Философские основания фундаментальных проблем физики

6. Сергейчик Е.М. Философия истории. СПб., 2002. С. 15.

7. Трубников Н.И. Проблемы времени в свете философского мировоззрения // Вопросы философии.

1978. № 2.

8. Яковлев В.П. Социальное время. Ростов н/Д., 1980.

9. Popov V.V. Time and change: Leibniz's conseption and contemporaneity // Anology and expression in

Leibniz. Madrid, 1989.

Н.П. Чередникова

ФИЛОСОФСКИЕ ОСНОВАНИЯ ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ ПРОБЛЕМ ФИЗИКИ

Философские вопросы естествознания занимают в структуре философии важное место. Научная идея о союзе представителей философии с представителями естественных наук доказала свою истинность и необходимость. На современном этапе развития знания необходимость такой связи между философией и естественными науками рассматривается как закон развития процесса познания.

Что касается философских вопросов физики, то они являются необходимой составной частью философских вопросов естествознания. Актуальность философских вопросов в физике обусловлена тем, что физика (признанный «лидер» естествознания) переживала как революционные изменения, вызванные кризисом самих методологических основ естественно научного знания, так и занималась поиском новых современных методов познания в сфере физического знания.

Необходимо отметить, что некоторые современные проблемы философии, методологии и оснований физики крайне актуальны на современном этапе развития физики. К ним относятся:

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

- 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, или же аксиоматически?

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

- Какова роль аналогии 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 сталкивается в своей повседневной работе как физик-исследователь, физик-преподаватель, так и философ-исследователь и философ-преподаватель.

Если этими вопросами пренебречь, они дадут нам неверный ответ или запутают понимание того, что уже достигнуто, и даже затруднят дальнейшее развитие физического знания.

Начало ХХ в. является началом новой эпохи в познании. Оно связано с открытием квантовой физики и теории относительности. Хронологически квантовая физика появилась раньше, чем учение Эйнштейна о пространстве, времени и тяготении. Она начинается с гипотезы Планка (1900 г.) о характере излучения абсолютно черного тела, а теория относительности - с работы Эйнштейна «К электродинамике движущихся тел» (1905 г.) Фактически же осознание во всем объеме физических, математических, философских выводов из теории Эйнштейна произошло позже, в 20-30 годы (можно думать, что этот процесс еще не закончился). Физический смысл и философские следствия из теории относительности были осознаны раньше, чем физическая и философская значи-

мость квантовой теории. Гипотеза Планка стала предметно-содержательной и вызвала изменения философского миропонимания и идеала научного знания, наконец, стиля мышления только в системе квантовой механики, примерно, с 1926 г. Поэтому теория относительности по существу подготовила появление, точнее, принятие квантовой механики не только физически, но и гносеологически, философски. На эту сторону проблемы указал И.Е. Тамм. «Эйнштейн, - отмечает он, - сделал для создания квантовой физики, быть может, больше, чем кто-либо из непосредственных ее творцов, потому что само создание теории относительности продолжило путь для новых фундаментальных преобразований физики» [11, 18].

Необходимо отметить, что все современные философские школы, так или иначе, ощутили на себе влияние этой фундаментальнейшей физической теории.

Характерны в связи с этим следующие три момента. Во-первых, как справедливо заметил Дж. Бернал «наибольшая трудность открытия заключается не столько в проведении необходимых наблюдений, сколько в ломке традиционных идеи при их толковании. С тех пор как Коперник доказал вращение Земли, а Гарвей - наличие кровообращения, и до того момента, когда Эйнштейн уничтожил старую теорию об эфире, а Планк постулировал квант действия, реальная борьба в науке была направлена не столько на постижение тайн природы, сколько на логику устаревших идей, хотя они в сове время и способствовали развитию науки. Тем не менее, прогресс науки зависит от наличия существующей в течение длительного времени традиционной картины, или рабочей модели, Вселенной, частично поддающейся проверки, но частично также мифической, где проверка иллюзорна или же вообще невозможна. С другой стороны, в равной степени существует тот факт, что эта традиция, слагающаяся, как это есть на самом деле из элементов, взятых как у науки, так и из общества, должна время от времени - и часто насильственно ломаться и изменяться в свете вновь обретенного опыта, почерпнутого в материальном и общественном мирах» [4, 48].

Во-вторых, теория относительности показала, что в физические теории входит много интуитивно «ясных» понятий, которые неопределенны, часто носят на себе печать произвольности и субъективизма, поэтому необходимо их философское осмысление.

