Главы 10-11

В.Гейзенберг.

Физика и философи

В.Гейзенберг, Физика и философия, М., Наука, 1989, сс. 3-132.

Перевод с немецкого И. А. Акчурина и Э. П. Андреева

Главы 10-11

X. ЯЗЫК И РЕАЛЬНОСТЬ В СОВРЕМЕННОЙ ФИЗИКЕ

В истории науки поразительные открытия и новые идеи всегда приводили к

научным дискуссиям; эти дискуссии вызывают появление полемических

публикаций, и такая критика часто совершенно необходима для развити

последних. Но эти споры почти никогда ранее не достигали той степени

резкости, которую они приобрели после создания теории относительности, а

также -- в меньшей степени -- квантовой теории. В обоих случаях научные

проблемы в конечном счете были связаны даже со спорными вопросами политики,

и некоторые физики пытались содействовать победе своих взглядов, прибегая к

помощи политических методов. Эту бурную реакцию на новейшее развитие

современной физики можно понять, только признав, что это развитие привело в

движение сами основы физики и, возможно, естествознания вообще и что это

движение вызвало ощущение, будто вся почва, на которую опираетс

естествознание, уходит из-под наших ног. Но вместе с тем это означает,

пожалуй, и то, что еще не найден правильный язык, на котором можно говорить

о новом положении дел, и что неточные и отчасти неправильные утверждения,

высказанные в ряде случаев в пылу воодушевления новыми открытиями, вызвали

появление всякого рода недоразумений. Здесь речь идет в самом деле о

трудноразрешимой, принципиальной проблеме. Усовершенствованна

экспериментальная техника нашего времени ввела в поле зрения естествознани

совершенно новые стороны явлений природы, стороны, которые не могут быть

описаны с помощью понятий повседневной жизни или только с помощью понятий

предшествующей физики. Но в таком случае, каким языком они должны

описываться?

Первичным языком, который вырабатывают в процессе научного уяснени

фактов, является в теоретической физике обычно язык математики, а именно --

математическая схема, позволяющая физикам предсказывать результаты будущих

экспериментов. Физик может довольствоваться тем, что он обладает

математической схемой и знает, как можно ее применять для истолкования своих

опытов. Но ведь он должен говорить о своих результатах также и не физикам,

которые не будут удовлетворены до тех пор, пока им не будет дано объяснение

и на обычном языке, на языке, который может быть понят каждым. Но и дл

физика возможность описания на обычном

языке является критерием того, какая степень понимания достигнута в

соответствующей области. В каком объеме возможно вообще такое описание?

Можно ли, например, говорить о самом атоме? Это настолько же языковая,

насколько и физическая проблема, и поэтому прежде всего необходимо сделать

несколько замечаний о языке вообще и о научном языке в особенности.

Язык был создан человеческой расой в доисторическое время как средство

для передачи сообщений и как основа для мышления. Мы мало знаем о различных

ступенях его формирования. Но, во всяком случае, ныне язык содержит большое

количество понятий, которые могут рассматриваться как целесообразный

инструмент для более или менее однозначной передачи сообщений о событиях

повседневной жизни. Эти понятия были выработаны постепенно, в процессе

использования языка, без критического анализа. При этом предполагается, что

если некоторое слово употребляется достаточно часто, следовательно, мы более

или менее точно знаем, что оно означает. Хорошо известен факт, что слова

определены не столь четко, как это может показаться на первый взгляд, и что

они обладают только некоторой ограниченной областью применения: например,

можно говорить о куске дерева или о куске железа, но нельзя говорить о куске

воды. Слово "кусок" не допускает его применения к жидким телам. Приведем

другой пример. Бор при объяснении ограниченной применимости понятий обычно с

большой охотой рассказывает следующую историю. Маленький мальчик приходит в

магазин с пфенингом в руке и спрашивает: "Могу я у вас купить за один

пфенинг конфетную смесь?" Продавец берет две конфеты из своих ящиков, дает

их мальчику и говорит: "Смесь ты можешь сделать из них сам". Несколько более

серьезный пример проблематичного соотношения слов и понятий представляет

собой факт применения слов "красный" и "зеленый" дальтониками, хотя здесь,

очевидно, границы применения этих слов дальтониками должны проходить совсем

иначе, чем у других людей.

Эта принципиальная непосредственность смысла слов была осознана,

разумеется, очень давно и вызвала желание давать определения, т. е., как

гласит определение слова "определение", устанавливать границы, указывающие,

где это слово может применяться, а где нет. Но определения могут быть даны,

естественно, только с помощью других понятий, и в конце концов мы должны

будем все-таки полагаться на некоторые понятия, которые принимаются так, как

они есть, без анализа и определений.

В греческой философии проблема выражения понятий в языке была важнейшим

предметом исследований со времен Сократа, жизнь которого представляла собой,

если следовать ее художественному изображению в диалогах Платона, постоянное

обсуждение содержания языковых понятий и границ наших средств выражения.

Чтобы создать прочное основание для научного мышления, Аристотель в своих

логических работах предпринял попытку проанализировать языковые формы и

исследовать формальную структуру про-

цесса вывода и заключений независимо от их содержания. На этом пути он

достиг такой степени абстракции и точности, которая до того была не известна

греческой философии, и тем самым в наивысшей степени содействовал выяснению

и установлению определенного порядка в нашем способе мышления. Он фактически

создал основы научного языка.

С другой стороны, логический анализ приносит с собой и опасность

слишком большого упрощения. В логике внимание направлено на специальные

языковые структуры, на однозначное связывание посылок и заключений, на

простые схемы рассуждений. Всеми другими языковыми структурами в логике

пренебрегают. Эти структуры могут получаться, например, благодар

ассоциациям между определенными промежуточными значениями слов; так,

например, второстепенное значение слова, почти не оставляющее следа в нашем

сознании, может все же существенно повлиять на содержание предложения, когда

это слово произнесено. Тот факт, что любое слово может вызвать в нашем

мышлении многие, только наполовину осознаваемые движения, может быть

использован для того, чтобы выразить с помощью языка определенные стороны

действительности более отчетливо, чем это было бы возможно с помощью

логической схемы. Поэтому поэты часто выступали против такого

преувеличенного подчеркивания логических схем в языке и мышлении, могущего

привести к тому, что язык станет не пригоден для той цели, для какой он был

первоначально создан. Здесь можно, например, напомнить известные слова, с

которыми Мефистофель в "Фаусте" Гете обращается к ученику:

Цените время: дни уходят невозвратно!

Но наш порядок даст привычку вам

Распределять занятья аккуратно.

А потому, мой друг, на первый раз,

По мне, полезно было бы для вас

Курс логики пройти в ее границах

Начнут сейчас дрессировать ваш ум,

Держа его в ежовых рукавицах,

Чтоб тихо он без лишних дум

И без пустого нетерпень

Всползал по лестнице мышленья,

Чтоб вкривь и вкось, по всем путям,

Он не метался там и сям.

Затем внушат вам, ради той же цели,

Что в нашей жизни всюду, даже в том,

Что прежде сразу делать вы умели, --

Как, например, питье, еда, --

Нужна команда "раз, два, три" всегда.

Так фабрикуют мысли. С этим можно

Сравнить хоть ткацкий, например, станок.

В нем управленье нитью сложно:

То вниз, то вверх снует челнок,

Незримо нити в ткань сольются;

Один толчок -- сто петель вьются.

Подобно этому, дружок,

И вас философ поучает!

"Вот это -- так и это -- так,

А потому и это -- так,

И если первая причина исчезает,

То и второму не бывать никак".

Ученики пред ним благоговеют,

Но ткань соткать из нитей не сумеют

Иль вот: живой предмет желая изучить,

Чтоб ясное о нем познанье получить, --

Ученый прежде душу изгоняет

Затем предмет на части расчленяет

И видит их, да жаль: духовная их связь

Тем временем исчезла, унеслась! 14

Это место содержит достойное восхищения описание структуры языка и

обоснованную критику узости обычных логических схем.

С другой стороны, наука ведь должна основываться на языке как на

единственном средстве передачи сообщений, и поэтому там, где проблема

однозначности имеет большую важность, логические схемы должны играть свою

роль. Специфическая трудность в этом пункте может быть, пожалуй, описана

следующим образом. В естествознании мы пытаемся единичное вывести из общего:

единичное явление должно быть понято как следствие простых общих законов.

Эти общие законы, когда они формулируются в языке, могут содержать только

некоторые немногие понятия, ибо, в противном случае, законы были бы не

простыми и не всеобщими. Из этих понятий должно быть выведено далее

бесконечное многообразие возможных явлений, и при этом не только качественно

и приближенно, но и с огромной степенью точности в отношении всякой детали.

Становится очевидным, что понятия обыденного языка, определенные, как

правило, столь неточно и нечетко, никогда не позволили бы сделать такой

вывод. Если из заданных посылок следует цепь заключений, то общее число

возможных членов в цепи зависит от точности посылок. Поэтому в

естествознании основные понятия общих законов должны быть определены с

предельной степенью точности, а это возможно только с помощью математической

абстракции.

Подобное же положение может иметь место и в других науках -- в них

также могут стать необходимыми точные определения, например в юриспруденции.

