1.2.7. Универсальный принцип естествознания — принцип

дополнительности Бора

Привлекая к обсуждаемым общим проблемам естествознания одну из теорем Геделя о

полноте и непротиворечивости, согласно которой «ни одна из культур не

самодостаточна и не может развиваться без использования методов другой науки,

иначе она перейдет в застывшую догму либо в хаос абсурда», можно сказать, что

изучение естественной науки для гуманитариев — это на самом деле реализация

физического принципа дополнительности Бора. Понятие дополнительности в физике

было введено Н. Бором в 1928 г. в период становления квантовой механики для

объяснения экспериментальных результатов исследований микромира.

Н. Бор, исходя из решения чисто физических проблем, понял общность этого

принципа и уже в одной из первых своих работ перекинул мост от физики к психологии и

вообще ко всей теории познания. Предложенный для объяснения физики микромира, этот

принцип сразу завоевал доверие ученых общностью подхода в теории познания,

философии, науке и в целом в формировании образа окружающего нас реального мира.

31

Нильс Бор

Η. Бор (1885—1962) — датский физик, лауреат Нобелевской премии 1922 г. за

заслуги в изучении строения атомов и испускаемого ими излучения, чрезвычайно

образованный и разносторонний физик, расширивший физические представления на

другие области изучения природы и человеческой интеллектуальной деятельности. Его

исследования по философии познания, во многом инициированные под влиянием

датского философа С. Кьеркегора (1813—1855), позволили поднять принцип

дополнительности

до

уровня

универсального

инструмента

в

современном

естествознании.

Используя представления М. Планка, он ввел понятия квантов в теорию атома. Свою

теорию он изложил в 1913 г. в работе «О строении атомов и молекул», в которой

показал, что существуют «разрешенные» стационарные орбиты (двигаясь по ним,

электрон не излучает энергию) и вместе с тем электрон может перескочить на близкую к

ядру стационарную орбиту (испустив при этом квант энергии).

Заметим, что предложенная им модель не была лишена недостатков: представление о

стационарных орбитах электронов опиралось на планковскую теорию, а расчет этих

орбит проводился по законам классической механики и электродинамики. Об этом с

юмором сказал Г. Брэгг (1862—1942): «По теории Бора мы как бы должны по

понедельникам, средам и пятницам поль-

зоваться классическими законами, а по вторникам, четвергам и субботам —

квантовыми».

Н. Бор много сделал в квантовой и ядерной физике: объяснил с позиции квантовой

модели строения атома основные положения Периодической системы элементов

русского химика Д. И. Менделеева (1834—1907); предложив так называемую

капельную модель ядра (1939), объяснил явление деления урана под действием

нейтронов; предсказал вероятность спонтанного деления ядер — нового вида

естественной радиоактивности. Приведем несколько штрихов из его биографии, дающих

представление о нем как о неординарном человеке. Когда нацисты оккупировали

Данию, над Бором нависла непосредственная угроза, так как немцы намеревались

привлечь его к реализации своего уранового проекта. Осенью 1943 г. Бору удалось

перебраться в нейтральную Швецию, а затем в Англию, куда его доставили на

бомбардировщике. Во время перелета он едва не погиб, так как был помещен в

бомбовый отсек, а кислородный шлем оказался ему слишком мал (Н. Бор был человеком

Горбачев В. В. Концепции современного естествознания:—М.: ООО «Издательский дом «ОНИКС 21

век»: ООО «Издательство «Мир и Образование», 2003. — 592 с: ил.

Янко Слава (Библиотека Fort/Da) || http://yanko.lib.ru

28

весьма крупного размера) и он чуть не задохнулся.

Впоследствии уже в США он принимал участие в Манхэттенском проекте по созданию

американской атомной бомбы. Но уже в августе 1944 г. он обратился к президенту США

Рузвельту с письмом, в котором высказывался за полное запрещение использования

нового оружия. Его сын Ore Бор продолжил дело своего отца: он стал физиком и

директором института теоретической физики имени Нильса Бора в Копенгагене, а в

1975 г. получил и Нобелевскую премию за развитие теории структуры атомного ядра. В

качестве своего девиза Н. Бор выбрал китайские символы «ян» и «инь».

