Гносеологический анализ проблемы движения

ОНТОЛОГИЯ И ТЕОРИЯ ПОЗНАНИЯ

УДК 156:116

В. М. Шемякинский

ГНОСЕОЛОГИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ПРОБЛЕМЫ ДВИЖЕНИЯ

В статье выделяются две трактовки движения: причинная и геометрическая. Показывается, что только геометрическая (теоретическая) интерпретация движения дает гносеологически удовлетворительное решение проблемы истины физического познания.

Two explanations of the motion are given in this article. They are causal and geometrical. It is proved that only the geometrical explanation of the motion gives gnoseologically satisfied solution of the problem of the physical knowledge truth.

Ключевые слова: движение, пространство, время, материя, инерция, динамика, истина.

Keywords: motion, space, time, matter, dynamics, inertia, truth.

Исходная идея статьи - это возможность амбивалентного рассмотрения движения. С одной стороны, мы имеем наглядное представление движения, с другой - теоретическое. Если первое - это эмпирический факт, существующий в чувственно-наглядном контексте, то теоретическое представление носит абстрактный характер, поскольку выражается на языке теории. Если эмпирическое представление статично, так как связано с нашей органикой, то теоретическое представление эволюционирует, поскольку определяется уровнем развития науки. Так, например, падение камня на Землю для Аристотеля, Ньютона и Эйнштейна воспринимается одинаково, но понимается по-разному: греческий философ объясняет этот факт стремлением камня занять свое естественное место, Ньютон - гравитационным взаимодействием камня и Земли, а Эйнштейн - движением камня по инерции в искривленном околоземном пространстве-времени.

Проблема движения - это актуальная проблема и сегодня. Ведь до сих пор не прекращаются споры относительно геометрической трактовки движения, данной в общей теории относительности. Многим ученым кажется, что эта трактовка не раскрывает сущность движения, а лишь

© Шемякинский В. М., 2010

описывает его, тогда как подлинное понимание движения связано с причинным объяснением, согласно которому динамические свойства тел заложены в их природе и природе среды, их окружающей. Такое естественное объяснение, исходящее из природы тел, соответствует здравому смыслу, но противоречит теоретическому пониманию движения, которое является результатом решения проблем, неизбежно возникающих при попытке причинного понимания движения.

Принципиальная невозможность естественного объяснения движения становится очевидной при гносеологическом подходе к данной проблеме. Необходимость учета такого подхода к решению проблемы движения физики выстрадали, поскольку многочисленные попытки решить эту проблему в рамках физики не увенчались успехом: сознательно укрепляя физическое обоснование движения, они расшатывали такую возможность. В конечном счете, как и в многочисленных попытках укрепить систему Птолемея или геометрию Эвклида, произошла революция в проблеме понимания движения. Отказ от старой цели открыл новые перспективы в эволюции физики. Поэтому анализ проблемы движения в историческом контексте позволяет понять ограниченность привычного понимания движения и тем самым неизбежность его геометрической трактовки.

Первая теоретическая схема движения была дана в классической механике. Принцип инерции, который Ньютон формулирует в качестве исходного при построении своей динамики, противоречит здравому смыслу, поскольку утверждает возможность равномерного и прямолинейного движения в отсутствии внешних сил. Отрицая вопрос о причине движения тела по инерции и доказывая тождество покоя и равномерного прямолинейного движения, Ньютон выступает против традиции, берущей свое начало от Аристотеля. Но, отказываясь от противопоставления движения и покоя, основоположник классической механики вводит язык математики для описания движения, который делает возможным введение количественных характеристик движения. Не понимая с причинной точки зрения принцип инерции, мы связываем его с геометрией и арифметикой, поскольку в формулировку инерции входят понятия «прямолинейное движение» и «равномерное движение». Короче, отрицая при-

чинную трактовку инерции, мы даем ей математическую трактовку.

После построения физики Ньютона споры относительно природы принципа инерции продолжались вплоть до XX в. Для большинства физиков проблематичный характер этого принципа скрывался динамикой, которая носила эмпирический характер. Но чувствительные к гносеологической проблематике физики продолжали обсуждать принцип инерции. В частности, исходя из представления об относительности движения, они искали реальную систему отсчета, относительно которой можно было бы говорить о равномерном и прямолинейном движении. Особое место в этих попытках занимают работы Эйлера и Маха.

