Революция в естествознании конца XIX—начала XX в. и становление идей и методов неклассической науки

Как было выше сказано, классическое естествознание XVII—XVIII вв. стремилось объяснить причины всех явле­ний (включая социальные) на основе законов механики Ньютона. В XIX в. стало очевидным, что законы ньюто­новской механики уже не могли играть роли универсаль­ных законов природы. На эту роль претендовали законы электромагнитных явлений. Была создана (Фарадей, Мак­свелл и др.) электромагнитная картина мира. Однако в результате новых экспериментальных открытий в области строения вещества в конце XIX — начале XX в. обнару­жилось множество непримиримых противоречий между электромагнитной картиной мира и опытными фактами. Это подтвердил «каскад» научных открытий.

В 1895—1896 гг. были открыты лучи Рентгена, радио­активность (Беккерель), радий (Мари и Пьер Кюри) и др. В 1897 г. английский физик Дж. Томсон открыл первую элементарную частицу —. электрон и понял, что электро­ны являются составными частями атомов всех веществ. Он предложил первую (электромагнитную) модель ато­мов, но она просуществовала недолго.

В 1911 г. английский физик Э. Резерфорд в экспери­ментах обнаружил, что в атомах существуют ядра, положи­тельно заряженные частицы, размер которых очень мал по сравнению с размерами атомов, но в которых сосредоточе­на почти вся масса атома. Он предложил планетарную мо­дель атома: вокруг тяжелого положительно заряженного ядра вращаются электроны. Резерфорд открыл ос и р-лучи, пред­сказал существование нейтрона. Но планетарная модель оказалась несовместимой с электродинамикой Максвелла.

Немецкий физик М. Планк в 1900 г. ввел квант дей­ствия (постоянная Планка) и, исходя из идеи квантов,

„. 323

Парадигмы естествознания: сущность и эволюция_________

вывел закон излучения, названный его именем. Было ус­тановлено, что испускание и поглощение электромагнит­ного излучения происходит дискретно, определенными ко­нечными порциями (квантами). Квантовая теория План­ка вошла в противоречие с теорией электродинамики Мак­свелла. Возникли два несовместимых представления о ма­терии: или она абсолютно непрерывна, или она состоит из дискретных частиц. Названные открытия опровергли представления об атоме, как последнем, неделимом «пер­вичном кирпичике» мироздания («материя исчезла»).

«Беспокойство и смятение», возникшие в связи с этим в физике «усугубил» Н. Бор, предложивший на базе идеи Резерфорда и квантовой теории Планка свою модель атома (1913). Он предполагал, что электроны, вращающиеся вок­руг ядра по нескольким стационарным орбитам, вопреки законам электродинамики не излучают энергии. Они излу­чают ее порциями лишь при перескакивании с одной орби­ты на другую. Причем при переходе электрона на более далекую от ядра орбиту происходит увеличение энергии ато­ма и наоборот. Будучи исправлением и дополнением моде­ли Резерфорда, модель Н. Бора вошла в историю атомной физики как квантовая модель атома Резерфорда—Бора.

Указанные открытия положили начало «новой» атомис­тике, в отличие от «старой». Если последняя опиралась на положение о дискретном, прерывистом строении материи, состоящей из неделимых частиц — атомов — последних «кир­пичиков» мироздания, то после названных открытий стало ясно, что атом — система заряженных частиц. Современ­ная атомистика признает многообразие молекул, атомов, элементарных частиц и других микрообъектов в структуре материи, их неисчерпаемую сложность, способность пре­вращения из одних форм в другие. Тем самым материя «предстает» не только дискретной, но и непрерывной.

Весьма ощутимый «подрыв» классического естествоз­нания был осуществлен А. Эйнштейном, создавшим сна­чала специальную (1905), а затем и общую (1916) теорию

________________ ГлаЬа/Х

относительности. В целом его теория основывалась на том, что в отличие от механики Ньютона, пространство и вре­мя не абсолютны. Они органически связаны с материей, движением и между собой. Сам Эйнштейн суть теории относительности в популярной форме выразил так: «Рань­ше полагали, что если бы из Вселенной исчезла вся мате­рия, то пространство и время сохранились бы, теория от­носительности утверждает, что вместе с материей исчезли бы пространство и время». При этом четырехмерное про­странство-время, в котором отсутствуют силы тяготения, подчиняется соотношениям неэвклидовой геометрии.

Таким образом, теория относительности показала не­разрывную связь между пространством и временем (она выражена в едином понятии пространственно-временно­го интервала), а также между материальным движением, с одной стороны, и его пространственно-временными фор­мами существования — с другой. Определение простран­ственно-временных свойств в зависимости от особеннос­тей материального движения («замедление» времени, «ис­кривление» пространства) выявило ограниченность пред­ставлений классической физики об «абсолютном» про­странстве и времени, неправомерность их обособления от движущейся материи. Как писал сам Эйнштейн, нет бо­лее банального утверждения, что окружающий нас мир представляет собой четырехмерный пространственно-вре­менной континуум.

