Перейдем теперь к философским проблемам кванто- вой механики. Трактовка Бунге этих проблем (главы 5 и 6) в основном идет по линии материализма. Он спра- ведливо критикует позитивистское, субъективно-идеали- стическое толкование квантовой теории, показывая, что «в итоге ее референты становятся ...призраками, оторван- ными от физических сущностей» (стр. 153). Подчеркивая в своих рассуждениях принципиальное отличие понятий квантовой теории от понятий классической физики, он, в частности, вводит для квантовой теории понятия «кван- тона», «гилона», «педиона» (стр. 171). Но в книге Бунге нет анализа логики перехода от классических понятий к понятиям квантовым. Диалектика такого перехода со- вершенно чужда автору книги; классические понятия в рассуждениях Бунге о «строгой интерпретации кванто- вой механики» фигурируют — как он сам говорит — лишь как «метафоры» и «аналогии» (стр. 174). А могла ли квантовая механика с именно ей присущими понятиями возникнуть и развиться, как бы минуя понятия классиче- ской физики? Попробуем набросать здесь краткий ответ.

В основе квантовой механики — теории явлений атом- ного масштаба— лежит понимание движущейся материи, то есть вещества и поля, как обладающей нераздель- ными корпускулярными (дискретными) и волновыми (непрерывными) свойствами.

В этой теории корпускулярные и волновые понятия теряют свою «классическую» независимость и становятся связанными переходами друг в друга, приобретая новое, неизвестное классической физике содержание 1 . Это со- ответствует тем фактам, что движение микрообъектов лишь в приближении можно трактовать как движение «классических» частиц или распространение «классиче- ских» волн, но ни в одном эксперименте микрообъекты не выступают в точности ни как частицы, ни как волны, с которыми имеет дело классическая физика. Если брать крайние случаи, то в одних условиях наблюдения микро- объекты ведут себя подобно частицам, а в других — по- добно волнам. Другими словами, при описании явлений атомного масштаба эти явления не могут быть отде- лены от тех условий, в которых они наблюдаются. Так называемая относительность к средствам наблюдения (последние как раз фиксируют условия, в которых прояв- ляются свойства микрообъектов) составляет характер- ную особенность описания в квантовой механике. Если в классической физике при описании явлений полностью отвлекаются от условий наблюдения, то в квантовой ме- ханике такое отвлечение противоречит ее принципам. От- носительность к средствам наблюдения совсем не озна- чает, что понятия квантовой механики, будучи относи- тельными в указанном смысле, не имеют объективного характера. Классическое понятие скорости, например, тоже относительно (хотя эта «относительность» не совпадает по своему содержанию с относительностью к средствам наблюдения), но оно, как известно, имеет объ- ективный характер.

• 1 Новое содержание понятий квантовой механики находит свое выражение в новом математическом формализме (появляются опе- раторы) и новых правилах связи его абстракций с показаниями при- боров по сравнению с классической физикой.

То, что явления атомного масштаба не укладываются ни в корпускулярную, ни в волновую классические схемы и для своего понимания требуют сочетания корпускуляр- ных и волновых представлений в их синтезе, что понятия состояния и связанные с ним другие физические поня- тия, полагаемые абсолютными в классической физике, получают в квантовой механике своеобразный относи- тельный характер, что при исследовании микроявлений необходимо их рассматривать в постоянной связи с усло- виями, в которых они совершаются, что квантовая меха- ника, обобщая классическую механику, вместе с тем радикально от нее отличается — все это по-новому под- тверждает положение диалектического материализма о том, что не существует никаких неизменных элементов и неизменной сущности вещей, что явлениям и сущностям вещей присущи диалектические противоречия, что мате- рия неисчерпаема в целом и в своих частях, что все грани в природе подвижны, относительны и выражают приближение человеческого ума к познанию материи.

Оставим в стороне анализ проблемы причинности в квантовой механике 1 и обратимся к вопросу о влиянии философского идеализма на квантовую механику. Это влияние сказалось в попытках идеалистического решения общефилософских проблем, Поставленных квантовой тео- рией. В книге Бунге такого рода попытки подвергнуты основательной критике. В этом отношении отметим кри- тический разбор субъективно-идеалистических взглядов позитивистов и операционалистов, которые автор сумми- ровал в десяти аксиомах, по его словам, «стандартной философии физики» (глава 1 и др.). Автор при этом исходит из своей «философии физики», которую можно изложить таким образом: существуют вещи в себе, то есть объекты, существование которых не зависит от на- шего ума; вещи в себе познаваемы, но не «одним уда- ром», а методом последовательных приближений; всякое познание вещи в себе достигается совместными усилиями теории и эксперимента; фактическое знание носит скорее гипотетический, чем аподиктический характер и, следо- вательно, не является окончательным; всякое познание в себе опосредствованно и символично (гл. 4 и др.).

• 1 Подробнее о философских вопросах квантовой механики см.: Нильс Бор, Избранные научные труды, т. II, М, «Наука», 1971; комментарии М. Э. Омельяновского к статьям Н. Бора, приложе- ние — В. А. Фок, Квантовая физика и философские проблемы.

«Критический реализм» Бунге есть, собственно говоря, признание материалистического решения основного во^ проса философии плюс некоторые элементы диалектики познания.

Когда Бунге характеризует «стандартную философию физики» или «кредо наивного физика», он ни словом не упоминает о стихийно материалистических взглядах есте- ствоиспытателей, а также о глубоких философских, во многих отношениях материалистических соображениях Эйнштейна, Бора, Борна и других «великих преобразова- телей естествознания» (Ленин), хотя один раз делает некоторое исключение для Эйнштейна (стр. 20). С таким подходом Бунге к естествоиспытателям как якобы «чи- стым» позитивистам согласиться, разумеется, нельзя.

Влияние философского идеализма на квантовую ме- ханику сказалось также в определенной трактовке про- блем квантовой теории з особенности проблемы един- ства корпускулярных и волновых свойств материи: во- первых, отрицается объективно реальный характер этого единства; во-вторых, субъективируется относительность к средствам наблюдения. В книге Бунге эта сторона влия- ния философского идеализма на квантовую теорию по- чти не рассмотрена (гл. 5 и 6). И это понятно: соответ- ствующие вопросы могут быть основательно проанализи- рованы (как и сама проблема единства корпускулярных и волновых свойств материи) только при условии приме- нения диалектики, а к диалектике, как методу исследо- вания, Бунге, об этом шла речь выше, относится отри- цательно.