Но здесь общее число членов в цепи заключений никогда не бывает очень

большим; поэтому здесь нет необходимости в совершенной точности, и в

большинстве случаев мало-мальски точные определения оказываются исчерпывающе

сформулированными с помощью понятий обыденного языка.

В теоретической физике мы пытаемся понять группы явлений, ввод

математические символы, которые могут быть поставлены в соответствие

некоторым фактам, а именно результатам измерений. Для символов мы находим

имена, которые делают ясной их связь с измерением. Этим способом символы

связываются, следовательно, с обыденным языком. Но затем символы связываютс

между собой

с помощью строгой системы определений и аксиом, и в конце концов законы

природы приобретают вид уравнений между символами. Бесконечное многообразие

решений этих уравнений соответствует тогда бесконечному многообразию

единичных явлений, возможных в данной области природы. Таким образом,

математическая схема отображает рассматриваемую группу явлений в той мере, в

которой соблюдаются соотношения между символами и измерениями. Эти

соотношения позволяют также затем выразить сами законы природы в понятиях

обыденного языка, так как наши эксперименты, состоящие из действий и

измерений, всегда могут быть описаны этим языком.

Конечно, в процессе расширения наших научных знаний увеличивается и

сфера применимости языка. Вводятся новые понятия, а старые начинают

употребляться в новых областях в ином смысле, чем при их употреблении в

обычном языке. Такие слова, как энергия, электричество, энтропия,

представляют собой хорошо известные примеры. Так мы развиваем научный язык,

который можно рассматривать как естественное расширение обычного языка,

пригодное для заново создающихся научных областей.

В прошлом столетии в физику был введен ряд новых понятий, и в некоторых

случаях понадобилось значительное время, прежде чем физики привыкли к

употреблению этих новых понятий. Понятие "электромагнитного поля", например,

в известном смысле содержалось уже в работах Фарадея, и то, что позднее

стало фундаментом теории Максвелла, не легко и не сразу было принято

физиками, которые ранее свое внимание направляли прежде всего на изучение

механического движения материи. Введение этого понятия было связано с

изменением основных научных представлений, а такие изменения никогда не

могут протекать легко.

Несмотря на это, все понятия, введенные в физику до конца прошлого

столетия, образовали замкнутую систему, которая может быть применена к

широкому кругу явлений; эта система вместе с более ранними понятиями

образовала язык, который может с успехом применяться в исследованиях не

только ученых, но и техников, и инженеров. К основным представлениям этого

языка принадлежат предположения о том, что последовательность событий во

времени полностью независима от их расположения в пространстве, что в

реальном пространстве справедлива евклидова геометрия и что процессы в

пространстве и во времени происходят независимо от того, наблюдаются они или

нет. Конечно, никто не оспаривал, что всякое наблюдение оказывает

определенное воздействие на явление, которое должно наблюдаться, но в общем

предполагалось, что благодаря достаточно осторожному проведению

экспериментов это влияние можно сделать в конце концов сколь угодно малым.

Это казалось действительно необходимым условием осуществления идеала

объективности, считавшегося основой всего естествознания.

В это до некоторой степени спокойное состояние физики квантовая теори

и специальная теория относительности внесли внезапное, сначала медленное, а

затем постепенно убыстряющееся изменение

основ естествознания. Первые бурные дискуссии вспыхнули о проблемах

пространства и времени, поставленных теорией относительности. Как следует

говорить о новом положении дел? Следует ли рассматривать лоренцово

сокращение движущихся тел как действительное или только как кажущееся?

Следует ли говорить, что структура пространства и времени действительно

отлична от той, которую предполагали ранее, или же следует только сказать,

что экспериментальные результаты при их теоретическом истолковании

математически надо связывать таким образом, чтобы это соответствовало этой

новой структуре, в то время как пространство и время как всеобщие формы

созерцания, в которых мы воспринимаем мир, остаются тем, чем они всегда

были? Действительной проблемой, стоявшей за многими этими спорными

вопросами, являлся тот факт, что не существовало никакого языка, на котором

можно было бы непротиворечиво говорить о новой Ситуации. Обычный язык

основывался на старых понятиях о пространстве и времени, и только этот язык

представлял собой средство однозначной передачи сообщений о расположении

приборов и результатах измерений. Но одновременно эксперименты показывали,

что старые понятия могут быть применены не повсюду.

Естественным исходным пунктом при истолковании теории относительности

явилось поэтому то обстоятельство, что в предельном случае очень малых

скоростей (скоростей, малых в сравнении со скоростью света) новая теори

оказалась практически тождественной с предшествующей. Поэтому эта теори

сама показывала, как следовало интерпретировать математические символы, как

их поставить в связь с экспериментом и с понятиями обычного языка.

Фактически только благодаря этой связи преобразования Лоренца в данном

случае были найдены уже довольно рано. В этой области, стало быть, не было

никакой неясности относительно значения слов и символов. Фактически этих

связей было уже достаточно, чтобы применять теорию ко всей области

эксперимента, имеющей отношение к проблеме относительности. Поэтому спорные

вопросы о "реальном" или "кажущемся" лоренцовом сокращении или о смысле

слова "одновременно" и т. д., собственно говоря, никакого отношения не имеют

к фактам, а касаются только языка.

С другой стороны, относительно языка с течением времени было признано,

что, возможно, не следует слишком строго настаивать на определенных

принципах. Всегда было трудно найти убедительные для всех критерии того,

какие понятия могут применяться в языке и как их следует применять.

Возможно, правильнее и проще подождать дальнейшего развития языка, который

через некоторое время благодаря этому развитию будет соответствовать новому

положению дел. В специальной теории относительности такое соответствие

фактически уже в значительной степени выработалось в последние пятьдесят

лет. Например, различие между "реальным" и "кажущимся" лоренцовым

сокращением просто исчезло. Слово "одновременный" в общем употребляется так,

как это соответствует опре-

делению, данному в свое время Эйнштейном, в то время как для несколько

более сложного понятия, обсуждаемого в одной из предыдущих глав этой книги,

вошло в употребление выражение "пространственно подобный интервал" и т. д.

В случае общей теории относительности мысль о неевклидовом характере

геометрии реального пространства была самым резким образом оспорена

некоторыми философами, которые в данном случае утверждали, что уже сама

схема выполнения наших экспериментов предполагает справедливость евклидовой

геометрии.

Когда, например, механик пытается изготовить совершенно плоские

поверхности, он может это сделать следующим образом. Он изготовляет сначала

три поверхности примерно одинаковой величины, являющиеся более или менее

плоскими. Затем он прикладывает каждую пару из этих плоскостей друг к другу

в различных относительных положениях. Степень, в которой возможно теперь

взаимное прилегание при всевозможных положениях поверхностей, .ложно считать

мерой точности, с которой поверхности следует рассматривать как плоские.

Механик будет доволен тремя плоскостями только тогда, когда прилегание

каждой пары из них друг к другу имеет место одновременно во всех точках.

Когда это достигнуто, можно доказать математически, что на всех трех

поверхностях должна быть справедлива евклидова геометрия. Таким образом (так

аргументировал, например, Г. Динглер), уже наши собственные действи

направлены на то, чтобы выполнялась евклидова геометрия.

С точки зрения общей теории относительности здесь можно, естественно,

ответить, что изложенная аргументация доказывает только справедливость

евклидовой геометрии на малых расстояниях, а именно на расстояниях порядка

размеров наших экспериментальных установок. Точность, с которой здесь

справедлива евклидова геометрия, фактически столь велика, что описанный выше

процесс изготовления плоских поверхностей может быть осуществлен всегда.

Исключительно малые отклонения от евклидовой геометрии, еще имеющие место в

этой области, не будут замечены, так как поверхности изготовляются из

вещества, которое не является абсолютно твердым, а способно претерпевать

небольшие деформации, а также потому, что понятие "прилегание" не может быть

определено с совершенной точностью. Для поверхностей космического порядка

описанный процесс не может быть применен. Но это уже проблема не

экспериментальной физики.

Снова естественным исходным пунктом физического истолковани

математических схем общей теории относительности является тот факт, что

геометрия на малых расстояниях оказывается приблизительно евклидовой. В этой

области общая теория относительности сближается с классической теорией.

Поэтому здесь существует однозначная связь между математическими символами,

измерениями и понятиями обычного языка. Напротив, в достаточно больших

областях физически справедливой может оказаться неевклидова геометрия.

Фактически уже задолго до того, как была создана обща

теория относительности, возможность неевклидовой геометрии реального

пространства обсуждалась математиками, особенно Гауссом в Геттингене. Когда

Гаусс производил очень точные измерительно-геодезические работы, которые

велись на базе треугольника, образованного тремя горами: Брокеном в Гарце,

Инзельбергом в Тюрингии и Хохен-Хагеном близ Геттингена, он должен был также

очень тщательно проверить дополнительно, составляет ли сумма трех углов

треугольника действительно 180џ; он считал вполне допустимым обнаружение

отклонения, которое в таком случае доказало бы отступление от евклидовой

геометрии. Но на самом деле он не смог обнаружить в пределах точности своих

измерений никаких отклонений.