В связи со своим фундаментальным открытием, Эйн­штейн произнес знаменитые слова: «Прости меня, Нью­тон», — «понятия, созданные тобой и сейчас остаются ведущими в нашем физическом мышлении, хотя мы те­перь знаем, что если мы будем стремиться к более глубо­кому пониманию взаимосвязей, то мы должны будем за­менить эти понятия другими, стоящими дальше от сферы непосредственного опыта»¹.

Эйнштейн А. Физика и реальность. С. 143.

Парадигмы естествознания: сущность и эволюция_________

В 1924 г. было сделано еще одно крупное научное открытие. Французский физик Луи де Бройль высказал гипотезу о том, что частице материи присуще и свойства волны (непрерывность) и дискретность (квантовость). Тогда, отмечал автор гипотезы, становилась понятной теория Бора. «Почему, — спрашивал де Бройль, — если волновой материи присущи свойства корпускулярности, мы не вправе ожидать и обратного: что корпускулярной материи присущи волновые свойства? Почему бы не мог существовать закон, единый вообще для всякого матери­ального образования, неважно, волнового или корпуску­лярного»¹.

Вскоре, уже в 1925—1930 гг., эта гипотеза была под­тверждена экспериментально в работах Шредингера, Гей-зенберга, Борна и других физиков. Это означало превра­щение гипотезы де Бройля в фундаментальную физичес­кую теорию — квантовую механику. Таким образом, был открыт важнейший закон природы, согласно которому все материальные микрообъекты обладают как корпускуляр­ными, так и волновыми свойствами. Этот закон матема­тически выражается в виде известного «уравнения де Брой­ля», связывающего корпускулярные и волновые характе­ристики микрообъектов.

Один из создателей квантовой механики, немецкий фи­зик В. Гейзенберг сформулировал соотношение неопре­деленностей (1927). Этот принцип устанавливает невоз­можность — вследствие противоречивой, корпускулярно-волновой природы микрообъектов — одновременно точ­ного определения их координаты и импульса (количества движения). Принцип неопределенности стал одним из фундаментальных принципов квантовой механики. В фи-лософско-методологическом отношении данный принцип есть объективная характеристика статистических (а не ди-

¹ Цит. по: Парное Е. И. На перекрестке бесконечностей. М., 1967. С. 122.

_________________________________Глава IX

намических) закономерностей движения микрочастиц, связанная с их корпускулярно-волновой природой. Прин­цип неопределенностей не «отменяет» причинность (она никуда не «исчезает»), а выражает ее в специфической форме — в форме статистических закономерностей и ве­роятностных зависимостей.

Все вышеназванные научные открытия кардинально из­менили представление о мире и его законах, показали ог­раниченность классической механики. Последняя, разу­меется, не исчезла, но обрела четкую сферу применения своих принципов — для характеристики медленных дви­жений и больших масс объектов мира.

В 1928 г. английский физик Поль Дирак разработал релятивистскую теорию электрона и через три года пред­сказал существование позитрона, который буквально че­рез год был экспериментально обнаружен в космических лучах. Открытия Дирака показали, что элементарные ча­стицы оказались совсем не элементарными. Эта факти­чески сложная многоэлементная система многих тел, ко­торая обнаруживает в себе все те структурные взаимосвя­зи, какие характерны для молекулы или любого объекта подобного рода.

Характеризуя развитие естествознания начала XX в., В. Гейзенберг отмечал, что окончательной формулировке теории относительности и квантовой механики предше­ствовал этап неуверенности и замешательства. С одной стороны, ни у кого не было желания разрушать старую физику. Но, с другой стороны, было очевидным, что говорить о внутриатомных процессах в понятиях старой физики уже нельзя. «Физики не чувствовали тогда, что все понятия, с помощью которых они до сих пор ориенти­ровались в пространстве природы, отказывались служить и могли употребляться лишь в очень неточном и расплывча­том смысле»¹.

Гейзенберг В. Шаги за горизонт. С. 265.

Парадигмы естествознания: сущность и эволюция_________

Иначе говоря, возникло своеобразное свободное про­странство, необходимое для выработки тех новых абстрак­тных понятий, с помощью которых впоследствии удалось упорядочить большие взаимосвязанные области физики, да и всего естествознания в целом.

В нашу задачу не входит подробный анализ величай­ших достижений естествознания неклассического перио­да. Укажем лишь некоторые важнейшие философско-ме-тодологические выводы из них.

1. Возрастание роли философии в развитии естествозна­ния и других наук.

Это обстоятельство всегда подчеркивали настоящие творцы науки. Так, М. Борн говорил, что философская сторона науки интересовала его больше, чем специальные результаты. И это не случайно, ибо работа физика-теоре­тика «...теснейшим образом переплетается с философией и, что без серьезного знания философской литературы его работа будет впустую»¹. Весь вопрос, однако, в том, ка­кой именно философии ученый отдает предпочтение.

В. Гейзенберг, говоря о тупиках, в которые зашла тео­рия элементарных частиц и которые заставляют ученых тратить много усилий на бесполезные поиски, отмечал, что эти тупики «обусловлены подчеркнутым нежеланием многих исследователей вдаваться в философию, тогда как в действительности эти люди бессознательно исходят из дурной философии и под влиянием ее предрассудков за­путываются в неразумной постановке вопроса»².