Эйлер писал, что между покоем и движением нет разницы по существу, но есть разница только по названию. Покой и движение являются не внутренними состояниями тел, не их качествами, а отношениями между ними. Внешние же отношения, по определению, не могут изменить внутренние состояния тел. Поэтому одно и то же тело может быть в состоянии равномерного и прямолинейного движения или покоя в зависимости от другого тела, избранного в качестве системы отсчета. При такой трактовке принципа инерции, устраняющей его онтологический статус, теряется физический статус законов динамики, которые функционально зависят от принципа инерции. Придя к такому выводу, Эйлер возвращается к ньютоновскому пониманию принципа инерции как физического закона, в рамках которого движение по инерции рассматривается как движение тела в абсолютном пространстве и абсолютном времени как вместилищах тел и процессов.

Мах же в своем стремлении освободить физику от абсолютных понятий, связанных с характеристикой внутренних состояний тел, и заменить их понятиями об отношениях исходил из следующей позитивистской установки: «Основные принципы механики представляют собой... данные опыта об относительных положениях и движениях тел. Никто не вправе расширять сферы действия этих основных принципов за пределы опыта. так как никто не сумел бы найти ему приложения» [1].

Исходя из идеи об относительности всех движений, Мах стремился так переформулировать принцип инерции, чтобы заменить величины, характеризующие отношение тела к пространству, величинами, характеризующими отношение тел. Отсюда вытекает принцип Маха, т. е. идея о материальном горизонте (небе неподвижных звезд), определяющем инерцию. Тем самым придавался физический статус принципу инерции, который становился в один ряд с динамикой, поскольку,

как и последняя, выражался на языке отношений тел. Таким образом инертная масса, как и тяжелая масса, входящая в закон всемирного тяготения, становится мерой взаимоотношения тел.

Но махистская трактовка движения оставалась в рамках причинного стиля мышления. Ведь принцип Маха есть функция двух аргументов. С одной стороны, он формулируется на основе общего принципа причинности, согласно которому причина и следствие должны быть наблюдаемыми фактами. Тем самым он предполагает позитивистски понимаемый принцип наблюдаемости как требование к понятиям, определяющим их физический смысл. С другой стороны, принцип Маха неявно предполагает справедливость динамики Ньютона, поскольку учитывает те тела, которые не учтены в законах динамики (учитывает небо неподвижных звезд). Установка на справедливость динамики Ньютона разделяется как Махом, так и Эйлером, хотя аргументы, из которых они исходили, и выводы, к которым они пришли, существенно различны.

Главное, что связано с творчеством Маха, -это постановка вопроса о природе сил и способе их введения в теорию, ответ на который смог дать только Эйнштейн. Позитивистская же трактовка сил, данная Махом и направленная против их онтологического понимания, согласно которому силы заложены в природе самих тел и окружающей их среды (точка зрения Аристотеля), расшатывала понимание их как эмпирического основания нарушения инерциальности. Осознание того, что причинное понимание движения является гносеологически неудовлетворительным представлением, связано с построением общей теории относительности, но путь к такому пониманию лежал через конвенционализм А. Пуанкаре, который в проблеме движения явно выделил теоретический элемент.

Концепции как абсолютного, так и относительного движения основываются на идеале причинного понимания проблемы движения. В рамках такого стиля мышления деление движений на два класса (инерциальный, т. е. бессиловой, и силовой) неизбежно, так как сам принцип причинности логически зависит от нашего представления о инерциальном движении. Но ни логическое, ни причинное обоснование принципа инерции, по Пуанкаре, невозможно. Связка («если. то»), входящая в формулировку принципа инерции (Если на тело не действует никакая сила, то оно сохраняет состояние покоя или равномерного прямолинейного движения), не может быть обоснована логически, поскольку смысл понятия естественного состояния тела, определяемый принципом инерции, в разные эпохи и для разных мыслителей был различным: для Аристоте-

ля это был покой, для Галилея - движение по окружности, для Ньютона - равномерное прямолинейное движение. С другой стороны, понятие естественного состояния не может быть получено из опыта, так как с ним согласуются различные его формулировки.

