книги из ГПНТБ / Семенчев, В. М. Физические знания и законы диалектики научное издание

Vi + V,

1~f- Vi ■V2 , где C —скорость света.

Сг

Следовательно, новое утверждение {новый закон сложения скоростей) в совершенно определенном смысле отрицает старое утверждение (закон сложения скоростей классической механики).

Но вот вопрос. Закон сложения скоростей клас­ сической механики согласовался с определенным кру­ гом опытных данных. Потом были выявлены такие опытные данные, с которыми он не согласовался (опыты по распространению света). С этими данны­ ми, однако, согласуется новый закон сложения скоро­ стей, отрицающий прежний закон. Так что же, этот новый закон, отрицающий прежний, с теми опытными данными, с которыми прежний закон согласовывался, не согласуется? Нет. Новый закон будет соответст­ вовать прежним опытным данным. А вот прежний за­ кон новым опытным данным (движение со скоростя­ ми, близкими к С) соответствовать не будет. Старое оказывается бессильным «справиться» с новым. Новое же прекрасно «справляется» со старым и, более того, показывает, в чем слабость старого,

В данном случае в старом законе сложения ско­ ростей не принималась в расчет возможность более сложной зависимости результата от исходных вели­ чин или, по-иному говоря, установленная в соответст­ вии с опытом зависимость абсолютизировалась.

Сказанное как будто бы приводит к единственно возможному выводу: новое согласование, отрицая со­ гласование старое, в то же время включает в себя последнее; знание становится более общим, более широким, охватывающим больший круг опытных дан­ ных и заключающем в себе теоретические положения, в которые старые теоретические положения входят

161

как предельный, частный случай. То, что прежде считалось абсолютным, стало только относитель­ ным, приближенным, имеющим границы приложения (V<CC). И в то же время, только став относительным, оно стало развивающимся, движущимся к абсолютно­ му. «С точки зрения современного материализма, т. е. марксизма, — писал В. И. Ленин, — исторически условны пределы приближения наших знаний к объек­ тивной, абсолютной истине, но безусловно существова­ ние этой истины, безусловно то, что мы приближаемся

кней»1.

Вфизике признание относительного характера представлений о природе и в то же время объектив­

ного характера их нашло свое выражение в «принци­ пе соответствия»12. Впервые сформулирован этот принцип был Н. Бором в 1916 г., однако фактически он использовался и ранее. Доказательством этому служит вышеприведенный пример с законом сложения скоростей. Релятивистский закон сложения скоростей в определенном смысле соответствует закону сложе­ ния скоростей классической механики. Но Бор сфор­ мулировал данный принцип как эвристический, т. е. такой, который не просто впоследствии констатиро­ вал соответствие новых формул прежним представле­ ниям, а помогал постигать новое на основе уже изве­ стного и установленного. В этом, собственно говоря, и заключалась, по мысли Бора, роль принципа соот­ ветствия. В отношении квантовой механики это озна­ чало, что она должна представлять собой дальнейшее обобщение положений классической механики, т. е.

замечательным принципом можно рекомендовать книгу И. В. Кузнецова «Принцип соответствия в современной физике и его философское значение» (М., 1948).

162

включение поелейней в более общш принципы описа­ ния природы. «...Бор очень рано ясно осознал, что квантовую физику следует рассматривать как обоб­ щение классической физики. В то время, когда окон­ чательная формулировка квантовой физики была еще невозможной, принцип соответствия Бора, устанавли­ вавший качественную аналогию двух теорий, стал не­ оценимым орудием дальнейших исследований»'.

Каким же образом была осознана необходимость такого принципа?