Великий физик говорил, что физики-теоретики, хо­тят они этого или нет, но все равно руководствуются фи­лософией, «сознательно или неосознанно». Весь вопрос в том, каковы ее качество и содержание, ибо «дурная философия исподволь губит хорошую физику». Чтобы этого не происходило — ни в физике, ни в других науках

¹ Борн М. Физика в жизни моего поколения. С. 44.

² Гейзенберг В. Шаги за горизонт. С. 163.

___________ fjiaea.IX

· исследователи должны руководствоваться «хорошей»

· строго научной философией. Однако — и на это об­стоятельство справедливо обращал внимание создатель квантовой механики — «...ученый никогда не должен по­лагаться на какое-то единственное учение, никогда не должен ограничивать методы своего мышления одной единственной философией»¹, даже если она диалектико-материалистическая. Абсолютизация последней, канони­зация ее — такое же заблуждение, как и ее полное игно­рирование.

Современное естествознание, разумеется, далеко ушло вперед и поставляет интереснейший и содержательнейший материал для приращения философского знания, стиму­лирующий разработку новых методов мышления. «Каж­дая фаза естественнонаучного познания находится в тес­ном взаимодействии с философской системой своего вре­мени; естествознание доставляет факты наблюдения, а философия — методы мышления»², из которых одним из важных является материалистическая диалектика.

В центре научных дискуссий в естествознании конца XIX — начала XX в. оказались философские категории материи, движения, пространства, времени, противоре­чия, детерминизма, причинности и другие, то или иное понимание которых определяло понимание специально-научных проблем.

На примере Оствальда и Маха Эйнштейн показал, что их предубеждение против реальности атомов и против атом­ной теории в целом было отчасти обусловлено их позити­вистскими установками. Эйнштейн называл это «инте­ресным примером» того, как философские предубежде­ния мешают правильной интерпретации фактов даже уче­ными со смелым мышлением и тонкой интуицией.

¹ Гейзенберг В. Физика и философия: Часть и целое. С. 85.

² Борн М. Размышления и воспоминания физика. С. 79.

Парадигмы естествознания: сущность и эволюция_______

2. Сближение объекта и субъекта познания, зависимость знания от применяемых субъектом методов и средств его получения.

Идеалом научного познания действительности в XVIII— XIX вв. было полное устранение познающего субъекта из научной картины мира, изображение мира «самого по себе», независимо от средств и способов, которые приме­нялись при получении необходимых для его описания све­дений. Естествознание XX в. показало неотрывность субъекта, исследователя от объекта, зависимость знания от методов и средств его получения. Иначе говоря, карти­на объективного мира определяется не только свойствами самого мира, но и характеристиками субъекта познания, его концептуальными, методологическими и иными эле­ментами, его активностью (которая тем больше, чем слож­нее объект).

В конце XIX — начале XX в. начался переход к новому типу рациональности, который исходил из того, что по­знающий субъект не отделен от предметного мира, а на­ходится внутри него. Мир раскрывает свои структуры и закономерности благодаря активной деятельности челове­ка в этом мире. Только тогда, когда объекты включены в человеческую деятельность, мы может познать их сущнос-тные связи. В. Гейзенберг был первым, кто произнес фра­зу о том, что в общем случае разделение субъекта и объек­та его наблюдения невозможно. Формирование отчетли­вой философской позиции современного рационализма на­чалось именно с квантовой механики, давшей первые на­глядные и неопровержимые доказательства о включенно­сти человека в качестве активного элемента в единый ми­ровой эволюционный процесс.

После работ Вернадского создавалась реальная возмож­ность нарисовать всю грандиозную картину мироздания как единого процесса самоорганизации от микромира до че­ловека и Вселенной. И она нам представляется совсем по-новому и совсем не так, как она рисовалась классичес-

^:30

________________________________Глава IX

ким рационализмом. Вселенная — это не механизм, од­нажды заведенный Внешним Разумом, судьба которого оп­ределена раз и навсегда, а непрерывно развивающаяся и самоорганизующаяся система. А человек не просто актив­ный внутренний наблюдатель, а действующий элемент системы.

Развитие науки показало, что исключить субъективное вообще из познания полностью невозможно, даже там, где «Я», субъект играет крайне незначительную роль. С появлением квантовой механики возникла «философская проблема, трудность которой состоит в том, что нужно говорить о состоянии объективного мира, при условии, что это состояние зависит от того, что делает наблюда­тель»¹. В результате существовавшее долгое время пред­ставление о материальном мире как о некоем «сугубо объек­тивном», независимом ни от какого наблюдения, оказа­лось сильно упрощенным. На деле практически невозмож­но при построении теории полностью отвлечься от чело­века и его вмешательства в природу, тем более в обще­ственные процессы.