Очень кратко рассмотрим стороны вопроса, которые были «опущены» Бунге и которые мы считаем весьма важными. Существующая в квантовой механике необхо- димость рассматривать явление в микромире в неотде- лимой связи с условиями, в которых они протекают (эти условия при экспериментальных исследованиях фикси- руются средствами наблюдения), трактуется позитиви- стами с субъективно-философской позиции таким обра- зом, будто наблюдатель, то есть проводимые им наблю- дения и измерения, являются источником квантовых законов. Эта трактовка приписывает наблюдению и изме- рению несвойственное им содержание, ведет к философ- ски неверным заключениям. Вместе с тем отметим, что у многих физиков эти неверные философские заключения связаны не столько с сознательно применяемой идеалистической установкой, сколько с применением неправиль- но выбранных терминов. Здесь важно замечание Бора, который, придавая существенное значение вопросу о вы- боре терминологии в новой области исследования, пола- гает, что в квантовой механике термин «измерение» дол- жен применяться в своем прямом смысле (сравнение с эталоном), и высказывается против употребления таких выражений, как «наблюдение возмущает явление» и «из- мерение создает физические атрибуты объектов».

Для вопросов, рассматриваемых в книге Бунге, сле- довало бы всячески подчеркнуть, что примерно с 50-х годов многие выдающиеся зарубежные естествоиспыта- тели, включая и физиков первого ранга, стали выступать все чаще и, так сказать, более «фундированно» против позитивистских установок в науке. Многие из этих фи- зиков, среди них Н. Бор, близко подошли к материали- стическому и диалектическому воззрению на современ- ную физику (имеются в виду ее ведущие теории и осо- бенно квантовая механика). Бор не пользуется в своих последних работах философски ошибочным выражением «неконтролируемое взаимодействие», которое с 30-х го- дов фактически считалось своего рода центральным фи- лософским пунктом квантовой механики. Он защищает мысль, что описание атомных явлений имеет объектив- ный характер, выступает за причинность в квантовой механике, но в более широком понимании, чем в класси- ческой физике, и т. д. Термин «дополнительность», остав- ленный Бором, обозначает своеобразное отношение опыт- ных данных о микрообъектах, полученных при помощи разных средств наблюдения; эти данные, указывает Бор, хотя и кажутся противоречащими друг другу, на самом деле при попытке сочетать их в единую картину исчерпы- вают все, что можно узнать об объекте.

• 1 Из последних работ Гейзенберга, затрагивающих указанную в тексте тему, укажем на его статью « Naturwissenschaftliche und re - ligiese Wahrheib в: « Physikalische Blatter », 1973, H . 8.

В противоположность Бору другие зарубежные фи- зики, выступавшие против позитивизма в естествознании, склоняются к философским идеям, родственным объек- тивному идеализму. К таким физикам следует отнести В. Гейзенберга, который вместе с тем выступает открыто против диалектического материализма 1 .

Об этом в книге Бунге, повторяем, не говорится ни- чего, а к «философии физики» — в действительном ее по- нимании— все сказанное имеет прямое касательство.

Непризнание Бунге конструктивной роли диалектики вообще и особенно в применении к естествознанию на- шло свое выражение также в разборе автором книги проблем аксиоматики в физической науке.

Если выразиться несколько выспренне, книга Бунге — своего рода гимн аксиоматике в физике. Нельзя не со- гласиться с Бунге, когда он пишет, что вне аксиоматиче- ской системы мало надежд на установление порядка, убедительности и даже уместности тех или других поня- тий в физике (стр. 41). Автор выпукло показывает суще- ственную, а при определенных условиях решающую роль аксиоматического подхода в физике. Но он преувеличи- вает, если не сказать больше, его методологическое, фи- лософское значение; особенно это проявляется в рассу- ждениях Бунге о «поисках ясности». Когда автор утвер- ждает, что вне определенного теоретического контекста нельзя решать вопрос о первичности и производности того или другого понятия (стр. 43), что при аксиомати- зации теории относительности и квантовой механики стало понятно, что эти теории говорят не об измерениях, не имеют отношения к наблюдателю с его психическим состоянием и занимаются объективным миром (стр. 46), то с этими и подобными утверждениями трудно не согла- ситься. Но когда развитие темы толкает автора книги к необходимости решать вопросы, относящиеся к изменяе- мости основополагающих понятий и принципов физики, к проблемам перехода от одной физической теории к дру- гой, соответствующие рассуждения автора вызывают ре- шительные возражения.

Сознательное неприятие Бунге диалектики в физиче- ской науке, в познании физикой объективного мира дало свои отрицательные результаты и в области анализа ав- тором книги больших проблем аксиоматики в физике. Из этих проблем мы здесь коснемся лишь одной, а имен- но проблемы отношений между теориями.

Анализ автора книги приводит его к выводу: «пока еще, видимо, не предложено никакой общей теории отно- шений между теориями...»; «аксиоматизация является одной из предпосылок точного анализа логических и се- мантических отношений между теориями...»; «...до тех пор пока мы не будем иметь ни тщательного исследова* ния исторических случаев, ни какой-либо общей теории, нам следовало бы воздерживаться и не «выдавли- вать» философский сок из отношений между теория- ми» (стр. 294—296).

Бунге упускает из виду разбор поставленной пробле- мы об отношениях между физическими теориями, кото- рый может быть осуществлен (и осуществляется в мар- ксистских исследованиях) с точки зрения материалисти- ческой диалектики. В этом анализе учитываются логиче- ские достижения, добытые на основе аксиоматики. Он приводит к выводу, прямо противоположному тому, ко- торый сформулировал Бунге: оказывается, что современ- ное состояние философии и естествознания (физики пре- жде всего) включает в себя все необходимое и достаточ- ное, чтобы, пользуясь словами автора книги, «„выдавли- вать" философский сок из отношений между теориями».

Некоторые проблемы аксиоматики в физике с пози- ций материалистической диалектики освещаются в статье автора этих строк, которая помещается в этой книге в ка- честве приложения.

