Физика и философия - Гейзенберг Вернер Карл (лучшие книги читать онлайн .txt) 📗
Философское положение, что всё знание в конечном счёте основывается на опыте, в конце концов именно в современном позитивизме ведёт к требованию логического анализа каждого высказывания о природе. Такое требование, по-видимому, оправданно в классической физике. Однако с развитием квантовой теории мы узнали, что оно невыполнимо. Например, слова «координата» и «скорость» электрона раньше казались имеющими смысл как в отношении их значения, так и в отношении их возможной связи; фактически в рамках механики Ньютона они и были ясными и точными понятиями. Но с точки зрения современной физики они не являются таковыми, в чём можно убедиться на основании соотношения неопределённостей. Можно сказать, что они имеют смысл в отношении механики Ньютона, но не в отношении к природе. Это позволяет сказать, что никогда нельзя знать с самого начала границы в отношении применимости определённых понятий при расширении нашего знания. В особенности этого нельзя знать в том случае, когда это знание ведёт в чрезвычайно далёкую область природы, в которую мы можем проникнуть только с помощью современной техники эксперимента. Поэтому в этом процессе проникновения мы порою применяем наши понятия, которые не могут быть логически оправданы и в известной степени не имеют смысла. Абсолютное выполнение требования строгой логической ясности, вероятно, не имеет места ни в одной науке. Современная физика напоминает нам одну старую мудрость: не ошибается тот, кто молчит.
Связь двух направлений мысли, которые развиты, с одной стороны, Декартом, с другой — Локком и Беркли, была исследована в философии Канта, которая явилась началом немецкого идеализма. Та часть его работы, которая важна для сравнения с современной физикой, содержится в «Критике чистого разума». Кант поставил вопрос: основывается ли знание только на опыте или оно происходит и из других источников? Он пришёл к заключению, что наше знание, по крайней мере частично, априорно и тем самым не выводится из опыта. Поэтому он делает различие между эмпирическим знанием и знанием «априори». Далее, он различает аналитические и синтетические суждения. Аналитические суждения следуют просто из логики, и отказ от них привёл бы к внутренним противоречиям. Суждения не аналитические называются синтетическими.
Что служит критерием априорности знания? Кант согласен с эмпиризмом в том, что всё знание начинается с опыта. Но он добавляет, что оно не всегда выводится из опыта. Опыт учит нас, что определённая вещь имеет те или иные свойства, но он ничего не говорит нам о том, что невозможно что-либо другое. Таким образом, если суждение, как формулирует Кант, мыслится одновременно вместе со своей необходимостью, то есть если мы не можем высказать ему противоположное, то оно должно быть априорно. Опыт никогда не придаёт нашим суждениям всеобщность. Например, предложение «Солнце всходит каждое утро» означает, что мы не знаем на основании прошлого никакого исключения из этого правила и потому верим, что это повторится и в будущем. Однако можно предположить исключение из этого правила. Если суждение имеет всеобщий характер, то есть если нельзя представить себе исключение, то оно должно быть априорным. Аналитическое суждение всегда априорно. Даже если ребёнок учится считать, играя маленькими шариками, то ему, чтобы узнать, что два и два — четыре, не требуется обращения к опыту. Подобные рассуждения аналитические. Эмпирические суждения — синтетические.
Центральным для Канта является вопрос: «Могут ли быть синтетические суждения априорными?» Кант пытался это доказать, обращаясь к примерам, в которых, как ему казалось, вышеназванные критерии выполняются. Пространство и время, по Канту, — априорные формы созерцания. В случае пространства он выдвигал следующие метафизические аргументы.
Во-первых, пространство не является эмпирическим понятием, вытекающим из внешнего опыта. Именно чтобы некоторые ощущения относились к чему-то вне меня, для этого уже должно лежать в основе представление о пространстве.
Во-вторых, пространство — необходимое представление априори, которое лежит в основе всех внешних восприятий. Нельзя представить, чтобы не было пространства, хотя и можно представить, что в пространстве ничего нет.
В-третьих, пространство — это не дискурсивное, или, как говорят, общее понятие отношения вещей, но чистое созерцание. Сначала можно представить только единое пространство, и если речь идёт о многих пространствах, то понимают под этим только часть одного и того же единого пространства.
