Границы физики в конце 20 века. (Романовская Т.Б.)

Т.Б.Романовска

ГРАНИЦЫ ФИЗИКИ В КОНЦЕ XX ВЕКА

В этой статье проблема границ науки будет рассматриваться с точки зрения отдельной научной дисциплины — физики. Стала общим местом констатация произошедшей в XIX веке резкой дисциплинаризации науки, что привело к потере универсализма и в самом подходе к науке, и в формировании ученых. Д.Найт констатирует, что уже в 1831 г. Дж.Гершель вызвал всеобщее изумление своим отказом специализироваться[1]. И если для Гершеля жажда универсализма привела к результатам выдающимся, то подобные исключения были уже редки. По справедливому замечанию Найта, на удивление скоро отказ от специализации в науке стал просто глупостью.

Выбор физики в качестве дисциплины, репрезентирующей границы науки, мотивируется целым рядом доводов. Так, несмотря на разделение наук, корпус естественнонаучного знания сохранил целый ряд общих свойств. Например, сохранилась некая иерархия между входящими в него дисциплинами. Высшую ступень в этой иерархии, начиная с конца XIX — начала XX века, занимала физика, которая становится парадигмальной наукой, занимая место механики, составляющей теперь лишь одну из ее областей. Спор о возрасте Земли, который возник во второй половине XIX века между физиками в лице лорда Кельвина и представителями “описательных” наук того времени, геологами и биологами[2], наглядно показывает, что уже в то время именно физика обладала особым весом в споре между разными науками. Хотя в геологии и биологии было накоплено огромное число опытных фактов, свидетельствовавших о том, что возраст Земли исчисляется сотнями миллионов лет, за физиками стоял авторитет физической теории, и их позиция рассматривалась как предпочтительная. И это при том, что та конкретная физическая теория, на которую опирался Кельвин, была тоже феноменологической, то есть ее уровень доказательности был не выше, нежели обширная совокупность опытных данных геологов и натуралистов. Здесь определяющее значение имела уже устоявшаяся иерархия отдельных дисциплин. Точка зрения Кельвина была признана ошибочной, только когда был найден физический источник энергии (радиоактивный распад), обеспечивавший большую продолжительность жизни небесным телам и тем самым подтверждавший результаты описательных наук, то есть когда опровержение было получено внутри физической теории.

Кроме того, несмотря на явный кризис редукционизма во второй половине XX века, редукция к физике по-прежнему трактуется как последний этап объяснения естественнонаучных феноменов. Именно относительно физики и ломалось наибольшее число методологических и философских копий. Уже сказанное выше объясняет, почему для анализа границ науки здесь будет в большинстве случаев анализироваться насколько то, что раньше находилось вне сферы действия науки, входит теперь в сферу изучения науки (физики), равно как и то, насколько изменилось представление о степени научности того, что сегодня составляет сферу интересов физики.

Даже с самим определением физики возникают существенные сложности, поскольку определить предмет ее исследования, в отличие от биологии или геологии или даже химии, трудно — физика занимается всем. В последней трети XIX века Дж.К.Максвелл определил физику через тип рассматриваемых ею законов как науку, занимающуюся наиболее общими законами природы. Это определение почти дословно, правда с совсем необязательным дополнением “простейшие”, было повторено и в современном энциклопедическом словаре. В определенном смысле физика приближается по степени общности к философии, традиционно рассматривающей именно связи с универсумом и согласно определению в словарях посвященной в специфическом контексте анализу “всеобщих законов природы”[3].

Следует констатировать наличие возникающего противоречия между, с одной стороны, явным нежеланием самого научного сообщества физиков акцентировать внимание на общем, значит, отвлеченном от конкретики характере своей науки, а с другой, стремлением ученых-физиков не потерять особенностей физики как науки естественной и объективными особенностями физики современности, где как раз общая абстрактная природа физики выходит на передний план. С этой точки зрения вполне показательна книга, посвященная физике элементарных частиц, написанная двумя выдающимися учеными: физиком-теоретиком И.Ю.Кобзаревым и математиком Ю.И.Маниным. Возражая против общих рассуждений о науке, авторы пишут, что “Проблемы “истинного знания” становятся очень сложными, когда о них рассуждают за чайным столом, но когда имеет место поиск реальной системы, которая работает или не работает, то все становится значительно более конкретным”[4].

Однако несмотря на это заявление, достаточно непочтительное по отношению к людям, осмеливающимся говорить о науке и не являющимися сами учеными-естественниками, сами авторы всю свою почти трехсотстраничную книгу как раз и посвятили выявлению специфики, природы, степени достоверности этого “истинного знания” на примере физики элементарных частиц, широко используя в том числе и те рассуждения, которые они же определяли как чайные, то есть отвлеченный абстрактный “гуманитарный” дискурс.

Такое расхождение декларируемых принципов и научной практики, всегда имевшее место в науке, стало особенно очевидным на протяжении последних нескольких десятилетий, когда явно увеличился некий разрыв междуэксплицитно формулируемым учеными-естественниками образом или идеалом науки и тем образцом, также идеальным, к которому они стремятся в своей научной практике. Разрыв между объявляемым ученым идеалом науки и ее практикой в его же творчестве никак не новость. Широко известны призывы судить ученых по их делам, а не по тому, что они говорят о своих делах, и хотя сами призывы относятся не столько к философам науки, сколько к ее историкам, их смысл от этого не меняется. За последние годы в связи с увеличением уровня абстрактности физических теорий разрыв между декларируемым и реализуемым стал особенно заметен, и при декларируемой приверженности идеалам некоей модифицированной новой, иногда даже можно сказать альтернативной науки, в своей научной практике сам сторонник новой парадигмы ориентируется на классический идеал естественнонаучной теории. Причем это происходит вне зависимости от того, работает ли ученый внутри нормальной науки или он реализует свои исследования на переднем крае науки, на сломе парадигм.