Следовательно, если на тело не действует сила, то возможны разные утверждения относительно его поведения. Вопрос о выборе их не может быть последовательно решен в рамках причинной концепции движения, так как причинное обоснование принципа инерции тавтологично: движение по инерции определяется как бессиловое движение, а сила определяется как причина отклонения от инерциального движения. Эта тавтоло-гичность проявляется и в том, что в физике Ньютона ускоренное движение, с одной стороны, рассматривается как причина, вызывающая силы инерции (вращение Земли в абсолютном пространстве определяет ее сплющенную форму), а с другой стороны, сила определяется как причина ускоренного движения.

Вопрос о выборе принципа инерции эмпиризм, рационализм и позитивизм обосновать не могут. Поэтому Пуанкаре обращается к априоризму Канта. Известно, что основоположник критической философии впервые дает обоснование опытно-математического естествознания. Всякое физическое суждение о мире предполагает математическую структуру, определяющую форму этого суждения, вне отношения к которой содержательное знание о мире не может быть понято. Эвклидовая геометрия, по Канту, является той идеальной структурой, вне отношения к которой физические законы как общие суждения о мире понять невозможно. Исходную посылку Ньютона, что физика изучает происходящие в природе процессы движения материальных тел, существующих в пространстве и времени, Кант интерпретирует не как отношение вложения материи в пространство и время, а как отношение между двумя классами понятий.

Отказывая пространству и времени в объективном существовании и определяя их как априорные формы чувственности, т. е. как знание, произведенное субъектом, а не навязанное объектом, основоположник априоризма доказывает, что поиск онтологического статуса принципа инерции, а тем самым и поиск абсолютного движения как движения тела относительно абсолютного пространства, является абсурдным. Физической реальностью обладает только относительное движение, выраженное в динамике, которая логически зависит от математического представления пространства и времени.

Пуанкаре вслед за Кантом исключает понимание пространства и времени как арены физических процессов. Поэтому приписывание им

физических свойств и рассмотрение их в качестве абсолютной системы, относительно которой можно было бы говорить об абсолютном движении, становится абсурдным, подобно тому как абсурдно говорить о грамматике языка на языке вещей и отношений между ними. Но, учитывая неевклидовые геометрии, возникшие после Канта, он определяет пространство как форму нашей способности суждений. При таком понимании пространства и времени принцип инерции рассматривается как предписание не называть нечто инерциальным движением, если это нечто не обладает признаками того, что выражено в этом принципе. Короче, принцип инерции носит аксиоматический характер, то есть это суждение является априорным синтетическим.

Подобный подход к пониманию принципа инерции существенно отличается как от подхода Эйлера, так и Маха. Он обнажает коренной порок причинной трактовки движения, жестко привязывающей понятия физического познания к объекту. Французский мыслитель осознал, что именно субъект познания определяет те условные соглашения, без которых построение науки невозможно: «Эти условные положения представляют собой продукт свободной деятельности нашего ума. здесь наш ум может утверждать, так как он здесь предписывает; но его предписания налагаются на нашу науку, которая без них была бы невозможна; они не налагаются на природу» [2].

Пуанкаре убедительно доказывает, что деление на инерциальное и силовое движение в рамках той или иной физической теории условно, поскольку геометрия является основой физического познания, так как определяет форму физического знания, тогда как физические законы движения определяют содержание этого знания. Не мир зависит от геометрии, а от геометрии зависит наше представление о мире, которое, по определению, амбивалентно: с одной стороны, оно является продуктом творческой деятельности ученого, которая на языке физики выражена быть не может (как не может быть выражена грамматика языка вещей в терминах самих вещей: ведь в природе нет подлежащих, сказуемых и т. п.), с другой - оно связано с объектом, поскольку несет в себе информацию о нем. Осознание зависимости физического представления движения от выбираемой геометрии, определяющей форму этого представления, привело Пуанкаре к проблеме истины: если выбор геометрии условен, то условны и физические законы движения, функционально зависящие от этого выбора.