Поэтому, строго говоря, любые явления нельзя рассмат­ривать «сами по себе» в том смысле, что их познание пред­полагает присутствие субъекта, человека. Стало быть, не только в гуманитарных науках, но «и в естествознании предметом исследования является не природа сама по себе, а природа, поскольку она подлежит человеческому вопро-шанию, поэтому и здесь человек опять-таки встречает са­мого себя»². Без активной деятельности субъекта получе­ние истинного образа предмета невозможно. Более того, мера объективности познания прямо пропорциональна мере исторической активности субъекта. Однако после­днюю нельзя абсолютизировать, так же как и пытаться «устранить» из познания субъективный момент якобы «в

¹ Борн М. Физика в жизни моего поколения. С. 81.

² Гейзенбрг В. шаги за горизонт. С. 301.

Парадигмы естествознания: сущность и эволюция_________

угоду» объективному. Недооценка, а тем более полное иг­норирование творческой активности субъекта в познании, стремление «изгнать» из процесса познания эту активность закрывают дорогу к истине, к объективному отражению реальности.

Воспроизводя объект так как он есть «в себе» в формах своей деятельности, субъект всегда выражает так или ина­че свое отношение к нему, свой интерес и оценку. Так, несмотря на самые строгие и точные методы исследова­ния, в физику, по словам М. Борна, проникает «неустра­нимая примесь субъективности». Анализ квантово-меха-нических процессов невозможен без активного вмешатель­ства в них субъекта-наблюдателя. Поскольку субъектив­ное пронизывает здесь весь процесс исследования и в оп­ределенной форме включается в его результат, это дает «основание» говорить о неприменимости в этой области знания принципа объективности.

Действительно, поведение атомных объектов «самих по себе» невозможно резко отграничить от их взаимодействий с измерительными приборами, со средствами наблюдения, которые определяют условия возникновения явлений. Однако развитие науки показало, что «исследование того, в какой мере описание физических явлений зависит от точки зрения наблюдателя, не только не внесло никакой путани­цы или усложнения, но, наоборот, оказалось неоценимой путеводной нитью при разыскании основных физических законов, общих для всех наблюдений» '.

3. Укрепление и расширение идеи единства природы, по­вышение роли целостного и субстанциального подходов.

Стремление выйти из тех или иных односторонностей, выявить новые пути понимания целостной структуры мира — важная особенность научного знания. Так, сложная орга­низация биологических или социальных систем немысли­ма без взаимодействия ее частей и структур — без целост-

¹ Бор Н. Атомная физика и человеческое познание. С. 98. 332

_________ «-••••',-' •' «» ' '••'•'•' '•'••;»•'_»' '- ГлаваIX

ности. Последняя имеет качественное своеобразие на каж­дом из структурных уровней развития материи. При этом к «целостной реальности» относится не только то, что вид­но невооруженным глазом — живые системы (особи, по­пуляции, виды) и социальные объекты разных уровней организации. Как писал выдающийся математик Г. Вейль, «... целостность не является отличительной чертой только органического мира. Каждый атом уже представляет со­бой вполне определенную структуру; ее организация слу­жит основой возможных организаций и структур самой высокой сложности»¹.

Развитие атомной физики показало, в частности, что объекты, называвшиеся раньше элементарными частица­ми, должны сегодня рассматриваться как сложные много­элементные системы. При этом «набор» элементарных частиц отнюдь не ограничивается теми частицами, суще­ствование которых доказано на опыте. Более того, оказа­лось, что есть элементарные частицы — кварки и глюоны — принципиально не наблюдаемые в свободном состоя­нии отдельно друг от друга. Составная частица не обяза­тельно разделяется на составляющие как атом или его ядро. В результате понятие целостности наполнилось новым со­держанием.

Субстанциальный подход, т. е. стремление свести все изменчивое многообразие явлений к единому основанию, найти их «первосубстанцию» — важная особенность на­уки. Попытки достигнуть единого понимания, исходяще­го из единого основания, намерение охватить единым взо­ром крайне разнородные явления и дать им единообраз­ное объяснение не беспочвенны и не умозрительны. Так, физика исходит из того, что «... в конечном счете природа устроена единообразно и что все явления подчиняются единообразным законам. А это означает, что должна су­ществовать возможность найти в конце концов единую

¹ Вейль Г. Математическое мышление. С. 71.

Парадигмы естествознания: сущность и эволюция_________

структуру, лежащую в основе разных физических облас­тей»¹.

Это стремление к всеохватывающему объединению, попытки истолковать все физические и другие явления с единой точки зрения, понять природу в целом пронизыва­ют всю историю науки. Все ученые, исследующие объек­тивную действительность, хотят постигнуть ее как целост­ное, развивающееся единство, понять ее «единый строй», «внутреннюю гармонию». Для творцов теории относитель­ности и квантовой физики было характерно «стремление выйти из привычной роли мысли и вступить на новые пути понимания целостной структуры мира..., стремление к цельному пониманию мира, к единству, вмещающему в себя напряжение противоположностей»². Последнее об­стоятельство наиболее четко было выражено в принципе дополнительности Н. Бора.

