1. Сенс і цілі наукової діяльності.
Вернер Гейзенберг (1901-1976) широко відомий у світі як фізик-теоретик, як один з тих вчених, який вніс вирішальний внесок у побудову квантової механіки - фізичної теорії 20 століття, радикально змінила наші уявлення про мікросвіт - світі молекул, атомів, елементарних частинок . Він розробив матричний варіант квантової механіки. Йому належить честь відкриття найважливішої формули в науці 20 століття - співвідношення невизначеностей. Але теоретичні інтереси Гейзенберга і його творча активність виходили далеко за межі спеціальних наукової діяльності. Всі ті, хто його знав особисто, підкреслюють його неминущий інтерес до філософської думки і її історії, його увагу до проблем художньої творчості, його серйозну заклопотаність соціальними подіями часу. Учень і близький друг Гейзенберга Карл Вейцзеккером писав, що він був, перш за все, внутрішньо активної особистістю з широким колом інтелектуальних інтересів і тільки потім видатним ученим.
У чому ж Гейзенберг бачить сенс і мету наукової діяльності? За допомогою науки людина визначає і будує свої відносини з навколишнім світом і знаходить тим самим прийнятні форми життя у цьому світі. Якщо природознавство відкриває нам смислову єдність природи, то мистецтво, зауважує Гейзенберг, спонукає нас до прояснення сенсу нашого існування. Як наука, так і мистецтво ставлять людину перед неймовірним різноманіттям явищ. Наука прагне зрозуміти все існуюче, у тому числі і життя, з єдиної точки зору. У мистецтві можна спостерігати прагнення знайти такий світорозуміння, яке було б загальним для всіх людей на Землі.
В останні десятиліття чудові досягнення фізики елементарних частинок породжують в умах учених тривожні сумніви в перспективах розвитку фізики взагалі. Було поставлено запитання: а чи не закінчиться в самий найближчий час фізика як наука? Справді - всі природні речовини і все випромінювання складаються з елементарних часток. Створюється враження, що залишається тільки описати і дослідити визначальні властивості частинок і знайти загальний закон їх поведінки. Якщо це буде зроблено, то стануть відомі контури всіх фізичних процесів. Прикладна фізика та розробка технічних застосувань можуть ще тривати, але вивчення фундаментальних явищ було б у цьому випадку закінчено.
Досліджуючи питання про можливе наприкінці фізичної науки, Гейзенберг справедливо звертається до історичного досвіду розвитку науки. Цей досвід показує, що подібні ідеї вже висувалися в історії фізики, але кожного разу вони відкидалися самим ходом розвитку науки.
Звичайно, в історії пізнання природи будувалися такі теорії, які можна назвати внутрішньо замкнутими і в цьому сенсі остаточно завершеними.
У книзі "Фізика і філософія" Гейзенбергом констатуються чотири існуючі в сучасній фізичній науці "замкнуті системи" відомим чином пов'язаних понять, визначень і аксіом, кожна з яких описує певну область явищ природи. Перша система - механіка Ньютона, що включає статику, акустику, аеродинаміку, небесну механіку і т. д. Друга система сформувалася у зв'язку з теорією теплоти. Третя система виведена з електричних і магнітних явищ. Четверта система - квантова теорія, яка охоплює квантову механіку, теорію атомних спектрів, хімію, теорію провідності і т. д. Крім того, відзначається можливість існування п'ятого замкнутої системи понять, яка буде побудована у зв'язку зі створенням теорії елементарних частинок.
Характеризуючи типовий риси замкнутих систем, Гейзенберг вказує, що кожній системі понять відповідає математичне представлення і що система повинна бути придатною для опису широкої області досвіду, причому межі застосування понять повинні визначатися емпірично. Безсумнівно, що ці введені Гейзенбергом "замкнуті системи" понять відповідають тому, що форми руху матерії, будучи пов'язані переходами, якісно відрізняються один від одного. З міркувань Гейзенберга про співвідношення між "системами понять" особливий інтерес представляє таке висловлювання: "Перша система міститься у третій та четвертій як їх граничний випадок, і разом з тим перша і частково третій необхідні для четвертої як апріорне підставу для опису експериментів" (3, с. 75). Ідея цього висловлювання проходить в різних аспектах через весь зміст книги "Фізика і філософія".