Подведем некоторый итог. Книга Марио Бунге «Фи- лософия физики», несмотря на отмеченные ее слабые стороны, — интересная и содержательная работа. В этом отношении по-особому конкретна и богата содержанием последняя, 10-я глава книги, названная «Граница между теорией и экспериментом»; в ней автор фактически при- держивается диалектической идеи глубокого единства теории и опыта, что дает свои плодотворные результаты. Но главное заключается в том, что книга может служить добротной основой для размышлений и обсуждения больших вопросов философии естествознания, которые в ней подняты. К этим вопросам, несомненно, будут воз- вращаться с целью их всестороннего исследования на ба- зисе марксистско-ленинской диалектики. Вне такого ис- следования они не могут решаться так, как требует со- временное развитие естественнонаучной и философской мысли.

М. Омельяновский

Предисловие автора

В этой книге рассматриваются некоторые современные проблемы философии, методологии и оснований физики. В частности, следую- щие проблемы:

•  Содержат ли математические формализмы интерпретации самих себя или же их необходимо дополнять интерпретационными предположениями, и если да, то как эти предположения следует фор- мулировать?

•  Что описывают физические теории: физические системы или лабораторные операции, или и то и другое, или ни то, ни другое?

— Как следует вводить основные ( basic ) понятия теории: путем ссылок на измерительные операции, или с помощью ясных определе- ний, или же аксио\атически?

— В чем состоит использование аксиоматик в физике?

•  Как соотносятся между собой физические теории: подобно китайским коробочкам (русским матрешкам) или же более сложным образом?

•  Какова роль аналогий при построении физических теорий и их интерпретации? В частности, неизбежны ли классические аналогии вроде частицы и волны в квантовых теориях?

•  Какова роль прибора в квантовых явлениях и каково место теории измерения в квантовой механике?

•  Как теория соотносится с экспериментом: непосредственно или с помощью дополнительных теорий?

С этими и некоторыми другими подобными им вопросами стал- кивается в своей повседневной работе и физик-исследователь, и физик-преподаватель, и физик-студент. Если ими пренебречь, они всплывут позже, и неверный ответ на них может запутать понимание того, что уже достигнуто, и даже затруднить дальнейшее продвиже- ние. Философия, методология и основания науки подобны кустам роз: они способны доставлять наслаждение, когда за ними ухажи- вают, и становятся неприятными и колючими, когда ими не зани- маются.

Для чтения этой книги не нужно никаких предварительных условий, кроме знакомства с теоретической физикой на уровне начальных учебных курсов и искреннего интереса к предмету. Книга может быть использована как для самостоятельного чтения, так и в качестве учебного пособия для студентов и аспирантов.

Я весьма признателен Канадскому Совету исследовательского фонда Киллэма за предоставленную мне возможность завершить работу над этой книгой.

Марио Бунге

Посвящение

Тем, кто продолжает изу- чать физику, ибо любит ее, и кто, несмотря на все предше- ствующее обучение, требования скорейших результатов и дав- ление конъюнктуры, все еще любит свою науку, не остав- ляет надежды на лучшее пони- мание ее и отваживается зада- вать радикальные вопросы. Ибо свет истины для них дороже всего.

Глава 1 Философия: маяк или ловушка?

Было время, когда от философии ожидали решения чуть ли не всех вопросов. Философы самонадеянно вы- черчивали главные линии картины мира, а физикам ос- тавляли подсобную роль ее дополнения. Когда этот ап- риористский подход потерпел неудачу, физик заодно отказался и от философии. Сейчас он не ожидает от нее ничего хорошего. Уже одно слово «философия» способно вызвать у него ироническую или даже презрительную улыбку. Ему не доставляет удовольствия свободное вра- щение в пустоте.

Однако пренебрежение философией не избавляет от нее. В самом деле, когда мы говорим об отсутствии интереса к философии, то, вероятно, лишь заменяем философию эксплицитную, явную, философией неявной, имплицитной, а следовательно, незрелой и неконтроли- руемой. Современный физик отбрасывает устаревшие догматические системы, наполовину непроверяемые и на- половину ошибочные и, как правило, бесплодные в своем большинстве, только для того, чтобы некритически вос- принять некоторую альтернативную систему философ- ских догм. Эта домотканая философия, крайне популяр- ная среди физиков-профессионалов, с начала нашего сто- летия выступает под наименованием операционализм. В ней считается, что символ, так же как и уравнение, имеет физическое значение лишь в той мере, в какой он соотносится с некоторыми возможными операциями че- ловека. Это ведет к утверждению, что физика в целом — наука об операциях главным образом измерительных и вычислительных, а не наука о природе. Данная точка зрения представляет собой возвращение к антропоцент- ризму, превалировавшему до рождения науки.

Студент-физик усваивает операционалистскую фило- софию с самого начала курса своего обучения. Он нахо- дит ее в учебниках и лекционных курсах, а также имеет дело с ней на семинарах. Он редко сталкивается с кри- тическим анализом этой философии, обычно осуществляе- мым философами, которых он не читает. Более того, искушение покритиковать официальную философию нау- ки вряд ли Еызовет сочувственную реакцию, поскольку операционализм является ортодоксальной верой и всякое отклонение от него, вероятнее всего, будет осмеяно или даже наказано.

Но так или иначе, а операционалист и его критик за- нимаются философствованием, что само по себе не яв- ляется чем-то необычным или трудным. То, что действи- тельно трудно, так это разрабатывать хорошую филосо- фию, и это куда труднее, чем отказ от философии во- обще. Короче, физик не может остаться философски ней- тральным. В большинстве случаев он непреднамеренно придерживается системы философских принципов, кото- рые и будут рассмотрены в дальнейшем.

1. Официальная философия физики

Современный физик, сколь бы в технических вопросах искушенным и критически настроенным он ни был, обыч- но догматически придерживается так называемого «кре- до» наивного физика. Основные догмы этого кредо сле- дующие.

I. Наблюдение — источник и предмет ( concern ) физи- ческого знания.

II. Ничто не реально, если оно не может стать частью человеческого опыта. Физика в целом имеет отношение именно к этому опыту, а не к объективной реальности. Следовательно, физическая реальность — это некоторая часть человеческого опыта.

•  Гипотезы и теории физики представляют собой лишь сконденсированный опыт, индуктивный синтез экс- периментальных данных.

•  Физические теории не создаются, а открываются, они могут быть прослежены во множестве эмпирических данных, таких, как лабораторные таблицы. Спекуляции и изобретательство едва ли играют какую-либо роль в физике.

