Аблеев С.Р. Философия науки. Вводный курс

201

Как известно, классическая наука в качестве одного из важнейших идеалов научного знания вообще и фундаментального критерия отличия науки от религии, теологии и метафизики в частности провозгласила объективность научного знания.

Этот идеал предполагал дистанцирование от субъективного метафизического опыта и персональных мистических переживаний, которые не имели всеобщего значения и возникали как недоступные окружающим духовные феномены личного сознания. Многие ученые со времен Бэкона и Декарта вплоть до ХХ столетия были убеждены в абсолютной объективности научных наблюдений и выводов, в которых когнитивная роль и онтологическое значение личного сознания нивелировались почти до нуля.

Одним из первых в европейской философии и науке Нового времени на роль субъекта познания в процессе познавательной деятельности обратил внимание Иммануил Кант. Спустя двести с лишним лет проблема субъекта познания неожиданно проявилась в осмыслении достижений квантовой механики. Сторонники этой теории поставили среди проблем научного дискурса вопрос о сложном и противоречивом взаимодействии

сознания наблюдателя и наблюдаемого квантового объекта.

Сама постановка такого вопроса подрывала традиционные устои объективности научного знания (да и объективности физического мира вообще) и вызывала горячие дискуссии в академическом сообществе.

С точки зрения квантовой механики наблюдатель не просто со стороны отстраненно изучает процессы физического мира,

но непосредственно влияет или даже участвует в формирова-

нии этих процессов. Например, один из основателей квантовой физики Нильс Бор подчеркивал, что наблюдатель в некотором смысле «формирует внешнюю реальность», и без него или до

202

него она существует в совершенно иной – вероятностной форме (как суперпозиция различных состояний1). Иными словами, она предполагает различные варианты своего объективного проявления при взаимодействии с наблюдателем.

Квантовая механика обострила и еще одну общенаучную проблему, связанную с философским пониманием детерминизма вообще и принципа причинности в частности. Концепция детерминизма, предполагающая устойчивую причинность и закономерность природных событий, как известно, является философским основанием всякого научного знания. Долгое время в науке господствовало достаточно простое и ясное понимание принципа детерминизма, основанное на однозначной, прямой и непосредственной взаимосвязи причины и следствия. В своей крайней форме такое представление получило название механистического детерминизма (был распространен в XVII–XVIII вв.), теоретически допускавшего возможность определения следствий при известных начальных условиях на почти необозримые временные горизонты.

Квантовая физика первой половины ХХ в. стала аргументированно опровергать такие убеждения. Закономерности природы оказались совершенно другими, по крайней мере, на уровне квантового микромира.

Физики заговорили о вероятностном детерминизме2, кото-

рый не предполагает однозначно определенных причинноследственных связей и зависит от многих случайных событий.

1В данном случае квантовая суперпозиция – это смешанное состояние системы, включающее множество различных альтернатив, одна из которых проявляется при воздействии наблюдателя.

2Вероятностный детерминизм называют также статистическим детерминизмом.

203

Некоторые ученые восприняли такие тезисы квантовой механики не иначе как бомбу под основанием всего научного мировоззрения. Например, Альберт Эйнштейн так и не смирился с вероятностным детерминизмом новой квантовой физики, который попытался обосновать другой авторитетный теоретик – Нильс Бор. Теоретическая дискуссия Бора и Эйнштейна длилась достаточно долго (см. Копенгагенский конгресс (1927), Сольвеевский конгресс (1927) и копенгагенская интерпретация квантовой механики). И хотя со временем Эйнштейн все же начал частично признавать парадоксальные идеи квантовой механики, в истории науки навсегда остался его остроумный афоризм «Бог не играет в кости». Этим утверждением великий немецкий физик попытался поставить под сомнение вероятностный детерминизм и указать на неполноту квантовой механики как теории, объясняющей поведение микрочастиц и квантовые феномены.

К числу фундаментальных теоретических и методологических проблем научного знания можно отнести и проблему научного языка. Мы уже отмечали, что для выражения своих идей наука использует специальный язык, основу которого составляют философские категории, общенаучные понятия, конкретные научные термины, математические и иные формализации. Строгий язык всегда рассматривался как существенное преимущество науки перед обыденным, мифологическим или религиозным познанием – не случайно сторонники европейской лингвистической философии (одного из течений позитивизма) в начале ХХ в. попытались сформулировать логические критерии и принципы безупречного научного языка и исключить из науки все иные произвольные и недостоверные суждения. Тем не менее, по мере развития научного знания исследователи

204

начали понимать, что проблема языка на самом деле намного сложнее, чем казалось сторонникам Огюста Конта. Например, физика микромира в ХХ столетии столкнулась с такими необычными объектами и процессами, которые совершенно выходили за рамки повседневного человеческого опыта, здравого смысла, формальной логики и общепринятых лингвистических средств выражения мысли.