В случае общей теории относительности язык, на котором мы формулируем

общие законы, вполне соответствует научному языку математика, а для описани

самих экспериментов применяют, как всегда, обычные понятия, так как на малых

расстояниях евклидова геометрия справедлива с достаточной точностью.

Но самая трудная проблема в отношении применения языка возникает в

квантовой теории. Здесь нет никаких простых направляющих принципов, которые

бы нам позволили связать математические символы с понятиями обычного языка.

Единственное, что прежде всего знают, это тот факт, что наши обычные поняти

не могут быть применены к строению атома. Снова можно было бы считать

естественным исходным пунктом физического истолкования формализма тот факт,

что математическая схема квантовой механики для расстояний, больших по

сравнению с протяженностью атома, приближается к математической схеме

классической механики. Но даже это утверждение может быть высказано с

некоторыми оговорками. И для больших расстояний существует много решений

квантовомеханических уравнений, для которых найти аналогичные решения в

пределах классической физики невозможно. В таких квантовомеханических

решениях проявляет себя обсужденная выше интерференция вероятностей, вовсе

не существующая в классической физике. Поэтому даже в предельном случае

очень больших размеров связь математических символов, с одной стороны, с

измерениями и обычными понятиями -- с другой, нисколько не тривиальна. Чтобы

достигнуть однозначности такой связи, необходимо привлечь к рассмотрению еще

вторую сторону проблемы. Необходимо обратить внимание на то, что система,

которую следует рассматривать согласно методам квантовой механики, на самом

деле является частью значительно большей системы, в конечном счете -- всего

мира. Она находится во взаимодействии с этой большой системой, и мы должны

добавить еще, что микроскопические свойства большей системы, по крайней мере

в значительной степени, неизвестны. Эта формулировка, несомненно, правильно

описывает положение дел, ибо система вовсе не могла бы быть предметом

измерений и теоретических исследований, если бы она вообще не принадлежала к

миру явлений, если бы ее не связывало никакое взаимодействие с большей

системой, частью которой

является наблюдатель. Взаимодействие с этой большей системой, с ее в

значительной степени неизвестными, микроскопическими особенностями вводит

тогда в описание -- а именно и в квантовомеханическое, и в классическое

описание -- новый статистический элемент, который должен быть принят во

внимание при рассмотрении системы. В предельном случае больших размеров этот

статистический элемент в такой степени уничтожает результаты интерференции

вероятностей, что теперь квантовомеханическая схема действительно сближаетс

со схемой классической физики. В этом пункте можно поэтому установить

однозначную связь между математическими символами квантовой теории и

понятиями обычного языка, и этого соответствия оказывается фактически

достаточно также для истолкования экспериментов. То, что остается, -- это

проблемы, снова затрагивающие скорее область языка, чем область фактов, так

как понятие "факт" предполагает, что феномен может быть описан на обычном

языке.

Однако проблемы языка здесь приобретают значительно более серьезный

характер. Мы хотим каким-то образом говорить о строении атома, а не только о

наблюдаемых явлениях, к которым, например, относятся черные точки на

фотографической пластинке или водяные капли в камере Вильсона. Но на обычном

языке мы не можем этого сделать.

Анализ может быть продолжен теперь в двух совершенно противоположных

направлениях. Можно спросить, какой способ выражения относительно атомов

фактически укоренился среди физиков за 30 лет со времени формулировани

квантовой механики, или можно описать попытки формулировать точный научный

язык, соответствующий математической схеме квантовой теории.

В качестве ответа на первый вопрос можно подчеркнуть, что понятие

дополнительности, введенное Бором при истолковании квантовой теории, сделало

для физиков более желательным использовать двузначный язык вместо

однозначного и, следовательно, применять классические понятия несколько

неточным образом, соответствующим соотношению неопределенностей, попеременно

употребляя различные классические понятия. Если бы эти поняти

использовались одновременно, то это привело бы к противоречиям. Поэтому,

говоря о траекториях электронов, о волнах материи и плотности заряда, об

энергии и импульсе и т. д., всегда следует сознавать тот факт, что эти

понятия обладают только очень ограниченной областью применимости. Как только

это неопределенное и бессистемное применение языка приводит к трудностям,

физик должен вернуться к математической схеме и использовать ее однозначную

связь с экспериментальными фактами.

Это применение языка во многих отношениях довольно удовлетворительно,

напоминая подобное же употребление языка в повседневной жизни или в

поэтическом творчестве. Мы констатируем, что ситуация дополнительности

никоим образом не ограничена миром атома. Может быть, мы сталкиваемся с ней,

когда размышляем

о решении и о мотивах нашего решения или когда выбираем, наслаждатьс

ли музыкой или анализировать ее структуру. С другой стороны, если

классические понятия применяются подобным образом, то они всегда сохраняют

некоторую неопределенность; они приобретают в отношении реальности тот же

самый статистический смысл, какой примерно получают понятия классического

учения о теплоте при их статистической интерпретации. Поэтому здесь,

возможно, полезно краткое обсуждение статистических понятий термодинамики.

Понятие "температура" выступает в классической теории теплоты как

понятие, описывающее объективные черты реальности, объективное свойство

материи. В повседневной жизни довольно легко определить с помощью

термометра, что мы понимаем под утверждением, что некоторое тело имеет

определенную температуру. Но если мы хотим определить, что могло бы означать

понятие "температура атома", то, даже если исходить при этом из понятий

классической физики, мы все равно оказываемся в очень затруднительном

положении. В самом деле, мы не можем понятие "температура атома" сопоставить

с каким-нибудь разумно определенным свойством атома, а должны в известной

степени связать его с недостаточностью наших знаний об атоме. Значение

температуры может быть поставлено в связь с определенными значениями

статистических ожиданий некоторых свойств атома, но есть основание

сомневаться в том, следует ли называть такую величину статистического

ожидания объективной. Понятие "температура атома" определенно ненамного

лучше, чем понятие "смесь" в истории о маленьком мальчике, покупавшем

конфетную смесь.

Подобным же образом в квантовой теории все классические понятия, когда

их применяют к атому, определены столь же расплывчато, как и понятие

"температура атома", -- они связаны со статистическими ожиданиями, только в

редких случаях статистические ожидания могут почти граничить с

достоверностью. Снова это подобно тому, как в классической теории теплоты

затруднительно называть объективным статистическое ожидание. Можно было бы

назвать его объективной тенденцией, "потенцией" в смысле философии

Аристотеля. На самом деле я полагаю, что язык, употребляемый физиками, когда

они говорят об атомных процессах, вызывает в их мышлении такие же

представления, что и понятие "потенция". Так физики постепенно действительно

привыкают рассматривать траектории электронов и подобные понятия не как

реальность, а скорее как разновидность "потенций". Язык, по крайней мере в

определенной степени, уже приспособился к действительному положению вещей.

Но он не является настолько точным языком, чтобы его можно было использовать

для нормальных процессов логического вывода, этот язык вызывает в нашем

мышлении образы, а одновременно с ними и чувство, что эти образы обладают

недостаточно отчетливой связью с реальностью, что они отображают только

тенденции стать действительностью.

Неточность этого употребляемого физиками языка, заключенная в самой его

сущности, привела к попыткам развить отличный от него точный язык,

допускающий разумно определенные логические схемы в точном соответствии с

математической схемой квантовой теории Из этих попыток, которые ранее были

предприняты Биркгоффом и фон Нейманом и недавно еще более обстоятельно фон

Вейцзеккером, следует, что математическая схема квантовой теории может быть

истолкована как расширение или модификация классической логики. Должна быть

явно изменена, в частности, основная аксиома классической логики. В

классической логике предполагалось, что, поскольку некоторое утверждение

вообще имеет какой-либо смысл, то или это утверждение, или отрицание

утверждения должны быть истинными. Из двух высказываний -- "здесь есть стол"

и "здесь нет стола" -- или первое, или второе утверждение должно быть

истинным. "Tertium non datur", третья возможность не существует. Может

случиться, что мы не знаем, правильно ли утверждение или его отрицание, но

"в действительности" истинно только одно из них.

В квантовой теории этот закон "tertium non datur" должен быть,

очевидно, изменен. Против всякого изменения этой основной аксиомы можно,

естественно, сразу же возразить в том плане, что эта аксиома справедлива в

обычном языке и что мы должны говорить на этом языке по крайней мере об

изменении логики именно этого языка. Поэтому имело бы место внутреннее

противоречие, если бы мы пожелали на обычном языке описать логическую схему,

которая не находит в нем применения. Однако в этом пункте фон Вейцзеккер

разъяснил, что необходимо учитывать различные ступени языка.

Первая ступень имеет дело с объектами, например с атомами или

электронами Вторая ступень относится к высказываниям об объектах. Треть

может относиться к высказываниям о высказываниях об объектах. В таком случае

на различных уровнях можно было бы пользоваться различными логическими

схемами. Правда, в конечном счете необходимо перейти к обычному языку и тем

самым к классической логике. Но фон Вейцзеккер предлагает рассматривать

классическую логику в отношении квантовой логики подобным же образом

"априорно", как априорно предстает классическая физика в квантовой теории.