Вивчаючи історію науки, зауважує Гейзенберг, ми не повинні обмежуватися історією відкриттів і спостережень, але зобов'язані включати в розгляд історію розвитку понять. Такі поняття класичної механіки як маса, сила, швидкість, місце, час, являють собою відволікання від багатьох реальних особливостей досліджуваних процесів. Зміст цих та інших понять теорії суворо визначено і в силу цього теоретичні твердження, в які входять ці поняття, виявляються вірними незалежно від зазначених особливостей, а значить вірними на всі часи і в будь-яких найвіддаленіших зоряних системах. У рамках своїх понять механіка Ньютона остаточна і завершена.
Претензії на загальність продовжують діяти, але це не означає їх реалізації в тому сенсі, що всі природні явища можуть бути пояснені на основі механіки. І, тим не менш, велика сфера досвіду цілком виразно описується в поняттях механіки і завжди може бути представлена цими поняттями. Гейзенберг зауважує в цьому зв'язку, що загальне і особливе співіснують і в загальній структурі знання і складають суттєву і необхідну особливість його розвитку.
Теорія відносності і квантова механіка - також замкнуті теорії, які спираються на своєрідні ідеалізації. Для побудови подібної замкнутої теорії при дослідженні елементарних частинок необхідно шукати або будувати більш глибоку ідеалізацію, яка у граничному випадку призводила б до вже відомих фізичним теоріям. Припустимо, що така ідеалізація знайдена і побудована замкнута теорія елементарних частинок. Чи можна в такому разі говорити, що фізика прийшла до свого завершення?
При формулюванні всеосяжних законів використовується процедура ідеалізації, ведуча до вироблення вихідних понять теорії. Гейзенберг звертає особливу увагу на процедуру ідеалізації і показує, що будь-яка ідеалізація охоплює обмежене коло явищ. Усі біологічні об'єкти складаються з елементарних часток. Однак поняття життя не міститься в тих чи інших ідеалізація, які лежать в основі фізичних теорій. Необхідно усвідомити, що наука не однорідна, способи утворення понять істотно несхожі. Але ці способи рухливі і не закріплені за будь-якої окремої наукою. Така рухливість, відмінність у способах формування понять вимагають досліджень в прикордонних сферах - у галузі математики, теорії інформації, філософії. Ці галузі дають нам кошти об'єднання та зв'язку різних наукових дисциплін. Подальший розвиток науки, її доля залежить від того, наскільки успішно будуть проходити процеси об'єднання, що ведуть до подолання історично сформованих кордонів.
У цьому історично необхідному процесі подолання роз'єднаності між науками особлива роль належить філософського мислення. Завдання полягає в тому, щоб знайти дійсно плідні підходи до вирішення питання, спираючись на необхідну в даній проблемі філософську думку. Звертаючись до труднощів у розвитку науки, Гейзенберг зауважує, що, на жаль, доводиться спостерігати безліч безплідних зусиль у спробах подолати ці труднощі. Безрезультатність такого роду досліджень обумовлена, на його думку, небажанням багатьох вчених звертатися до філософського мислення. Але оскільки народження справді нових наукових досягнень неможливо без взаємодії з філософськими ідеями, дослідники-спеціалісти мимоволі виходять з поганою філософії і під впливом її забобонів приходять до плутанини в самій постановці питань. "Погана філософія, - каже Гейзенберг з незвичайною для його стилю різкістю, - поволі губить хорошу фізику" (2, с. 172).
2. Критика матеріалізму як основи наукового пізнання.
У книзі "Філософські проблеми атомної фізики" Гейзенберг неодноразово повертається до питання - що дало розвиток сучасної фізики для розуміння корінних принципів наукового знання? Як підкреслює Гейзенберг, класична фізика будувалася на наступному основному положенні: існують об'єктивні події, що відбуваються в часі і просторі і не залежать від спостерігача і його вимірів. Пізнання цих об'єктивних подій, що відбуваються в реальних просторі і часі, і складає сутність науки. У цілому ця характеристика класичної фізики правильна. Дійсно, матеріалістична теорія пізнання стихійно приймається всім природознавством, у тому числі і класичною фізикою.