Именно осознание связи проблемы движения с проблемой истины было для Эйнштейна исходным пунктом в построении общей теории относительности, которая впервые в физике дала по-

следовательную теоретическую трактовку движения. Известно, что автор теории относительности вначале считал, что не Максвелл и Герц, а Мах впервые подверг критике основы физики Ньютона. Но в дальнейшем он понял, что позитивизм махизма остается в плену парадигмы классической физики, поскольку идея материального горизонта неподвижных звезд, предполагая справедливость динамики Ньютона, сохраняет тем самым представление о двух классах движений (инерциальное и силовое), и, следовательно, махизм пытается лишь усовершенствовать физику Ньютона.

С другой стороны, Эйнштейна не удовлетворяет и решение проблемы движения, данное Пуанкаре. Естественнонаучный конвенционализм французского ученого, открыв неизбежность соглашений, лежащих в основе научного познания, не выходит в сферу гносеологии, а остается в плену психологического подхода в решении проблемы движения: он предлагает сохранить евклидовую геометрию в основе объяснения физического движения, ссылаясь на ее простоту. Для французского ученого геометрия необходима только для выражения физических законов, а не для понимания природы. Таким образом, в отличие от Канта, Пуанкаре к решению проблемы соотношения геометрии и физики подходит как математик, а не гносеолог.

Эйнштейна не устраивает как неконструктивная критика основ классической механики, данная махизмом, так и конвенционализм Пуанкаре. Он видит не столько различие, сколько сходство в позициях этих двух мыслителей. Ведь оба они остаются в плену евклидовой геометрии как основы физического познания. Эйнштейн же в своей критике физики Ньютона исходит из ее гносеологической неудовлетворительности: «Подобная теория никоим образом не является логически несостоятельной, но она мало удовлетворительна с теоретико-познавательной точки зрения. Пространство и время играют в ней в некоторой степени роль априорной реальности в отличие от реальности тел (и полей), которые выступают как реальности, так сказать, вторичные» [3]. Если Мах и Пуанкаре стремились освободиться от абсолютных пространства и времени как вместилищах тел и процессов, то Эйнштейн замечает, что введение этих понятий в классическую физику было обусловлено необходимостью построения последовательной физической теории. В этой слабости физики Ньютона Эйнштейн усматривает его мудрость, поскольку эти понятия неявно указывают на существование поля как физической реальности, несводимой к веществу.

Геометрическое представление гравитационных взаимодействий, данное в общей теории относи-

тельности, исключает деление движений на инер-циальные и силовые. При таком подходе, исходящем из философского положения о первичности материи и исключающем существование пространства и времени самих по себе независимо от материи, постулируется, что все траектории движения материальных тел и световых лучей изначально искривлены и являются геодезическими линиями в некотором искривленном пространстве-времени, структура которого определяется уравнениями гравитационного поля.

Обобщая понятие инерциального движения с точки зрения геометрической трактовки гравитационного поля, общая теория относительности исключает понятие свободного движения как движения тела относительно пустого пространства. Приписывание непосредственного физического смысла римановой метрике (а не координатам, которые придавали статус физической предметности пространству в теориях, различающих инерциальное и силовое движение) означает, что понятие движения имеет физический смысл лишь в связи с понятием поля. Поскольку из уравнений гравитационного поля логически вытекают уравнения движения тел в этом поле, то необходимость в динамике, связывающей свободное движение с взаимодействием, в общей теории относительности становится излишней. Тем самым устраняется и принцип дальнодействия, неизбежный в теориях, построенных на представлении о физической предметности пространства и времени.