Классическая логика оказалась бы тогда содержащейся в квантовой логике как

своего рода предельный случай, однако последняя представляла бы собой

все-таки более общую логическую схему.

При возможном изменении классической логики необходимо иметь дело

прежде всего со ступенью языка, относящейся к самим объектам. Рассмотрим,

например, атом, движущийся в замкнутом ящике, который, допустим, разделен

стенкой на две равные части. Пусть в стенке имеется маленькое отверстие, так

что атом может случайно перелетать из одной половины в другую. Тогда,

согласно классической логике, атом может находиться или в левой, или в

правой половине ящика. Не существует никакой третьей возможности, "tertium

non datur". Однако в квантовой теории необходимо доба-

вить, поскольку вообще применяются слова "атом" и "ящик", что имеютс

еще другие возможности, которые представляют из себя странного рода смеси

обеих ранее перечисленных возможностей. Эти смеси необходимы, чтобы

объяснить результаты наших опытов. Можно, например, наблюдать свет,

рассеянный атомом. При этом возможно провести три опыта. В первом атом

заключен только в левой половине ящика (например, благодаря тому, что

отверстие закрыто) , и измеряется распределение интенсивностей рассеянного

света. Во втором опыте атом заключен только в правой половине ящика, и снова

измеряется рассеяние света. Наконец, в третьем опыте атом может свободно

перемещаться по всему ящику туда и сюда, и опять с помощью измерительных

приборов исследуется распределение интенсивностей рассеянного света. Если бы

теперь атом постоянно находился или в левой, или в правой половине ящика, то

распределение интенсивностей в третьем опыте должно было бы представлять

собой смесь обоих предыдущих распределений интенсивности (в отношении,

соответствующем промежуткам времени, которые атом проводит в одной и другой

половине). Однако эксперимент показывает, что, вообще говоря, это не так.

Действительное распределение интенсивностей вследствие рассмотренной ранее

интерференции вероятностей изменяется.

Для того чтобы иметь возможность говорить об этой ситуации, фон

Вейцзеккер ввел понятие "значение истинности". Любому простому

альтернативному высказыванию типа "атом находится в левой (или в правой)

половине ящика" сопоставляется как мера его "значения истинности" некоторое

комплексное число. Если это число равно единице, значит высказывание

истинно. Если число равно О, значит высказывание ложно. Но возможны и другие

значения Квадрат абсолютного значения комплексного числа дает вероятность

того, что высказывание является истинным. Сумма обеих вероятностей,

относящихся к обеим частям альтернативы (в нашем случае -- слева, справа),

должна равняться единице. Но любая пара комплексных чисел, сопоставляема

обеим частям альтернативы, представляет собой, согласно определению

Вейцзеккера, высказывание непременно истинное, если данные числа имеют

именно эти значения; обоих чисел, например, было бы достаточно, чтобы

охарактеризовать описанный эксперимент по измерению распределени

интенсивностей рассеянного света. Если слово "высказывание" применяют

подобным образом, то понятие "дополнительности" можно ввести с помощью

следующего определения: всякое высказывание, не тождественное ни с одним из

пары альтернативных высказываний -- в нашем специальном случае ни с

высказыванием "атом находится в левой половине", ни с высказыванием "атом

находится в правой половине ящика", -- будет называться дополнительным по

отношению к этим высказываниям. Для всякого дополнительного высказывани

вопрос о том, находится ли атом слева или справа, неопределен. Однако

выражение "неопределенно" никоим образом не эквивалентно выражению

"неизвестно". "Неизвестно" означало бы, что

атом в действительности находится или слева, или справа, и что мы

только не знаем, где он находится. А "неопределенно" указывает на отличную

от этого ситуацию, которая может быть описана с помощью дополнительного

высказывания.

Эта общая логическая схема, детали которой здесь не могут быть

приведены, точно соответствует математическому формализму квантовой теории.

Она образует основу точного языка, который можно употреблять для описани

строения атома. Однако применение такого языка все-таки ставит ряд трудных

проблем, из числа которых мы хотим упомянуть здесь только две: соотношение

различных ступеней языка и выводы относительно лежащей в основе его

онтологии.

В классической логике для соотношения различных уровней характерно

однозначное соответствие. Два высказывания -- "атом находится в левой

половине" или "истинно, что атом находится в левой половине" -- логически

относятся к различным уровням. В классической логике оба эти высказывания,

однако, полностью эквивалентны, то есть -- они оба или истинны, или оба

ложны. Невозможно, чтобы одно было истинным, а другое -- ложным. Однако в

логической схеме дополнительности это соотношение запутаннее. Истинность или

ложность первого высказывания действительно влечет истинность или ложность

второго высказывания. Но ложность второго высказывания не влечет ложность

первого высказывания. Если второе высказывание ложно, то находится ли атом в

правой половине, с полной определенностью еще утверждать нельзя. Атом не

обязательно должен находиться в правой половине. Полная эквивалентность

обоих уровней языка относительно истинности высказываний еще сохраняется, но

относительно ложности -- уже нет. С этой точки зрения можно понять так

называемую "устойчивость классических законов в квантовой теории": всюду,

где применение к данному эксперименту законов классической физики приводит к

определенному выводу, этот же результат будет следовать и из квантовой

теории, и экспериментально это также будет выполняться.

Последующей целью попытки Вейцзеккера является применение

модифицированных логических схем также и на более высоких уровнях языка,

однако эти вопросы не могут быть здесь обсуждены.

Вторая проблема, которую надо здесь кратко обсудить, касаетс

онтологии, лежащей в основе модифицированной логической схемы. Если пара

комплексных чисел характеризует в только что описанном смысле некоторое

высказывание, то должны существовать в природе состояние или ситуация, в

которых это высказывание является истинным. Попробуем в этой связи

употреблять слово "состояние". "Состояния", соответствующие дополнительным

высказываниям, будут тогда называться, согласно Вейцзеккеру,

"сосуществующими состояниями". Это выражение "сосуществующие" правильно

описывает положение дел; в самом деле, было бы затруднительно назвать их,

например, "различными состояниями", потому что каждое состояние в

определенной степени содержит и другие "сосуществующие

состояния". Это понятие "состояния" представляло бы собой в таком

случае первое определение квантовомеханической онтологии. Но тогда сразу же

будет ясно, что употребление слова "состояние", особенно выражени

"сосуществующее состояние", связано с онтологией, столь отличной от обычной

материалистической онтологии, что можно сомневаться, целесообразно ли еще

здесь применение такой терминологии. Если, с другой стороны, слово

"состояние" понимать в том смысле, что оно обозначает скорее возможность,

чем реальность, -- можно даже просто заменить слово "состояние" словом

"возможность", -- то понятие "сосуществующие возможности" представляетс

вполне приемлемым, так как любая возможность может включать другую

возможность или пересекаться с другими возможностями.

Все эти сложные определения и различия можно обойти, если ограничить

применение языка описанием фактов, т. е. в нашем случае -- результатов

экспериментов. Но если говорить о самих атомных частицах, то необходимо или

использовать (как дополнение к обычному языку) только математическую схему,

или комбинировать ее с языком, который употребляет измененную логику или

вообще не пользуется никакой разумно определенной логикой.

В экспериментах с атомными процессами мы имеем дело с вещами и фактами,

которые столь же реальны, сколь реальны любые явления повседневной жизни. Но

атомы или элементарные частицы реальны не в такой степени. Они образуют

скорее мир тенденций или возможностей, чем мир вещей и фактов.

XI. РОЛЬ НОВОЙ ФИЗИКИ В СОВРЕМЕННОМ РАЗВИТИИ ЧЕЛОВЕЧЕСКОГО МЫШЛЕНИЯ

Философские выводы современной физики были обсуждены в различных

разделах этой книги. Это обсуждение было проведено с той целью, чтобы

показать, что эта новейшая область естествознания во многих своих чертах

затрагивает весьма древние тенденции мышления, что она на новой основе

приближается к некоторым из древнейших проблем. Вероятно, в порядке общего

предположения можно сказать, что в истории человеческого мышления наиболее

плодотворными часто оказывались те направления, где встречались два

различных способа мышления. Эти различные способы мышления, по-видимому,

имеют свои корни в различных областях человеческой культуры или в различных

временах, в различной культурной среде или в различных религиозных

традициях. Если они действительно встречаются, если по крайней мере они так

соотносятся друг с другом, что между ними устанавливается взаимодействие, то

можно надеяться, что последуют новые и интересные открытия. Атомная физика,

являющаяся частью современного естествознания, проникла в наше время в

различные области культуры. Она изучается не только в Европе и в западных

странах, где она принадлежит к естественнонаучной и технической

деятельности, которая имела место еще задолго до создания квантовой

механики, но она изучается и на Дальнем Востоке в таких странах, как Япония,

Китай и Индия, с их чрезвычайно своеобразными культурными традициями, и в

России, где уже около 40 лет проверяется новый способ мышления, который

связан как с особенностями европейского научного развития XIX века, так и с

совершенно самостоятельными традициями самой России. Конечно, последующее

рассмотрение не имеет своей целью предсказание результатов встречи между

идеями современной физики и традиционными идеями. Однако, видимо, можно

указать пункты, в которых взаимодействие между различными идеями может

произойти.