Принцип дополнительности заключается в том, что

• более точное определение одной из дополняющих друг друга характеристик

описания объекта приводит к уменьшению точности других.

Этот принцип применяется практически во всех методах и науках, изучающих

неживую и живую природу, человека, общество. Поэтому универсальный принцип

дополнительности следует считать одним из важнейших достижений науки, и его

понимание и использование необходимо для научного представления действительности.

32 С формальной стороны принцип дополнительности в физике связан с принципом

неопределенности: измерить одновременно с достаточно высокой точностью импульсы и

координаты микрочастицы практически невозможно.

Более общая формулировка этого принципа:

• В области квантовых явлений наиболее общие физические свойства какой-либо

системы выражаются с помощью дополняющих друг друга пар независимых

переменных, каждая из которых может быть лучше определена только за счет

соответствующего уменьшения степени определенности другого.

33 Принцип дополнительности не ограничивается только этими моментами. Например,

волновые и корпускулярные проявления света в поведении микрочастиц также являются

взаимодополняющими и отражают реально существующий дуализм микромира.

Согласно принципу Бора для нас существует лишь то, что мы способны измерить или

оценить. Если нет связи между фактами (элементами), то эти факты мы не можем

установить. Мы можем знать лишь то, что как-то связано между собой и нами.

Дуализм наших представлений о реальном физическом мире через взаимосвязь

пространства и времени, синергетических представлений об упорядочении на одном

уровне

и

хаотичности

на

другом

уровне

состояния

сложных

систем,

взаимодополнительности и согласованности фундаментальных мировых постоянных

находит свое отражение и в духовно-нравственном восприятии мира человеком. Природа

человека также двойственна — он рассматривает мир извне, в том числе с позиций Бога,

и изнутри с помощью органов чувств, дополненных приборами. Отсюда и двойственное

описание этой природы — с гуманитарно-духовной стороны и с объективно физических

представлений. Одна часть человеческого бытия успешно описывается наукой, другая

требует искусства, религии или какого-то не известного, но не механистического, а

духовного способа постижения мира.

П. Дирак отмечал, что, по Бору, «высшая мудрость должна быть выражена

обязательно такими словами, смысл которых не может быть определен однозначно.

Следовательно, истинность высшей мудрости не является абсолютной, а только

относительной: поэтому противоположное высказывание также правомерно и мудро».

Сам Бор считал, что «каждое высказывание надо понимать и как утверждение, и как

вопрос». И. Гёте писал: «Образ, дивно расчлененный, пропадает навсегда». А. Эйнштейн

считал, что «физические понятия суть свободного творения человеческого разума и

неоднозначно определены внешним миром». Французский математик А. Пуанкаре

говорил, что «никакой физический опыт не может подтвердить истинность одних

преобразований и отвергнуть другие как недопустимые». Он же отмечал, что, «изучая

историю

науки,

мы

замечаем

два

явления,

которые

можно

назвать

взаимопротивоположными: то за кажущейся сложностью скрывается простота, то,

напротив, видимая простота таит в себе чрезвычайную сложность». Характерно

высказывание того же Эйнштейна: «...как много мы знаем и как мало понимаем». Русский

православный философ А. Мень писал, что «наука и рели-

34 гия — эти два пути познания реальности — должны быть не просто независимыми

сферами, но в гармоническом сочетании способствовать общему движению человечества

по пути к Истине». Не зная принципа Бора, Гёте говорил, что между двумя

противоположными мнениями находится не истина, а проблема.

Горбачев В. В. Концепции современного естествознания:—М.: ООО «Издательский дом «ОНИКС 21

век»: ООО «Издательство «Мир и Образование», 2003. — 592 с: ил.

Янко Слава (Библиотека Fort/Da) || http://yanko.lib.ru

29

По поводу противоположностей французский философ и математик Б. Паскаль

(1623—1662) говорил: «Противоположность истине — не заблуждение, а

противоположная истина». А Н. Бор перевел эту сентенцию Б. Паскаля на свой манер:

«Противоположность истине — глубокое заблуждение, а противоположность глубокой

истине — другая глубокая истина». Согласно Лао-Цзы реальность характеризуется

объединением противоположностей, объединением «ян» и «инь».