История естествознания — это история попыток объяс­нить разнородные явления из единого основания. Сейчас стремление к единству стало главной тенденцией совре­менной теоретической физики, где фундаментальной за­дачей является построение единой теории всех взаимодей­ствий, известных сегодня: электромагнитного, слабого, сильного и гравитационного. Общепризнанной теории Великого объединения пока нет. Поэтому «... объедине­ние всех взаимодействий в Суперобъединение в принципе означало бы возможность объяснить все физические явле­ния с единой точки зрения. В этом смысле будущую тео­рию называют Теорией Всего»³.

Однако «Теория Всего» в широком смысле не может быть ограничена лишь физическими явлениями. И это хорошо понимают широко мыслящие физики. Так,

¹ Гейзенберг В. Шаги за горизонт. С. 252.

² Там же. С. 287.

³ Мигдал А. Б. Физика и философия // Вопросы философии. 1990. № 1. С. 25.

________________________________Глава IX

Р. Фейнман писал, что «... для нас важнее всего понять внутреннее структурное единство мира; что все науки, да и не только науки, любые интеллектуальные усилия направ­лены на понимание взаимосвязей между явлениями, сто­ящими на разных ступенях нашей иерархической лестни­цы, на то, чтобы найти связь между красотой и историей, историей и человеческой психологией, психологией и ме­ханизмом мозга, мозгом и нервными импульсами, нервны­ми импульсами и химией и так далее, как вверх, так и вниз»¹.

4. Формирование нового образа детерминизма и его «ядра» — причинности.

История познания показала, что детерминизм есть це­лостное формообразование и его нельзя сводить к какой-либо одной из его форм или видов. Классическая физи­ка, как известно, основывалась на механическом понима­нии причинности («лапласовский детерминизм»). Станов­ление квантовой механики выявило неприменимость здесь причинности в ее механической форме. Это было связано с признанием фундаментальной значимости нового клас­са теорий — статистических, основанных на вероятностых представлениях. Тот факт, что статистические теории включают в себя неоднозначность и неопределенность не­которыми философами и учеными был истолкован как крах детерминизма вообще, «исчезновение причинности».

В основе данного истолкования лежал софистический прием: отождествление одной из форм причинности — ме­ханистического детерминизма — с детерминизмом и при­чинностью вообще. При этом причина понималась как чисто внешняя сила, воздействующая на пассивный объект, абсолютизировалась ее низшая — механическая — форма, причинность как таковая смешивалась с «непререкаемой предсказуемостью». «Так смысл тезиса о причинности по­степенно сузился, пока наконец не отождествился с пре-

¹ Фейнман Р. Характер физических законов. М., 1987. С. 113-114.

Пй^адигмы естествознания: сущность и эволюция____ ___

зумпцией однозначной детерминированности событий в природе, а это в свою очередь означало, что точного зна­ния природы или определенной ее области было бы — по меньшей мере в принципе — достаточно для предсказа­ния будущего»¹. Такое понимание оказалось достаточным только в ньютоновской, но не в атомной физике, которая с самого начала выработала представления, по сути дела не соответствущие узко интерпретированному понятию причинности.

Как доказывает современная физика, формой выраже­ния причинности в области атомных объектов является вероятность, поскольку вследствие сложности протекаю­щих здесь процессов (двойственный, корпускулярно-вол-новой характер частиц, влияние на них приборов и т. д.) возможно определить лишь движение большой совокуп­ности частиц, дать их усредненную характеристику, а о движении отдельной частицы можно говорить лишь в пла­не большей или меньшей вероятности.

Поведение микрообъектов подчиняется не механико-динамическим, а статистическим закономерностям, но это не значит, что принцип причинности здесь не действует. В квантовой физике «исчезает» не причинность как тако­вая, а лишь традиционная ее интерпретация, отождеств­ляющая ее с механическим детерминизмом как однознач­ной предсказуемостью единичных явлений. По этому по­воду М. Борн писал: «Часто повторяемое многими утвер­ждение, что новейшая физика отбросила причинность, це­ликом необоснованно. Действительно, новая физика от­бросила или видоизменила многие традиционные идеи; но она перестала бы быть наукой, если бы прекратила поис­ки причин явлений»².

Этот вывод поддерживали многие крупные творцы на­уки и философии. Так, выдающийся математик и фило-

¹ Гейзенберг В. Шаги за горизонт. С. 124.

² Борн М. Ф:;гика в жизни моего поколения. С. 144.

_________ , Глава IX

соф А. Пуанкаре совершенно четко заявлял о том» что «наука явно детерминистична, она такова по определению. Недетерминистической науки не может существовать, а мир, в котором не царит детерминизм, был бы закрыт для ученых»¹. Крупный современный философ и логик Г. X. фон-Вригт считает несомненным фактом, что кау­зальное мышление как таковое «не изгоняется из науки подобно злому духу». Поэтому философские проблемы причинности всегда будут центральными и в философии, и в науке — особенно в теории научного объяснения.

Однако в последнее время — особенно в связи с ус­пешным развитием синергетики — появились утвержде­ния о том, что «современная наука перестала быть де­терминистической», и что «нестабильность в некотором отношении заменяет детерминизм» (И. Пригожий). Ду­мается, это слишком категорические и «сильные утвер­ждения».