Если рассматривать, каким образом шло распространение современной

физики, то его, конечно, не надо отрывать от мирового распространени

естествознания, техники, медицины, иными словами, всей современной

цивилизации. Современная физика есть только звено длинной цепи развития,

которое началось работами Бэкона, Галилея и Ньютона и практическим

применением естествознани

в XVII и XVIII веках. С самого начала возникла взаимопомощь

естествознания и техники. Успехи техники, совершенствование инструментов и

приборов, создание новой аппаратуры для измерения и наблюдения создавали

основу для более полного и более точного эмпирического знания о природе.

Прогресс в познании природы и, наконец, математическая формулировка законов

природы открывали путь для нового применения этого знания в технике. Так,

например, открытие телескопа дало возможность астрономам точнее измерять

движение звезд в сравнении с тем, как это было прежде. Благодаря этому были

достигнуты успехи в астрономии и в небесной механике.

С другой стороны, точное знание механических законов имело большое

значение для совершенствования механических приборов, для создания машин,

преобразующих энергию, и т. д. Победное шествие этой связи естествознания и

техники началось с того момента, когда научились ставить на службу человеку

некоторые силы природы. Например, энергия, которая содержится в угле,

оказалась способной производить ряд работ, которые прежде должны были

выполняться самими людьми. Отрасли промышленности, которые развились на базе

этих новых возможностей, можно рассматривать прежде всего как естественное

продолжение и развитие древнего ремесла. Во многих случаях действия машины

подобны действиям, которые присущи старому ручному труду, и работы на

химических фабриках могут рассматриваться как продолжение работы в

красильнях и аптеках старого времени. Но позднее были созданы совершенно

новые отрасли промышленности, например электротехника, которая не имела

никакого сходства с ремеслом. Проникновение естествознания в более

отдаленные области природы дало возможность инженерам использовать силы

природы, которые прежде были почти неизвестны. А точное знание этих сил в

виде математически сформулированных законов природы, которым подчиняются эти

силы, образовало прочную основу для создания разнообразных машин.

Громадный успех, обусловленный связью естествознания и техники, привел

к большому перевесу тех наций, государств и обществ, которые стояли на почве

технической цивилизации. Естественным следствием был факт, что интерес к

естествознанию и технике в настоящее время подхвачен и другими нациями,

которые по своим традициям не имели склонности к естествознанию или технике.

Наконец, современные средства сообщения и связи завершили процесс

распространения технической цивилизации. Этот процесс изменил до основани

жизненные условия на Земле, и одобряют его или нет, признают его успехи или

его опасность, со всей определенностью надо подчеркнуть, что он давно

перерос контроль со стороны человека. Его можно скорее рассматривать как

биологический процесс, при котором структуры, действующие в человеческом

организме, переносятся во все большем объеме на окружающую людей среду, и

эта среда приводится в состояние, которое соответствует увеличивающемус

населению Земли.

Современная физика принадлежит к новейшему этапу развития связи

естествознания и техники, и ее, к несчастью, самый очевидный результат --

атомная бомба -- показал наиболее резко существо этого развития. С одной

стороны, оказалось ясным, что изменения, которые возникли на Земле благодар

связи естествознания и техники, не могут рассматриваться только под углом

зрения оптимизма; по крайней мере частично оправдываются взгляды людей,

предостерегавших от опасности таких радикальных изменений наших естественных

условий жизни. С другой стороны, процесс развития принудил тех, кто пыталс

держаться как можно дальше от этой опасности, обратить самое серьезное

внимание на новое развитие, так как ведь очевидно, что политическая власть в

смысле военной силы в будущем будет основана на обладании атомной бомбой.

В задачи данной книги не входит подробное обсуждение политических

последствий применения ядерной физики. Но несколько слов все же должно быть

сказано по этому поводу, так как именно проблемы, связанные с атомной

бомбой, прежде всего возникают в головах людей, когда заходит речь об

атомной физике. Открытие новых видов оружия, в особенности термоядерного,

без сомнения, изменило политическую структуру мира. Решающее изменение

произошло с понятием "независимых" наций и государств, так как каждая нация,

которая не обладает таким оружием, в какой-то степени зависит от нескольких

наций, которые обладают таким оружием и могут его производить в большом

количестве. Но попытка вести войну в больших размерах с помощью такого

оружия, по сути дела, представляет собой бессмысленное самоубийство. Поэтому

часто слышен оптимистический вывод, что война устарела, что она теперь не

может начаться. Этот взгляд, к сожалению, основывается на одном из многих

слишком оптимистических упрощений; напротив, абсурдность ведения войны с

применением термоядерного оружия может оказаться стимулом к войнам малого

масштаба. Если какая-нибудь нация или политическая группа убеждены на основе

своего исторического или морального права в необходимости изменени

современного положения в мире, то она будет считать, что применение для этой

цели разрешенных видов оружия не приведет к большому риску. Они будут

уверены, что противник не прибегнет к атомному оружию, так как в этом

сложном вопросе исторически и морально противник окажется неправым и не

решится на большую атомную войну. Эта ситуация, напротив, должна побудить

другие нации категорически заявлять, что они прибегнут к атомному оружию в

случае малых войн, в которых они подвергнутся нападению. Таким образом,

очевидно, что опасность сохранится. По-видимому, мир в какие-нибудь 20 или

30 лет изменится так сильно, что опасность войны в большом масштабе с

применением всех средств уничтожения станет много меньше или совсем

исчезнет. Однако путь к этому новому состоянию полон опасностей.

Как и во все прежние времена, нужно отдавать отчет в том, что то, что

кажется оправданным исторически и морально для одной сторо-

ны, может оказаться неоправданным для другой. Сохранение status quo не

всегда бывает правильным решением. Напротив, по-видимому, чрезвычайно важно

найти мирный путь к урегулированию международного положения. Во многих

случаях вообще очень трудно найти правильное решение. Поэтому, пожалуй, не

будет пессимистическим сказать, что только тогда можно избежать большой

войны, когда все политические группы будут готовы отказаться от своих мнимо

очевидных прав, принимая во внимание тот факт, что вопрос о справедливости и

несправедливости будет по-разному выглядеть для различных сторон. Это,

конечно, не новая точка зрения; фактически необходимо только то отношение к

жизни, которому в течение многих веков учат великие религии.

Изобретение атомного оружия поставило и перед наукой, и перед учеными

совершенно новые проблемы. Влияние науки на политику стало много больше, чем

оно было перед второй мировой войной, и это обстоятельство налагает двойную

ответственность на ученых, особенно на физиков-атомщиков. Ученый может или

активно участвовать в управлении своей страной ввиду важности науки дл

общества (в этом случае он должен в конечном счете взять на себ

ответственность за такие важные решения, которые выходят далеко за рамки

решений, связанных с узким кругом исследовательской и университетской

работы, к которой он привык до сих пор), или же он может отстраняться от

всякого участия в решении политических вопросов. Потом он все же будет

ответственен за ложные решения, которым он мог бы, пожалуй,

воспрепятствовать, если бы он не жил спокойной жизнью кабинетного ученого.

Очевидно, долг ученых -- информировать свои правительства о совершенно не

виданных ранее размерах разрушения, которые принесла бы война с применением

термоядерного оружия.

Кроме этого, ученых часто приглашают принять участие в торжественных

резолюциях в пользу всеобщего мира; в отношении этого последнего я должен

признаться, что никогда не мог понять смысл таких деклараций. Подобные

резолюции, по-видимому, выглядят доказательством доброй воли, однако каждый,

кто высказывается за мир, не выдвигая точно условия этого мира, должен

тотчас же вызвать подозрение в том, что он говорит только о таком мире, при

котором он или его политическая группа наилучшим образом процветает. Тем

самым, естественно, значение декларации полностью обесценивается. Кажда

подлинная резолюция в пользу мира может состоять только из перечислени

жертв, которые надо принести для сохранения мира. Однако ученые вовсе не

вправе делать заявления подобного рода.

В то же самое время ученые могут с гораздо большим успехом

способствовать сохранению мира, содействуя интернациональному сотрудничеству

ученых в своей узкой области. Большое значение, которое сегодня придаетс

ядерным исследованиям многими правительствами, и тот факт, что уровень

научных работ в различных странах весьма различен, благоприятствует

международному сотрудничеству

молодых ученых разных стран, собранных вместе в исследовательских

институтах, и общность работы в труднейших областях современной науки будет

только способствовать взаимопониманию.