V. Целью построения гипотез и теоретических схем является систематизация некоторой части растущего за- паса человеческого опыта и предсказание его новых данных. Ни в коем случае не следует пробовать объяс- нять реальность. Менее всего следует пытаться понять существенное.

VI. Гипотезы и теории, которые включают понятия ненаблюдаемых объектов (электроны, поля), не имеют физического содержания, они играют роль лишь матема- тических мостов между действительными или возмож- ными наблюдениями. Эти трансэмпирические понятия не относятся к реальным, но невоспринимаемым объектам, а представляют собой вспомогательные понятия, лишен- ные референтов.

VII. Гипотезы и теории физики не являются более или менее истинными или адекватными, поскольку они не соответствуют никаким объективно существующим предметам. Они служат простыми и эффективными спо- собами систематизации и обогащения нашего опыта, а не компонентами картины внешнего мира.

VIII. Каждое важное понятие должно иметь логиче- ское определение. Следовательно, каждое хорошо орга- низованное рассуждение должно начинаться с определе- ния ключевых терминов.

•  Значение фиксируется определением, неопределен- ный символ не имеет физического значения и поэтому мо- жет существовать в физике только как вспомогательное математическое средство.

•  Символ получает некоторое физическое значение с помощью операционального определения. Все, что не оп- ределено с помощью возможных эмпирических операций, не имеет физического значения и должно быть отброшено.

Высказывая или принимая эти десять заповедей, боль- шинство современных физиков, по крайней мере на сло- вах, придерживается их. Это не значит, что все те, кто клянется этими десятью заповедями, фактически им сле^ дуют. На самом же деле ни один физик не получил бы принципиально новых результатов, если бы он действо- вал в строгом соответствии с этими десятью заповедями, ибо последние не отражают реального процесса научного исследования и не способствуют ему. Далее я попытаюсь доказать, что операционализм является ложной филосо- фией физики.

й. Наблюдение и реальность

Аксиома /, согласно которой наблюдение является ис- точником и объектом физического знания, отчасти истин- на. Несомненно, что наблюдение дает некоторое руди- ментарное знание. Но даже обычное знание идет дальше наблюдения, когда оно постулирует существование нена- блюдаемых сущностей, таких, как радиоволны и внутрен- нее строение твердого тела. А физик идет еще дальше, изобретая идеи, которые нельзя было бы получить из по- вседневного опыта, такие, как понятие мезона или закон инерции. В конечном счете неверно, что наблюдение — источник любого физического знания. Это так же оши- бочно, как и утверждение, что истинные наблюдения только те, которые не запятнаны теорией.

Кроме того, наблюдение, рассматриваемое как дей- ствие, является предметом психологии, а не физики. Так, теория упругости — это теория упругих тел, а не челове- ческих наблюдений над такими телами. Иначе специ- алист по теории упругости наблюдал бы поведение своих коллег-физиков, а не поведение упругих тел и предлагал бы гипотезы, касающиеся знания этих вещей, вместо того чтобы попытаться найти гипотетическое объяснение вну- тренней структуры и видимого поведения упругих тел. В действительности же мысль о некоторых элементарных проблемах явления упругости была подсказана разум- ным (то есть «пропитанным» теорией) наблюдением, и любая теория упругости должна быть проверена экспе- риментами, которые включают и наблюдения. Но эти со- ображения совсем не тождественны утверждениям аксио- мы I.

Аксиома II относится к метафизике; ее цель — уйти от понятия реальности или на самый крайний случай вывести его за пределы научного исследования. До эры операционализма каждый физик полагал, что он мани- пулирует реальными вещами или имеет некоторые идеи относительно их. Именно это он и продолжает делать до сих пор, когда работает, а не философствует. В послед- нем случае, однако, практический реалист часто превра- щается в эмпирика. Только отдельные консерваторы, по- добно Эйнштейну, отваживались утверждать в расцвет операционализма, что физика пытается познать реаль- ность. Недоверие к понятию реальности было, видимо, через позитивизм и прагматизм унаследовано от британ- ских эмпириков и от Канта, которые критиковали утвер- ждения схоластов и других спекулятивных философов, будто мы в состоянии понять неизменную реальность, ле- жащую за пределами изменяющегося человеческого опы- та. Но здесь подразумевалось весьма специальное упо- требление термина «реальность», которое представляет для нас лишь исторический интерес. И как бы ни было скучно толочь воду в ступе традиционной метафизи- ки, все же интересно узнать, действительно ли физи- ка связана с метафизикой опыта вместо старой мета- физики субстанции или же она по-прежнему отвер- гает обе.

Конечно, физика не исключает понятия реальности, но ограничивает ее физическим уровнем, предоставляя другим наукам исследование иных уровней, в частности уровня человеческого опыта. Ни одна физическая теория не высказывает предположений, что ее объектами долж- ны быть чувства, мысли или действия человека. Физиче- ские теории — это теории о физических системах. Конеч- но, хотя физика и не связана с изучением человеческого опыта, она радикально расширяет и углубляет его. Так, получение пучка частиц, обладающих энергией в 1 Гэв, является новым человеческим опытом, так же как и по- нимание результата рассеяния этого пучка на мишени. Однако стадия планирования и осуществления экспери- мента, равно как и разработка соответствующей теории, должны опираться на знания о частицах, а не о людях. Точно так же астрофизик, который изучает термоядерные реакции в недрах звезд, проникает в них не иначе как только мысленно. Он не имеет никакого непосредствен- ного опыта относительно изучаемых им объектов. Однако он полагает или по крайней мере надеется, что его тео- рии имеют нечто реальное, им соответствующее. Конечно, эта вера или, вернее, надежда не беспочвенна в отличие от метафизики прошлого. Ученый проверяет свои теории, сопоставляя их с наблюдаемыми данными, многие из ко- торых могут быть поняты в свете именно тех теорий, ко- торые он проверяет. Иначе говоря, если для проверки наших физических идей необходимы опытные данные различных видов, то эти опытные данные еще не являют- ся референтами упомянутых идей. Искомым референтом физической идеи является реальная вещь. Если случает*

Ся, что эта конкретная вещь оказывается нереальной, то тем хуже для идеи. Реальность, видимо, не печалится о наших неудачах. Но если мы пренебрегаем реальностью или отрицаем ее существование, то мы приходим к тому, что оставляем науку и отдаемся во власть наихудшей из всех возможных метафизик.