Однак Гейзенберг стверджує, що становище змінилося з виникненням атомної фізики і особливо квантової механіки. Ці нові фізичні теорії привели нібито до створення цілком "нового способу мислення", неминучим наслідком якого є відмова від визнання об'єктивності простору і часу, відмова від принципу причинності. Гейзенберг ставить питання - чи повинен вчений раз і назавжди відмовитися від думки про об'єктивність подій у часі і просторі або ж цю відмову можна розглядати як певний "перехідний криза", від якого наука надалі позбудеться? На це питання він відповідає з повною рішучістю: така відмова має бути остаточним; ніколи і ніякі експерименти вже не повернуть науку на шлях визнання об'єктивності явищ, простору і часу. Прагнення розуміти явища природи як об'єктивні, він порівнює з донауковими спробами людей, які вважали Землю плоским диском обмеженого розміру, знайти "край світу". Як немає "краю світу", так ніби й немає об'єктивних явищ, які не залежать від спостерігача! "... Надія, що нові експерименти наведуть нас на слід об'єктивних подій в часі і просторі, була б не більш грунтовної, - пише Гейзенберг, - чим надія знайти" край світу "де-небудь у районах Антарктики" (1, с10). Так, наприклад, по Гейзенбергу, атоми, що вивчаються сучасною фізикою, не можна розглядати як реальні об'єкти, що знаходяться у просторі та часі. Гейзенберг стверджує, що, по суті, вони є не матеріальними частками, а лише символами, введення яких надає законам природи особливо просту форму. "Атомне вчення сучасної фізики, таким чином, істотно відрізняється від античної атомістики тим, що воно не допускає більше будь-якої інтерпретації в дусі наївного матеріалістичного світогляду" (1, с. 49-50).
Справа тут, звичайно, не в тому, що Гейзенберга не задовольняє будь-яка наївна форма матеріалізму. Він відкидає матеріалізм взагалі як науковий світогляд, як основу наукового пізнання. Чим же Гейзенберг намагається обгрунтувати свій категоричну відмову від матеріалізму і свій захист ідеалізму? На які конкретні дані фізики він прагне спертися у своєму настільки далеко що йде перегляд основ наукового пізнання?
Не можна не побачити, що аргументація Гейзенберга заснована на змішуванні різних питань. Гейзенберг будує своє заперечення матеріалізму взагалі на критиці обмежених уявлень метафізичного матеріалізму. Справді, характеризуючи точку зору класичної фізики, що стоїть на позиції визнання об'єктивності, даною нам у відчутті, Гейзенберг пов'язує це визнання об'єктивної реальності з обов'язковим затвердженням, що час і простір одне від одного не залежні, незмінні, з фізичними об'єктами не пов'язані (1 , с. 3-4). Матеріалізм, каже він, обов'язково повинен визнавати незмінність простору і часу, їх незалежність один від одного і від матеріальних об'єктів. Але сучасна фізика показала взаємозв'язок простору і часу, розкрила зв'язок властивостей простору з розподілом матерії, залежність просторових і часових властивостей тіл від їх руху. Отже, робить висновок Гейзенберг, матеріалізм спростують.
Проте з того, що простір і час виявилися тісно взаємопов'язані, що вони залежать від властивостей рухомої матерії, зовсім не випливає, що фізичні явища стали залежними похідними від суб'єкта. Виявилася не спроможній метафізична точка зору, згідно з якою, простір і час - це якісь незмінні і незалежні один від одного порожні "вмістилища" для фізичних процесів. Але від цього ні простір, ні час, ні самі фізичні процеси не перестали бути об'єктивно реальними. Своє заперечення об'єктивності фізичних явищ, простору і часу Гейзенберг не може вивести з даних сучасної фізики; він насильно нав'язує його фізичній науці.
Інший аргумент, використовуваний Гейзенбергом для заперечення об'єктивної реальності, полягає в наступному. Матеріалізм, на його думку, обов'язково пов'язаний з визнанням того, що дрібні частки матерії є зменшеними копіями звичайних макроскопічних тіл і неодмінно повинні рухатися за законами механіки Ньютона. Тим часом сучасна фізика довела, що мікрооб'єкти мають складної корпускулярно-хвильовою природою і підкоряються особливим, невідомим раніше, квантовим законам. Значить, укладає Гейзенберг, матеріалізм зазнав краху, мікрооб'єкти не є об'єктивною реальністю!
Абсолютно ясно, проте, що розвиток фізики показало неспроможність метафізичної точки зору, згідно з якою всі види і форми руху матерії скрізь і всюди однакові і підкоряються законам механіки. З того, що якісно своєрідні формам матерії, якими є мікрооб'єкти, притаманні особливі форми руху, нетотожні механічному переміщенню, зовсім не випливає, що вони не є об'єктивною реальністю.
