«Физики» и «Лирики»: продолжение диалога

ЭПИСТЕМОЛОГИЯ & ФИЛОСОФИЯ НАУКИ, Т. XV, № 1

ай

« изики» и «лирики»:

продолжение диалога

В. Д. ЭРЕКАЕВ

По инициативе кафедры философии естественных факультетов МГУ и Учебно-научного центра Объединенного института ядерных исследований 28 мая 2007 г. в Дубне был проведен теоретический семинар «Конструирование реальности в науке». Термин «конструирование реальности» означает, что человек не столько отражает, сколько строит окружающий мир, организует его в соответствии с установками своего сознания. Единственный доступный индивиду «реальный мир» представляет собой конструкцию, порождаемую самим индивидом в процессе познания на основе своего сенсорного опыта. Но могут ли ученые согласиться с тем, что созданные ими конструкции являются «последней реальностью», с которой имеет дело человеческое познание?

Современная ситуация в науке диктует новую постановку многих проблем, в частности - об эмпирическом обосновании физических теорий: ведь независимо от того, как далеко зайдет эмпирическая наука, наше воображение всегда способно зайти дальше. В связи с этим возникает ряд вопросов, которые вызывают острые дискуссии в научном сообществе и над которыми предлагалось подумать участникам семинара: правомерно ли утверждение, что наука все в большей степени превращается в конструирование реальности в рамках принятой теории? Можно ли говорить о том, что мы изобретаем действительность, а то, как мы познаем, определяет то, что мы познаем? Является ли наука не открытием, а конструктивной деятельностью? Что приносит конструирование современных теорий, не претендующих в ближайшей перспективе на эмпирическое обоснование: пользу или вред?

Несмотря на 34-градусную жару в работе семинара активно участвовали физики и философы из разных организаций. Было заслушано М 11 получасовых докладов. Открывший работу семинара директор £ УНЦ ОИЯИ Д. В. Фурсаев подчеркнул, что подобные встречи фило- 5 софов и физиков могут расширить и обогатить представления специа- ЗЕ листов этих областей знания.

X

13 За к. 625

19:

1

С первым докладом выступила О. Д. Волкогонова (д. ф. н., философский ф-т МГУ). По просьбе принимающей стороны она рассказала о социальном конструктивизме, о том, как работает этот подход в социальном познании. Она отметила, что гносеологический принцип конструктивизма - «реально лишь то, что позволяет мне быть реальным» - распространяется и на социальные системы.

Доклад Ю. С. Владимирова (д. ф-м. н., физический ф-т МГУ) был посвящен реляционному подходу в физике. С его точки зрения, в современной теоретической физике следует различать исследования в рамках нескольких метафизических парадигм, которые опираются на разное число ключевых физических категорий. К началу XX в. классическая физика представлялась в рамках триалистической метафизической парадигмы, строилась на трех физических категориях: пространство-время, частицы (тела) и (бозонные) поля переносчиков взаимодействий. Это отражено в формулировке закона Ньютона ша=Р, содержащего три символа, олицетворяющих названные три категории. В последующие годы развитие фундаментальной физики происходило в направлении уменьшения числа ключевых физических категорий. Наибольшие успехи были достигнуты в построении теорий в рамках дуалистических парадигм, где осуществляется переход от трех исходных к двум обобщенным физическим категориям, когда пара прежних категорий заменяется на одну новую категорию. Так, в общей теории относительности (в геометрическом миропонимании) две исходные категории плоского пространства-времени и гравитационного поля заменены на одну обобщенную категорию искривленного (риманова) пространства-времени, тогда как третья исходная категория частиц осталась независимой, что отражено двухчастным видом уравнений Эйнштейна, в которых левая часть описывает геометрию, а в правой части стоит тензор энергии-импульса негеометрической материи (частиц). Теории типа Калуцы и Клейна позволяют геометризовать и другие бозонные поля переносчиков взаимодействий. В квантовой теории поля (в теоретико-полевом миропонимании) использован иной способ перехода к двум категориям: в ней категория частиц (фермионов) и категория бозонных полей переносчиков взаимодействий рассматриваются в виде одной новой обобщенной категории поля амплитуды вероятности. Апогеем этого подхода явились исследования в рамках теорий с суперсимметриями (суперструны и браны), где все поля предлагается описывать единым супермуль-типлетом в суперпространстве.

В исследованиях XX в. была представлена и третья возможность в виде концепции дальнодействия (реляционного миропонимания), ко->» торая известна как теория прямого межчастичного взаимодействия р) Фоккера-Фейнмана. В ней категории пространства-времени и частиц О заменяются на новую обобщенную категорию отношений между событиями с участием частиц. В рамках этой концепции понятие прозе странства-времени бессмысленно в отсутствии частиц. Кроме того, в ней среди первичных понятий отсутствует понятие поля переносчи-

ФИЗИКИ» И «ЛИРИКИ»: ПРОДОЛЖЕНИЕ ДИАЛОГА

т

я

ков взаимодействий. Ключевым выражением в концепции дальнодействия является принцип Фоккера, связывающий пары взаимодействующих частиц. Теория основана на двух видах отношений: пространственно-временных и токовых.