Пожалуй, наиболее ярко в свое время об этом сказал выдающийся немецкий физик, один из основателей квантовой механики, лауреат Нобелевской премии (1932) Вернер Гейзенберг: «Сложнее всего говорить обычным языком о квантовой теории. Непонятно, какие слова нужно употреблять вместо соответствующих математических символов. Ясно только одно: понятия обычного языка не подходят для описания строения атома»1. Более того, Гейзенберг приходит к радикальному выводу о том, что физика вышла на такой уровень, где «обычный язык больше не работает», «где наши слова мало что значат»2.

На самом деле проблема упирается не только в лингвистические возможности обыденного языка, которые не соответствуют научным задачам. Главный вопрос заключается в том, насколько важнейшие сущностные свойства природного мира вообще могут быть репрезентированы (представлены, выражены, описаны) средствами человеческого языка? Ведь все понятия языка (как простые, так и сложные) являются условными и конвенциональными вербальными продуктами человеческого разума, который в процессе познания порождает те или иные

1Гейзенберг В. Физика и философия: Часть и целое. М., 1989. С. 179.

2Рэндалл Л. Закрученные пассажи: Проникая в тайны скрытых размерностей пространства / Пер. с англ. – М., 2011. С. 108.

206

ность материи, второй предполагал ее континуальность на уровне квантового микромира. И тот, и другой подходы были основаны скорее на предельно общих интуитивных философских убеждениях, чем на строгих эмпирических фактах.

Парадигма дискретности (атомизма) материи1 опирается на философское убеждение в том, что в основе материального многообразия природы находятся некие неделимые материальные элементы. Они могут восприниматься физическими приборами и человеческим разумом как материальные микрочастицы, обладающие теми или иными физическими свойствами, от которых зависят различные взаимодействия, явления и процессы природы. Например, натурфилософская теория Левкиппа и Демокрита в основе всех вещей предполагала существование атомов и пустоты. Греческое слово а-том (ставшее позже одним из важнейших научных понятий) буквально означало – «неделимый». Этим понятием античные мыслители обозначали исходные неделимые материальные элементы, составляющие основу всех материальных вещей или глубинный уровень бытия природы.

Следует признать, что античный натурфилософский атомизм Демокрита позже оказал огромное влияние на развитие химической и физической науки. Многие сотни лет исследователи опирались на концептуальную идею атомизма, предполагающую существование и поиск неких обособленных корпускул (частиц), образующих в своем взаимодействии более сложные состояния вещества. Установив разновидности атомов различных веществ, химики смогли объяснить молекулы как комбина-

1 Парадигму дискретности материи часто обозначают как концепцию атомизма, понимаемую уже не в узком античном смысле (Демокрит), а в более широком современном значении атомизма как представления о структуре материи, состоящей и образованной из неделимых первоэлементов.

207

ции этих атомов. Даже открытие сложной структуры атома в конце XIX столетия (т. е. его делимости) не смогло подорвать общее убеждение ученых в истинности атомизма как фундаментального теоретического подхода к пониманию сущности материи.

Почти весь ХХ в. в исследованиях структуры материи физики опирались на господствовавшую в научном мире парадигму дискретности. Они пытались найти некоторые исходные первоэлементы материи, которые трактовались как определенные квантовые микрочастицы. Предполагалось, что таких элементов должно быть немного, они не должны подвергаться дальнейшему разложению и не должны обнаруживать какой-либо внутренней структуры. Иными словами, они должны быть во всех смыслах элементарными. Так возникает базовое понятие современной ядерной физики – элементарные частицы.

Экспериментальный поиск элементарных частиц превратился в изнурительную и весьма дорогую научную гонку за квантовыми объектами с непонятным результатом. Отметим основные этапы этой гонки:

1.Сначала на роль элементарных частиц претендовали атомы химических элементов.

2.После открытия сложной структуры атома (на рубеже XIX и ХХ вв.) основными элементарными частицами стали восприниматься электроны и составные части атомного ядра – нейтроны и протоны (первая половина ХХ в.).

3.Позже оказалось, что нейтроны и протоны так же имеют довольно сложную структуру и состоят из более фундаментальных квантовых микрочастиц с дробным зарядом, которые стали называть кварками (вторая половина XX в.). Выяснилось, что существует шесть основных разновидностей кварков, которые образуют различные комбинации. На этом коллекция фундамен-

208

тальных частиц вовсе не заканчивалась. Оказалось, что на статус элементарных могут претендовать кванты физических полей или частицы-переносчики четырех главных взаимодействий (фотон, тяжелый бозон, глюон, гравитон)1, а также частицы, относящиеся к группе лептонов: нейтрино, электрон, мюон и др.