3. Природа физических идей

Аксиома III относительно природы физических гипо- тез и теорий экстраполирует на физическую науку то, что имеет силу для одной из областей обыденного зна- ния. Верно, что многие общие утверждения представляют собой индуктивный синтез или суммирование эмпириче- ских данных. Однако ошибочно было бы утверждать, что любая общая физическая идея образована путем индук- ции из совокупности индивидуальных опытных данных, то есть наблюдений. Рассмотрим формулы теоретиче- ской физики. Даже наиболее «практичные» из них — формулы физики твердого тела — содержат более или менее изощренные теоретические понятия, далекие от не- посредственного опыта. Более того, гипотезы и теории скорее выделяют опыт, нежели суммируют его, ибо они наводят на мысль о новых наблюдениях и экспериментах. Однако не это наиболее важно в функциях гипотез и тео- рий. Мы ценим их в первую очередь потому, что они по- зволяют нам более или менее схематично дать набросок реальности и приближенно и постепенно объяснять по- следнюю.

Ничего нельзя объяснить, указав на нечто как на факт опыта или удостоверившись, что некоторое утвер- ждение охватывает ряд экспериментальных данных. Опыт сам подлежит объяснению, и это объяснение со- ставляет задачу теории. В частности, физические теории, отнюдь не будучи «блоками консервированного опыта», позволяют объяснить одну из сторон человеческого опы- та, который сам в свою очередь составляет лишь некото- рую часть реальности. Однако их недостаточно, ибо лю- бой человеческий опыт представляет собой макрофакт со многими аспектами и реализуется он на некотором числе уровней, начиная с физического уровня и до уровня мыш- ления. Поэтому соответствующее его объяснение требует взаимодействия физических, химических, биологических, психологических и физиологических теорий. Одним сло- вом, физические идеи выходят далеко за пределы опыта, и именно поэтому они вносят вклад в его объяснение. Та- ким образом, третья аксиома официальной философии физики ошибочна. К тому же она и вредна, поскольку поддерживает миф, согласно которому ни одна теория не является необходимой, тогда как все данные экспери- мента важны.

Аксиома IV фактически является следствием акси- омы III. Если теории представляют собой индуктивный синтез, то они не создаются, а формируются путем на- копления эмпирических составляющих, почти так же как облако образуется путем собирания водяных капе- лек. Ошибочность этого тезиса следует из ошибочности аксиомы III, но может быть продемонстрирована неза- висимо указанием на то, что любая теория содержит такие понятия, которые не встречаются в данных, при- влекаемых для ее проверки. Так, механика сплошных сред использует понятие внутреннего напряжения, но поскольку это понятие представляет ненаблюдаемую величину, оно не фигурирует в данных, используемых для того, чтобы проверить или сформулировать любую частную гипотезу относительно определенного вида тен- зора напряжений.

Против аксиомы IV может быть выдвинут еще один, психологический, аргумент. Ни одна физическая теория не появилась как результат созерцательных размышле- ний над поведением вещей или над опытными данными. Каждая физическая теория — это кульминация творче- ского процесса, который шел гораздо дальше непосред- ственных данных. Это происходит не только потому, что любая теория содержит понятия, которые не встречают- ся в соответствующих им экспериментальных утвержде- ниях, но еще и потому, что для любого определенного множества данных имеется неограниченное число тео- рий, которые могут их объяснить. Не существует одного- единственного пути от данных к теориям. С другой сто- роны, путь от основных предположений теории к ее про- веряемым следствиям является единственным в своем роде. Короче говоря, если индукция неопределенна, то дедукция однозначна. Кроме того, теории не являются фотографиями, они не имеют сходства со своими рефе- рентами, а представляют собой символические конструкции, которые в каждую эпоху создаются с помощью имеющихся в наличии понятий. Научные теории —от- нюдь не результат индуктивного синтеза. Они суть тво- рения, несомненно подлежащие эмпирической проверке, но не становящиеся от этого чем-то менее творческим.

4. Цель физических идей

Аксиома V, касающаяся цели физических теорий, яв- ляется односторонней и предполагает, что имеется только одна цель. Верно, конечно, что систематизация, упорядо- чение, представляет собой одну из целей теоретических построений, но эта цель не единственная. Синоптические таблицы, числовые таблицы и графики служат такими же способами концентрации и упорядочения данных, но ни один из них недостаточен для объяснения сути про- исходящих явлений. Для того чтобы что-то объяснить, мы должны дедуктивно вывести утверждения ( statements ), описывающие тот или иной факт, а дедукция требует предпосылок, которые выходят за рамки того, что под- лежит объяснению. Эти предпосылки и являются гипоте- зами, содержащими теоретические понятия. Одним сло- вом, основная функция физических теорий состоит в объяснении физических фактов.

Объяснения бывают поверхностные и глубокие, и мы не успокоимся на первых, если можем получить послед- ние. Далее, чтобы дать глубокое объяснение, дойти до сути вещей, мы должны строить гипотетические меха- низмы — не обязательно, конечно, с помощью обычной механики. Но механизмы, за исключением макрофизиче- ских и собственно механических, ускользают от восприя- тия. Только глубокие (нефеноменологические) теории мо- гут объяснить их. Другими словами, чтобы достигнуть глубокого объяснения, будь то в рамках физики или какой-либо другой науки, должны быть созданы глубо- кие теории, выходящие как за пределы чувственного опыта, так и теорий, относящихся к типу «черного ящика».

Во многих случаях такие теории, видимо, глубже про- никают в сущность своих объектов. Следовательно, нель- зя утверждать, что физика, поскольку она не идет даль- ше отношений и регулярностей, не схватывает сущности вещей. Имеются основные, или существенные, свойства, как, например, масса и заряд, которые являются источ- ником ряда других свойств. Точно так же имеют место основные, или существенные, структуры ( patterns ), вклю- чающие некоторые из этих источников свойств и приво- дящие к появлению производных структур. Конечно, нет каких-либо неизменных сущностей, познать которые мо- жет только интуиция. Более того, любая гипотеза отно- сительно существенного характера данной совокупности свойств и законов подлежит уточнению. Но фактом оста- ется то, что, поскольку физика идет дальше внешнего, необходимого, но недостаточного бихевиористского под- хода, она подрывает постулат V.