В научных работах первого типа все основания науки уже давно отнесены в область коллективного бессознательного и поэтому воспринимаются как нечто гарантирующее наличие никогда не достижимой в конкретный момент реальности, но потенциально достижимого истинного знания, являющегося конечной целью работы. При этом конкретные полевые исследования, набеги социологов и социальных психологов в лаборатории и на научные семинары мало что меняют в этих представлениях. Имеется в виду, что при осознании зависимости формы знания, например вида теории, от личностных, социальных и культурных особенностей тех, кто ее открыл, или той обстановки, в которой произошло открытие, само существование идеала абсолютного истинного знания сомнению не подвергается. А это означает, что по-прежнему допускается знание, не зависимое от социальных или других вненаучных факторов, равно как и потенциально реализуемые в далеком, реально недостижимом будущем возможности достижения такого знания в научной практике. Пользуясь выражением П.Формана, можно сказать, что в данном случае имеет как раз место восприятие науки как деятельности трансцендентного характера, хотя непосредственно на виде научной деятельности этого типа подобная трансцендентность никак не сказывается.

Ученый, занимающийся решением подобной конкретной, обычно узко ограниченной задачи, мало интересуется, как правило, степенью обоснованности и научной объективности физики как таковой. Он фиксирует наличие определенных границ применимости получаемых им решений, что является непременным условием разумной применимости полученных результатов. Вместе с тем наличие фундаментальных физических теорий, общих простых универсальных законов физики, уверенность в потенциальной возможности обрести истинное знание внутри самой науки — все это трактуется как основания научного знания, а наличие подобных оснований выводит научную деятельность из области действия обыденных норм и правил, придавая ей иную специфическую легитимность, что, однако, в конкретной научной практике первого типа, как правило, не востребывается.

Совершенно другая ситуация возникает, когда трансцендентная компонента науки становится преобладающей, что имеет место при анализе второго направления исследований, связанного либо с междисциплинарным становящимся знанием, либо с еще только возникающими областями современного знания, того, что именуется “передним краем науки”. Эти исследования уже непосредственно связаны с вопрошанием по поводу оснований самого научного знания, прежде всего в силу отсутствия массива наработанных стандартов и методов, всего того, что составляет основу научной работы в нормальной научной парадигме. Поскольку, как правило, исследования подобного рода имеют место либо на междисциплинарном стыке, либо непосредственно на переднем крае науки, то они либо происходят в ситуации меняющихся парадигмальных норм и представлений, либо прямо затрагивают эти нормы и представления.

В случае внепарадигмальных исследований как раз и возникает необходимость в поисках ответа на основной вопрос всякой науки и, в частности, на главный вопрос физики о том, что может обеспечивать уверенность в возможности достижения истинного знания. Причем сам ответ так и не был получен в условиях все увеличивающегося числа все множащихся ответов на частные вопросы науки и все более глубокого проникновения научных, то есть рациональных, объективных, безличностных, эмпирических и математизированных методов в области, заведомо далекие от науки, именно в силу своей особенности, субъективности, ценностной окрашенности, например в искусство, политику или даже религию.

В данной статье будет рассматриваться гипотеза о специфическом характере изменения границ физики как науки. Утверждается, что, во-первых, расширяется область применения науки, в частности физики, на те области человеческой деятельности и, конкретно, духовного производства, которые раньше находились заведомо вне научного анализа; а во-вторых, меняются сами критерии “научности” и в содержание, в тело теории входят компоненты, которые были ранее заведомо из нее исключены, т.е. снижаются требования к удовлетворению определенным, не всегда явным, но всегда фиксированным, критериям научной работы. Возникает в некотором роде парадоксальная ситуация, когда, с одной стороны, привычное ограничение научного знания рамками субъектно-объектного разделения и предметным содержанием значительно ослаблено, что расширяет границы применимости науки, а с другой стороны, сужается область, в которой наука в ее идеальном понимании продолжает функционировать, т.е. границы научного знания, понимаемого как достоверное, объективное, безличное и т.д. резко сужаются. Естественно, что это сужение границ естественнонаучного знания проявляется прежде всего в работах на парадигмальных границах, однако и в работах, выполненных в рамках нормальной парадигмы, возникают методы, чья принадлежность к научным в привычном понимании этого определения может вызывать вопросы.

Было бы неверно утверждать, что применение науки к таким традиционно ненаучным областям, как религия или искусство, датируется только XX веком. Вера в истинность научного знания во второй половине — конце XIX века зачастую перевешивали религиозную веру. Сошлемся на проверку эффективности религии, осуществленную в Англии в 80-х годах XIX века, когда для проверки эффективности молитвы проводились статистические исследования по сравнению средней продолжительности жизни людей, за здоровье которых молились и не молились. Эмпирический метод естественной науки прямо использовался в делах религиозных, например, когда уже начиная с XVIII века, то есть с победы идеалов Просвещения, религиозные истины подтверждались научными открытиями или методы рассуждения в теологии оправдывались сходством их конструкции с естественнонаучными методами, уже оправдавшими себя конкретными эмпирическими подтверждениями. Отчасти таким примером является знаменитая “Аналогия” Дж.Батлера — теологический трактат XVIII века. XIX век дал такие непривычные применения физики, как “Социальная физика” А.Кетле, где социальная история полагалась подчиняющейся детерминистическим физическим законам, что опосредованно породило большее внимание к вероятностному подходу в науке. Известны многочисленные примеры противоположного влияния, когда наука бралась в качестве образца для художественного изображения мира[5].

В XX веке не только еще нагляднее проявляются некоторые параллели между задачами, методами и идеалами искусства и науки, о чем уже написаны и специальные работы, причем искусство иногда прямо ставит перед собой чисто научные познавательные проблемы, но и наука начинает прямо вмешиваться в художественный процесс, а зачастую заменяет, вернее, подменяет его. Полотна поп арта используют известные из оптики и физиологии воздействия определенных форм и цветовых сочетаний на человеческие органы зрения, компьютерные программы и то, что известно как “компьютер сайнс”, становятся каркасами для написания современного романа, а новые религиозные секты или течения образуют свои названия от слова “наука”, и прежде всего формулируют свои картины мира, вписывая в свое учение декларируемые идеалы современной науки.