Согласно классическим представлениям, движу­ щийся в атоме электрон излучает целый набор частот, т. е. излучение с классической точки зрения происхо­ дит непрерывно: одновременно излучается свет самых различных частот. Согласно квантовым представле­ ниям, этот процесс принимает совершенно иной харак­ тер. Электрон, находящийся на стационарной орбите, ничего не излучает. Излучение возникает только при переходе электрона с одной стационарной орбиты на другую. В этом случае атом излучает единственный квант монохроматического света. Множество атомов излучают целую серию таких квантов, т. е. квантов различных частот, вследствие чего и получается кар­ тина различных монохроматических излучений. Ины­ ми словами, наблюдаемая картина с точки зрения квантовой механики является следствием дискретного процесса, происходящего в виде отдельных единич­ ных актов излучения квантов атомами.

Непрерывность и дискретность являются столь различными представлениями, что возникает естест­ венное сомнение по поводу возможности установления какой-либо связи между объяснением процесса с классической точки зрения и объяснением его с точ-1

1 Р. Крониг. Переломные годы. — «Теоретическая физи

20 века». М., 1962, стр. 17,

163

ки зрения квантовых представлений. Эта ситуация поставила физиков в крайнее затруднение, хотя с диа­ лектической точки зрения ситуация выглядела доволь­ но естественно, «Д и а ле кт и к а есть учение о том,— записал В. И. Ленин, читая гегелевскую «Науку логи­ ки», — как могут быть и как бывают (как становятся)

т о ж д е с т в е н н ы м и п р о т и в о п о л о ж н о с т и , —

при каких условиях они бывают тождественны, . пре­ вращаясь друг в друга,— почему ум человека не дол­ жен брать эти противоположности за мертвые, за­ стывшие, а за живые, условные, подвижные, превра­ щающиеся одна в другую»1.

Но затруднение было преодолено физикой, и пло­ дом этого преодоления явился принцип соответствия, который позволял показать условность и подвижность противоположностей.

Итак, с точки зрения классической механики излу­ чение непрерывно, а с точки зрения механики кван­ товой—прерывно. Атом, как показали исследования, обладает квантовыми свойствами, и, следовательно, законы классического излучения к реальным атомам относиться не могут. Таким образом, описывая клас­ сически и'злучение атомов, мы описываем на деле из­ лучение не реальных, а «фиктивных» (вымышленных) атомов. Нельзя ли сравнить ансамбль таких «фиктив­ ных» атомов с ансамблем реальных квантовых ато­ мов, выяснить их поведение в отношении определения частот, интенсивности и поляризации излучения? Та­ кое сравнение и сумел осуществить Н. Бор. Вот как

самбль реальных квантовых атомов. Попытаемся уста-1

1 В. И. Ленин. Поли. собр. соч., т. 29, стр. 98.

164

новить соотношение между частотами, интенсивностя­ ми и поляризацией излучения, испущенного каждым из этих двух ансамблей, таким образом, чтобы расчет спектра излучения первой системы хорошо известным методом классической электродинамики дал некото­ рые сведения об излучении второй системы, т. е. об излучении реальных атомов... Если бы мы ничего не знали об этих последних, то не существовало бы ни­ каких средств решения этой задачи. К счастью, нам известны значения частот, излучаемых квантованными атомами. Они даются правилом Бора» '.

Н. Бор прежде всего и сравнил частоты, заданные квантовыми правилами орбит и излучений, с теми, ко­ торые испускали бы атомы первого ансамбля, т. е. фиктивные атомы, согласно законам классической электродинамики.

Сравнение, однако, было проведено не совсем обычным способом. В сравнении участвовали не лю­ бые стационарные состояния реальных атомов, а толь­ ко отвечающие большим квантовым числам. В этой области между частотами, вычисленными по класси­ ческим законам, и частотами, фактически наблюдаю­ щимися в процессе квантового перехода электрона реального атома, обнаружилось совпадение. К такому способу сравнения привело И. Бора одно отмеченное им обстоятельство: электромагнитная теория дает всегда хорошее приближение при описании крупно­ масштабных явлений, представляющих собой с кван­ товой точки зрения явления, в которых выражают­ ся очень большие квантовые числа. Поэтому электро­ магнитные основания для выводов о частотах сле­ дует сравнить с квантовыми основаниями в области

165

товых оснований будут как бы стремиться, прибли­ жаться к электромагнитным.