І в цьому випадку Гейзенберг, суперечачи фактами, насильно нав'язує сучасній фізиці заперечення об'єктивної реальності. Аналогічним чином "обгрунтовує" він і своє заперечення принципу причинності в мікропроцесу. Пов'язуючи визнання об'єктивності причинності з твердженням про те, що всі форми причинності зводяться до механічного, він оголошує причинність ліквідованою, оскільки в мікропроцесу виявлені інші форми причинних зв'язків, відмінні від механічних. Заперечення об'єктивного характеру причинності Гейзенберг висловив в альтернативі: або опис мікропроцесів в рамках простору і часу ціною відмови від причинності; або причинне опис мікропроцесів ціною відмови від простору і часу. Під описом поза простором і часом Гейзенберг розуміє опис стану мікрочастинки за допомогою хвильової функції y (x, y, z, t). З неможливості виміряти на досвіді хвильову функцію окремої мікрочастинки, Гейзенбрг робить суб'єктивістську висновок про те, що хвильова функція є символічна математична схема стану квантової частинки поза простором і часом. Зате в цьому випадку, як стверджує Гейзенберг, зберігається причинність, що виражається рівнянням Шредінгера. Знаючи початкові значення цієї функції, можна знайти її значення в будь-який майбутній момент часу. Гейзенберг, однак, позбавляє цю причинність об'єктивних якостей. Вона у нього виступає не як форма об'єктивного зв'язку мікропроцесів, а як символічна, не пов'язана з реальністю маіематіческая формула, що зв'язує зміна імовірнісних станів. Далі, за Гейзенбергу, виходить, що для опису руху матеріальної точки в просторі та часі необхідне втручання приладу для визначення початкових значень положення і швидкості, що веде до співвідношення невизначеностей, докладніше про який буде сказано далі, і відмови від причинного опису (4, с. 82).
Проблема реальності у квантовій фізиці вирішується в книзі Гейзенберга "Фізика і філософія". У ній стверджується, що людина у своєму науковому відношенні до природи має справу нібито не з самою природою, відбиваючи її у своїх поняттях і теоріях, а займається скоріше "фактичним", тобто природою, підданої вже людської постановці питань (3, с. 36). У класичній фізиці це не призводить ні до яких парадоксів, в квантовій ж теорії, говорить Гейзенберг, від цих парадок совізбавіться неможливо, так як співвідношення невизначеностей обмежує застосовність класичних понять.
У книзі позитивно оцінюються слова сучасного німецького філософа К. Вейцзеккером: "Природа була до людини, але людина була до природознавства". Перша половина цього висловлювання, говорить Гейзенберг, "виправдовує класичну фізику з її ідеалом повної об'єктивності. Друга половина пояснює, чому ми не можемо звільнитися від парадоксів квантової теорії і від необхідності застосування класичних понять "(3, с. 35).
Заперечуючи об'єктивну реальність, Гейзенберг намагається заспокоїти читача посиланням на те, що це заперечення не є втратою для науки, а являє собою відкриття нових "розумових можливостей". Однак він змушений визнати, що в запереченні об'єктивності фізичних явищ вчені зовсім не одностайні, що це заперечення зустріло опір і рішучі заперечення багатьох фізиків, що не належать до "копенгагенської школі", очолюваної Бором і Гейзенбергом.
Своїм спроб обгрунтувати заперечення об'єктивності фізичних процесів в атомній фізиці В. Гейзенберг хоче надати переконливість також шляхом проведення історичних паралелей і зіставлень. Він прагне переконати читача в тому, що весь хід розвитку природознавства і, зокрема, вся історія атомістики з найдавніших часів неминуче веде до ідеалізму. На його думку, в сучасній атомній фізиці, під якою він має на увазі "копенгагенську" трактування квантової механіки, "виповнилося багато чого з того, що передбачали Левкіпп і Демокріт", що ідеї "копенгагенської школи" є "послідовним продовженням колишніх тривали тисячоліттями зусиль людини зрозуміти природу "(1, с. 20).