5. Теоретические понятия и истина

Аксиома VI является обычной для конвенционализма, прагматизма и операционализма (которые можно рас- сматривать как прагматистскую философию науки). Если ее принять, л о нам придется отказаться от большинства референтов физической теории и мы остаемся с пустыми исчислениями. Ибо физическую теорию в противополож- ность чисто математической характеризует то, что она рассматривает (правильно или ошибочно — это другой вопрос) физические системы. Если теория не рассматри- вает какого-либо класса физических систем, ее нельзя квалифицировать как физическую теорию. Следовательно, шестая догма ошибочна в семантическом отношении. Она ошибочна также и с психологической точки зрения, ибо если бы теории были не чем иным, как только машинами, перерабатывающими данные, то никто не беспокоился бы об их создании, так как цель теоретиков — дать объясне- ние какой-либо части реальности. Итак, аксиома VI оши- бочна во всех отношениях. Тем не менее она имеет исто- рические заслуги, которые состоят в дискредитации наив- ного реализма. Сейчас мы начинаем понимать, что физи- ческие теории являются не портретными воспроизведе- ниями реальности, а содержат грубые упрощения, веду- щие к идеальным схемам или моделям объектов, таким, как представления об однородном поле или свободной частице. Мы также признаем, что, кроме этого, нам нуж- но договориться о единицах измерения. Однако все это не превращает физику в голую фикцию или в некое мно- жество соглашений, точно так же как описание наблки даемого явления на обыденном языке не является пустым только потому, что изложено в конвенциональной си- стеме знаков.

Что касается аксиомы VII, стремящейся элиминиро- вать понятие истины, то она следует из конвенционалист- ского тезиса. Ибо, если физика не есть наука о реальных объектах, тогда и ее утверждения также не являются таковыми, то есть они не являются более или менее ис- тинными (или ложными) формулами. Но эта доктрина не совпадает с практикой физиков. В самом деле, когда теоретик выводит какую-либо теорему, он утверждает, что последняя является истинной в данной теории или в теориях, к которым она относится. И когда эксперимен- татор подтверждает теорему в лаборатории, он делает вывод, что данное утверждение истинно, по крайней мере частично, по отношению к известным эмпирическим дан- ным. Короче говоря, физики, как теоретики, так и экспе- риментаторы, пользуются понятием истины и были бы даже шокированы, если бы им сказали, что они не сле- дуют ей.

Конечно, физические истины относительны в том смысле, что они имеют силу только для определенного множества предположений, которые временно рассмат- риваются как доказанные, то есть не подвергаются со- мнению в данном контексте. Они являются также частич- ными или приблизительными истинами, ибо их подтвер- ждение всегда частично и, кроме того, ограничено во времени. Но истина не есть иллюзия только потому, что она относительна или частична. Что же касается про- стоты или эффективности, которым вместо истинности поклоняется прагматист, то их можно найти не во всякой теории. Наиболее глубокие физические теории, такие, как общая теория относительности и квантовая меха- ника, являются также и наиболее содержательными. Практическая эффективность теории может быть достиг- нута только тогда, когда она проникает в прикладные науки или технологию. Простота или сложность физиче- ской теории делает ее более эффективной или менее эф- фективной, но не более истинной или менее истинной. Сырая теория, примененная с достаточным мастерством для практических целей, может быть столь же эффек- тивна, как и совершенная теория, хотя, естественно, чем более истинна теория, тем больше ее эффективность. Во всяком случае, эффективность не является свойством, внутренне присущим теориям самим по себе; это свой- ство, принадлежащее двойке: цель-средство. Теории ис- пользуются и в технологии, но их эффективность оцени- вается только по отношению к той цели, которой они при- званы служить. В результате и седьмая аксиома офи- циальной фипософии физики оказывается ошибочной.

6. Определение

Аксиома VIII, согласно которой каждое понятие дол- жно быть определено с самого начала, явно абсурдна. Любое понятие определяется через другие понятия, по- этому некоторые из них остаются без определений. Так, в ньютоновой механике понятия массы и силы являются первичными ( primitive ) (логически неопределяемыми). Однако их нельзя назвать неясными или неопределен- ными, потому что они специфицируются рядом формул. Любая хорошо сформулированная теория начинает не с группы дефиниций, а, скорее, со списка логически не- определяемых, или первичных, понятий. Такие понятия представляют собой единицы, которые в сочетании с ло- гическими и математическими понятиями вновь и вновь встречаются на каждой стадии построения теории. Они служат существенными, или основными, понятиями в данной теории, без которых она не может обойтись. Все остальные понятия, определяемые с помощью первичных понятий, являются логически вторичными. Следователь- но, восьмая догма, на которую ориентируются многие учебники, также ошибочна.

Аксиома IX, касающаяся процедуры приписывания значения символу, в общем случае не действительна. Де- финиции приписывают значения при условии, что они сформулированы с помощью символов, которые сами имеют значения. Таким определяющим символам значе- ние не может быть приписано с помощью дефиниций именно потому, что они являются определяющими, а не определяемыми. Следовательно, чтобы установить значен ние основного, или неопределяемого, физического симво- ла, должны быть изысканы средства, отличные от опре- деления.

Можно указать все три условия, которым должен удо- влетворять символ: (а) математическое условие, то есть формальные свойства, которыми он, по предположению, должен обладать; (б) семантическое условие, то есть предположение о том, какой физический объект или свойство символ должен представлять, и (в) физическое условие, то есть предполагаемые отношения к другим имеющим физический смысл символам данной теории, которым он должен удовлетворять. Поскольку каждое условие представляет собой некоторую аксиому или по- стулат, задача приписывания физических значений в не- двусмысленном и явном виде осуществляется с помощью аксиоматизации теории, в которой встречаются рассма- триваемые символы (подробнее об этом см. в главах 7 и 8). Так, в механике сплошных сред первичный сим- вол Т' обозначает понятие внутреннего напряжения и имеет определенную математическую форму (а именно тензорное поле на четырехмерном многообразии) и опре- деленный референт (а именно некоторое свойство тела). Это последнее предположение, семантическое по своей природе, не является конвенцией подобно дефиниции, а представляет некую гипотезу. Конечно, оно может ока- заться бессодержательным, тем более что, насколько мы знаем, не существует никаких континуальных материаль- ных тел. Однако в теории выдвигается гипотеза, что та- кие тела есть. И если теория работает, тела могут рас- сматриваться как приблизительно континуальные. В итоге основному физическому символу значение придает не де- финиция, а теория в целом с тремя ее ингредиентами: математическими, семантическими и физическими пред- положенями. Если бы оказалось, что теория ошибочна, ее первичные понятия сохранили определенное значение, но были бы уже бесполезными. Во всяком случае, девя- тая аксиома ошибочна, так как только вторичные сим- волы получают значение с помощью определений.

