Страница 6 из 47
Механика считалась не только основной ветвью физики, но и ключом к интерпретации любого природного явления, поскольку ее принципы получили широчайшее применение и считались имеющими неограниченную применимость. И была предпринята попытка свести все традиционные разделы физики, такие как акустика, оптика и теория тепла, к механике, т. е. исследовать эти области, исходя из предположения, что их базовыми понятиями должны быть понятия движения материальных частиц или материального эфира под влиянием тех или иных сил. Такая же попытка была предпринята при возникновении электродинамики путем создания различных сложных «механических моделей» «электромагнитного эфира». Эта часть истории известна настолько хорошо, что мы можем не вдаваться здесь в детали[5].
Мы вкратце напомнили эти факты, чтобы подчеркнуть, что в течение XIX столетия наука рассматривалась и как исследование, полностью ангажированное онтологически, и как хранитель вечной истины о физической реальности.
Хорошо известно, что это фундаментальное представление о реальности претерпело радикальный кризис в последние десятилетия XIX и в первые годы XX в. вследствие затруднений, впервые появившихся в электродинамике и термодинамике, а затем вновь возникших как следствие развития теорий относительности и квантов. Этот кризис потряс многих ученых и постепенно привел многих из них к глубокому пересмотру своего отношения к научному знанию как таковому. Потому что изменились не только категории любой физической картины мира, но практически каждое понятие старой, механистической физики подверглось радикальному пересмотру. Эти перемены привели к двум основным последствиям. Во-первых, эти механистические понятия оказались вовсе не такими онтологически верными и надежными, как в это верили ученые старшего поколения; а во-вторых, возникли исключительно серьезные трудности в вопросе о возможности построения умопостигаемой картины микромира. Таким образом, физики вскоре привыкли к мысли о том, что в их задачу не входит формулировать интуитивное онтологическое представление или картину своей области исследования, а это привело к неверию в представление о физике как описании реального мира, поскольку очевидно нельзя было даже говорить о соответствии внутренней структуры микромира его научной картине, поскольку такой картины невозможно было даже предложить. В результате сначала физика, а за ней и другие науки отказались от онтологической ангажированности, более или менее в духе кантовского отрицания возможности познать ноумен, «вещь-в-себе», так что прежнюю веру в способность науки дать нам знание о действительности сменил некоторый набор эпистемологических позиций, в том смысле, что эту способность, без особых обоснований, признавали за эмпирической частью научного знания, но не за ее теоретической частью. Чтобы с полной ясностью представить эти проблемы, нам следовало бы рассмотреть различие между научным эмпиризмом и научным реализмом, как и другие связанные с этим вопросы, но мы не чувствуем себя обязанными делать это сейчас, поскольку собираемся обсудить эти вопросы в оставшейся части книги. Поэтому мы ограничимся здесь немногими общими замечаниями.
Некоторые ученые (которых мы можем назвать сторонниками некоторой формы эмпиризма/позитивизма) заняли чисто прагматистскую или «инструменталистскую» позицию; это значит, что они оставляли науке гораздо более скромную цель – дать людям полезные инструкции о том, как успешно вести себя в своих отношениях с природой, как делать надежные предсказания по поводу некоторых интересных фактов, как организовывать разные порции информации, которые мы можем получить из опыта, из эмпирических данных и т. д.[6]
Другие хотели сохранить верность идее науки как когнитивного предприятия; но они склонялись к феноменалистической эпистемологии. Они не претендовали на то, что наука должна иметь дело с реальностью, а скорее принимали, что она может ограничить свои интересы некоторым специфическим миром явлений (феноменов). Феномены здесь следует понимать как образующие область интеллектуальных конструкций, связанных с опытом особыми внутренними и внешними условиями – условиями, которые в то же время не дают им стать спекулятивными. Эта линия мысли помимо того, что она включала явные элементы философии Канта, имела также некоторых важных предшественников из числа ученых XIX в. (таких, как Гельмгольц и Герц), но она обрела новую силу в положении вещей, обусловленном квантовой механикой[7].
Одна из наиболее характерных черт квантовой механики состоит, конечно, в том, что невозможно представить себе объект, который оставался бы не затронутым самим процессом его наблюдения или применяемыми к нему процедурами измерения. В соответствующей литературе стало обычным говорить, что в микрофизике определенно нет никакой возможности отделить «субъект» от «объекта», так чтобы иметь возможность приписывать каждому из них отдельные конкретные измеримые количества в одно и то же время. Это положение вещей часто описывали, говоря, что мы никогда не имеем дело с природой, но всегда с взаимоотношением природы с человеком. С этой точки зрения было очень соблазнительно отождествить эту новую структуру, это неразличимое единство субъекта и объекта с «явлением, или «феноменом», который новая наука должна была считать своим собственным предметом[8].