Гейзенберг намагається створити враження оригінальності свого ідеалізму. Так, він висловлює критичні зауваження на адресу філософії Канта, звинувачуючи її в тому, що свого часу вона сприяла "Окостеніння наукового світогляду" (1, с. 15), оскільки оголошувала ряд положень класичної фізики універсальними "апріорними умовами фізичних досліджень". Однак сам Гейзенберг не тільки не відмовляється від апріорізму, але всю свою увагу зосереджує на спробах пристосувати апріоризм до даних сучасної фізики. Він, як і Кант, вважає простір і час суб'єктивними апріорними "формами упорядкування досвіду", "формами споглядання". На його думку, сучасна фізика не спростовує апріоризм Канта, а уточнює його: "... сучасна фізика більш точно визначила межі ідеї" a priori "в точному природознавстві, ніж це було можливо за часів Канта" (1, с. 13). Це "уточнення" Гейзенбергом апріорізму полягає в твердженні, що повинна існувати не одна якась система апріорних форм споглядання, справедлива завжди і скрізь, а ряд таких систем апріорних форм, які застосовуються у різних умовах досвіду ".
У цьому і полягає звільнення науки від "окостеніння наукового світогляду"! Але наявність ряду таких систем явно суперечить внутрішній єдності науки. І не випадково Гейзенберг в результаті цього приходить до висновку: "На будівлю точних природних наук навряд чи можна дивитися як на зв'язне єдине ціле, на що раніше наївно сподівалися ... Це пояснюється тим, що будівля складається з окремих специфічних частин, і хоча кожна з останніх пов'язана з іншими за допомогою багатьох переходів і може оточувати інші частини або бути оточеною ними, тим не менше вона представляє замкнуте в собі, відокремлений єдність "(1, с. 18).
Метафізичне розчленування єдиного будівлі фізичної науки на ряд частин Гейзенберг прагне використовувати для того, щоб зробити свої погляди прийнятними для фізиків, які не бажають відмовлятися від визнання об'єктивності явищ і причинності. З цією метою він заявляє: "В даний час зміни в основних природничо-положеннях, вироблені таким дивним чином під впливом вивчення атомних явищ, залишили класичну науку недоторканою" (1, с. 16). Більш того, Гейзенберг разом з Бором готовий визнати навіть, що вона по суті справи залишається "передумовою всякого об'єктивного наукового досвіду також у сучасній фізиці". Може здатися, що тут Гейзенберг суперечить сам собі і перекидає всі свої попередні побудови.
Справді, чому Гейзенберг вважає, що класична фізика з її положенням про об'єктивність фізичних процесів і визнанням причинності зберігає значення "передумови наукового знання" і в сучасній атомній фізиці, в якій, на його думку, вже немає більше об'єктивних явищ і відкинутий детермінізм? Тому, підкреслює він, що результати і процеси вимірювання можна висловити тільки за допомогою опису прийомів виміру, що розглядаються саме як об'єктивні процеси, що протікають у просторі та часі і підкоряються принципу причинності, в іншому випадку, вказує сам же Гейзенберг, не можна було б пов'язати різні виміри один з одним.
Таким чином, Гейзенбергу доводиться впустити назад вигнаний принцип причинності, бо, виявляється, "ми не можемо також на підставі результатів вимірювань робити висновки про властивості спостережуваних об'єктів, якщо принцип причинності не гарантує однозначної взаємозв'язку між ними". Іншими словами, без принципу причинності неможлива ніяка наука! "Подібним же чином, - пише Гейзенберг, - у всіх дискусіях, що стосуються експериментів в атомній фізиці, без вагань можна було б говорити про об'єктивність процесів у просторі і часі" (1, с. 38).
Але ідеаліст залишається ідеалістом. І Гейзенберг тут же знову відмовляється від принципу причинності і від об'єктивності взагалі. Він "уточнює" справа невеликим застереженням, згідно з якою об'єктивні процеси виявляються вiдбуваються в просторі та часі нашого сприйняття. Коло замкнулося: фізичні процеси знову опинилися замкнутими в рамки людських сприйнять, тобто перестали бути об'єктивними.