Из приведенных высказываний выдающихся представителей естественно-научной и

гуманитарной ветвей культуры видно, что они и в пределах своей сферы деятельности, и

в более общем восприятии и объяснении мира считали, что однозначно, одним методом,

на одном языке невозможно описать явление, субъект или объект — необходимо

привлечь дополнительные представления, дополнительную культуру.

Сложность объединения гуманитарной и естественно-научной культур и имеющиеся

различия в исследовании ими мира во многом обусловлены отсутствием общего языка и

понятийного аппарата, которыми могут стать теория самоорганизации и синергетический

подход. Но такая же проблема существует и в самой физике. Наш человеческий язык и

схема мышления сформированы в трехмерном пространстве, и поэтому нам сложно

представить себе четырехмерную реальность релятивистской механики и законы

квантовой физики микромира с ее вероятностным подходом. Мы пытаемся говорить о

принципиально новых явлениях на языке старых представлений в пределах линейного

мышления, не преодолев, так сказать, «лингвистического барьера».

Так, из теории относительности А. Эйнштейна обоснованно вытекает, что

пространство искривлено и степень искривления зависит от массы тел. А поскольку в

общей теории относительности время неотделимо от пространства, присутствие вещества

оказывает воздействие и на время, вследствие чего в разных частях Вселенной и для

сложных объектов время течет по-разному, что до недавнего времени физикам казалось

кощунственным. Можно ли это понять с помощью нашего обычного языка без создания

новых представлений? Вероятно, именно этим и вы-

35 звано желание привлечь иные возможности познания, нашедшие свое выражение в

принципе дополнительности Бора.

В то же время, как заметил академик В. Л. Гинзбург, гуманитарная интеллигенция

образована весьма односторонне и ее представители в отношении естественных знаний

нередко находятся на средневековом уровне. Не обладая естественно-научной логикой и

не понимая сущности физического мира, гуманитарии, пытаясь объяснить общественно-

социологические, психологические или экономические процессы в философии науки,

часто используют лишь внешние атрибуты новых понятий, в том числе таких

синергетических представлений, как бифуркации, теории катастроф, режимы с

обострением, нелинейная эволюция и т.д.

С другой стороны, в ряде случаев гуманитариями неоправданно делается, например,

вывод о том, что большая часть неприятностей, которые мы имеем сегодня в России и во

всем мире, есть порождение научной рациональности. Статьи в научной печати нередко

проникнуты духом неприязни к естествознанию и к научной рациональности.

Утверждается, что именно естествознание повинно во всех негативных последствиях

научно-технического прогресса. В полемическом задоре спрашивается: «Будет ли

положен конец в следующем столетии диктату естествознания?», подразумевая, что,

конечно, будет! Воинствующие высказывания типа «наука должна знать свое место,

естествознание ориентировано на инженерию, наука ведет к техногенному тупику» и т.д.

свидетельствуют о непонимании роли научной мысли в развитии человечества и задач

естествознания. Но это уже было. Во все времена человеческой истории натуральная

философия и современное естествознание направлены на познание действительности

самой по себе, на научное познание сущности вещей и людей и только потом на

применение этих законов в технике, рациональной деятельности людей.

Возражая апологетам примата только духовной компоненты над рационально-

логической, их мнению, что XXI век не будет веком науки вообще, можно сказать, что за

«хлебом сущим» — за решением своих проблем бытия они все равно обращаются к

науке. Известно, что в процессе познания мы имеем дело с реконструкцией реальности

через осознание его нашими представлениями в соответствии и с антропным принципом.

Предметом же нашего познания могут быть аспекты реальности, которые вовлечены в

сферу нашей деятельности, в том числе и приклад-

36 ные проблемы использования достижений науки. Здесь возможно и необходимо

Горбачев В. В. Концепции современного естествознания:—М.: ООО «Издательский дом «ОНИКС 21

век»: ООО «Издательство «Мир и Образование», 2003. — 592 с: ил.

