнштейна также в том, что он недооценивает эмпирическую основу квантовой механики.

В своих комментариях к “переписке” Борн отмечает противоречие во взглядах “молодого” и “зрелого” Эйнштейна. “Он (Эйнштейн – В.Ч.) основал релятивистскую теорию на принципе, по которому понятиям, связанным с ненаблюдаемыми явлениями, нет места в физике... Для меня было потом совершенно непостижимо, как Эйнштейн отказывался признать действительным в квантовой теории этот с большим успехом применяемый им самим принцип...”[228]. Ведь к этому приводит требование Эйнштейна о том, что физическое состояние системы должно существовать объективно (реально) независимо от наблюдателя.

Насколько безупречны эти аргументы против эйнштейновской интерпретации квантовой механики? Обратим внимание на следующее утверждение Паули в статье “Физика и физическая реальность”: “Всякое наблюдение означает неконтролируемое вмешательство и в средство наблюдения, и в наблюдаемую систему и прерывает причинную взаимосвязь предшествующих и последующих явлений”[229].

Это утверждение недвусмысленно свидетельствует о том, что до вмешательства в наблюдаемую систему причинная взаимосвязь предшествующих и последующих явлений объективно (реально) имела место! (Иначе она не могла стать “нарушенной”.) Тем самым имплицитно это утверждение включает в себя “реалистическую” теоретико-познавательную установку Эйнштейна. Продолжим цитату: “...Всякое необратимое вмешательство в источники информации о системе посредством наблюдения изменяет их состояние и создает в смысле Бора новый феномен”[230].

Возникает вопрос: неужели Эйнштейн не мог уяснить себе эту достаточно понятную точку зрения?

Если вдуматься хотя бы в смысл употребляемой терминологии, то и здесь можно отметить скрытое присутствие теоретико-познавательной установки Эйнштейна.

Возьмем понятие “новый феномен”. По определению оно подразумевает нечто, предшествующее вновь возникшему явлению, – состояние системы до акта наблюдения (измерения). Если подобное состояние (“старый феномен”) подразумевается, хотя оно нам неизвестно, то это предполагает наше убеждение в том, что оно существовало до акта измерения и было отлично от его результата, т.е. “нового феномена”.

Но если “старый феномен” существовал, то он был реальным, т.е. объективным в смысле Эйнштейна. Все это так, но это не довод для сторонников “принципа наблюдаемости”. Главным моментом для них является то, “что физик должен иметь дело не с тем, что он может мыслить (или представлять), а с тем, что он может наблюдать (курсив мой – В.Ч.). С этой точки зрения состояние системы в момент времени, когда не проделывается никаких наблюдений, не может служить предметом рассмотрения, – пишет Борн. – Но как только проделано наблюдение, то обнаруженная с его помощью ситуация рассматривается как конечное состояние явления, определенное предварительно наблюденным начальным состоянием, а также (если иметь в виду будущие наблюдения) как начальное состояние для дальнейшего развития событий”[231].

Ясно, что барьером, препятствующим взаимопониманию двух оппонирующих сторон, является “принцип наблюдаемости”. И напрасно, как нам представляется, Борн противопоставляет двух Эйнштейнов – молодого и зрелого. Ведь в теории относительности принцип наблюдаемости имел именно мысленный или воображаемый характер, так как само “наблюдение” не вносило каких-либо нарушений в наблюдаемую ситуацию.

Когда Эйнштейн говорит о “реальности” квантомеханических процессов, он утверждает, что существует нечто аналогичное “вещи в себе”, которое адекватно не описывается квантовой теорией, ввиду чего последняя и является неполной. Тем самым он не исключает, что создание какой-то более совершенной теории (принципиально отличной от существующей, совершенствовать которую он считает бесперспективным занятием) может снова приблизить нас к идеалу классического описания природы.

Подобную возможность не исключает и Луи де Бройль: “Некоторые физики все еще проявляют величайшее отвращение к требованию отказаться от детерминизма, которое выдвигает современная квантовая физика... Такая точка зрения кажется явным преувеличением, ибо квантовая физика все же существует, а она индетерминистская.

Однако может случиться так, что в один прекрасный день физики вернутся на путь детерминизма и тогда нынешняя ступень науки будет казаться временным отходом, когда несовершенство наших знаний заставило нас на время отказаться от следования по пути строгого детерминизма явлений атомного масштаба”[232].