Именно на этом пути и удалось Бору воспользо­ ваться формулами электродинамики для оценки ча­ стот, интенсивности и поляризации излучения атомов. • Данный способ, правда, годился для очень ограничен-, ной области состояния атома, да к тому же еще и- для такой, которая практически встречается только в редких случаях очень высокого возбуждения атома. Но он позволил взглянуть на явления мира с точки зрения существовавших представлений, или, иначе говоря, позволил оценить и эти последние с точки зрения квантовой теории, а тем самым и глубже по­ нять связь между классическим и квантовым. В даль­ нейшем Н. Бор попытался усовершенствовать прин­ цип соответствия, придать ему более универсальную форму.

Что же представляет собой принцип соответст­ вия? Прежде всего это утверждение о том, что ста­ рые представления не целиком изживают себя в раз­ витии физических знаний. Далее, это утверждение о том, что старое в какой-то форме сохраняется в но­ вом. Наконец, это утверждение о том, что старое в новом существует в преобразованном виде. Нельзя не согласиться с тем, что эти требования совпадают с чертами диалектически понимаемого отрицания. Ге­ гель, первый, сформулировавший понятие диалектиче­ ского отрицания, совместил отрицание с его противо­ положностью — .с утверждением. «Удерживать ■положительное в его отрицательном, содержание предпосылки — в ее результате, это — самое важное в разумном познании...» 1 «В диалектике -отрицать не значит просто сказать «нет»...» 12 — писал Ф. Энгельс.’

Предельно ясно сформулировал диалектико-мате­

1 Гегель. Соч., т. VI. М., 1939, стр. 308.

2 К-' Маркс и Ф. Энгельс. Соч., т. 20, стр. 145.

166

риалистическое понимание отрицания В. И. Ленин. «Не голое отрицание, не зряшное отрицание, не скеп­ тическое отрицание, колебание, сомнение характерно и существенно в диалектике,— которая, несомненно, содержит в себе элемент отрицания и притом как важнейший свой элемент,— нет, а отрицание как мо­ мент связи, как момент развития, с удержанием по­ ложительного...» Б

Необходимость подхода к отрицанию как к момен­ ту связи нового со старым отмечается и передовыми физиками. Вот что по поводу связи новых физических идей с достижениями прошлого пишут А. Эйнштейн

иЛ. Инфельд: «Было бы неверным считать, что но­ вое воззрение — теория поля... разрушает достижения старой. Новая теория выявляет как достоинства, так

иограниченность старой теории и позволяет нам оце­ нить старые понятия с более глубокой точки зре­

ния...» 21.

Итак, новое и старое в физических знаниях орга­ нически и обоюдосторонне связаны друг с другом. Но если это так, невольно встает вопрос о возможности заранее определить новое на основе уже существую­ щего. Ведь «принцип соответствия» — это эвристиче­ ский принцип!

Действительно, можно ли теоретически отыскать, например, форму более общих законов природы (а тем самым в конкретной форме прогнозировать раз­ витие физической мысли в том или ином направле­

есть вполне разумные основания: несомненное дви­ жение физической мысли вперед, включение старого в снятом виде в «новое» и, очевидна, настоящих зна­

167

ний в будущие и, наконец, наличие правил такого включения, установленных «принципом соответствия».

И все же вопрос об установлении боле<г общих, более глубоких физических знаний, очевидно, не столь прост, если, несмотря на исключительную актуаль­ ность отдельных физических обобщений, неясен даже путь, по которому можно двигаться, чтобы их по­ лучить. Так, физика открывает все большее число законов сохранения, все большее число элементарных частиц, но до сих пор не существует ни глубокого и общего понимания существа законов сохранения, из которого можно было бы получить весь набор этих законов, ни общей теории элементарных частиц, из которой следовал бы весь спектр свойств отдельных элементов Вселённой.