Янко Слава (Библиотека Fort/Da) || http://yanko.lib.ru

30

поставить развитие научно-технического прогресса под гуманистический контроль,

учитывать все негативные процессы воздействия человека на природу, Универсум, свой

мир, рассматривая это движение как целостное действие человеческого Разума.

В то же время надо признать, что мы сегодня не знаем, в какой степени ограничено

наше знание о самих себе. Как отмечает русский кибернетик и психолог В. А. Лефевр

[81—84], Достоевский обстоятельно анатомизирует души своих персонажей, как

энтомолог расчленяет стрекозу, и потому можно говорить о физической структуре души.

Чтобы построить формальную модель человека, не надо исследовать природу

пространства или области, где обитает душа, так же как в квантовой механике не ищут

онтологического смысла волновой функции.

Н. Бор считал, что физический аспект принципа дополнительности есть лишь частный

случай более общего подхода: пытаясь анализировать наши переживания, мы перестаем

их испытывать. В этом смысле мы обнаруживаем, что между психологическими

опытами, для описания которых адекватно употреблять такие слова, как «мысли» и

«чувства», существует соотношение дополнительности, подобно тому, которое

существует между данными о поведении атомов. Бор говорил также, что «мышление

человека обладает чертами, напоминающими характеристики квантовых явлений».

Наблюдение чувств и их протекание — это два дополняющих друг друга события. По

мнению В. Лефевра, пытающегося с кибернетических позиций смоделировать душу

человека, можно видеть себя страдающим либо действительно страдать или видеть себя

испытывающим вину либо испытывать ее — и это тоже иллюстрирует принцип

дополнительности Бора. Когда человек погружен в размышления о причинах своих

действий, он может разрушить эти причины в своем сознании и желать произвести какие-

то действия. Человеческая свобода действия, по Бору, находится в дополнительном

отношении к субъективной рефлексии (размышлению, самопознанию).

А. С. Пушкин вложил в уста Сальери такие слова: «...звуки умертвив, музыку я разъял,

как труп. Поверил алгеброй гармонию». Слишком большое увлечение анализом, т.е.

одной стороной познания объекта, приводит вообще к потере удовольствия от слушания

музыки, от которой остается лишь труп! А вот что писал русский религиозный философ

Петр Чаадаев (1794—1856):

37 «В истории есть анализ, но есть и синтез... Без всякого сомнения, наиболее истинным

является не то, что она повествует, а то, что она мыслит. В этом смысле поэтические

представления могут быть ближе к истине, чем самый добросовестный рассказ».

Другими словами, архивная полка не есть еще «История государства Российского».

Можно сказать, что и «Три мушкетера» не есть история Франции. Или еще раз, как

говорил Н. Бор, «мы встречаемся здесь с иллюстрацией старой истины, что наша

способность анализировать гармонию окружающего мира и широта его восприятия

всегда будут находиться во взаимоисключающем, дополнительном соотношении».

Поскольку весь мир состоит из атомов и молекул, то любые особенности микромира

тем или иным способом проявляются в макропредставлениях. Поэтому идея

дополнительности, первоначально сформулированная в физике применительно к

микромиру, оказывается плодотворной в других областях знания. Н. Бор с полным

основанием говорил, что «идея дополнительности способна охарактеризовать

существенную ситуацию, которая имеет далеко идущую аналогию с общими

трудностями образования человеческих понятий, возникающими из разделения субъекта

и объекта». При этом очень часто, как мы уже отмечали, попытка более детального

изучения одной стороны объекта в полной аналогии с соотношением неопределенности

Гейзенберга приводит к потере определенности в другой. В более же общей, близкой к

гуманитарному подходу формулировке, данной Бором, принцип дополнительности

звучит так: «Дополнительной к истине является ясность».