Ясно, что с обеих очерченных выше позиций наука предстает не занимающейся более описанием реальности (поскольку согласно одному взгляду она имеет не дескриптивную, а прагматическую цель, а согласно другому – она сохраняет свои дескриптивные намерения, но неспособна добраться до самой реальности). Кажется, что еще в меньшей степени целью ее является объяснять явления в терминах некоей лежащей за ними реальности (что составляет суть спора эмпириков с реалистами). В результате наука уже не может рассматриваться как форма истинного знания (по крайней мере в обычном смысле слова «истинный», согласно которому истинность состоит в соответствии реальности).
С другой стороны, тот факт, что наука отказалась от задачи достижения истины о реальности, не означает, что она дает только какую-то произвольную форму знания. Даже некоторые конвенционалистские точки зрения, предлагавшиеся с прагматистских или инструменталистских позиций (Мах, Дюгем, Пуанкаре), не приписывают науке произвольность[9].
Результатом этого была попытка сохранить непроизвольный и строгий характер научного знания, основав его на базе определенных структурных критериев, одни из которых, в соответствии с разными точками зрения, имели прагматический, другие – когнитивный характер. Все это породило концепцию науки, с которой мы начали наше рассмотрение: наука дает нам объективное знание, которое тем не менее не есть истинное знание, поскольку оно не касается реальности. Это отсутствие онтологической ангажированности стало главной отличительной чертой новой характеристики науки.
В этом месте полезно объяснить, что мы в этой книге понимаем под знанием. Понятие знания лингвистически выражается по-разному в разных языках. В английском языке существует единый термин knowledge, с соответствующим глаголом to know, и этот факт привел к необходимости отличать знание путем ознакомления от пропозиционального знания, т. е. «знать p» от «знать, что p», например, отличать «я знаю этот красный карандаш» (путем ознакомления с ним) от «Я знаю, что это красный карандаш» (пропозициональное знание). Этого различия нет в других языках, в которых существует по два разных слова для этих двух видов знания. Знание путем ознакомления и соответствующий ему глагол обозначаются, например, как conoscenza – conoscere (итальянский), co
5
Просто для примера приведем здесь несколько очень значимых высказываний некоторых ведущих ученых того времени.
В своей знаменитой работе «О сохранении силы» Гельмгольц говорил: «Таким образом, задача физического естествознания в конце концов заключается в том, чтобы свести явления природы на неизменные притягательные или отталкивательные силы, величина которых зависит от их расстояния. Разрешимость этой задачи есть в то же время условия полной возможности понимания природы» (Helmholtz 1847, с. 16; рус. пер. «О сохранении силы» акад. П. П. Лазарева, М.-Л.: Гос. тех. – теор. изд-во, 1984. С. 37).
Максвелл, в конце своего «Трактата об электричестве и магнетизме», хотя и называет в качестве наиболее значимого результата своих исследований знаменитое уравнение электромагнитного поля, не предполагающее ничего о конкретной «субстанции» самого этого поля, чувствует себя почти что обязанным предложить как программу будущих исследований точное определение структуры этого поля в форме некоторой механической среды: «Правда, одно время все те, кто рассуждали о причинах физических явлений, имели обычай объяснять каждый вид действия на расстоянии при помощи специальной эфирной жидкости, функцией и свойством которой было производить эти действия. Они заполняли все пространство трижды и четырежды различными видами эфиров, свойства которых были изобретены просто для того, чтобы «соблюсти приличия».
…
Действительно, как бы энергия ни передавалась от одного тела к другому во времени, должна существовать среда или вещество, в которой находится энергия, после того как она покинула одно тело, но еще не достигла другого.
…
Следовательно, все эти теории ведут к понятию среды, в которой имеет место распространение, и если мы примем эту среду как гипотезу, я думаю, она должна занять выдающееся место в наших исследованиях…; это и являлось моей постоянной целью в настоящем трактате» (Maxwell 1881, II, с. 865–866. Максвелл. Д. К. Трактат об электричестве и магнетизме. Т. II. М.: Наука, 1989. С. 379–380).
Что касается нашего последнего примера, лорда Кельвина, хорошо известно, что неспособность построить механическую модель электромагнитного поля побудила его даже отказаться от максвелловской электромагнитной теории света: «Я никогда не удовлетворяюсь, пока не смогу построить механическую модель чего-то. Если я построю механическую модель, я смогу это понять. Но пока я не могу до конца построить механическую модель, я не могу понять и поэтому я не могу понять электромагнитную теорию.