Этот процесс легко понять на примере литературной критики, которая теперь уже может обходиться и без понимания, ограничиваясь лишь объяснением, подкрепленным формальными числовыми расчетами. При этом возможен и обратный процесс: научные идеалы истолковываются как нечто, тождественное художественному вымыслу, и для этого берутся как раз не работающие, а декларируемые идеалы науки. Сошлемся на очень интересную работу 1993 г. о магической природе современной картины мира, вернее, картины мира современного человека[6]. Для нашей темы статья, где автор отмечает осознанный или нет, но отказ от упорядоченности и стабильности в представлениях о мире современного искусства, важно, что он приписывает эту же текучесть, неупорядоченность, хаотичность и миру науки: “Физик Фритьоф Капра и психолог Станислав Гроф предлагают новые модели мироздания и человеческой души. Их главная особенность в том, что вместо единообразных закономерностей, организованных вокруг определенных общих принципов, действуют законы текучести и неожиданности. Способ бытия природы, как говорят, меняется во времени и пространстве. Свойства света, атома и прочее — все это не навсегда. Стабильные свойства и системы отменяются. Мир непредсказуем и никогда не окончателен... Новые парадигмы физики, космологии и психологии самым очевидным образом связаны с магией, астрологией, парапсихологией”[7].

Подобные высказывания очень характерны для работ, рассматривающих постмодернистские философские и художественные позиции в сравнении с современной научной картиной мира. Однако проблема состоит в том, что представления о текущем, мистическом и интроспективно постигаемом мире — это представления не физика Капры, а Капры-писателя, когда физик он, в платоновских терминах, лишь “по совпадению”. Физик Капра не может быть физиком в мире, где не предполагается никакого порядка, поскольку физика именно порядок и устанавливает. Но при этом физик Капра “за чаем” или, что еще лучше, в популярной, написанной в свободном стиле и застрахованной от проверки научными, например физическими, методами работе может высказать идею о возможности подобного динамического, текучего, физически не выявляемого мира. Но этот мир принципиально не верифицируем на физическом уровне. Такой, текучий, меняющийся, непредсказуемый мир — это вещь в себе с точки зрения физической науки, он вне ее действия.

Научная практика свидетельствует, что многообразие методологических подходов и интерпретаций в современной физике не изменило основную интенцию любого ученого-естественника на получение знания объективного, безличного, адекватно описывающего реальность, то есть адекватно описывающего существующие опытные данные предсказывающего непротиворечивые результаты будущих опытов и вместе с тем дающего наглядную, то есть легко интерпретируемую, картину реальности. При этом проводимом различии между научной практикой ученых и декларируемыми ими принципами подобный идеал, как и утверждается в данной работе, и есть в подавляющем большинстве случаев имплицитный идеал научной практики. Тогда как декларируемый идеал научной деятельности формируется зачастую под влиянием как социальных факторов, так и метафизических соображений и истолкований.

В истории науки можно привести примеры и прямого построения научной теории из метафизических соображений, как в случае картезианских законов движения, и примеры явного безразличия к метафизическим интерпретациям физических принципов, как это имело место в XVIII веке при рассмотрении принципа наименьшего действия. Этот принцип был сформулирован как универсальный принцип Мопертюи, предложившим для его обоснования теологические аргументы, которые оставили в своей массе равнодушными ученых-естественников и математиков, явно использовавших этот принцип именно как фундаментальный и никак не апеллировавших к вненаучной теории его обоснования. Реакция гуманитария Вольтера, высмеивавшего Мопертюи и в статьях и в специальном памфлете, где ученый был выведен под именем туповатого доктора Акакия, была гораздо более заинтересованной. Такая одинаково нейтральная реакция на идеологическую нагрузку принципа проявлялась независимо от религиозных убеждений самих ученых. Принципы науки и сопровождавшие их метафизические соображения были теоретически разделены, что и было в принципе одним из главных положений века Просвещения.

Но данный пример интересен еще и тем, что у самого принципа наименьшего действия отсутствовали и внутринаучные обоснования. Универсальность этого принципа как бы освобождала ученых от необходимости его специального обоснования. Эта неявная, но подмена требования доказательности и обоснованности констатацией его универсальности проявилась со всей очевидностью в 70-х годах XIX века, когда М.Планк рассматривал в специальном трактате принцип сохранения энергии и обратил особое внимание на невозможность прямого обоснования принципа ввиду его универсальности[8]. Тогда он все же применил некое подобие обоснования, использовав апелляцию к невозможности создания вечного двигателя, которую он трактовал как эмпирическую, но всеобщую данность. При этом за всей системой доказательств стояло убеждение, а точнее, трансцендентная вера в конечную сводимости всех возможных объяснений к механической интерпретации (хотя Планк и констатировал, что сам принцип более общий, нежели механистическое мировоззрение).

Парадоксы, следующие из несовпадения имплицитного идеала конкретной научной деятельности ученого и его эксплицитных высказываний о науке, демонстрируют деятельность одного из наиболее ярких ученых первой половины XX века В.Паули. Можно утверждать, что именно в силу того, что критическое начало было развито в его творчестве даже более сильно, нежели созидательное, Паули сделал меньше, чем он потенциально мог, поскольку многие свои открытия, подтвержденные впоследствии, он так и не опубликовал, что не помешало ему получить и нобелевскую премию по физике, и открыть один из фундаментальных законов природы, связанный с непространственной симметрией, и предсказать “невыявляемую” частицу нейтрино с нулевым зарядом и нулевой массой. И именно скептик и рационалист Паули говорит о “срединном пути” науки между двумя пределами: европейским представлением о независимом от субъекта объективном мире и восточным понятием субъекта, сливающегося с мировым целым[9]. Причем об этом говорит не уже отошедший от активной науки человек, пускающийся в отвлеченные спекуляции, отказавшись от жесткого научного дискурса, но активный теоретик, продолжающий работать и делать открытия в науке в рамках современной теоретической физики.

Несмотря на подобные декларации все же можно утверждать, что в научной практике идеал научного знания, то есть то, что касается способа “делания науки”, сами правила этого “делания”, пусть эксплицитно и не сформулированные, практически остались неизменными с XVIII века. И сам Паули, провозглашавший приемлемость “срединного пути”, в практике научной деятельности теорию создавал для объективного мира европейского типа. Свидетельством справедливости данного утверждения является анализ генезиса научных теорий ученого. Скажем, нейтрино было теоретически открыто Паули, исходя из гипотезы об универсальной справедливости закона сохранения энергии, который, по его мнению, оставался, именно в силу своей универсальности, справедливым и при новом, еще мало изученном к 1930 г. процессе b-распада. Характерно, что именно эта уверенность в незыблемости общих законов физики позволила Паули сохранить и веру в справедливость квантово-механического аппарата в тот момент, когда создатель квантовой теории Н.Бор одновременно и высказывал явные сомнения в ее справедливости, и в который раз сомневался в универсальности законов физики, в данном случае, закона сохранения энергии.