В релятивистской теории тяготения отсутствует понятие взаимодействия. Все тела, движущиеся в поле гравитации, считаются свободными. Информация о движении тел выражается не на языке динамики, а на языке геометрических свойств пространства-времени. Геометрическая интерпретация движения тел в поле гравитации снимает вопрос Маха о причине инерциального движения. Эйнштейн, в противоположность Маху, не только не освобождается от понятия пространства, а наоборот, расширяет его настолько, что делает возможным геометрическую интерпретацию физического движения. С точки зрения общей теории относительности становится понятным, что деление движений на два класса обусловлено не самим внешним миром и не процессом его познания, а ограниченностью нашего понимания внешнего мира. Геометрическая интерпретация динамики не только не лишает ее физического статуса, а напротив, впервые придает ей однозначный физический смысл, обнажая гносеологические промахи причинной трактовки движения. Эйнштейновское понимание движения не превращает геометрию в эмпирическую науку, а превращает физику в теоретическую науку, логически свободную от эксперимен-

тального обоснования. Благодаря логической независимости теории от опыта сравнение ее с экспериментом является корректным, тогда как теория, основанная на принципе причинности, при сравнении с опытом ведет к тавтологиям, поскольку использует понятие взаимодействия, заимствованное из того же опыта.

Геометрическая трактовка физического движения в общей теории относительности ограничена рамками гравитации, поскольку эта теория допускает, наряду с полностью геометризирован-ной гравитацией, движущиеся частицы и поля, описываемые материальным тензором, входящем в правую часть уравнений Эйнштейна. Поэтому деление на инерциальное и силовое движение сохраняет свою силу за пределами гравитационных взаимодействий. Программа геометризации физики связана с устранением этого деления, без чего последовательное решение проблемы истины невозможно. Невозможность ее полной реализации, связанная с теоремой Геделя, вовсе не означает ее методологической несостоятельности: идеальная доктрина имеет право на существование даже в том случае, если она и не реализуется. Высшим уделом этой доктрины являются те перспективы, которые открываются перед современной физикой. Вытекающая из этой программы геометрическая трактовка движения позволяет избежать ограниченности позитивизма и конвенционализма, гарантируя тем самым объективный характер поступательного движения физики.

Примечания

1. Мах Э. Механика. СПб., 1906. С. 190.

2. Пуанкаре А. О науке. М., 1983. С. 8.

3. Эйнштейн А. Собр. науч. тр. Т. 2. М., 1966. С. 407-408.

УДК 101.1:316

И. В. Востриков, С. И. Сулимов СТРУКТУРА МИРОВОЗЗРЕНИЯ

Данная статья посвящена проблеме структуры мировоззрения. В ней представлены точки зрения ведущих советских и современных исследователей данного вопроса. В большинстве случаев, говоря о структуре мировоззрения, исследователи имеют в виду его состав. Собственно же структура, то есть принцип связи между компонентами, а не их простой перечень, до сих пор почти не освещена. Именно эта проблема и рассматривается в данной статье.

The article deals with the problem of world view structure. Some points of view of soviet and modern scientists on the problem are considered in the article. In many cases speaking about the world view structure mean its composition. The structure itself i.e. the principle of its components connection but not its enumeration has not been examined yet. It is the reason of our interest to the problem and its consideration in the article.

Ключевые слова: мировоззрение, структура, целостность, система.

Keywords: world view, structure, wholeness, system.

В наши дни становится всё более актуальной мировоззренческая проблематика. Сейчас, в момент коренного переворота в духовной и материальной жизни российского общества, мировоззренческие проблемы выходят на первый план. В советское время мировоззрение также выступало объектом исследования отечественной науки. Но изучение мировоззренческой проблематики представляется делом нелёгким, так как нет чёткого определения ни мировоззрения, ни его структуры. Вернее будет сказать, что определения есть, но их так много, что подчас нелегко выбрать подходящее. Мы рассмотрим любопытный парадокс: почти каждый исследователь мировоззрения пытается изложить структуру объекта исследования, но в результате мы имеем множество описаний состава мировоззрения, а структура по сути оказывается вне исследований. Потому в данной статье будет уточнена разница между составом и структурой и автор сделает попытку изложить своё видение структуры мировоззрения. Под составом мы будем понимать простую совокупность компонентов того или иного объекта, а под структурой - связи, возникающие между этими компонентами. Наиболее удачное определение структуры принадлежит видному специалисту в области социальной философии В. Е. Кемерову: «Структура - совокупность устойчивых связей объекта, обеспечивающих воспроизводимость при изменяющихся ус-

© Востриков И. В., Сулимов С. И., 2010