В одном случае, а именно в Женевской организации (CERN 15), удалось

добиться согласия ряда европейских стран о строительстве общей лаборатории

для термоядерных исследований. Этот род сотрудничества, кроме того,

способствует консолидации общих усилий в отношении научных проблем и, быть

может, эти общие усилия молодого поколения инженеров и физиков выйдут за

рамки только чисто научных проблем. Конечно, с самого начала нельз

предвидеть, какие будут результаты после того, как ученые возвратятся в свою

прежнюю обстановку, к своим прежним традициям. Но едва ли можно сомневатьс

в том, что обмен идеями между молодыми учеными разных стран и между разными

поколениями в каждой стране будет способствовать тому, чтобы, не прибегая к

исключительным мерам, приблизиться к новому состоянию, в котором установитс

равновесие между старыми силами традиций и неизбежными требованиями

современной жизни. Особенной чертой современного естествознания,

характеризующей его более, чем что-либо другое, является сильная связь между

различными культурными традициями, именно тот факт, что окончательное

решение того, что истинно или ложно, не зависит ни от какого человеческого

авторитета. Иногда, быть может, проходят многие годы, прежде чем найдут

решение проблемы, прежде чем удастся точно отличить истину от лжи; наконец,

вопросы решаются; принимаются эти решения не какой-либо группой ученых, а

самой природой. К тому же, научные идеи распространяются среди тех, кто

имеет интерес к науке, эти идеи распространяются совершенно иным путем, чем

политические. В то время как политические идеи, смотря по обстоятельствам,

могут оказывать убедительное влияние на широкие народные массы только

потому, что они служат преобладающим интересам людей или по крайней мере

кажется, что служат, научные идеи распространяются только потому, что они

истинны. Существуют объективные и окончательные критерии, которые решают

вопрос о правильности естественнонаучного утверждения.

Все, что здесь говорилось о международном сотрудничестве и обмене

людьми, естественно, в равной мере справедливо для любой области

современного естествознания; это ни в коем случае не ограничивается только

атомной физикой. В этом отношении современная физика является лишь одной из

многих отраслей науки, и даже если техническое применение, а именно атомное

оружие и мирное использование атомной энергии, придает ей особое значение,

все же нет никаких оснований считать международное сотрудничество в области

атомной физики гораздо более важным делом, чем сотрудничество в других

областях естествознания. Однако теперь мы должны остановиться еще раз на

основных чертах современной физики, которые существенно отличаются от

прежнего развития естествознания, и по этой причине мы еще раз должны

вернуться к европейской истории

этого развития, которое осуществлялось благодаря взаимосвязи

естествознания и техники.

Среди историков часто обсуждался вопрос, являлось ли вполне

закономерным следствием прежних течений в духовной жизни Европы

возникновение естествознания после XVI века. В этой связи можно указать на

определенные тенденции в христианской философии, приведшие к такому

абстрактному понятию бога, когда бог был настолько высоко удален от мира,

что оказалось возможным рассматривать мир, не усматривая в нем в то же самое

время и бога. Картезианское разделение может считаться последним шагом в

этом развитии. Многие теологические разногласия вызвали общее недовольство

такими проблемами, которые не могут быть разрешены рационально и которые

обусловливали политические столкновения того времени; это недовольство

возбуждало интерес к проблемам, резко отделенным от теологических дискуссий.

Нужно отметить также громадную активность и новое направление мысли, которое

пришло в Европу в период Ренессанса. Во всяком случае, в это время появилс

новый авторитет, который был совершенно независим от христианской религии,

философии и церкви, авторитет опыта, эмпирического знания. Можно проследить

истоки этого авторитета в более ранних философских направлениях, например в

философии Оккама или Дунса Скотта, однако решающей силой в развитии

человеческой мысли этот авторитет стал только начиная с XVI века. Галилей

хотел не только рассуждать о механическом движении -- маятника и падающего

камня, -- но он хотел исследовать количественно с помощью эксперимента, как

происходят эти движения. Эта новая сфера деятельности вначале, видимо, не

рассматривалась как отклонение от традиционной христианской религии.

Напротив, говорили о двух видах божественного откровения. Один записан в

библии, другой находится в книге природы. Священное писание было написано

людьми и потому подвержено человеческому заблуждению. Природа являетс

непосредственным выражением божественной воли.

Однако то большое значение, которое придавали опыту, привело к

медленному и постепенному изменению во всем понимании действительности.

В то время как то, что мы сегодня называем символическим значением

вещи, в средние века в некотором смысле являлось ее первичной реальностью,

теперь реальность стала только тем, что мы в состоянии воспринимать нашими

чувствами. Первичной реальностью оказалось то, что мы можем видеть и

осязать. И это новое понятие реальности связывалось с новой деятельностью.

Мы можем экспериментировать и обнаружить, каковы вещи в действительности.

Легко можно представить, что этот новый подход означал не что иное, как

прорыв человеческой мысли в бесконечную область новых возможностей, и

поэтому вполне понятно, что церковь в новом движении увидела для себя скорее

опасность, чем надежду. Известный процесс против Галилея из-за его

выступления в защиту системы Коперника означал начало борьбы, котора

длилась более столетия.

В этом споре представители естествознания утверждали, что только опыт

может претендовать на неоспоримую истину. Они отрицали право за человеческим

авторитетом решать, что в действительности происходит в природе, и считали,

что это решение -- дело самой природы или в этом смысле самого бога. С

другой стороны, представители традиционной религии говорили: если слишком

направлять наше внимание на материальный мир, на чувственно воспринимаемое,

то мы потеряем связь с важнейшими ценностями человеческой жизни, с той

частью реальности, которая находится по ту сторону материального мира. Оба

эти довода не" соприкасаются, и потому проблема не может быть разрешена

путем какого-либо соглашения или решения.

Между тем естествознание создавало все более ясную и обширную картину

материального мира. В физике эта картина описывалась понятиями, которые мы

сегодня называем понятиями классической физики. Мир состоит из вещей,

находящихся в пространстве и времени, вещи состоят из материи, а матери

вызывает силы и может быть подвергнута воздействию сил. Процессы совершаютс

путем взаимодействия материи и силы. Каждый процесс является и следствием, и

причиной других процессов.

Одновременно отношение человека к природе превращалось из

созерцательного в практическое. Теперь уже интересовались не природой, как

она есть, а прежде всего задавались вопросом, что с ней можно сделать.

Естествознание поэтому превратилось в технику. Каждый успех знани

связывался с вопросом, какая практическая польза может быть получена из

этого знания. Это нашло место не только в физике; и в химии, и в биологии в

основном была та же самая тенденция, и успех новых методов в медицине или

сельском хозяйстве решающим образом способствовал распространению нового

направления.

Таким образом, в XIX веке естествознание было заключено в строгие

рамки, которые определяли не только облик естествознания, но и общие взгляды

людей. Эти рамки во многом определялись основополагающими понятиями

классической физики, такими, как пространство, время, материя и причинность.

Понятие реальности относилось к вещам или процессам, которые мы воспринимаем

нашими чувствами или которые могут наблюдаться с помощью усовершенствованных

приборов, представленных техникой. Материя являлась первичной реальностью.

Прогресс науки проявлялся в завоевании материального мира. Польза была

знаменем времени.

С другой стороны, эти рамки были настолько узкими и неподвижными, что

трудно было найти в них место для многих понятий нашего языка, например

понятий духа, человеческой души или жизни. Дух включался в общую картину

только как своего рода зеркало материального мира, и если свойства этого

зеркала изучались в психологии, то ученые всегда впадали в искушение -- если

продолжать это сравнение -- направить свое внимание больше на механические,

чем на оптические свойства этого зеркала. И здесь еще пытались применять

понятия классической физики, особенно понятие

причинности. Подобным образом и жизнь понималась как физико-химический

процесс, который происходит по законам природы и полностью определяетс

законом причинности. Это понимание получило сильную поддержку со стороны

дарвиновского учения о развитии.

Особенно трудно было найти место в этой системе знания для тех сторон

реальности, которые составляли предмет традиционной религии и которые теперь

представляются более или менее иллюзией. Поэтому в тех европейских странах,

где обычно идеи доводились до их логического конца, появилась открыта

враждебность по отношению к религии, и даже в других странах возникала

усиливающаяся тенденция безразличного отношения к подобным вопросам. Только

этические ценности христианской религии, по крайней мере вначале,

принимались этим движением. Доверие к научному методу и рациональному

мышлению заменило все другие гарантии человеческого духа.

Если теперь возвратиться к вопросу, что внесла в этот процесс физика

нашего века, то можно сказать, что важнейшее изменение, которое было

обусловлено ее результатами, состоит в разрушении неподвижной системы

понятий XIX века. Естественно, что и раньше предпринимались попытки выйти из

этой неподвижной системы, которая совершенно очевидно была слишком узкой дл

понимания важнейших сторон действительности. Однако нельзя было выяснить,

что является ложным, например, в таких основополагающих понятиях, как

материя, пространство, время и причинность, которые обычно так хорошо себ

оправдывали в истории науки. Только экспериментальное исследование,

проведенное с помощью современной техники, и его математическое истолкование

создали основы для критического анализа или, можно сказать, они вызвали

критический анализ этих понятий и привели, наконец, к разрушению неподвижной

системы.