В-третьих, не случайно, что к 20-м годам ХХ в. относится активизация идеалистической философии - образование различных философских школ, наступление второго этапа неопозитивизма, операционализма и т.д. Подобное явление связано с коренными качественными изменениями, которые произошли в этот же период в структуре естественнонаучного знания. В. Гейзенберг отметил в связи с этим, что «бурную реакцию на новейшее развитие современной физики можно понять, только признав, что это развитие привело в движение самые основы физики и, возможно, естествознания вообще и что это движение вызвало ощущение, будто вся почва, на которую опирается естествознание, уходит из под наших ног» [8, 63].

Наконец, в-четвертых, история появления и развития теории относительности (особенно общей) показала тесную взаимосвязь математических и физических исследований, что обострило теоретико-познавательную ситуацию.

Таковы некоторые качественно новые идеи, которые внесла теория относительности в физическое миропонимание, и которые вызвали ожесточенные дискуссии среди физиков и философов.

Со временем было признано, что теория относительности Эйнштейна представляет собой новую физическую теорию пространства, времени и тяготения, раскрывшую несостоятельность понятий Ньютоновской физики об «абсолютном пространстве и времени».

История философских дискуссий вокруг теории относительности весьма интересна. Она подтверждает истинность одного из кризисов гносеологии - положение о единстве чувственного и рационального, эмпирического и теоретического в познании. Основная ошибка противников релятивистской физики заключается не в том, что они сомневались в том или ином экспериментальном факте, приводящем к новой теории. Такое сомнение необходимо в науке. Ошибка в том, что законы классической механики были превращены ими в единственно возможные законы физики.

Что касается квантовой механики, то подобно любой другой физической теории она представляет собой математический формализм с определенной интерпретацией. Обычная интерпретация квантовой механики, известная под названием Копенгагенской доктрины, была разработана

несколькими титанами, создавшими эту теорию: Бором, Гейзенбергом, Борном, Дираком, Паули и фон Нейманом. Эта доктрина, или, скорее, семейство доктрин, хорошо известна физикам. Большинство из них, видимо, не осознает полностью, что Копенгагенская доктрина, несостоятельна в научном и философском отношении, так как она противоречива и не вполне физична.

Впустив наблюдателя в квантовую механику, Копенгагенская школа превратила ее из чисто физической науки в психологическую. Однако для современных физиков (Марио Бунге и др.) это неприемлемо по следующим причинам. Во-первых, поскольку классическая физика сосуществует с квантовой, надо было бы обращаться к двум взаимно несовместимым эпистемологиям: реалистической, связанной с макроуровнем, и субъективистской, ассоциируемой с микроуровнем. Во-вторых, из-за наблюдателя. Если бы он со всеми своими психофизическими свойствами вошел в физику в качестве ее референта, то физические теории нельзя было бы проверить без помощи высокоразвитой психофизиологии. Но квантовая механика не содержит ни одного предположения относительно конституции и поведения. Наблюдателя - даже ортодоксальная формулировка не специфицирует его. Но поскольку обычная формулировка включает наблюдателей именно в качестве референтов, а не индивидов, создающих и проверяющих теории, постольку для того, чтобы слово «наблюдатель» имело смысл, необходимо дополнить физику субстанциальной частью психофизиологии. Фактически же имеет место обратный процесс. Психофизиология все больше и больше использует физику и химию, тогда как представители теоретической физики, признающие копенгагенскую интерпретацию лишь на словах, успешно объясняют и предсказывают физические факты, не обращаясь к психофизиологии. Это говорит о том, что понятие наблюдателя не только чуждо физической теории, но что, быть может, имеет смысл переформулировать квантовую механику, не прибегая к помощи данного психофизического понятия.

Необходимо отметить, что стандартный формализм квантовой механики может быть интерпретирован строго физически, в частности, вне всяких ссылок на психологию. Другими словами, квантовой механике можно дать иную интерпретацию, аналогичную интерпретации классической физики, то есть, предполагая, что сущности, с которыми соотносится теория - электроны, атомы, молекулы и т.д., имеют независимый статус. Это не исключает, конечно, возможности для экспериментатора их модифицировать, например, отфильтровывая определенные состояния или доказывать, что некоторые микросистемы существовали лишь в воображении. Однако для этой цели экспериментатор должен использовать физические средства. Он не будет это делать, сидя просто за столом, вычисляя и взывая к копенгагенскому духу. Иными словами, если мы и говорим здесь об эксперименте, то только как о сущности, способной влиять на физические события с помощью физических средств либо непосредственно движением своего тела, либо опосредованно - с помощью автоматических устройств. Разум физика изобретает формулы, на основе которых делаются предсказания физических событий и которые используются для проектирования и интерпретации эксперимента, но сам разум не действует непосредственно на изучаемые физические события и поэтому не имеет прямого отношения к самой теории.