Мы полагаем, что правы те авторы, которые, критикуя приведенные рассуждения, считают, что: а) в неустойчи­вых системах «имеет место не отсутствие детерминизма, а иная, более сложная, даже парадоксальная закономер­ность, иной тип детерминизма»; б) представления о де­терминизме необходимо сохранить, но модифицировать; в) надо всегда четко говорить о том, о каком именно смыс­ле (значении) термина «детерминизм» идет речь; г) необ­ходим переход к более глубокому пониманию детерминиз­ма, поскольку действительно «появляется в некотором смысле высший тип детерминизма — детерминизм с по­ниманием неоднозначности будущего и с возможностью выхода на желаемое будущее. Это — детерминизм, кото­рый усиливает роль человека»².

¹ Пуанкаре А. О науке. М., 1983. С. 489.

² Князева Е. Н., Курдюмов С. П. Синергетика как новое ми-ровидение: диалог с И. Пригожиным // Вопросы философии. 1992. № 12. С. 20.

Парадигмы естествознания: сущность и эволюция_________

5. Глубокое внедрение в естествознание противоречия— и как существенной характеристики его объектов, — и как принципа их познания.

Исследование физических явлений показало, что «час­тица — волна — две дополнительные стороны единой сущ­ности. Квантовая механика синтезирует эти понятия, по­скольку она позволяет предсказать исход любого опыта, в котором проявляются как корпускулярные, так и волно­вые свойства частиц»¹. Притом проблема выбора в данных условиях между этими противоположностями постоянно воспроизводится в более глубокой и сложной форме. Та­ким образом, в квантовой механике все особенности мик­рообъекта можно понять только исходя из его корпус-кулярно-волновой природы.

Природа микрочастицы внутренне противоречива (есть диалектическое противоречие) и что соответствующее по­нятие должно выражать это объективное противоречие, быть также внутренне противоречивым. Иначе оно не бу­дет адекватно отражать свой объект, так как он есть в себе, а стало быть будет выражать лишь часть истины, а не всю ее в целом. С достаточной определенностью проблему син­теза противоположных представлений, внутреннего един­ства противоположностей (волновых и квантовых свойств света) поставил А. Эйнштейн. Он задался вопросом: «А может ли свет быть и тем и другим? Эйнштейн, конечно, знал, что известные опыты по дифракции и интерферен­ции могут быть объяснены только на основе волновых пред­ставлений. Он также не мог оспаривать наличие полного противоречия (здесь и далее выделено мною. — В. К.) между своей гипотезой световых квантов и волновыми представ­лениями. Эйнштейн даже не пытался устранить внутрен­ние противоречия своей интерпретации. Он принял про­тиворечия как нечто, которое, вероятно, может быть по-

¹ Мигдал А. Б. Физика и философия // Вопросы философии. 1990. № 1. С. 15-16.

_________________________________Глава IX

нято много позднее, благодаря совершенно новому методу мышления*¹, т. е. диалектическому по своему существу. Так оно и произошло.

Оправдалось глубокое научное предвидение творца те­ории относительности, который предсказывал, что ука­занное внутреннее противоречие теории должно быть раз­решено в ходе дальнейшего развития физического знания. Зафиксированная Эйнштейном полярность волновых и корпускулярных характеристик света привела его к выводу о необходимости синтеза данных противоположностей: «Следующая фаза развития теоретической физики даст нам теорию света, которая будет в каком-то смысле слиянием волновой теории света с теорией истечения»². Такой фа­зой и стала квантовая механика.

В ходе дальнейшего развития квантовых представле­ний было обнаружено, что в процессе объяснения загадок атомных явлений противоречия не исчезают, не «устраня­ются» из теории. Наоборот, происходит их нарастание и обострение. Это свидетельствовало не о слабости, а о силе новых теоретических представлений, которые предстали не как «логические» противоречия (путаница мысли), а как такие, которые имеют объективный характер, отража­ют реальные противоречия, присущие самим атомным явлениям. «Удивительнейшим событием тех лет был тот факт, что по мере этого разъяснения парадоксы кванто­вой теории не исчезали, а наоборот, выступали во все бо­лее явной форме и приобретали все большую остроту... В это время многие физики были уже убеждены в том, что эти явные противоречия принадлежат к внутренней при­роде атомной физики»³.

¹ Гейзенберг В. Физика и философия: Часть и целое. С. 11.

² Эйнштейн А. Собр. науч. трудов: В 4 т. М., 1968. Т. 3. С. 181.

³ Гейзенберг В. Физика и философия: Часть и целое. С. 13-14.

Парадигмы естествознания: сущность и эволюция ___

· Попытки осознать причину появления противоречивых образов, связанных с объектами микромира, привели Н. Бора к формулированию принципа дополнительнос­ти. Согласно этому принципу, для полного описания кван-тово-механических явлений необходимо применять два вза­имоисключающих (дополнительных) набора классических понятий (например, частиц и волн). Только совокупность таких понятий дает исчерпывающую информацию об этих явлениях как целостных образованиях. Изучение взаимо­дополнительных явлений требует взаимоисключающих эк­спериментальных установок.