Но опять же, делались ли и делаются ли какиелибо прогнозы в этом отношении? Да, делались и де­ лаются. Каково же в таком случае отношение этих прогнозов к действительности?3

3. ПРОГНОЗЫ И ДЕЙСТВИТЕЛЬНОСТЬ

Марксистско-ленинская философия, как известно, не ограничивается простым объяснением явлений приро­ ды и общества, но ставит вопрос об изменении окру­ жающей человека действительности. Изменять дейст­ вительность, однако, молено только в соответствии с объективными законами, действующими в самой дей­ ствительности. Следовательно, прежде чем изменять действительность, нужно познать эти законы. В отно­ шении изменения самого знания, физического знания в частности, это означает необходимость познания реальных путей, исторических закономерностей раз­ вития знания. Опыт развития науки в прошлом помо­ гает понимать ее настоящее и будущее.

168

Замечательным примером использования такого опыта явилось предсказание В. И. Лениным относи­ тельности электромагнитных представлений в физике, неисчерпаемости свойств электрона как физического явления, преодоления кризиса в физике, возникшего на рубеже XIX—XX вв. Сейчас не вызывает сомне­ ний справедливость этих, как и многих других, ле­ нинских прогнозов.

Прогнозировали будущее в развитии физических знаний и историки физики, и сами физики. Так, из­ вестный советский исследователь истории развития физических идей Б. Г. Кузнецов пишет о чертах буду­ щей физической картины мира: «Нам кажется весь­ ма вероятным, что исходными каузальными законами новой картины мира будут не законы перемещения тождественных себе частиц, а законы качественных превращений в клетках дискретного пространствавремени. Быть может, такими законами окажутся за­ коны «самодействия» единой материи...» 1

В. Гейзенберг в книге «Физика и философия» прямо высказывает уверенность в возможности на основе урока новой атомной физики заглянуть в бу­ дущее развитие человеческой мысли и указать, в частности, вероятные пункты, в которых может прои­

науки уделил и В. Томсон. А. И. Берг, написавший предисловие к книге Дж. Томсона «Предвидимое бу­ дущее», прямо заявляет о том, что «со своей задачей автор хорошо справился...»3.

мое будущее». М., 1958, стр. 25.

примеры прогнозов, их более чем Достаточно. Нйс в данном случае интересует иное: каковы конкретно ос­ нования этих прогнозов, каковы пределы их значи­ мости, т. е. каково их отношение к действительности.

В такой постановке данный вопрос выражает серьезную гносеологическую проблему об отношении

развитию его в голове отдельного диалектика, как развитие какого-нибудь организма в палеонтологии — к развитию его в эмбриологии (или, лучше сказать, в истории и в отдельном зародыше). Что это так, бы­ ло открыто по отношению к понятиям впервые Геге­ лем» Г

Но Гегель в силу идеалистической сущности сво­ ей философской системы, с точки зрения которой по­ нятие «есть начало всякой жизни»12, в принципе не мог разрешить этой проблемы. Историческое для Ге­ геля оставалось лишь разворачиванием логического, его отражением и проявлением.

Значимость материалистического решения вопро­ са об отношении логического и исторического была особо отмечена К. Марксом и Ф. Энгельсом. В ре­ шении этого вопроса главным является подчеркива­ ние вторичности логического по отношению к истори­ ческому. Это отмечается также целым рядом совет­ ских авторов, касающихся вопроса исторического и логического. М. М. Розенталь на вопрос о том, в чем главный смысл решения проблемы об отношении ло­ гического и . исторического, отвечает: «Кратко его можно сформулировать таК: логика движения мысли в голове отдельного человека в общем и целом, в со­

1 К■Маркс и Ф. Энгельс. Соч., т. 20, стр. 537.

2 См. Гегель. Соч., т. I. М.—Л., 1929, стр. 264—265, 274.

170