Можно выделить две противоположных системы приоритетов, которые продемонстрировали в данном случае Бор и Паули. Известна приверженность Бора тому, что можно назвать философскими и метафизическими включениями во внутрифизический дискурс. В определенном смысле можно говорить о том, что экспериментальные данные были для Бора более неприкосновенны, нежели уверенность в справедливость фундаментальных законов физики. Паули же в данном случае отдал явное предпочтение собственно методологии классической физики. Он как бы продолжает здесь линию теоретического предсказания и открытия неизвестных планет, частиц или законов, никак не подвергая сомнению уже установленные законы. Поэтому “срединный путь” Паули не несет здесь никакой конкретной нагрузки в системе его физики, тогда как для Бора осознание неклассичности, инаковости квантового мира приводит к ослаблению гипотез о неизменности законов этого мира. Грубо говоря, для Бора иная метафизическая нагруженность ведет к иной физической реальности и иным физическим законам. Но очень важно, что даже в этом принципиально неклассическом мире физика выявляет именно законы, зависимости, устойчивые связи. Вместе с тем важно заметить, что в немалой мере именно концептуальная непроясненность относительно границ привычного научного дискурса, который у Бора нагружался метафизическими соображениями, и давала ему недостижимую для других свободу спекуляций в его первой картине квантованного атома.

По мере развития современной физики не только ее метафизическая компонента играет все более значительную роль, но и в условиях все усложняющейся теории и вера в незыблемость физики как системы, содержащей ряд фундаментальных первопринципов, приводит к иному отношению к физической реальности. Несмотря на изначальную разницу в этих двух подходах: метафизической нагруженности и нового определения реальности, в условиях современного научного знания в конечном итоге оба эти подхода все же приводят к некоторому размыванию привычных границ науки не только в том, что касается рассуждений о ее идеалах “чайного” характера, но и в научной каждодневной практике.

Именно условиями все более усложняющегося физического дискурса можно объяснить все большую необходимость в непротиворечивой объясняющей интерпретации. Такую потребность можно продемонстрировать на примере современной квантовой механики. Эта область физики доказала свою плодотворность как необычайно эффективный расчетный аппарат. Более того, копенгагенская, или, иначе говоря, минималистская, или, что то же самое, стандартная интерпретация позволяет пользоваться данным аппаратом, не порождая никаких противоречий с опытными данными, уже в силу того, что именно ориентируясь на эти данные она и построена. У этой интерпретации есть, однако, один и очень существенный недостаток, она не дает целостную законченную картину явлений, она не позволяет пользоваться системой наглядных образов. Квантовая механика не свободна и от парадоксов, наиболее известный из которых неинтерпретируемая в терминах целостной теории проблема редукции волнового пакета.

Инструменталистский характер стандартной интерпретации понятен, но он не должен вызывать особых возражений, если рассматривать теорию как способ описания (и предсказания) опытных данных. Но вот в одном из наиболее интересных учебников квантовой механики последнего десятилетия, предназначенном для математиков, т.е. написанном математически и логически максимально строго, его автор А.Садбери ополчается на эту интерпретацию не столько за невозможность квантово-механического описания макроскопических объектов, но прежде всего за то, что она не дает единой картины мира, фактически к квантовой механике предъявляются те же требования, что и к любой классической физической теории: “...нельзя считать правильным, что единственная цель научной теории состоит в предсказании результатов экспериментов. ...Предсказания результатов экспериментов не цель теории; эксперименты лишь позволяют проверить, верна ли теория. Цель теории — познать окружающий нас физический мир”[10]. Совершенно очевидно, что познание в рамках физической науки предполагает наличие именно упорядоченного, закономерного, структурированного мира.

В книге Садбери рассмотрены девять различных интерпретаций квантовой механики и показано, что на современном этапе физики выбрать не вызывающий возражений один из вариантов невозможно, но при этом очевидно, что копенгагенский вариант выбран не будет. Как ни определять недостатки квантовой механики, либо как “противоречие со здравым смыслом”, как утверждает математик и физик Д.М.Гринбергер[11], или можно говорить о ее конкретных ограничениях и неполноте, как это делает Д.Бом[12], но спустя более десяти лет после написания книги Садбери можно констатировать, что общая эйфория от квантово-механических достижений и копенгагенской трактовки квантовой механики отходит в прошлое несмотря на шестьдесят пять лет успехов. Именно на этом примере и именно на протяжении последних лет стало особенно очевидно, что ни прагматическая, ни инструментальная трактовка науки не принимаются в конечном итоге самим научным сообществом. И уже возникают ситуации, когда из-за неудовлетворительности интерпретации не принимается работающий аппарат теории.

Показательно приводящееся в книге специальное рассмотрение проекционного постулата и знаменитого примера Шредингера с кошкой и квантовым объектом, разбивающем или нет ампулу с ядом. Фактически объясняя, почему суперпозицию состояний: “наблюдатель х мертвая кошка х квантовый объект в состоянии 1” плюс “состояние наблюдатель х живая кошка х квантовый объект в состоянии 2”” нельзя рассматривать иначе, нежели как смешанное состояние, и нельзя применять к нему интерпретацию, допускающую трактовку реализации попеременно состояний 2 либо 1 и соответственно либо живая кошка, либо мертвая, Садбери обращается к той же проблеме интерференции, которая так волновала еще сражавшегося со стандартной интерпретацией де Бройля. Л.де Бройль уже и в 50-ые годы продолжал удивляться тому, как возможны экспериментально подтвержденные в опыте (явления интерференции) волновые свойства не онтологических, а эпистемологических величин, а именно волн вероятности. Из анализа же Садбери следует, что попеременное рассмотрение как независимых наборов 1 и 2 исключает как раз проявление интерференционных эффектов, что связано прежде всего с проекционным постулатом и специальным приготовлением объекта до измерения. Заметим, что интерферирующие волны вероятности предполагают в общем случае определенную онтологизацию математических понятий. Эта онтологизация в разной форме и на разных этапах теории, но все чаще возникает в современной физике, о чем мы еще скажем ниже.