Это разрушение совершилось путем двух самостоятельных шагов. Первым

шагом является открытие, происшедшее в связи с теорией относительности,

заключающееся в том, что даже такие основополагающие понятия, как

пространство и время, могут изменяться и даже должны изменяться. Эти

изменения касаются не столько неточного употребления понятий пространства и

времени в обыденном языке, сколько их точной формулировки в научном языке

механики Ньютона, которую ошибочно считали чем-то окончательным. Вторым

шагом явилось разъяснение понятия материи, которое было вызвано результатами

экспериментов по изучению строения атома. Идея реальности материи, вероятно,

являлась самой сильной стороной жесткой системы понятий XIX века; эта идея в

связи с новым опытом по меньшей мере должна была быть модифицирована. Однако

понятия, поскольку они принадлежали к обыденному языку, остались в основном

нетронутыми. Не возникало никаких трудностей, когда говорили о материи, о

фактах или о реальности, описывая атомные опыты и их результаты. Однако

научная экстраполяция этих понятий на мельчайшие частицы не могла быть

проведена простым образом, как пред-

ставлялось это в классической физике, и как раз это простое

представление вело к неверным взглядам на проблему материи.

Новые открытия прежде всего серьезно предостерегали против вынужденного

применения физических понятий в областях, к которым они не принадлежат.

Некритическое применение понятий классической физики в химии, например, было

ошибкой. Поэтому в настоящее время вряд ли склонны считать, что понятия всей

физики, а также квантовой теории могут быть успешно прменены в биологии или

в других науках. Напротив, пытаются открыть двери для новых понятий, даже в

тех науках, где старые понятия весьма полезны для понимания явлений. В

особенности стараются избегать поспешных упрощений в тех случаях, когда

применение старых понятий представляется несколько вынужденным или не совсем

подходящим.

Кроме того, развитие и анализ современной физики способствуют

пониманию, что понятия обыденного опыта, как бы неточны они ни были,

по-видимому, являются более устойчивыми при расширении нашего знания, чем

точные понятия научного языка, которые образуются как идеализация одной

весьма ограниченной группы явлений. В сущности, это и неудивительно, так как

понятия обыденного языка образованы путем непосредственной связи с миром, и

они описывают реальность; они, правда, не очень хорошо определены и потому с

течением времени претерпевают изменения, так как изменяется сама реальность,

однако они никогда не теряют непосредственной связи с реальностью. С другой

стороны, научные понятия представляют собой идеализации. Они выводятся из

экспериментов, произведенных с помощью совершенных вспомогательных средств,

их значения точно установлены путем аксиом и определений. Только на основе

таких точных определений можно связывать понятия с математической схемой и

затем математически выводить в этой области бесконечное многообразие

возможных явлений. Однако в процессе этой идеализации и точного определени

теряется непосредственная связь с реальностью. Понятия всегда очень хорошо

подходят к той части реальности, которая является предметом исследования. В

других областях явлений соответствие теряется.

Если исходить из этой обоснованной в своей сущности стабильности

понятий обыденного языка в процессе научного развития, то следует признать,

что на основе открытий современной физики наша позиция относительно таких

понятий, как бог, человеческая душа, жизнь, должна отличаться от позиции XIX

века, так как эти понятия принадлежат именно к естественному языку и потому

непосредственно связаны с реальностью. Конечно, мы должны себе давать отчет

в том, что эти понятия не могут быть хорошо определены в научном смысле и

что их применение будет приводить к различным внутренним противоречиям; все

же мы должны пока эти понятия брать так, как они есть, не анализируя и

строго не определяя. Мы знаем, что они имеют отношение к реальности. В этой

связи, пожалуй, полезно вспомнить о том, что даже в самой точной науке, в

математике, не может быть устранено употребление понятий,

содержащих внутренние противоречия. Например, хорошо известно, что

понятие бесконечности ведет к противоречиям, однако практически было бы

невозможно построить без этого понятия важнейшие разделы математики.

Общая тенденция человеческого мышления в XIX веке вела к возрастающей

вере в научный метод и в точные рациональные понятия; эта тенденци

связывалась с всеобщим скепсисом в отношении тех понятий обыденного языка,

которые не входили в замкнутые рамки научного мышления, например понятий

религии. Современная физика во многих случаях еще усилила этот скепсис,

однако в то же время она встала против переоценки самих научных понятий,

вообще против слишком оптимистического взгляда на прогресс и, наконец,

против самого скепсиса. Скепсис в отношении точных научных понятий не

означает, что должны существовать абсолютные границы применени

рационального мышления. Напротив, можно сказать, что в определенном смысле

человеческая способность к познанию безгранична. Однако существующие научные

понятия подходят только к одной очень ограниченной области реальности, в то

время как другая область, которая еще не познана, остается бесконечной. В

любом случае, где мы переходим от познанного к непознанному, мы надеемс

нечто понять, но одновременно, пожалуй, необходимо при этом подчеркнуть

новое значение слова "понимать". Мы знаем, что всякое понимание в конце

концов покоится на обычном языке, так как только в этом случае мы уверены в

том, что не оторвались от реальности, и поэтому мы должны быть настроены

скептически против любого вида скепсиса в отношении этого обычного языка и

его основных понятий и должны этими понятиями пользоваться так, как ими

пользовались во все времена. Быть может, таким образом современная физика

открыла дверь новому и более широкому взгляду на отношения между

человеческим духом и реальностью.

Современное естествознание проникает в наше время в другие части света,

где культурные традиции сильно отличаются от европейской цивилизации.

Наступление новой естественнонаучной и технической деятельности должно

вызвать там гораздо более сильные потрясения, чем в Европе, так как

изменения в условиях жизни, происходившие в Европе постепенно в течение 2 --

3 столетий, там должны произойти в течение нескольких десятков лет. Нужно

ожидать, что эта новая деятельность во многих случаях проявляется как

разрушение старой культуры, как бесцеремонное и варварское вмешательство,

нарушающее зыбкое равновесие, на котором зиждется все человеческое счастье.

Этих последствий, к сожалению, нельзя избежать, с ними надо примириться как

с характерной чертой нашего времени. И все же даже в этом отношении

революционный дух современной физики до некоторой степени может помочь

привести в соответствие древние традиции с новыми тенденциями в мышлении.

Так, например, большой научный вклад в теорию физики, сделанный в Японии

после войны, может рассматриваться как признак определенной взаимосвязи

традиционных представлений

Дальнего Востока с философской сущностью квантовой теории. Вероятно,

легче привыкнуть к понятию реальности в квантовой теории в том случае, если

нет привычки к наивному материалистическому образу мыслей, господствовавшему

в Европе еще в первые десятилетия нашего века.

Естественно, эти замечания не должны пониматься как недооценка вредного

влияния, которое, вероятно, привносится или еще будет привнесено старыми

культурными традициями в процессе научного прогресса. Но так как все это

развитие давно вышло из-под контроля человека, то мы должны признать его как

одну из существенных черт нашего времени и попытаться насколько возможно

связать это развитие с теми человеческими ценностями, которые являлись целью

древних культурных и религиозных традиций.

При этом имеет смысл привести одну притчу из истории религии хасидов.

Жил старый раввин, священник, который был известен своей мудростью и к

которому люди шли за советом. Пришел к нему один человек в отчаянии от всех

происходивших вокруг него изменений и стал жаловаться на все то зло, которое

происходит по причине так называемого технического прогресса. "Разве имеет

цену весь технический хлам, -- сказал он, -- когда думают о действительной

ценности жизни?" Раввин ответил: "Все в мире может способствовать нашему

знанию: не только то, что создал бог, но и все то, что сделал человек". --

"Чему мы можем научиться у железной дороги?" -- спросил в сомнении

пришедший. "Тому, что из-за одного мгновения можно упустить все". -- "А у

телеграфа?" -- "Тому, что за каждое слово надо отвечать". -- "У телефона?"

-- "Тому, что там слышат то, что мы здесь говорим". Пришедший понял, что

думал раввин, и пошел своей дорогой.

Наконец, современное естествознание врывается в те страны, в которых в

течение нескольких десятилетий создавались новые положения веры как основа

для новых могучих общественных сил. В этих странах современная наука

обнаруживает себя как в отношении содержания этих положений веры, ведущих

свое начало от европейских философских идей XIX в. (Гегель и Маркс), так и в

отношении феномена веры, который не признает никакого компромисса с другими

взглядами. Так как современная физика из-за своей практической пользы и в

этих странах играет большую роль, то едва ли можно избежать того, что и там

будет ощущаться ограниченность новых положений веры теми, кто действительно

понимает современную физику и ее философское значение. Поэтому, для будущего

будет, по-видимому, плодотворным духовный обмен между естествознанием и

новым политическим учением. Естественно, что не надо переоценивать влияние

науки. Но открытость современного естествознания, вероятно, в состоянии

помочь большим группам людей понять, что новые положения веры для общества

не так важны, как предполагалось до сих пор. Таким образом, влияние

современной науки может оказаться очень благотворным для развития терпимости

к иным идеям и потому стать весьма полезным.