Главный тезис доклада был связан с новыми возможностями реляционного миропонимания, открывающимися в связи с использованием теории систем отношений (унарных вещественных для описания классической физики и бинарных систем комплексных отношений для описания закономерностей физики микромира, в частности - для описания известных видов фундаментальных физических взаимодействий: электромагнитных, электрослабых, сильных и гравитационных).

В. Д. Эрекаев (к. ф. н., философский ф-т МГУ) рассмотрел вопрос о том, кем же является физик: открывателем или конструктором физической реальности?

В физике существует много видов глобальных конструкций - фундаментальные теории, физические парадигмы, физическая картина мира. В самом общем плане физическую реальность можно рассматривать как целостный теоретический конструкт всего физического познания. Процедура конструирования может осуществляться на различных уровнях: на модельном, на абстрактно-теоретическом и других. В науке особый статус имеет концептуальное конструирование, задача которого состоит в поиске фундаментальных физических принципов. Такими принципами в разное время были максвелловский принцип аналогии, принципы относительности и эквивалентности и другие. В фундаментальной физике в конструктивистском плане существует несколько «линий принципов». Это, например, линия симметрии (связанная с принципом симметрии). Современная фундаментальная физика строится именно на ней.

В. Д. Эрекаев обратил внимание еще на одну концептуальную линию, связанную с эволюцией принципа относительности (ПО). История фундаментальной физики однозначно показывает, что ПО Галилея эволюционировал в специальный ПО, а затем - в общий ПО. Важно, что каждому из этих ПО исторически соответствовала фундаментальная физическая теория: классическая механика Галилея-Ньютона, специальная теория относительности (СТО), общая теория относительности (ОТО). Фактически, можно говорить о том, что ПО является основанием построения фундаментальной физики. Обе эйнштейновские теории относительности показывают, что одного ПО для построения фундаментальной теории недостаточно. В СТО и в ОТО было по два таких принципа: в СТО - это еще принцип постоянства скорости света в любой инерциальной системе отсчета, а в ОТО -принцип эквивалентности. 2Г

В применении к проблеме построения единой физической теории, Р> например в теории суперструн, необходим поиск нового основопола- Ц» гающего принципа (по Б. Грину, аналогичного по своему эвристиче- ЗЦ скому потенциалу принципу эквивалентности в ОТО). К настоящему X времени в теории суперструн, несмотря на всю ее красоту, математи-

ческое богатство и перспективы, такой принцип еще не найден. Специфика теории суперструн приводит к проблеме «спасения явлений», которая связана с проблематичностью эмпирической референции теоретических суперструнных конструкций. Но нужно ли «спасать явления» (в смысле эмпирического конструктивизма ван Фраассена)? Можно выдвинуть следующую гипотезу: любая единая (окончательная!) теория, так называемая «теория всего», должна быть чистым конструктом.

С. А. Хмелевская (д. ф. н., философский ф-т МГУ) проанализировала особенности процедуры объективации концептуальных каркасов в науке. Проблема объективации концептуальных каркасов связана с решением более общей проблемы структуры научного знания, а именно: взаимоотношения эмпирического и теоретического уровней. При всей связности двух уровней в генетическом аспекте, они различны по своему гносеологическому статусу - по реализованным формам || | мышления, типам рассуждения и прочему.

При построении дедуктивных теорий первичны не факты, а теоретические схемы, концептуальные каркасы, которые представлены как системы идеальных объектов. Множество такого рода объектов образует собственную онтологию теоретического знания. Понятие концептуального каркаса можно трактовать как совокупность базовых и производных идеальных конструктов. Первые вводятся постулатами, дефинициями, вторые конструируются по принципу когерентности. Здесь возникает вопрос о происхождении подобных схем и каркасов. Очевидно, что они прямо не выводятся из опыта, но, одновременно, не выступают и как продукты «чистого разума». В процессе когнитивного творчества задействован механизм образования ассоциаций, который позволяет комбинировать различные структуры, синтезировать функции, получая нечто новое.

Все подходы, допускающие необходимость существования теоретических каркасов и идеальных конструктов, можно разделить на ин-струменталистские и эссенциалистские интерпретации. С позиций эссенциализма, идеальные объекты и научные теории описывают мир, но мир сущностный, тогда как эмпирическое знание имеет дело с миром явлений. При эссенциалистском подходе проблема объективации концептуальных каркасов рассматривается как придание им онтологического статуса. Проблема объективации теоретических каркасов с точки зрения инструменталистского подхода не возникает вовсе, ведь основная задача таких каркасов не в репрезентации действительности, а в логическом совершенствовании теории, в ее гармонизации.