Оценивая великое методологическое открытие Бора, М. Борн писал: «Принцип дополнительности представля­ет собой совершенно новый метод мышления. Открытый Бором он применим не только в физике. Метод этот при­водит к дальнейшему освобождению от традиционных ме­тодологических ограничений мышления, обобщая важные результаты»¹. В связи с этим Борн отмечал, что атомная физика хчит нас не только тайнам материального мира, но и новому методу мышления.

6. Определяющее значение статистических закономер­ностей по отношению к динамическим.

В законах динамического типа предсказания имеют точно определенный, однозначный характер. Это было присуще классической физике, где «если мы знаем коор­динаты и скорость материальной точки в известный мо­мент времени и действующие на нее силы, мы можем пред­сказать ее будущую траекторию»².

Законы же квантовой физики — это законы статисти­ческого характера, предсказания на их основе носят не достоверный, а лишь вероятностный характер. «Кванто­вая физика отказывается от индивидуальных законов эле­ментарных частиц и устанавливает непосредственно стати-

¹ Борн М. Моя жизнь и взгляды. С. 127—128.

² Эйнштейн А., Инфельд Л. Эволюция физики. С. 230.

__________ Глава К

стические законы, управляющие совокупностями. На базе квантовой физики невозможно описать положение и ско­рость элементарной частицы или предсказать ее будущий путь, как это было в классической физике. Квантовая физика имеет дело только с совокупностями»¹.

Законы статистического характера являются основной характеристикой современной квантовой физики. Поэто­му метод, применяемый для рассмотрения движения пла­нет, здесь практически бесполезен и должен уступить ме­сто статистическому методу, законам, управляющим из­менениями вероятности во времени.

В. Гейзенберг подчеркивал, что «законы квантовой ме­ханики по необходимости имеют статистический харак­тер... Парадоксальность того обстоятельства, что различ­ные эксперименты выявляют то волновую, то корпуску­лярную природу атомной материи, заставляют формули­ровать статистические закономерности»². Решающая роль последних в квантовой механики обусловлена как корпус-кулярно-волновым дуализмом, так и открытым Гейзен-бергом соотношением неопределенностей. В свою оче­редь последнее он считал специфическим случаем более общей ситуации дополнительности.

Развитие квантовой механики показало:

а. Предсказания квантовой механики неоднозначны, они дают лишь вероятность того или иного результата.

б. Причинность в лапласовском смысле нарушена, но в более точном квантовомеханическом смысле она соблю­дается.

в. Причина вероятностного характера предсказаний в том, что свойства микроскрпических объектов нельзя изу­чать, отвлекаясь от способа наблюдения. В зависимости / от него электрон проявляет себя либо как волна, либо как частица, либо как нечто промежуточное («и-и», а не толь-

¹ Эйнштейн А., Инфельд Л. Эволюция физики. С. 233. ¹ Гейзенбрг В. Шаги за горизонт. С. 128.

Парадигмы естествознания: сущность и эволюция________^

ко «или-или»). Мы неизбежно пользуемся субъективны­ми инструментами для описания объективного.

Таким образом, огромный прогресс наших знаний о стро­ении и эволюции материи, достигнутый естествознанием, начиная со второй половины XIX в., во многом и решаю­щем обусловлен методами исследований, опирающимися на теорию вероятностей. Поэтому везде, где наука сталки­вается со сложностью, с анализом сложно-организованных систем, вероятность приобретает важнейшее значение.

7. Кардинальное изменение способа (стиля, структуры) мышления, вытеснение метафизики диалектикой в науке.

Эту сторону, особенность неклассического естествозна­ния подчеркивали выдающиеся его представители. Так, Гей-зенберг неоднократно говорил о границах механистическо­го типа мышления, о недостаточности ньютоновского спосо­ба образования понятий, о радикальных изменениях в ос­новах естественнонаучного мышления, указывал на важ­ность требований об изменении структуры мышления.

Он отмечал, что, во-первых, введению нового, диа­лектического в своей сущности, мышления «нас вынуж­дает предмет, что сами явления, сама природа, а не ка­кие-либо человеческие авторитеты заставляют нас изме­нить структуру мышления»¹. Во-вторых, новая структура мышления позволяет добиться в науке большего, чем ста­рая, то есть новое оказывается более плодотворным. В-третьих, «фундаментальные сдвиги» в структуре мышле­ния могут занять годы и даже десятилетия — что, кстати говоря, и происходит.

Гейзенберг ставил вопрос о том, что наряду с обычной аристотелевской логикой, т. е. логикой повседневной жиз­ни, существует неаристотелевская логика, которую он на­звал квантовой. По аналогии с тем, что классическая физика содержится в квантовой в качестве' предельного случая, «классическая, аристотелевская логика содержа-

¹ Гейзенберг В. Шаги за горизонт. С. 198.

^_________________________________Глава IX

лась бы в квантовой в качестве предельного случая и во множестве рассуждений принципиально допускалось бы использование классической логики»¹.

Выдающийся ученый сетовал на то, что «физики до сих пор не применяют квантовую логику систематически» и был твердо уверен в том, что «обращение к квантовой логике неизбежно. Отправляясь мысленно в мир атомов, мы столь же мало сможем ориентироваться в нем с помо-¹ щью классической аристотелевской логики, как космонавт с помощью понятий «верх» и «низ»². При этом Гейзенберг считает, что квантовая логика представляет собой более общую логическую схему, чем аристотелевская.