В конце концов, ученые пришли к выводу о том, что, обходясь без классических понятий частицы (точнее локализованные микротела) и волны (возбуждение поля), можно тем самым обходится и без корпускулярно-волнового дуализма и знаменитого «принципа» дополнительности, краеугольного камня копенгагенской доктрины. С нашей точки зрения, квантон - это ни классическая частица, ни классическое поле, а некоторая сущность, которая при одних обстоятельствах выглядит подобно частице, а при других - подобно волне. При этом не существенно, естественны ли эти обстоятельства или они искусственно созданы экспериментаторами [8, 32].

Другим призраком, от которого современной физики удастся избавиться, оказывается неточность. Если квантовая механика - наука не о психических состояниях, а о частицах материи и излучения, то рассеяния, в соотношении Гейзенберга, следует интерпретировать не как субъективные неточности, а как объективную меру локализации квантонов. Конечно, данная переформулировка квантовой механики не устраняет неточности: аксиоматизация знания сама по себе еще не обеспечивает его достоверности. Термин «неточность» перемещается теперь в один из метаязыков квантовой механики, то есть допускается в высказываниях, касающихся нашего умения предсказать факты с помощью последней. Но он не должен встречаться ни в объективном языке квантовой механики, ни в какой другой физической теории. То же можно сказать и о достоверности.

Термин неопределенность для наименования разброса около среднего значения несколько лучше, чем «неточность», но он не совсем корректен, поскольку в объективном распределении положения нет ничего неопределенного, пока «неопределенность» не приравнивается к «отсутствию всякой закономерности и / или просто к чему-то сверхъестественному» [4, 15].

Квантовая механика - стохастическая теория в самих своих основаниях, стохастическая теория с определенными законами относительно вероятностных распределений, конечно, не будет индетерминистической, если она не оставляет места для чего-либо незакономерного. В итоге данная версия квантовой механики - детерминистическая, как и классическая механика, с той лишь разницей, что она не поддерживает лапласовский детерминизм. Заметим, что, и ортодоксальная доктрина не является индетерминистической. В самом деле, если квантовомеханистические вероятности выражают просто степень достоверности, то отсюда еще ничего не следует относительно вещей в себе. Онтологический индетерминизм требует физической (объективной) интерпретации вероятности. Но как только можно предположить, что вероятности и объективны и закономерны, индетерминизм уступает место схоластическому детерминизму.

В заключение обсуждения данной проблемы хотелось бы отметить, что квантовая механика является одной из наиболее содержательных и глубоких теорий, однако с самого начала своего возникновения она была окутана туманом субъективистской эпистемологии, восходящей к Беркли и Маху. Этот философский балласт обнаруживается не только в хаосе модных метаутверждений относительно квантовой механики, но и во многих подлинно объективных утверждениях общепринятой версии теории. В итоге ее референты становятся призраками, оторванными от физических сущностей [9, 52].

Часто с определенной уверенностью утверждают, что союз квантовой механики с субъективизмом и, в частности, с позитивизмом нерасторжим. Данное мнение привело одних ученых к полному отрицанию квантовой механики, других к стремлению перестроить ее в классический вариант, в то время как большинство продолжает жить в тумане. Тем не менее, физики успешно применяют и расширяют фундаментальную теорию, причем в своей повседневной работе они, как правило, не обращают никакого внимания на существующий философский балласт. Этот факт наводит на мысль, что союз квантовой механики и субъективистской эпистемологии был «браком по расчету», при помощи которого позитивизм повысил свой престиж, в то время как новая наука, вначале неохотно воспринятая из-за ее разрыва с классической физикой, воспользовалась поддержкой столь модной среди ученых философией.

В настоящее время этот союз превратился в мезальянс, и должен быть расторгнут, поскольку в настоящее время субъективистская гносеология мертва или близка к этому вследствие внешней критики и честной самокритики внутри самого позитивистского лагеря.

Сегодня специалист по метафизике до сих пор утверждающий, что, согласно квантовой механике, материя скорее подобна разуму, чем собственно материи ясно понимает, что материя не была детерминирована квантовой механикой.