Можно предположить, что каждый из названных подходов имеет свои основания. Сама природа идеальных объектов и их назначение в

X

М рамках теоретических каркасов может быть различной. С одной сто-£ роны, они репрезентируют объекты действительности. В то же время Л они всегда имеют некоторое дополнительное значение, выходящее X, за рамки непосредственного опытного содержания. Теоретические каркасы не могут быть эмпирически интерпретированы полностью -

ФИЗИКИ» И «ЛИРИКИ»: ПРОДОЛЖЕНИЕ ДИАЛОГА

у них всегда имеется некоторый неинтерпретируемый остаток; кроме того, всегда существует возможность предложить новую интерпретацию любой теории, расширив сферу ее применимости.

М. Б. Менский (д. ф-м. н., ФИАН РАН) рассмотрел расширенную версию одной из интерпретаций квантовой механики. С момента возникновения квантовой механики и до сих пор идет дискуссия об ее основах, вызванная тем, что при описании измерения квантовой системы возникают концептуальные проблемы (парадоксы). Причиной этих проблем является противоречие между линейностью эволюции любых квантовых систем и постулатом редукции, принятым в копенгагенской интерпретации квантовой механики. Чтобы преодолеть парадоксальность, в интерпретации Эверетта предлагается отказаться от постулата редукции. Предполагается, что картина, эквивалентная редукции, возникает лишь в сознании. В 2000 г. автором была предложена Расширенная концепция Эверетта, которая позволяет получить на основе интерпретации Эверетта существенные следствия, касающиеся работы сознания (т.е. феномена, лежащего вне физики). Возникающая таким образом концепция перебрасывает мост между естественными науками и гуманитарной сферой познания.

А. И. Липкин (д. ф. н., к. ф-м. н., МФТИ) проанализировал научные революции XVII в. и начала XX в. В ходе последней революции сложились разделы физики, каждый из которых имеет основания в виде системы принципов-постулатов, куда входит определение основных («первичных») идеальных объектов (ПИО) данного раздела (например, механическая частица в классической механике и электромагнитное поле в электродинамике). Из ПИО строятся «вторичные» идеальные объекты (ВИО) - модели различных явлений (подобно тому, как в геометрии из точек и прямых строятся различные фигуры).

При этом формирование ПИО и оснований раздела физики идет не по эмпирическо-реалистической схеме Ф. Бэкона (от эмпирических фактов к эмпирическим обобщениям, а затем к теоретическим законам), а по рационалистически-конструктивистской схеме Г. Галилея: от теоретического определения ПИО к его материализации с помощью операций приготовления. Последнее отличает естествознание от умозрительной натурфилософии.

ПИО первичны, а их эмпирическая материализация - приближение. Для ВИО наоборот: они служат приближенной моделью для описываемого ими природного явления. ПИО искусственны, но реальны, поэтому после того, как ПИО созданы, ВИО-тип работы носит реалистический характер: ВИО состоят из реальных (но искусственных) ПИО. В центре этой формы представления физического знания оказывается физический объект и его состояния, а не законы, которые выступают в качестве одной из сторон объекта (ПИО). М

В докладе В. С. Пронских (к. ф-м. н, ОИЯИ) были изложены идеи о структуре сложного эксперимента в физике высоких энергий на основе работ П. Галисона. К числу отличительных черт сложного экспе- X римента относятся следующие: принципиальное значение анализа

х

данных (процедуры, отсутствовавшей в классическом эксперименте), отсутствие логической процедуры завершения экспериментального исследования и возникновение теоретической, экспериментальной и инструментальной культур. Неопределенность же процедуры завершения экспериментального исследования связывается с проблемой формирования эталона изучаемого явления, с неустранимостью фона и систематической ошибкой.

Указанные неопределенности приводят к необходимости выработки «стандартов демонстрации» экспериментального результата, являющихся результатом конструктивной деятельности. Докладчик показал, что этап формирования эталона, предшествующий измерению, определяется главенствующей теорией. Распознавание образа явления на начальном этапе может проявляться как «гештальт», что видно на примере обнаружения одноэлектронного события (нейтральных токов в лептонном канале) в эксперименте по проверке электрослабого взаимодействия «Гаргамель». Формирование экспериментальной и теоретической культур, каждая из которых обладает своим языком и стандартами демонстрации результата, определяет контекст современного этапа науки.

Участники семинара были единодушны во мнении, что процедура конструирования играет существенную роль в научном познании. К сожалению, не всем желающим удалось задать свои вопросы и выступить в обсуждениях. Было решено во время следующей встречи больше времени уделить именно дискуссиям по соответствующим проблемам.

Ж

Ц.Г'ц':

III