Хороший пример дополнительности восприятия художником окружающего мира и

передачи его в картинах приводит академик Б. В. Раушенбах (1915—2001). При

изображении, например, комнаты один считает важным стены и точно передает их вид,

пренебрегая полом. Другой изобразит пол таким, как он видит, неумолимо искажая вид

стен. Можно по-разному расставлять акценты. Выбор того или иного варианта — дело

восприятия и целей самого художника. Поэтому слова художников «я так вижу» имеют

объективный физический смысл: для одного важна вертикаль (стены), для другого

горизонталь (пол). А вместе — не получается! Если он хочет правильно нарисовать пол,

то «наврет» в изображении стен, а другой, которому важны стены, обязательно «наврет»

Горбачев В. В. Концепции современного естествознания:—М.: ООО «Издательский дом «ОНИКС 21

век»: ООО «Издательство «Мир и Образование», 2003. — 592 с: ил.

Янко Слава (Библиотека Fort/Da) || http://yanko.lib.ru

31

в изображении пола. Для каждого из них что важнее, то он и передает лучше,

«правильнее», пренебрегая другим. Б. В. Раушенбах отмечал: «Один передает безупречно

одно, другой — другое, и получаются разные картины, и

38 все они одинаково правильны и одинаково неправильны, и это справедливо» [116].

Заметим, что такие картины действуют на нас тоже по-разному, а ведь изображен на них

один и тот же объект.

Приведем еще одно соображение, связанное с этим всеобщим законом

дополнительности. Это «принцип равноправия», взаимоуважения участников любой

дискуссии как реализация в гуманитарном плане принципа дополнительности Бора, когда

каждый специалист не только уважает мнение другого, но и готов ограничить сферу

своего мнения так, чтобы оно вписывалось в допустимые рамки, устанавливаемые извне

другими специалистами. Применительно к научным исследованиям и прогнозированию

принцип дополнительности определяет методологию познания: чем больше простота и

шире область исследования или применения, тем меньше точность и конкретность

оценки.

Известный с XIV в. принцип бритвы Оккама (1285—1349): «Entia поп sunt

multiplicanda practer nescessitatem» — «Чем ближе мы находимся к некоторой истине,

тем проще оказываются основные законы, ее описывающие» — также хорошо

укладывается в рассматриваемые положения идей Бора о дополнительности понятий и

представлений в познании мира.

Интересную трактовку принципа Бора на «бытовом уровне» можно найти в эссе

«Низкие истины» известного кинорежиссера А. Кончаловского (который, возможно, и не

слышал вовсе ни о каком Боре): «Человек, свободный внешне, должен быть чрезвычайно

организован внутренне. Чем более человек организован, то есть внутренне не свободен,

тем более свободное общество он создает. Каждый знает пределы отведенной ему

свободы и не тяготится ее рамками. Самоограничение каждого — основа свободы всех.

Очень часто приходится слышать о свободе русского человека. Да, русские

действительно чрезвычайно свободны внутренне, и не удивительно, что компенсацией

этому является отсутствие свободы внешней. Свободное общество они пока создать не

в состоянии именно из-за неумения себя регламентировать. Каждый хочет быть

свободен сам — всем стать свободными при этом заведомо не реально».

Можно отметить и другие возможности эффективного применения принципа

дополнительности

Бора

в

современном

естествознании.

Сюда

относятся

взаимоотношения между целым и частями, структурой и функциями сложной системы;

хаосом и порядком при эволюции в процессе самоорганизации; стохастичностью и

детерминированностью; случайностью и необходимостью; между понятиями «ян» и

«инь» восточного мистицизма; между ощущениями и их осмыслениями в теории

австрийского

39 физика и философа Э. Маха (1838—1916); использование антропного принципа при

формулировке

законов

физического

и

информационного

взаимодействий,

взаимоотношения между объектом исследования и самим исследователем, социальными

и биологическими формами движения, мужчиной и женщиной, проявлением и

сущностью явления. Так, Л. Н. Гумилев отмечал, что, когда выигрываешь в

общественной свободе, проигрываешь в контакте с природой, здесь также проявляются

взаимодополняющие сущности географической и физиологической среды человека.