Просто ее физическое описание оказалось гораздо более сложным, чем предполагалось в классической механике и классической теории поля. Квантоны слишком многолики и едва ли могут быть отображены в классических терминах. Но в любом случае они находятся вне нас, требуя иных взглядов на некоторые онтологические категории, такие как субстанция, форма, движение, детерминация, причинение, случайность и закон. Ученые надеются, что новая физика, однажды очищенная от устаревшей философии, сможет стимулировать новое развитие в эпистемологии и онтологии. И вполне определенно можно сказать, современная философия может помочь отделить зерна теории от плевел эвристики.

Физика сегодня утверждает, что современные квантовые теории фундаментальных взаимодействий (электромагнитная, слабого и сильного взаимодействия) основаны именно на геометрии пространства - времени частной теории относительности. Эти теории с достаточно высокой точностью проверили квантовую электродинамику лептонов.

Особую роль в современной физики играет теория о взаимодействии релятивистских элементарных частиц, где справедливость выше указанных теорий проверена на обширном материале.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Беляев Е.А., Перминов В.Я. Философские и методологические проблемы математики и физики. М.: Изд-во МГУ, 1981.

2. Блохинцев Д.И. Пространство и время в микромире. М.: Наука, 1970.

3. Бунге М. Причинность. М.: ИЛ, 1962.

4. Бунге М. Философия физики. М., 2003.

5. Бернал Дж. Наука и история общества. М., 1963.

6. Бор Н. Избранные труды: в 2 т. М.: Наука, 1971. Т. 2.

7. Вейль Г. Симметрия. М.: Мир. 1968.

8. Гейзенберг В. Философия и физика. М.: Наука, 1989.

9. Григорьев В.И., Мякишев Г.Я., Широков Ю.М. Квантовая механика // Физика микромира. М.: Наука, 1980.

10. Мандельштам М.И. Лекции по оптике, теории относительности и квантовой механике. М.: Наука, 1972.

11. Тамль А. Эйнштейн и современная физика. М., 1970.

12. Фраценфельдер Г., Хекли Э. Субатомная физика. М.: Мир, 1979.

З.И. Шимко

ФЕНОМЕН «ДВИЖЕНИЕ» В ЕСТЕСТВЕННОНАУЧНОМ ПОЗНАНИИ

В философии движение понимается не только как механическое перемещение различных тел в пространстве, но и как любое изменение состояний природных процессов и явлений. В движении находятся и расширяющаяся Метагалактика, и взаимодействующие элементарные частицы, и размножающиеся, производящие обмен веществ живые клетки, и социальные процессы мыслительной деятельности [Бучило, Чумаков, 2004, 123].

Эту же точку зрения можно найти в других работах философов «движение - это любое изменение явления или предмета; оно охватывает все процессы, происходящие во Вселенной, начиная от простого перемещения тел и заканчивая мышлением» [Данильян, Тараненко, 2005, 176]. Движение материи не обусловлено чем-то сверхъестественным, а является самодвижением. «Самодвижение - это следствие противоречия между устойчивостью и изменчивостью, сложным и простым, старым и новым, прогрессивным и регрессивным» [там же]. Никогда не бывает материи без движения, материи в абсолютном покое, «... неподвижная система не взаимодействовала бы с окружающими предметами и явлениями, не могла бы обнаружить никаких своих свойств, то есть она должна быть абсолютно незаметной» [там же, 177].

Движение - понятие процессуального феномена, охватывающего все типы изменений и взаимодействий.

Вопрос о природе движения всегда интересовал мыслителей разных времен. Известное выражение Гераклита: «Все течет, все изменяется» было не чем иным, как попыткой представить все, что есть в мире, находящемся в постоянном движении, изменении. Мысль об универсальности движения возникла в глубокой древности у мыслителей Китая, Индии, Греции. Древнегреческие философы (Милетская школа, Гераклит, Демокрит, Эпикур) рассматривали первоначала вещей -воду, апейрон, воздух, огонь, атомы - как находящиеся в постоянном движении и изменении. Аристотель считал, что «незнание движения необходимо влечет за собой незнание природы» [БЭС, 1972, 577].

Понимание движения как способа существования материи отчетливо формируется в XVIII веке английским философом Дж. Толандом и затем французским материалистом П. Гольбахом, однако, само движение понимается ими лишь как механическое перемещение и взаимодействие. Глубокие идеи, связанные с пониманием движения были высказаны Т.В. Лейбницем, Г. Гегелем и др. Так, Гегель преодолевает представление о движении как о только механическом перемещении и формулирует общие законы движения - закон перехода количественных изменений в качественные, закон борьбы противоположностей и закон отрицания отрицания [там же].