В определенном смысле, в современных физике и философии науки встречается ситуация, противоположная той, что имела место в науке, например механике, XVIII века, когда философы и гуманитарии более яростно сражались за автономию научного знания от теологических и телеологических компонент, чем сами ученые-естественники, а ученых-естественников более интересовали расчетные и внутритеоретические возможности принципа наименьшего действия. Сегодня имеет место даже более парадоксальная ситуация: философы науки проявляют себя более естественниками, они в большей мере подчеркивают утилитарный, инструментальный характер естественнонаучного знания, настаивая на ограничении полуфеноменологическим подходом, требуя от теории гораздо менее жесткой объяснительной и философской непротиворечивости, чем многие, если не большинство самих ученых-естественников, которых уже не устраивает низкий уровень объяснительных возможностей теории[13].

Как сказано выше, так называемая стандартная, квантовая механика вызывает отторжение ученых из-за неудовлетворения ее объяснительными механизмами. Наука, как это неявно, но уже подразумевается, не может и не должна выходить за границы человеческих возможностей понять и представить. О том, насколько насущна подобная потребность, говорят не прекращающиеся, а, напротив, все множащиеся попытки построить “явную”, не парадоксальную, дающую некое логически непротиворечивое объяснение квантовую механику. Для этого используют методы, не только совершенно очевидно выходящие за рамки требований минимальной онтологии (то есть нарушающие принцип Оккама), но и зачастую порождающие реальность, как бы вторичную по отношению к выбирающему ее сознанию. Например, первичную реальность определяют как то, что соответствует предсказаниям физической теории или миру теоретической физики. И полученные далее результаты сравнивают с отношением к этой определяемой из теории реальности.

Такая реальность прямо зависит от того, как будет определяться “мир теоретической физики”. Некоторые примеры подобной реальности нами уже упоминались[14], но здесь важно обратить внимание на меняющую самое суть представлений о физике как науке естественной, претендующей на описание природного мира, введение нового понятия реальности, которая превращает природный мир как бы в порождение, артефакт построенных теорий, уничтожает его природность.

Заметим, что природная реальность, определяемая через саму науку, уже принципиально ничем не отличается от реальности вымысла, реальности художественного произведения. Действительно, например, О.Уайльду принадлежит вполне достойное великого парадоксалиста замечание об изменении погоды в Лондоне в связи с обилием воды в картинах прерафаэлитов, но это замечание всего лишь отражение представления о реальности как о том, что существует в живописи и определяется по отношению к живописи. Поэтому и О.Бальзак, выслушав рассказ своего приятеля о постигшей того утрате, предложил вернуться к истинным трагедиям жизни — трагедиям героев его “Человеческой комедии”. Но подобные сравнения ничуть не более парадоксальны, нежели отождествления Е.Дж.Сквайрсом реальности с реальностью физики: “”Реальность” состоит из физики плюс чего-то еще; например, разума”[15].

Справедливости ради надо признать, что любой прогресс в развитии физического знания подразумевает обращение с некоторыми фундаментальными понятиями физики как с уже заданной реальностью, то есть определенную опять же онтологизацию фундаментальных законов физики. В рассмотренном выше примере с разным подходом к проблеме — распада Паули и Бора, именно Паули и стоял на этих позициях, но при этом физика, как наука естественная, есть описание природного мира, или описание некоторых явлений, реальность которых специально не оговаривается (здесь эта проблема опускается), но принципиально новым именно для современных интерпретаций науки является отождествление реальности с реальностью физической теории.

Обращение Сквайрса к физике как единственной и основной реальности было актом отчаяния перед интерпретационными трудностями квантовой теории, о которой Р.Пенроуз после перечисления всех ее удивительных достижений: от совпадения с экспериментом до совершенства теории, заметил, что “Против нее есть только один довод — это то, что она не имеет никакого смысла”[16]. Неудовлетворенность подобным положением, как сказано выше, все более проявляющаяся в последнее время, приводит к появлению теорий, основная цель которых придание работающей лишь как расчетный аппарат теории удовлетворительной интерпретации, придающих тому, что до их появления было всего лишь языком, средством статус фундаментальной физической теории. Для квантовой механики это могло означать, к примеру, необходимость убрать никак не фиксируемое в четких дефинициях теории произвольное различие между измерением, редуцирующим волновой пакет в чистое состояние, и квантовым взаимодействием, переводящим его в другой пакет, между описываемым на языке квантовой механики квантовым объектом и поддающимся только классическому описанию измерительным прибором.

Такая интерпретация была предложена группой итальянских теоретиков еще в 80-х. Написанная в 1986 г. совместная статья Джирарди, Вебера и Римини уже в своем заглавии дает представление об используемой модели: “Объединенная динамика для макроскопических и микроскопических систем”[17]. Искалась такая динамическая модель, чтобы для микро- и макросистем одновременно вводился такой единый динамический механизм, чтобы для микросистемы он обеспечивал редукцию, а макросистема оставалась неизменной. Для этого в модели допускают существование принципиально нового явления: имеющую стохастическую природу самопроизвольную редукцию всех волновых пакетов, независимо от характера взаимодействий, в которые вступают соответствующие этим пакетам объекты. Для этого вводится некое новое уравнение, описывающее подобную редукцию. Итак, модель основана на следующем допущении: “...вектор состояния любой физической системы, помимо того, что он изменяется согласно стандартному уравнению Шредингера, подвержен еще в случайно распределенные моменты времени с соответствующей средней частотой процессам спонтанной локализации, воздействующим на элементарные составляющие самой системы. Предполагается, что подобные процессы отражают некоторый фундаментальный природный механизм”[18]. Подобная редукция ни прямо, ни косвенно никогда ни в одном эксперименте кроме специфического в квантовой механике случая измерений не проявлялась. Результат введения такой стохастической редукции сказывается в создании классической по своей структуре теории, где механизмы чисто детерминистические заменены стохастическими взаимодействиями. Тут особенно важно подчеркнуть именно безличностный, объективизированный характер возникающего в этой картине квантового мира. Это именно прежний классический мир, в котором действуют стохастические процессы и знание о котором получается объективно, а сам факт наблюдения никак не включается в тело теории. Уже упоминавшийся Садбери приводит стохастическую интерпретацию как одну из девяти возможных и в качестве возражения ссылается на неправдоподобность получаемой картины. Но несмотря на все уже выявленные и еще неизвестные недостатки данной модели остается неизменным ее основное свойство — внутренняя непротиворечивость. В цитируемой выше статье Жирарди ссылается на Г.Стаппа, который, не разделяя примененного метода (заметим, что к недостаткам метода относится, в частности, необходимость пересмотра области высоких энергий), все же признает, что “Эти предложения показывают, что в принципе можно предложить квантовую онтологию, которая в целом соответствует обычным представлениям на макроскопическом уровне”[19].