Однак це диво відбувається, звичайно, тільки в уяві "фізичних" ідеалістів, які вважають, що свідомість творить матеріальний світ. Насправді ж світ залишився таким, яким він був, тобто матеріальним, що існує поза і незалежно від свідомості, від спостерігача і його вимірювальних процедур, і в ньому панує об'єктивна детермінованість явищ, яка пізнається нами все краще і краще. І квантова механіка дає блискучі свідчення цього: пізнання сучасної атомної фізикою причинних зв'язків і сутності явищ досягло вищого ступеня, стала доступною свідоме управління атомними процесами, про можливості якого колишня фізика не мала навіть уявлення. Відповідно до свого помилкового погляду на співвідношення матеріалістичної філософії та нової фізики Гейзенберг вважає, що "на основі відкриттів сучасної фзікі наша позиція щодо понять" бог "," людська душа "," життя "повинна відрізнятися від позицій природознавства 19 століття". Якщо в старій системі понять особливо важко було знайти місце релігії, то нині справа йде, нібито, по-іншому, стверджує Гейзенберг.
Критик І. В. Кузнєцов зауважує (5, с. 41), що підхід до обгрунтування цієї тези у Гейзенберга носить своєрідний характер. Будь-яке розуміння, на думку Гейзенберга, покоїться в кінці кінців на повсякденній мові, незважаючи на неточність його понять, бо тільки в цьому випадку "ми впевнені в тому, що відірвалися від реальності". Ці пояснюється, чому, на Гейзенбергу, квантова фізика не може обійтися без класичних понять; останні представляють уточнені поняття повседненвного досвіду, а співвідношення невизначеностей тільки встановлює межі для несуперечливого їх застосування.
З іншого боку, загальна тенденція людського мислення вела, відзначає Гейзенберг, до зростаючої вірі в точні раціональні поняття, і ця тенденція пов'язувалася зі скепсисом щодо неточних понять буденної мови. Сучасна фізика, продовжує він, посилила цей скепсис і разом з тим виступила проти переоцінки наукових понять і нарешті проти самого скепсису, Як підтвердження того, що сама точна наука не може не користуватися неточними поняттями (тобто такими, які не визначаються за допомогою системи аксіом і дефініцій, що утворює логічне підгрунтя науки), Гейзенберг вказує на поняття нескінченності в математиці, яке веде до суперечностей і без якого, проте, практично неможливо побудувати найважливіші розділи цієї науки.
Ці міркування Гейзенберга заслуговують серйозної уваги. Діалектичне протиріччя між так званими точними поняттями та поняттями неточними (які безпосередньо пов'язані з даними досвіду) являє собою одне з джерел розвитку науки. Гейзенберг ставить питання по суті справи саме таким чином, але він не розбирає і не в змозі розібрати його, що можливо лише на основі матеріалістичної діалектики.
Наведені висловлювання Гейзенберга тісно переплетені, однак, з його ж міркуваннями зовсім іншого роду, заперечують наукове пізнання. Як стверджує Гейзенберг, поняття релігії, наприклад "бог" або "душа", відносяться до "природної мови" (тобто вони "не дуже точно визначені") і, отже, ніколи "не поривають з реальністю". Значить, підкреслює він, наша позиція "на основі відкриттів сучасної фізики. . . повинна відрізнятися від позиції природознавства Х1Х століття "в-відношенні понять" бог "," душа "і т. п. (3, с. 170-171).
У даному випадку Гейзенберг поставив питання на голову. Припустимо, поняття "бог" або "душа" ставляться до понять природного, або повсякденного, мови; але звідси зовсім не випливає, що їх можна розглядати в тій же гносеологічної площини, як і поняття, скажімо, "траєкторії кинутого каменя" або "траєкторії рухомого тіла ". Останні поняття відповідають об'єктивної реальності, вони уточнюються і розвитку вають на основі відкриття нових фактів і їх теоре тичного узагальнення. Цього не можна сказати про поняття "бог" або, скажімо, "натхненність планет", які відносяться до фантастичних, не відображає об'єктивної реальності понять.
3. Проблема структури матерії.
Вдумаймося в опис Гейзенбергом ходу фізичного пізнання від Демокрита і Платона до наших днів. В одній зі своїх статей Гейзенберг так починає це опис: "Ось уже 2. 5 тисячі років філософи і природознавці обговорюють питання про те, що станеться, якщо спробувати ділити матерію все далі і далі "(2, с. 170).
М. Е. Омеляновський пише: "Вже саме формулювання питання Гейзенбергом ясно вказує на вихідний пункт його історико-методологічного дослідження: у всій історії людського пізнання простежується фундаментальна проблема, що має діалектичний характер, а саме проблема структури матерії. Гейзенберг спpаведліво звертає увагу на неминущий характер цієї проблеми і разом з тим на неоднозначні результати її рішення, які можнозафіксіровать в історії наукової та філософської думки.