…
Я хочу понять свет так хорошо, как смогу, не вводя вещей, которые мы понимаем еще меньше» (Thomson 1884. С. 270–271).
6
Наиболее развитой и самой известной из доктрин этого типа, вероятно, является учение Эрнста Маха, который на более раннем этапе своей мысли поддерживал механистическую точку зрения (например, когда писал свой «Трактат о физике для физиков»,1863), чтобы позднее стать одним из самых влиятельных критиков ее, как и вообще любых «метафизических» позиций в науке.
7
Как очень интересный пример такой позиции мы можем упомянуть Макса Планка, см. особенно его эссе 1930 г. «Позитивизм и реальный внешний мир» («Positivismus und reale Aussenwelt», см. Planck 1933, с. 208–232). В нем он резко различает недоступный «реальный мир» от «мира чувственных восприятий» и видит задачу науки в построении физической картины мира, описывающей объективное отношение между этими двумя мирами. Менее подробно эти идеи выражены в начале более доступной его статьи «Как ученый рисует себе физическую вселенную» («The Scientist’s Picture of the Physical Universe»), представленной по-английски в Planck 1932.
8
Чтобы снова ограничиться только одним автором, упомянем Вернера Гейзенберга, излагавшего эту точку зрения в ряде своих философски ориентированных работ. Рассмотрим, например, такое его высказывание: «И в качестве заключительного вывода: законы природы, математически формулируемые в квантовой теории, имеют дело уже не с самими элементарными частицами, а с нашим знанием о них» (Heisenberg 1958a, p. 15).
9
Историческая точность требует, конечно, провести различие между этими точками зрения. Например, в случае Дюгема, конвенционализм есть просто методологическая схема для анализа структуры научных теорий и не исключает претензии на научную истинность («образ порядка и организации реальности», как он говорит), что видно также из его полемики с британской физикой построения моделей и из его «реалистической» интерпретации даже теоретических понятий науки. Для него возможно примирить эти два аспекта, рассматривая их в контексте исторического развития науки. Пуанкаре, как хорошо известно, не только резко критиковал крайний конвенционализм Леруа (Le Roy), особенно в последней главе (Poincaré 1904), но и умерил свой собственный конвенционализм, утверждая, что практические успехи научного знания в сфере приложений и предсказаний свидетельствуют о ее способности справляться – до некоторой степени – с «реальностью». Однако это не делают Пуанкаре инструменталистом, поскольку он открыто признавал существование научной истины (несводимой к упомянутым практическим успехам) в смысле, достаточно близком к цитированной выше позиции Планка, как можно видеть, например, из следующей цитаты из его «Науки и гипотезы»: «И мы не могли бы сказать, что таким образом мы сводим физические теории к роли простых практических рецептов. Эти уравнения выражают отношения и если эти уравнения остаются истинными, то это потому, что эти отношения являются реальными. Эти уравнения учат нас, после смены интерпретации, как и раньше, что существует определенное отношение между чем-то одним и чем-то другим; только это что-то, которое мы раньше называли движением, теперь называется электрическим током. Но эти обозначения были ни чем иным, как образами, замещающими реальные объекты, которые природа будет вечно скрывать от нас. Истинные отношения между этими реальными объектами есть единственная реальность, которую мы сможем достичь, и единственное условие этого состоит в том, что между этими объектами существуют те же самые отношения, что и между теми образами, которые мы вынуждены подставлять на их место. Если эти отношения нам известны, какое значение имеет то, что мы находим полезным один образ заменить другим?» (Poincaré 1902, p. 190).
В заключение этих замечаний отметим только, что эти высказывания Пуанкаре напоминают то, что говорил Генрих Герц во введении к своим «Принципам механики»: «Мы создаем себе внутренние образы или символы внешних предметов, причем мы создает их такими, чтобы логически необходимые следствия этих представлений в свою очередь были образами естественно необходимых следствий отображенных ими предметов. Чтобы это требование вообще было выполнимым, должно существовать некоторое соответствие между природой и нашим умом. Опыт учит нас, что это требование выполнимо и что такое соответствие существует в действительности. …Образы, о которых мы говорим, являются нашими представлениями о вещах. Они находятся с самими вещами лишь в одном существенном соответствии, которое состоит в выполнении указанного выше требования. Однако отнюдь не необходимо, чтобы они, кроме того, были в каком-либо другом соответствии с вещами. Фактически мы не знаем и не имеем способа узнать, совпадают ли наши представления о вещах с этими вещами в чем-либо другом, кроме упомянутого выше одного основного отношения (Hertz 1894, pp. 1–2. Герц. Г. Принципы механики, изложенные в новой связи. М.: Изд-во АН СССР, 1959. С. 13–14).