Количество примеров использования принципа дополнительности можно увеличить

до бесконечности по мере изучения и понимания современного естествознания. Сюда

относятся: синтез — анализ, предмет — метод, вертикаль — горизонталь, сложность —

организованность, рациональное — интуитивное, правое полушарие мозга — левое,

познание и эстетическое восприятие (чем человек логически умнее, тем меньше он

удивляется, восхищается) и т.д. Например, один из признаков характеризует объект,

другой — его окружение. При этом, как говорил Н. Бор, «мы имеем дело с различными,

но одинаково существенными аспектами единого, четко определенного комплекса

сведений о системе». Н. Бор считал, что описать сложное явление с помощью одного

языка, да еще единым и исчерпывающим образом невозможно. Принцип

дополнительности Бора в корне отрицает возможность описания мира путем деления его

на части с полным описанием каждой его части. Никакое отдельное знание о предмете не

может быть самодостаточным, требуется дополнение в лице других наук (естественные

— гуманитарные науки). В гуманитарном знании и понимании такой подход только лишь

Горбачев В. В. Концепции современного естествознания:—М.: ООО «Издательский дом «ОНИКС 21

век»: ООО «Издательство «Мир и Образование», 2003. — 592 с: ил.

Янко Слава (Библиотека Fort/Da) || http://yanko.lib.ru

32

начинает проявляться. В преодолении этого — одна из задач современного

естествознания.

Принцип дополнительности Бора универсален для человеческого познания и

проявляется, в частности, когда люди пытаются связать физиологические и психические

феномены. В соответствии с этим принципом, по-видимому, нельзя исследовать

(измерять!) сознание и функции мозга одновременно. Чем больше известно о

деятельности мозга субъекта, тем меньше информации можно добыть о его

психологическом состоянии. И наоборот, чем лучше мы знаем психологическое

состояние, тем меньше информации о процессах, протекающих в мозге человека. Этот

принцип проявляется также в том, что физическое воздействие на мозг (с целью изучения

его деятельности) разрушает психологическую картину внутреннего мира субъекта,

которую

40 можно наблюдать в полном объеме, если никакого инструментального воздействия не

существует.

Понятно теперь, что применением лишь одного способа познания мира мы не можем

построить его целостную картину. Имеющаяся современная концепция Универсума

носит в основном физический характер. Человек с его знанием и совестью никак пока не

рассматривается в физических моделях. Отметим, что уже делаются попытки построения

таких моделей для физики нравственности, физики бессмертия, физики души, алгебры

совести и т.д. Например, в алгебраической модели В. А. Лефевра строятся взаимосвязи

между такими человеческими сущностями, как совесть и музыка, с одной стороны, и

такими физическими сущностями, как элементарные частицы и их наблюдения, с другой.

Целостный подход к восприятию действительности с учетом естественно-научного и

гуманитарного методов его изучения и применение принципа дополнительности Бора в

качестве инструментария познания дают возможность решить задачу более полного

понимания реального мира, могут даже изменить идеологию, выяснить причины

потрясений в современном обществе, столь неустойчивом, когда человек часто теряет

ориентацию из-за отсутствия стабильных критериев и ценностей и обоснованного

научного объяснения всех происходящих в мире явлений.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Каков смысл понятия «современное естествознание» и какова цель его изучения?

2. В чем ценность натурфилософии и какие идеи древних мыслителей

подтверждаются в современном естествознании?

3. Какие три научные программы были развиты в древнегреческом естествознании? В

чем их различие?

4. Какими фундаментальными принципами пользуются для объяснения современной

картины мира?

5. Какие два подхода существуют в настоящее время для описания мира? Почему

возникает необходимость гармонизации этих подходов и холизма в современном

естествознании?

6. Что, по Вашему мнению, объединяет современную физику и восточный мистицизм?

7. Какова роль математики в современном естествознании?

8. В чем сущность принципа дополнительности Бора и как он трактуется в физике и

современном естествознании?

9. В чем разница между биологической эволюцией Дарвина и физической эволюцией

Больцмана?

10. Что понимается под научной картиной мира и как ее представляете именно Вы?

11. В чем недостатки физикализма и антропоцентризма?

ЛИТЕРАТУРА

3, 16, 18, 19, 23, 26, 42, 43, 44, 47-49, 56, 60, 61, 92, 99, 106, 108, 114, 115, 139,

140, 141, 150.

41