С другой стороны, необходимо гораздо более серьезно относиться к

феномену слепой безусловной веры, чем к специальным философским идеям XIX

века. Мы не можем закрыть глаза перед фактом, что едва ли когда-нибудь

большое число людей сможет иметь обоснованное мнение о правильности

определенных общих идей или положений веры. Поэтому слово "вера" для этого

большинства людей никогда не означает "знание истины", а понимается только

как "то, что является основой жизни". Легко можно понять, что вера в этом

втором смысле много крепче и прочнее. Она остается непоколебимой даже при

столкновении с непосредственно противоречащим опытом, и потому ее не может

поколебать новое знание. История прошедших десятилетий на многих примерах

учит тому, что этот второй вид веры часто поддерживается и тогда, когда он

полностью противоречит сам себе, и что его конец приходит только со смертью

верующих. Наука и история учат нас тому, что второй вид веры может

представлять большую опасность для тех, кто подпадает под его влияние. Но

это понимание ничего не дает, поскольку не известны способы, какими можно

преодолеть эту веру; этим объясняется, что этот род веры всегда принадлежал

к значительным силам человеческой истории. Исходя из научных традиций XIX

в., можно было бы надеяться, что всякая вера должна основываться на

рациональном анализе всех аргументов, на последовательных умозаключениях и

что иной род веры, при котором настоящая или кажущаяся истина принимаетс

просто как основа жизни, вообще не должен иметь места.

Безусловно, глубокое размышление, основанное на чисто рациональных

аргументах, может предохранить нас от многих ошибок и заблуждений, так как

оно предполагает учет новых условий и потому может стать необходимой

предпосылкой жизни. Однако, если размышлять об опыте современной физики, то

легко прийти к выводу, что всегда должна быть принципиальна

дополнительность между размышлением и решением. В практической жизни едва ли

вероятно, чтобы возможное решение охватывало все аргументы "за" и "против" и

потому приходится всегда действовать на базе недостаточного знания. Решение

в конце концов принимается посредством того, что отбрасываются все аргументы

-- и те, которые продуманы, и те, к которым можно прийти путем дальнейших

рассуждений. Решение, быть может, является результатом размышления, но

одновременно оно и кончает с размышлением, исключает его. Даже важнейшие

решения в жизни всегда, пожалуй, содержат неизбежный элемент

иррациональности. Само решение необходимо, так как должно быть что-то, на

что мы можем полагаться, а именно основное положение, которое направляет

наши действия. Не имея такого прочного отправного пункта, наши действи

потеряли бы всякую силу. Жизненную основу образует иррациональное выявление

действительной или кажущейся истины или смешения этих истин. Этот факт, с

одной стороны, дает нам право оценить жизненные основы общества прежде всего

по особенностям морали, в которых они проявляются, и, с другой стороны,

подготавливает нас уважать также и жиз-

ненные принципы других обществ, которые сильно отличаются от наших.

Если мы хотим сделать общий вывод из этих мыслей о проникновении

современной науки в различные области жизни, то возможно установить, что

современная физика представляет собой только одну, хотя и весьма характерную

сторону общего исторического процесса, имеющего тенденцию к объединению и

расширению нашего современного мира. Этот процесс сам по себе привел бы к

уменьшению политической напряженности, которая в наше время представляет

большую опасность. Но этот процесс сопровождается другим процессом, который

действует в прямо противоположном направлении. Именно тот факт, что многие

народы осознают этот процесс объединения, ведет в существующих

цивилизованных странах к подъему всех сил, которые стремятся обеспечить

своим традиционным ценностям возможно более полное влияние в окончательном

состоянии единства. Из-за этого возникает напряженность, и оба конкурирующих

процесса так тесно связаны между собой, что каждое усиление процесса

объединения, например путем нового технического прогресса, тотчас усиливает

борьбу за конечное влияние и потому способствует неуверенности на

промежуточном этапе. Современная физика в этом опасном процессе объединени

играет, пожалуй, только подчиненную роль. Однако в двух решающих пунктах

она, по-видимому, помогает направить развитие по мирным рельсам. Во-первых,

она показывает, что применение оружия в этом процессе имело бы чудовищные

последствия; во-вторых, своей доступностью для многих исторически

сложившихся способов мышления она пробуждает надежду, что в окончательном

состоянии различные культурные традиции, новые и старые, будут

сосуществовать, что весьма разнородные человеческие устремления могут быть

соединены для того, чтобы образовать новое равновесие между мыслями и

действием, между созерцательностью и активностью.

ПРИМЕЧАНИЯ И КОММЕНТАРИИ

Нижеследующие примечания носят преимущественно библиографический

характер и ставят целью восполнить опущенный в тексте работ Гейзенберга

(ввиду их популяризаторского характера) научно-библиографический аппарат

ссылок и документации. Теоретические соображения по соответствующим пунктам

и вопросам приведены в разделе "Вернер Гейзенберг и философия".

Соответственно в примечаниях не дано и сведений об авторах цитируемых

библиографических источников. Эти сведения в ряде случаев приведены в

приложенном в конце книги именном указателе. При цитировании источников,

использованных Гейзенбергом, в примечаниях по возможности даются также

публикации соответствующих текстов в русских переводах.

1. См.: Г.Бете, А.Зоммерфельд. Электронная теория металлов. М.:

Гостехиздат, 1938; А.Зоммерфельд. Строение атома и спектры. М.: Гостехиздат,

1956.

2. См.: Л. Бройль. Введение в волновую механику. Харьков -- Киев,

Госнаучтехиздат Украины, 1934; Л. де Бройль. Революция в физике. М.:

Атомиздат, 1965.

3. Бор, Крамерс и Слэтер в 1924 г. сформулировали гипотезу о том, что

при процессах, происходящих на атомном и субатомном уровнях структуры

материи, принципы сохранения энергии и импульса выполняются лишь

статистически. См. об этой гипотезе: Г. А. Крамерс, X. Гольст. Строение

атома и теория Бора. М. -- Л.: Госиздат, 1926; Дж. Слэтер. Электронна

структура молекул. М.: Мир, 1965.

4. Упомянутые здесь работы Шредингера имеются в русских переводах в

сборниках: Э.Шредингер. Избранные труды по квантовой механике. М.: Наука,

1979; Э.Шредингер. Новые пути в физике. Статьи и речи. М.: Наука, 1971. См.

также: Э. Шредингер. Четыре лекции по волновой механике. Харьков -- Киев,

Госнаучтехиздат Украины, 1936; Э. Шредингер. Статистическая термодинамика.

М.: Издательство иностранной литературы, 1948; Э. Шредингер. Что такое жизнь

с точки зрения физики? М.: Атомиздат, 1972, изд. 2-е.

5. Имеется в виду упоминание об Анаксимандре в написанном

приблизительно на рубеже IV -- III вв. до н. э. труде Теофраста "Мнени

физиков", дошедшем до нас лишь в фрагментах.

6. О естественнонаучных аспектах воззрений перечисляемых В.

Гейзенбергом досократиков см. подробнее: И. Д. Рожанский. Развитие

естествознания в эпоху античности. Ранняя греческая наука "о природе". М.:

Наука, 1979.

7. См.: там же, с. 352 -- 370.

8. См.: там же, с. 371 -- 395, раздел "Атомистическая концепци

Платона".

9. См.: Г. А. Лоренц. Теория электронов и ее применение к явлениям

света и теплового излучения. Изд. 2-е. М.: Гостехиздат, 1953; Г. А. Лоренц.

Старые и новые проблемы физики. М.: Наука, 1970.

10. См.: Д. Бом. Причинность и случайность в современной физике. М.:

ИЛ, 1959; Д. Бом. Общая теория коллективных переменных. М.: Мир, 1964; Д.

Бом. Квантовая теория. Изд. 2-е. М.: Наука, 1965.

11. Подробное изложение вопросов, связанных с симметрией волн и частиц

и математическим представлением проблем квантования трехмерных материальных

волн, см. (в плоскости анализа, затронутой в данном контексте В.

Гейзенбергом) в работах: Е. Вигнер. Теория групп и ее приложения к

квантово-механической теории атомных спектров. М.: ИЛ, 1961; Е. В и г не р.

Этюды о симметрии. М.: Мир, 1971.

12. В. И. Ленин. Полн. собр. соч., т. 18, с. 276.

13. "Естественно возникновение того, что возникает от природы; то, из

чего нечто возникает, -- это, как мы говорим, материал; то, вследствие чего

оно возникает, -- это нечто сущее от природы, а чем оно становится -- это

человек, растение или еще что-то подобное им, что мы, скорее всего,

обозначаем как сущности. А все, что возникает -- естественным ли путем или

через искусство, -- имеет материю, ибо каждое возникающее может и быть, и не

быть, а эта возможность и есть у каждой вещи материя. Вообще же природа --

это и то, из чего нечто возникает, и то, сообразно с чем оно возникает (ибо

все возникающее, например растение или животное, имеет ту или иную природу),

и то, вследствие чего нечто возникает, -- так называемое дающее форму

естество, по виду тождественное возникающему, хотя оно в другом: ведь

человек рожден человеком" (Аристотель. Сочинения в четырех томах. М.: Мысль,

1975, т. I, с. 198).

14. И. В. Гете. Собрание сочинений. М.: ГИХЛ, 1947, т. 5, с. 118 -- 119

("Фауст" в переводе Н. Холодковского).

15. CERN -- Conseil Europeen pour la Recherche Nucleaire, Европейска

организация ядерных исследований -- международный центр, расположенный близ

Женевы; основан в 1954г. для координации фундаментальных исследований ряда

западноевропейских стран в области физики элементарных частиц и ядра.

минивидеокамеры.