Основное возражение сторонников вероятностного истолкования микромира, как уже неоднократно об этом говорилось выше, сводится к тому, что неделимость кванта действия исключает возможность учитывать с помощью последующих поправок полное влияние приборов на измеряемый объект, в связи с чем мы не можем говорить о реальном, т.е. независимом от наблюдателя состоянии исследуемой системы. Однако из этого вовсе не следует, что нет смысла говорить о реальном состоянии микромира, которое существует объективно, т.е. независимо от наблюдателя. Другое дело, какова природа этого состояния – детерминистская или вероятностная. У Эйнштейна шансы оказаться правым (или неправым) примерно таковы же, как у его оппонентов. Он и сам понимает, что скорее всего это дело веры, а не каких бы то ни было рациональных аргументов. Именно поэтому спор между сторонниками интерпретаций Борна и сторонниками Эйнштейна по существу неразрешим, о чем и свидетельствует их неспособность убедить и даже понять друг друга. Речь ведь идет о глубинных, уходящих далеко в подсознание мотивах предпочтения, отдаваемое одним убеждениям перед другими, одной вере перед другой.

Наконец, отметим еще один поворот в развитии этой темы, связанный с иным, более архаическим и метафизическим толкованием терминов “детерминизм – индетерминизм”, когда последний означает “свободу выбора” или “свободу воли”. Он связан с попытками В.Паули указать на зависимость характера наших знаний о микромире от свободного решения наблюдателя. Согласно принципу дополнительности наблюдатель не может одновременно получить информацию о координате и импульсе частицы. Он может это сделать, поочередно производя выбор между двумя взаимно исключающими экспериментальными устройствами. Вследствие этого “каждый выигрыш знаний посредством наблюдения должен быть оплачен безвозвратной потерей других знаний. Какие знания приобрести и какие безвозвратно утратить – решает экспериментатор... На этой возможности свободного выбора взаимно дополнительных экспериментальных устройств покоится индетерминистический характер законов природы, постулируемый квантовой механикой”[233].

Поэтому “наблюдение приобретает характер иррационального (курсив мой – В.Ч.), однократного события с непредсказуемым заранее результатом”[234]. Это значит, что неконтролируемое взаимодействие измерительных устройств с наблюдаемой системой создает нам каждый раз “новый феномен”, т.е. при повторном измерении система будет изменяться непредсказуемым образом.

Этому иррациональному аспекту, по мнению Паули, противостоит рациональный аспект абстрактного порядка возможностей, связанный с понятием математического понятия вероятности и пси-функции.

Если попытаться сформулировать краткий итог, пользуясь достаточно знакомыми в современной эпистемологии и историографии науки терминами, то невольно напрашивается аналогия, связанная с тематическим анализом Дж.Холтона, где темы выступают в качестве диалектически связанных парных категорий, каковыми в данном случае выступают противоположные понятия: детерминизм – вероятность, детерминизм – индетерминизм, наблюдаемое – ненаблюдаемое.

Каждая из этих пар проектирует соответствующие пути исследования, выбор проблем, методов и концептуального аппарата. Так принятие в качестве отправной точки вероятностного мира как первичного, основного и несводимого далее ни к чему другому имплицировало статистическую интерпретацию квантовой физики, принцип дополнительности, принцип наблюдаемости – словом, все те черты квантовой механики, которые ей придали ее главные творцы – Гейзенберг, Бор, Борн, Паули. Они считали теорию квантовой механики полной и окончательной, что в настоящее время большая часть физиков не оспаривает.

Изречение Бора, что квантовая механика преподала нам урок по теории познания, по моему мнению, заключает Борн, не опровергается новым развитием, оно приобретает еще более глубокий смысл. Поэтому остаются также разумными и те рассуждения Бора по аналогии, в которых понятие дополнительности переносится на другие области, такие как биология, психология, философия, политика и др. И нет необходимости отказываться от того обогащения нашего мышления, которое предоставляют нам эти соображения.

Один из основных итогов нововведений в физике микромира состоит в том, что развитые в ней понятия вероятности и дополнительности[235], представления о единстве рационального и иррационального, наблюдателя и наблюдаемого вышли далеко за пределы этой науки, активно внедрились в другие сферы мысли, явившись одной из существенных черт новейшей интеллектуальной революции. Дискуссия же между Эйнштейном и сторонниками вероятностного подхода является образцовой иллюстрацией одного из механизмов всякой интеллектуальной революции, заключающегося во взаимодействии традиционного и новационного, в их конфликте, сосуществовании, в частичном или полном доминировании одного из этих факторов.