Появившаяся в начале 80-х интерпретация Жирарди с соавторами опровергает привычные представления о включенном наблюдателе как необходимой компоненте квантового мира. Если следовать логике написанной более 20-ти лет тому назад статьи С.Рамана и П.Формана[20], для отказа от парадоксального видения квантовой механики сквозь призму копенгагенской интерпретации необходима специфическая привязанность ученого к классическому идеалу науки, что авторы соотносят с наличием если и не явно более консервативного политически мышления, хотя и такие смыслы в их работе присутствуют, то во всяком случае более традиционного взгляда на мир и общество, скажем так, более конформного мировосприятия. В системе взглядов, высказанных в той, очень типичной для своего, правда уже подходившего к конц,у времени, и Эйнштейн, и Шредингер, и де Бройль выглядели некими научными и социальными реликтами.

Свидетельств того, что ситуация уже тогда не была столь однозначно разделенной на черные и белые тона, в семидесятые годы было много меньше, чем сегодня, а отдельные попытки построить внутренне непротиворечивую квантовую онтологию, подобные попыткам Бома, тогда рассматривались как явная экзотика. Дальнейшая эволюция взглядов, скажем, Формана, одного из самых ярких представителей историков науки своего поколения, к социальному конструктивизму и фактической редукции истории науки к ее социальной истории демонстрирует, что инструментализм и релятивизм связаны гораздо глубже, чем это обычно представляется.

Заметим, однако, что идея социального конструирования науки, идея науки как порождения всего лишь социальных интересов имеет своей побочной стороной фактический отказ от анализа специфики научного знания. Естественным результатом такого подхода, правда, как правило, опускаемого в ходе рассуждений, может стать сомнение в наличии подобной специфики. Следующим шагом будет отказ признать существование демаркации науки и ненауки, например мифологии. А уж далее можно отказаться и от науки как таковой, выдвигая как альтернативу развитию аналитических методов научного исследования — развитие медитативного подхода, индивидуальной способности к интроспекции и т.д., полагая тем самым, что весь аналитический аппарат науки существует лишь потому, что несовершенен уровень человеческого инстинктивного прозрения сущностей, интуитивного по своей сути. Фактически в процитированной выше работе Якимовича именно подобный идеал теории выдается за новый идеал науки. Показательно, что ученые, профессионально изучающие науку, так далеко в своих гипотезах не заходят.

Гораздо более удивительно, что попытки такого альтернативного пути получения знания предпринимаются иногда и самими учеными-естественниками, иногда уже достигшими определенных успехов на пути стандартного научного поиска, упомянем, например, одного из адептов “Ведической науки Махариши” С.Хаджелина, ранее известного как специалиста по теории струн. Другой еще более известный пример, упоминавшийся Якимовичем, Ф.Капра с его аналогиями между восточной мистикой и динамической картиной современной физики. В определенной мере в науке сегодня подобные смелые параллели и аналогии воспринимаются гораздо более терпимо, и этому есть несколько объяснений. Первое связано со все более тщательно изучаемой историей науки, когда науки и гипотезы, трактовавшиеся как псевдонаучные, спустя зачастую не такое уж и длительное время на поверку оказывались обоснованными научными фактами или теориями. К таким примерам относится и кинетическая теория газов Уотерстона, которую отказалось рассматривать склонное к экспериментаторству Лондонское королевское общество, и пример из XX века, трактовавшийся как самый яркий пример псевдонауки, — лучи Гурвича, анализом которых заняты сегодня группы биофизиков, и еще не получившие полностью пропуск в академическую науку биологические свечения Килианов. Критериев, четко отделяющих претендента на псевдонауку от смелой научной гипотезы, установить так и не удалось.

Примеры замены исследования внешнего природного мира на интроспективный анализ служат наиболее бесспорными кандидатами в псевдотеории как и, казалось бы, всякая замена активного эксперимента моментом созерцания и вчувствования. Хотя подобные девиации существовали в науке всегда, сегодня они? может быть? более объяснимы? нежели ранее, поскольку, и в этом почти единодушны и сами ученые-естественники? и специалисты-науковеды, значительно усложняется сама наука. Сошлемся на мнение известного физика-теоретика, специалиста в области теории элементарных частиц А.Пайса[21], обратившего внимание на качественный скачок в сложности при переходе от электродинамики к квантовой электродинамике? и на замечание крупного науковеда и социолога науки М.Моравчика[22] о том, что ожидания концептуального упрощения теории в ее окончательном? сложившемся виде, упрощения “апостериори”, как его называет Моравчик, более не оправдывается (Пайс сконцентрировал свое внимание на технических, то есть математических? сложностях теорий).

Еще один источник усложнения науки — все возрастающие трудности эксперимента, трудности как технического, так и концептуального характера, например, эксперимент становится уникальным, принципиально неповторимым. Отчасти этим обстоятельством и объясняется большая терпимость к подобным отклонениям. Подобная толерантность позволяет анализировать более беспристрастно, что ранее заведомо отвергалось. Тогда выясняется, что оптическая теория цвета И.Гете, о которой всегда упоминали как о его ошибке и заблуждении, есть на самом деле редкий пример специфической альтернативной науки, но науки, ориентированной на чувственное восприятие, а не на посредничество приборов. Причем между этой наукой и ньютоновской оптикой можно установить некое соответствие. Как замечает Г.Беме: “Если кажется сомнительным с точки зрения современного ученого использование понятий “данные”, “экспериментальный метод”, “закон”, “объяснение” или “теория” по отношению к Гете, то мы тем не менее находим в его науке эквиваленты всем этим понятиям”[23]. В сборнике, из которого приведена данная цитата, с таким же вниманием рассматриваются и биологические концепции Гете, в которых находят некоторые аналогии с экологическим подходом к природе, тогда как его концепции, использовавшиеся им в биологии и в физике: метаморфозиса и прафеномена, оценены как некие концепты, которые вполне заслуживают статуса научных.