Гейзенбергу в этом вопросе вторит французский фило­соф и методолог науки Г. Башляр, который также ратует за введение в науку новой, неаристотелевской логики. Последнюю он рассматривает как логику, «вобравшую в себя движение», ставшую «живой» и развивающейся, в от­личие от статичной аристотелевской логики. Процесс из­менения в логике он связывает с изменениями в науке: статичный объект классической науки требовал статичной логики. Нестатичный (изменяющийся, развивающийся) объект неклассической науки приводит к необходимости введения движения в логику — как на уровне понятийно­го аппарата, так и логических связей.

8. Изменение представлений о механизме возникновения научной теории.

Как отмечал А. Эйнштейн, важнейший методологи­ческий урок, который преподнесла квантовая физика, со­стоит в отказе от упрощенного понимания возникновения теории как простого индуктивного обобщения опыта. Те­ория, подчеркивал он, может быть навеяна опытом, но создается как бы сверху по, отношению к нему и лишь за­тем проверяется опытом.

¹ Гейзенберг В. Шаги за горизонт. С. 220.

² Там же. С. 224.

'Парадигмы естествознания: сущность и эволюция_________

Сказанное Эйнштейном не означает, что он отвергал роль опыта как источника знания. В этой связи он пи­сал, что «чисто логическое мышление само по себе не может дать никаких знаний о мире фактов; все познание реального мира исходит из опыта и завершается им. По­лученные чисто логическим путем положения ничего не говорят о действительности»¹. Однако Эйнштейн считал, что «не всегда является вредным» в науке такое использо­вание понятий, при котором они рассматриваются неза­висимо от эмпирической основы, которой обязаны своим существованием.

Человеческий разум должен, по его мнению, «свобод­но строить формы», прежде чем подтвердилось бы их дей­ствительное существование: «из голой эмпирии не может расцветать познание». Эволюцию опытной науки «как непрерывного процесса индукции» Эйнштейн сравнивал с составлением каталога и считал такое развитие науки чисто эмпирическим делом, поскольку такой подход, с его точки зрения, не охватывает весь действительный про­цесс познания в целом. А именно — «умалчивает о важ­ной роли интуиции и дедуктивного мышления в развитии точной науки. Как только какая-нибудь наука выходит из начальной стадии своего развития, прогресс теории дос­тигается уже не просто в процессе упорядочения. Иссле­дователь, отталкиваясь от опытных фактов, старается раз-, вивать систему понятий, которая, вообще говоря, логи­чески опиралась бы на небольшое число основных пред­положений, так называемых аксиом. Такую систему по­нятий мы называем теорией... Для одного и того же ком­плекса опытных фактов может существовать несколько те­орий, значительно различающихся друг от друга»².

Иначе говоря, теории современной науки создаются не просто путем индуктивного обобщения опыта (хотя такой

¹ Эйнштейн А. Физика и реальность. С. 62.

² Там же. С. 228-229.

_________ • Глава JX

путь не исключается), а за счет первоначального движе­ния в поле ранее созданных идеализированных объектов, которые используются в качестве средств конструирова­ния гипотетических моделей новой области взаимодей­ствий. Обоснование таких моделей опытом превращает их в ядро будущей теории.

Идеализированный объект выступает таким образом не только как теоретическая модель реальности, но он неяв­но содержит в себе определенную программу исследова­ния, которая реализуется в построении теории. Соотно­шения элементов идеализированного объекта — как ис­ходные, так и выводные, представляют собой теоретичес­кие законы, которые (в отличие от эмпирических зако­нов) формулируются не непосредственно на основе изу­чения опытных данных, а путем определенных мыслитель­ных действий с идеализированным объектом.

Из этого вытекает, в частности, что законы, формули­руемые в рамках теории и относящиеся по существу не к эмпирически данной реальности, а к реальности, как она представлена идеализированным объектом, должны быть соответствующим образом конкретизированы при их при­менении к изучению реальной действительности. Имея в виду данное обстоятельство, А. Эйнштейн ввел термин «физическая реальность» и выделил два аспекта этого тер­мина. Первое его значение использовалось им для харак­теристики объективного мира, существующего вне и не­зависимо от сознания. «Вера в существование внешнего мира, — отмечал Эйнштейн, — независимого от воспри­нимающего субъекта, лежит в основе всего естествозна­ния»¹.

Во втором своем значении термин «физическая реаль­ность» используется для рассмотрения теоретизированно-го мира как совокупности теоретических объектов, пред-

¹ Эйнштейн А. Собр. науч. трудов: В 4 т. М, 1967. Т. 4. С. 136.

Парадигмы естествознания: сущность и эволюция_________

ставляющих свойства реального мира в рамках данной фи­зической теории. «Реальность, изучаемая физикой, есть не что иное, как конструкция нашего разума, а не только данность»¹. В этом плане физическая реальность задается посредством языка науки, причем одна и та же реальность может быть описана при помощи разных языковых средств.