В конечном счете, согласно общепризнанной Стандартной модели, на исходе ХХ в. в группу так называемых элементарных частиц стали включать около пятидесяти квантовых микрообъектов2. Многие физики вполне отчетливо понимали, что обнаруженные в таком немалом количестве микрочастицы не могут восприниматься и, вероятно, не являются истинно элементарными материальными «кирпичиками» мироздания. Однако значительная часть представителей физической науки все же сохраняла верность философской парадигме дискретного строения материи и пыталась обнаружить неизвестные наиболее фундаментальные частицы или низвести открытые частицы к ограниченному числу квантовых микрообъектов.

Другой подход был основан на философском убеждении в том, что в основе всех известных разновидностей материи находится некая единая неделимая сущность. Поэтому его стали обозначать в качестве концепции (парадигмы) континуальности материи. Философские контуры этого подхода начали оформляться, например, в древнем китайском даосизме (дао как единая основа всех вещей) и некоторых школах буддийской метафизики (шунья – всеобщая онтологическая пустота как источник бытия материальной Вселенной). Позже подобные идеи получили развитие в рамках индоевропейской теософии XIX в.,

1В современной физике частицы-переносчики основных взаимодействий называют калибровочными бозонами.

2В конце второго десятилетия XXI в. Стандартная модель включала

иописывала 61 квантовую (элементарную) микрочастицу.

209

сторонники которой в качестве единой основы материального бытия природы предполагали Абсолютное Пространство1.

В научном мире некоторое движение мысли в сторону континуальной концепции материи стало намечаться в ХХ в., однако движение это было сначала спонтанным, непоследовательным и неосознанным. В некоторых концепциях теоретики начали допускать фундаментальную роль определенных континуальных физических формаций: космического пространства, физического вакуума, квантовых струн или бран. Например, в общей теории относительности Эйнштейна сила гравитации рассматривается как искажение (искривление) пространственно-временной структуры Вселенной, порождаемое веществом и энергией. В такой интерпретации физических взаимодействий гравитация, а может быть, и каждая из трех других основных сил природы, предстает как геометрический эффект пространственного континуума.

Позже, во второй половине ХХ в., в физике наметился новый подход к пониманию микрочастиц. В теории струн было выдвинуто предположение2, что фундаментальными объектами природы являются вовсе не микрочастицы (как предполагала Стандартная модель), а квантовые струноподобные объекты

крайне малого (планковского) размера3. В этом подходе наблюдаемые в экспериментах частицы интерпретировались как различные вибрации или колебания элементарных струн физического пространства. Именно способ колебания струны, полагали

1Аблеев С. Р. Универсальный монизм в контексте онтологии сознания // Универсум сознания. С. 140–159.

2Теория струн возникает в 1968 г. как теоретическая попытка описания адронов – частиц, участвующих в сильном взаимодействии.

3Грин Б. Элегантная Вселенная: Суперструны, скрытые размерности

ипоиски окончательной теории / Науч. ред. В. О. Малышенко. М., 2011.

210

сторонники этой теории, и определяет основные характеристики микрочастицы: массу, заряд и спин.

Квантовые струны (а позже квантовые браны – более сложные многомерные объекты пространства) в теории струн и М-теории считаются микроили мегаструктурами простран- ственно-временного континуума Вселенной, который может иметь дополнительные, неизвестные классической физике измерения1. Вполне очевидно, что попытка представить объекты квантового микромира как феномены вибрирующего пространства укрепляла позиции континуальной концепции сущности материи.

В контексте рассматриваемой проблемы примечательно выглядит еще одно обстоятельство: современная физика пока неявно, но уже определенно начинает воспринимать физический вакуум как более фундаментальное состояние материи, нежели квантовые микрочастицы. Сейчас уже не вызывает сомнений, что даже при отсутствии каких-либо частиц (атомов, нуклонов, кварков и др.) космос может обладать определенной энергией, называемой энергией вакуума как исходного квантового поля. В теории относительности не какие-либо частицы, но именно квантовая энергия физического вакуума порождает видимые космологические следствия – расширение или сжатие пространства Вселенной.

Континуальной концепции материи соответствует и голодинамическая гипотеза устройства Вселенной американского физика-теоретика Дэвида Бома2. В этой гипотезе он рассматри-

1Например, в теоретической модели Дж. Шварца и М. Грина квантовые струны существуют в пространстве-времени 10 измерений (девять пространственных и одно временное измерение).

2Бом рассматривает материальную Вселенную как подвижную голографию, воспроизводимую скрытой (импликативной) реальностью природы.