Этот пример очень показателен для отмеченных выше смягченных критериев “научности”, возникающих во второй половине XX века. Одновременно он показателен еще и тем, что демонстрирует подчеркнутое сразу целым рядом выдающихся ученых современности (И.Пригожиным, Р.Томом, Х.Примасом и другими) общее свойство: физика становится более описательной. Пригожин даже говорит о необходимом нарративном характере науки. Р.Том настаивает на том, что наука должна объяснять, а не предсказывать. Примас выделяет интерпретационные возможности теории едва ли не как наиболее важные. В определенном смысле Садберри, отвергая копенгагенскую интерпретацию за ее чисто инструментальный предсказательный характер, всего лишь отражал требования времени. И это требование оказывается в некоторой если не оппозиции, то, во всяком случае, требует своего определения по отношению к характерной особенности физики XX века, отмеченной историками науки, а именно ее математического характера. Отметим, что недавно, в 1993 г., итальянским математиком и физиком Л.Аккарди была сделана попытка использовать математико-логические методы для построений непротиворечивой интерпретации квантовой механики, и эту линию он продолжает развивать.

Математика как определяющая характеристика “научности” теории была выделена явно или неявно, но практически одновременно с возникновением науки как феномена Нового времени. От кантовского определения науки по степени ее математичности до лакатосовской оценки успешности исследовательских программ по степени их роли в математике уверенность в наличии подобной связи только укреплялась. В.П.Визгин в недавней статье, анализирующей взаимодействие между математикой и физикой в первой половине XX века, выделяет ту роль, которую играли абстрактные математические структуры в становлении физических теорий, прежде всего в релятивистской и квантовых исследовательских программах: “Математика играла значительную — эвристическую и формообразующую — роль в формировании новых теорий. Характерной особенностью этого взаимодействия было быстро формирующееся понимание математики как запасника структурных схем для теоретического отображения физической реальности. Отождествление физических теоретических конструкций с относительно замкнутыми математическими структурами было одним из главных направлений теоретического развития”[24]. Именно эти особенности математики, о которых так много рассуждали такие выдающиеся математики, физики и философы как, А.Пуанкаре или Г.Вейль, послужили основой для ставшего уже крылатым выражения Е.Вигнера о “непостижимой эффективности математики”, впервые так удачно произнесенного им в 1959 г.

Вейль отчасти попытался как-то обосновать эту эффективность еще в своей работе 1954 г., когда он отмечает, что “Законы физики, взятые по отдельности, вовсе не обладают проверяемым в опыте содержанием. Только теоретическая система в целом может быть сопоставлена с опытом... надо признать, что (в физике — Т.Р.) наш интерес состоит... не в том, чтобы фиксировать то деление шкалы, на которое указывает стрелка, а в идеальных положениях, которые согласно теории проявляются в этих совпадениях, но смысл которых не реализуется ни в каком данном созерцании... Движимые метафизической верой в реальность внешнего мира, мы исследуем символические формы трансцендентного и испытываем удовлетворение от того, что они подтверждаются в опыте”[25].

П.А.М.Дирак, один из наиболее продуктивных физиков XX века призывал в физических исследованиях “идти от математики”, отмечая, что при этом сама математическая форма может быть слишком сложна для непосредственного концептуального воплощения[26]. Неудивительно, что Дирак вспоминает XIX век как век некоторой гармонии между математикой и физикой, когда ученые были одновременно и математиками, и физиками. В то время находить конкретную интерпретацию математическим структурам было гораздо проще.

В XX веке уже упомянутые трудности математических структур отражались в двух тенденциях. Первую, и о ней упоминал уже Вейль в процитированной выше работе, можно назвать вариантом современного пифагореизма. Существенную дань этому направлению отдал и сам Дирак, в частности, когда он пытался, исходя в основном из численных соображений, построить некую теорию, объясняющую связь между константами Вселенной[27].

Отметим, что в определении данного направления как пифагореизма нами не вкладывается никакая аксиологическая компонента. Это просто определение одного из направлений современного приложения математики к физике. Именно из такого приложения и возник, к примеру, один из первых вариантов антропного принципа[28]. Несколько непривычный “неэкспериментальный” характер подобного применения ничуть не менее обоснован, нежели первое использование абстрактных математических структур для описания физической теории, которым обычно только апостериори приписывают некий определенный физический смысл. Степень “научности” как обоснованности подобных построений определяется, как правило, из прагматических соображений, поскольку никакого общего обоснования “метафизической вере”, упоминаемой Вейлем, найти все же нельзя, если, конечно, не принимать за таковую общую модель мира как механизма, оставленную нам в наследство от эпохи господства механистической парадигмы, возникшей практически одновременно с наукой Нового времени.

Именно в рамках иной модели мира и возникла “почти работающая” альтернативная физика Гете, у которого мир рассматривался как организм. Представляется, что необходимым, но недостаточным признаком “ненаучности” очередной теории может быть заявляемая ею принадлежность к той же, скажем, модели мира как организма, при иных исходных допущениях. Тогда как если в основу видения мира кладется иная исходная модель, то некоторые шансы на ее успешность все же есть. При этом успешность не всегда означает удовлетворение тому же критерию научности. Обратимся к модели, все более привлекающей внимание ученых и во многом соответствующей современному состоянию и использованию абстрактной и вычислительной математики, а также компьютеров в науке: к модели мира как компьютера. В границах этой модели происходит дальнейшая онтологизация эпистемологических концептов и, в частности, сама математическая структура “субстанциализуется”. Этот процесс представляется не менее невероятным с точки зрения привычных связей математики и физики, при которых математические структуры имели именно символический характер, нежели явно вненаучные гипотезы об одушевленности всего сущего. Тем не менее подобные работы уже начали появляться внутри границ современной науки как ее полноправная институализированная часть.