7. Операциональные определения

Наконец, является также ошибочной и аксиома X от- носительно так называемых операциональных определе- ний. Если применять ее к случаю электрического поля, характеризующегося напряженностью ?, то эта аксиома утверждает, что приобретает физическое значение только тогда, когда предписывается процедура для изме- рения величины Е. Но это неверно: измерения позволяют нам определить только конечное число значений функ- ции, более того, они обеспечивают лишь рациональные или дробные значения. К тому же числовые значения ве- личины или физического количества представляют только одну из ее составляющих. Например, понятие электри- ческого поля является, рассуждая математически, фун- кцией и поэтому имеет три ингредиента: два множества (области определений и значений функции) и точное со- ответствие между ними. Множество измеренных вели- чин — это только «выборка» из множества значений функции. Однако, если нет четко очерченной идеи о вещи в целом, остается неизвестным, как приступить к получе- нию такой выборки. То есть измерение, вместо того что- бы приписывать значение, предполагает его.

Кроме того, измерения величины Е всегда косвенны: поля доступны опыту только через их пондеромоторные действия, причем путей измерения существует много. И если бы каждый из них определял некоторое понятие напряженности электрического поля, то мы имели бы ряд различных понятий последнего, а не одно-единственное понятие, входящее в теорию Максвелла. Если мы хотим узнать, что означает 'Е\ то должны заглянуть в теорию Максвелла. Значения определяются не действиями, а мышлением. Только с разумной и ясной идеей стоит идти в лабораторию. В итоге аксиома X неверна. Не суще- ствует никаких операциональных определений. Вера в их существование проистекает из элементарного смешения определения (чисто концептуальной операции, неприло- жимой, кроме того, к основным понятиям) с измере- нием— операцией, которая является не только эмпириче- ской, но также и концептуальной.

Этим завершается наша критика «кредо» наивного физика. В ней использовались немногие философские средства, главным образом логические и семантические, и еще меньше было взято контрпримеров из физики. Но результат ясен: если наши критические замечания в какой-то мере справедливы, то философия, сформули- рованная ясным образом, может оказаться полезной в том, чтобы несколько рассеять туман, окутывающий фи- зику.

8. На пути к новой философии физики

Несостоятельность операционализма не означает кон- ца философии физики. Операционализму существует множество альтернатив: таковы почти все философские школы. Однако большинство из них не смогли прив- лечь внимание физиков по следующим причинам.

Во-первых, эти философские системы созданы филосо- фами-профессионалами, а не учеными-естествоиспытате- лями, и, разумеется (хотя это и не вполне рационально), ученый-естествоиспытатель склонен больше доверять не философу, а своему коллеге, который, как ему кажется, сам для себя «выткал» философию и говорит с ним на одном языке. Во-вторых, общие философские системы, противостоящие операционализму, уж слишком общи, а порой и не ясны, они редко утруждают себя детальным анализом какого-либо определенного раздела науки, за- нимаясь больше вненаучными проблемами (религиозны- ми, политическими и т. д.), которые не имеют непосред- ственного значения для научных теорий или эксперимен- тов. В-третьих, большинство философов, занимающихся философскими вопросами физики и придерживающихся точек зрения, отличных от операционализма, едва ли имеют отношение к физике. Они не интересуются кон- кретными теоретическими рассуждениями и эксперимен- тами, а занимаются мини-проблемами, решение которых не указывает пути, которому следует отдать предпочте- ние. Они не видят реальных проблем или пытаются ре- шить их без какого-либо специализированного знания. Одним словом, имеются причины, по крайней мере две из которых основательные, для отсутствия интереса фи- зиков к большинству работ по философии науки.

Несостоятельность как операционализма, так и тра- диционных школ философии физики в деле осуществ- ления ее адекватного философского анализа порождает стремление к построению некоей альтернативной фило- софии физики. Новая философия, в которой нуждается физика, должна быть ее сознанием и ее крыльями, она должна помочь физике в ее самокритике, а также в ис- следовании новых проблем и методов. Главными ингре- диентами этой новой философии физики могли бы быть следующие.

Уравнение движения. Специфическим «входом» в новую философию физики была бы физика в целом, прошлая и настоящая, классическая и квантовая. Соответствующим «выходом» была бы реалистиче- ская оценка (анализ и теория) реальных и оптималь- ных исследовательских процедур, уже осмысленных или подлежащих осмыслению идей, оценка целей, ко- торых мы добиваемся в настоящее время, и возмож-* ных целей в будущем как в теоретической, так и в экспериментальной физике.

Связи. Новая философия физики должна идти в ногу не только с прогрессом в области физики, но также и с прогрессом в области точной философии, в частности в логике и семантике.

Граничные условия. Новая философия физики должна максимально использовать философскую тра- дицию, критически ассимилируя ее.

Новая философия физики находится в процессе ста- новления. Ее примеры будут даны в различных местах нашей книги. Пока же перечислим те проблемы, кото- рые исследуются в духе новой философии. Это позволит лучше показать ее жизнеспособность и соответствие актуальным физическим исследованиям, чем простое перечисление авторов и их работ. Здесь они приводятся в полном беспорядке:

•  Равнозначна ли относительность системы отсчета зависимости от наблюдателя и, следовательно, субъек- тивности?

•  Обеспечивает ли инвариантность преобразований координат как значение, так и объективность?

•  Действительно ли квантовые события нельзя ос- мыслить без введения наблюдателя?

•  Касается ли квантовая теория автономных физи- ческих объектов или же неразложимых далее «блоков», составленных из сплава микрообъект — измерительный прибор — наблюдатель?

•  Существуют ли в физических теориях строго на- блюдательные понятия?

•  Как можно наблюдать так называемые «наблю- даемые» квантовой теории и общей теории относитель- ности?

•  Какова цель физической теории: систематизация данных, вычисление предсказаний, направление дальней- ших исследований и (или) объяснение фактов?

•  Верно ли, что ничего нельзя объяснить, не обра- щаясь к обычным образам или наглядным моделям, и что в результате этого квантовая механика и общая теория относительности не имеют никакой объяснитель- ной силы?