В-четвёртых, пространство понимается как некоторая данная бесконечная величина. Никакое понятие не понимается так, будто оно содержит в себе бесконечное множество представлений, однако пространство понимается именно так. Следовательно, первоначальное представление о пространстве есть созерцание априори, а не понятие.
Эти аргументы нами обсуждаться не будут. Они привлечены только в качестве иллюстрации того доказательства, которое провёл Кант, чтобы показать, как возможны синтетические суждения априори.
Что касается физики, то Кант в качестве априорных категорий рассматривал не только пространство и время, но и закон причинности и понятие субстанции. Позднее он попытался также включить закон сохранения материи, равенство действия и противодействия и даже закон тяготения. Ни один физик сегодня не может следовать в этом вопросе за Кантом, если слово «априори» используется в абсолютном смысле. В математике Кант рассматривал евклидову геометрию как априорную. Прежде чем учение Канта об априорности знания сравнивать с результатами современной физики, мы должны вспомнить ещё другую часть его произведения, которая позднее будет предметом нашего рассмотрения. В кантовской философии возник неприятный вопрос существуют ли действительно вещи? — который в своё время дал повод к развитию эмпирической философии. Однако Кант в этом отношении не следовал Беркли и Юму, хотя с точки зрения логики это было бы вполне последовательно. Он сохранил в своей философии понятие «вещь в себе» и связал с ним причину ощущения, которая отлична от самого ощущения. Таким путём он сохранил связь с реализмом.
Если сравнить учение Канта с результатами современной физики, то на первый взгляд покажется, будто центральное понятие его философии — синтетическое суждение априори — полностью разрушено естественнонаучными открытиями нашего столетия. Теория относительности изменила наши представления о пространстве и времени, она выявила новые черты пространства и времени, которые нельзя было увидеть в кантовских априорных формах чистого созерцания. Закон причинности в квантовой теории не применяется или, во всяком случае, применяется не таким образом, как в классической физике, а закон сохранения материи для элементарных частиц вообще неверен. Естественно, Кант не мог предвидеть эти открытия. Но так как он был убеждён, что его представления должны образовать основу для всякой метафизики будущего, то интересно выяснить, где оказались ложными его аргументы.
В качестве примера разберём закон причинности. Кант говорит: когда мы узнаём, что что-то произошло, то при этом всегда предполагаем, что нечто предшествовало этому, происходя по определённому правилу. Это, по утверждению Канта, является основой всякого естествознания. При этом неважно, всегда ли нам удаётся найти предшествующее событие, из которого другое событие необходимо следует. Фактически мы его можем указать во многих случаях. Но даже если это невозможно, то никому не запрещается выяснить, что является этим предшествующим событием, и искать его. Таким образом, закон причинности просто сводится к методу научного исследования. Именно это условие делает науку возможной. Так как фактически мы этот метод применяем, то закон причинности априорен и не выводится из опыта.
Верно ли это в атомной физике? Например, атом радия излучает альфа-частицы. Время излучения нельзя предсказать. Исходя из опытных данных, физики могут только указать, что в среднем излучение имеет место приблизительно раз в 2 тысячи лет. Если излучение частиц наблюдается, то физики фактически уже не спрашивают о предшествующем процессе, из которого неизбежно должно следовать излучение. Логически рассуждая, по-видимому, можно найти такое предшествующее событие, только не нужно падать духом, если оно ещё не найдено. Но почему после Канта научный метод изменился в этом основополагающем вопросе? Можно дать два ответа. Первый: благодаря эксперименту мы приходим к убеждению, что законы квантовой теории правильны; и если мы признаём эту правильность, то, следовательно, должны считать, что нет никакого предшествующего события, из которого с необходимостью должно в определённое время последовать излучение. Другой возможный ответ: мы знаем предшествующее событие, но знаем его не точно. Мы, конечно, знаем силы в атомных ядрах, ответственные за альфа-распад, но это знание содержит неопределённость, которая обусловлена взаимодействием атомного ядра с остальным миром. Если мы хотим знать причину, почему альфа-частицы излучаются именно в этот момент, то, по-видимому, должны для этого знать микроскопическое состояние всего мира, к которому мы и сами принадлежим, а это, очевидно, невозможно. Поэтому кантовский аргумент в защиту априорного характера закона причинности уже не действует.