Примером подобной принципиально новой по своему характеру и положению внутри традиционной парадигмы постнеклассической науки работы может служить статья А.Е.Сковилля[29]. Констатируя, что стандартная космология Большого Взрыва не может объяснить наличие темной массы, требуемой наблюдаемой галактической динамикой, автор предлагает объяснение: “недостающая темная масса является необходимым следствием эффективности (алгоритмической локальности) математики в любой полной космологии, т.е. в любой “Теории всего””[30]. В качестве обоснования своего подхода автор предлагает использовать информационно-теоретическую формулировку квантовой механики, введенную сотрудником Уиллера А.Цуреком. Цурековская формулировка трактуется многими как один из наиболее успешных в современной науке способов решения проблемы редукции волнового пакета в квантовой механике и уже стала как бы одним из наиболее часто используемых форм ее интерпретации. В итоге своей статьи Сковилль приходит к заключению, что “Математически эффективное вычисление порождает темное вещество”[31]. Подобная работа еще представляет собой одну из первых “нетрадиционных” работ, использующих новую компьютерную реальность современного мира, но число сторонников аналогичных подходов может только расти. В итоге возникает ситуация, когда математика уже не является более гарантом “научности” физического вывода, становясь самой “матерпей” физики. Истоки этой тенденции в новейшее время можно обнаружить в “математической феноменологии” Л.Больцмана, понятии, которое он несколько раз использовал в своих работах для подтверждения атомистичности вещества[32]. И теперь можно утверждать, что вот это обращение к математической феноменологии для обоснования физической реальности было одним из самых явных отступлений от привычных классических критериев рациональности, что ранее в цитируемой в 32 работе отмечено, к сожалению, не было.

В этой статье намеренно опущены проблемы нелинейной физики, физики самоорганизующихся систем, физики хаоса. Это сделано намеренно из-за обилия работ на данную тему. Важная мысль в этом плане, тоже уже неоднократно высказанная, состоит в убежденности в необходимости выработки особого языка для этой области физики и специфических философских конструктов для интерпретаций этой области знания. Эта задача представляется особенно важной именно в связи с проблемами границ науки, которые в данной области становятся сложным образом связанными с проблемами личностного знания. Простые аналогии с миром восточной мистики здесь помочь не могут, более того, они как раз и препятствуют выработке специфического, но осмысляемого в привычных физических и философских терминах языка.

Подводя итоги всему сказанному, констатируем, что именно со все увеличивающимися концептуальными трудностями науки можно связать возникновение некоей внутренне противоречивой ситуации, когда меняются приоритетные задачи науки: меньшее внимание уделяется технологическим возможностям науки и именно тогда, когда эти технологические возможности возрастают. Важна становится не наука как предсказательная способность, как магический инструмент, выдающий ответы, непонятным и недоступным для понимания образом, но наука как способ расколдовывания мира, наука как способность объяснить и понять мир. Истоки этого понимания целей науки следует все же искать в начале нашего века.

[1] Knight D. The Age of Science. Oxf., 1986.

[2] Brush St. The Temperature of History. N. Y., 1978.

[3] Философский энциклопедический словарь. М., 1983. С. 726.

[4] Kobsarev l. Yu., Manin Yu.l. Elementary Particles. Dodr., 1989.

[5] Романовская Т.Б. Наука XIX-XX вв. в контексте истории культуры. М., 1995.

[6] Якимович А.К. Магические игры на горизонтальной плоскости. Картина мира в конце XX века // Мировое дерево. М., 1993. С. 121-136.

[7] Там же. С. 124-125.

[8] Планк М. Принцип сохранения энергии. М.; Л., 1939.

[9] Гейзенберг В. Шаги за горизонт. M., 1988.

[10] Садбери А. Квантовая механика и физика элементарных частиц. М., 1989. С. 294.

[11] Greenberger D.M. Preface // Fundamental Problems of Quantum Theory. NY., 1995. P. XIII-XIV

[12] Bohm D. Wholeness and the Implicate Order. L., 1980.

[13] Cartwright N. How the Laws of Physics Lie. N. Y.; L., 1986.

[14] Романовская Т.Б. Рациональное обоснование вненаучного // Вопросы философии. 1994. № 9. С. 23-36.

[15] Squires E.J. One mind or many. — A note on Everett interpretation of quantum theory // Univ. of Durham. DTP-90/JH. P. 9-10.

[16] Bridging the Gap: Philosophy, Mathematics, and Physics. Eds. G. Corsi and oths. Dodrecht, 1993. P. 199.

[17] Ghirardi G.С., Rimini A., and Weber Т. Unified dynamics for microscopic and macroscopic systems // Phys. Rev. 1986. D34. P. 470-491.

[18] Ghirardi G.C. The Quantum Worldview: Its Difficulties and an Attempt to Overcome them // Bridging the Gap... P. 189.

[19] Ibid. С. 198.

[20] Forman P., Raman A. Why it was Schredinger who created the wave mechanics? // Historical Studies in the Physical Sciences. 1975. Vol. 5. P.

[21] Pais A. Inward Bound. N. Y., 1986.

[22] Moravcsik M.Y. The limits of science and the scientific method // Current Contents. 1990. Vol. 30. № 3. P. 7-12.

[23] Bohme G. Is Goethe's theory of colour science? // Goethe and the Sciences: a Reappraisal. Dodrecht-1987. P. 147-173.

[24] Визгин В.П. Математика в квантово-релятивистской революции // Физика XIX-XX вв. в общенаучном и культурном контекстах. М., 1997. С. 27.

[25] Вейль Г. О символизме математики и математической физики // Вейль Г. Математическое мышление. М., 1989. С. 66-67.

[26] Визгин В.Р. П.А.М.Дирак о взаимосвязи физики и математики / Поль Дирак и физика. XX века. М., 1990. С. 95-111.

[27] Краг X. Поль Дирак и космологическая теория // Поль Дирак и физика XX века. С. 78-92.

[28] Идлис Г.М. Космология и естествознание // Физика XIX-XX вв.... С. 163-198.

[29] Scoville А.Е. First Order, Dark Matter, and the Effectiveness of Mathematics in the Natural Sciences // Fundamental Problems in Quantum Theory. A Conference Held in Honour of Prof. J.A.Wheeler. Ann. of N. Y., Ac. of Sc. 1995. Vol. 775. P. 896-897.

[30] Ibid. С. 896.

[31] Ibid.

[32] Романовская Т.Б. Изменения в механистической картине мира как изменения принципов рациональности в науке XIX века // Исторические типы рациональности. М., 1995. Т. 2. С. 205-246