•  Можно ли экспериментировать, не прибегая к помощи теории, и собирать таким образом данные, цели- ком свободные от теории?

— В чем состоит физическое значение символа? Множество других проблем современной философии физики могут быть почерпнуты из литературы, в частно- сти из журналов «Философия науки» (« Philosophy of Science »),«Британский журнал по философии науки» (« British Journal for the Philosophy of Science »), «Син- тез» (« Synthese ») и «Основания физики (« Foundations of Physics »). Тем не менее такое обилие вопросов (не гово- ря уже об ответах) еще не доказывает научной пригод- ности философии физики, даже если она свободна от недостатков операционализма и традиционной школьной философии.

9. Функция философии

Философия физики, так же как философия биологии и философия психологии, является составной частью философии науки. Философия науки в свою очередь представляет собой отрасль философии, другими обла- стями которой являются логика, общая эпистемология, метафизика, теория ценностей и этика. Мы уже видели, что ошибочная философия может препятствовать пра- вильному пониманию физической теории и эксперимента. Она способна даже задержать прогресс в исследова- ниях, объявляя целые исследовательские программы несовместимыми с нею или поощряя поверхностные или даже бесплодные планы. Может ли философия функ- ционировать иначе? Может ли она осуществлять какие- либо позитивные функции? Конечно, может, и иногда она делает это. Исторических примеров достаточно, но мы не будем обращаться к ним, ибо декларация принятия той или иной философии еще не доказывает следования ей на практике. Нас интересуют те функции философии, которые концептуально возможны.

Философия физики может выполнять по крайней ме- ре четыре полезные функции, которые можно назвать философской ассимиляцией, планированием исследова- ний, качественным контролем и «домашней уборкой». Рассмотрим их более подробно.

( i ) Философская ассимиляция физики состоит в обо- гащении философии творческими идеями и методами, разработанными в физике. Путем анализа непосред- ственной работы физиков — экспериментаторов и теоре- тиков— эпистемолог может сформулировать общие ги- потезы относительно природы человеческого познания. Путем критического рассмотрения фундаментальных физических теорий метафизик может создать общие тео- рии о природе вещей. Короче говоря, философия физики способна сделать вклад (что она фактически часто и делала) в распространение, расширение или даже воз- рождение философии.

(и) Планирование исследований всегда производится в соответствии с темп или иными философскими со- ображениями. Если ведущий принцип (верный или неверный) близок к эмпирической философии, то иссле- дование будет ограничено собиранием данных и фено- менологическими теориями или теориями типа черного ящика, охватывающими эти данные, но не объясняющи- ми их. С другой стороны, если философские соображения выходят за рамки эмпирической философии, то не будет накладываться никаких ограничений пи на глубину тео- рии, ни на зависимость экспериментов от теорий. В этом случае поиски смелых теорий и новых видов данных по- ощряются, а не осуждаются. Бюджет служит лишь одним из элементов, который должен быть рассмотрен при про- граммировании исследования. Поскольку философия формирует саму цель исследования, она оказывается бо- лее важным элементом, чем бюджет, так как отчасти бу- дет определять и бюджетную сторону. Если цель плани- рования состоит в приумножении данных, то для этого потребуется все возрастающее количество инструментов и более мощных вычислительных машин. Если же цель заключается в поиске новых законов, создании и проверке смелых теорий, то для этого необходимо иметь как можно больше искусных экспериментаторов и тео- ретиков.

( iii ) Качественный контроль исследования состоит в проверке и определении как ценности, так и значения экспериментальных и теоретических результатов. На- дежны ли данные? Какова их ценность для проверки теорий или для постановки вопросов, ответы на кото- рые потребуют создания новых теорий? Имеют ли теории какую-либо ценность? Ответ на подобные вопросы вклю- чает философские предположения о природе истины, взаимоотношении опыта и разума, структуре научных теорий и так далее. Можно указать различные критерии, предлагаемые для оценки теории с точки зрения ее истин- ности. Для одних критерием истинности является про- стота, для других — красота, для большинства — строгое подтверждение эмпирическими данными, для многих — технологическое применение и так далее.

( iv ) Под «домашней уборкой» я подразумеваю ни- когда не заканчивающийся процесс прояснения содер- жания идей и процедур. Несомненно, формулировка но- вых физических понятий, гипотез, теорий и процедур является задачей физиков-профессионалов. Но находя- щийся в их ведении процесс поиска и критического ис- следования требует определенной логической, эписте- мологической и методологической строгости. А чтобы провести ее в жизнь и доказать ее ценность, требуется некоторая терпимость, которой может научить только хорошая философия.

Планирование исследований, качественный контроль конечных результатов и «домашняя уборка» вклю- чают в таком случае определенную философию. Физик, принимающийся за решение этих задач, становится на некоторое время философом.

10. Роль философии в подготовке физика

Любой физик, пытающийся уяснить смысл своей соб- ственной работы, обязательно сталкивается с филосо- фией, хотя и не всегда осознает это. Понимание этого факта открывает перед ним две возможности. Одна из них состоит просто в том, чтобы попробовать уклониться от выбора, а по существу смириться с господствующей философией — популярной, но грубоватой и даже отста- лой. Другая возможность заключается в том, чтобы полу- чить адекватные знания о некоторых современных иссле- дованиях в философии физики, проверяя их критически и пытаясь поставить их на службу своей научной работе.

Физик, не скованный устаревшей философией, скло- нен рассматривать философию как возможное поле точ- ного исследования и многого ожидает от такого подхода. Чтение философских работ может подсказать ему новые идеи. Изучение логики повысит его требования к научной ясности и строгости. Привычка к семантическому анализу поможет ему выявить подлинные референты его теорий. Близость к профессиональным скептикам предохранит его от догматизма. Знакомство с огромным числом не- решенных проблем и великими философскими системами вдохновит его к работе над долговременными исследова- тельскими программами вместо скачков от одной мод- ной маленькой проблемы к другой. Осознание методоло- гического единства всех отраслей физики и других наук предохранит его от сверхспециализации — главной при- чины безработицы и кризиса профессии, имевших место во время написания данной книги. Кроме всего прочего, щепотка философии усилит веру теоретиков и экспери- ментаторов в силу идей и необходимость критики.

Одним словом, философия всегда с нами. Значит са- мое меньшее, что мы должны сделать, — это познако- миться с ней.

наверх страницы