Згідно Демокріту, при спробах необмежено ділити матерію ми неминуче натрапимо на неподільні далі об'єкти - атоми. У протилежного цієї концепції Аристотель відстоював думку про можливість необмеженого розподілу речовини. Матерія представлялася невпинно діленим континуумом. Протягом всієї історії пізнання фізичного світу, включаючи і дискусії з проблем квантової фізики в ХХ столітті, ми спостерігаємо взаємне протистояння та взаємодія концепцій дискретного і континуального (6, с. 10).
Оскільки Гейзенберг у своїй книзі "Кроки за горизонт" значне місце приділяє філософським ідеям Демокрита і Платона, особливо порівняльної оцінки історичної значущості їх концепцій, докладніше торкнемося поглядів цих античних мислителів.
Гейзенберг підкреслює корінна відмінність атомістичного вчення Демокріта від атомістичного вчення Платона. Атоми Демокріта мають наочну тілесну форму, атоми Платона - наочну геометричну форму. Але й ті й інші складають основу видимого матеріального світу як далі неподільних елементів. Можна сказати, що в даному випадку ми маємо справу з двома модифікаціями однієї і тієї ж фізичної концепції. Подання про радикальне відмінності і навіть протилежності між концепціями Демокрита і Платона виникає при філософському підході до їх вченням. Необхідно, однак, розрізняти методологічний підхід в аналізі наукового знання і власне філософський підхід у такого роду аналізі.
Гейзенберг не проводить відмінності між методологічним і філософським підходами, і в силу цього в його аналізі наукового знання виникають невиправдані переноси отриманих оцінок і результатів з одного підходу на інший. Вказуючи на радикальне відмінність між концепціями Демокрита і Платона, він, по суті, має на увазі їх філософські вчення. Але тим самим Гейзенберг випускає з уваги глибинне подібність їх фізичних теорій, безпосередньо переносячи оцінки їх філософських концепцій на оцінки принципів фізичних теорій.
А між тим необхідно враховувати, що методологічний аналіз має справу з науковим знанням, досліджує його структуру та принципи його побудови, у той час як філософський аналіз спрямований на значно ширшу область дослідження. У цій області істотне значення придбала у свій час натурфілософія. Вона цікавиться сутністю світу природи і людського світу, вирішує завдання пошуку тієї сутнісної сфери, яка визначає саме існування об'єктів досліджуваної нею дійсності.
У ототожненні двох підходів до науково-пізнавальним процесам Гейзенберг слід традиційним поглядам, у яких методологія науки не виділяється в особливу область дослідження, залишаючись повністю в системі філософської проблематики. Але саме таке ототожнення дозволяє Гейзенбергу настільки розвести дві атомістичні концепції античного світу, що вони постають як цілком несумісні. Методологічний підхід, однак, дозволяє нам побачити, що і Демокріт і Платон вирішували одну і ту ж наукову завдання - завдання побудови теоретичного знання про структуру матерії. Вирішуючи це завдання, обидва вони, кожен по-своєму, прийшли до висновку, що теорія структури матерії може бути побудована лише за умови, якщо ми знайдемо деякі вихідні, далі неподільні елементи.
Відомо, що Демокріт говорить про атоми як про ейдосу, або як про ідеї. Ідеальні тіла Платона, і особливо правильні трикутники, є неподільними елементами матерії, щодо неподільності зовсім подібними атомам Демокріта. Підкреслимо ще раз, що необхідно відрізняти теорію ідей Платона, що має філософськи доктринальний характер, і його фізичне вчення про структуру матерії. Що стосується Демокріта, то Гейзенберг віддає данину його заслугам, вказуючи, що атомістичне вчення античного мислителя справила великий вплив на фізику та хімію пізніших століть. Однак, протиставляючи один одному навчання двох античних мислителів, він схильний оцінювати стан атомістичної теорії ХХ століття як теорії, що розвивається швидше під знаком Платона, ніж під знаком Демокріта. Сучасна фізика, вважає Гейзенберг, здійснює перехід від принципів Демокріта до принципів Платона. Саме це останнє твердження і є прямим результатом ототожнення методологічного і власне філософського підходів в аналізі історико-наукових та історико-філософських процесів. (6, с. 13)
Основна проблема, пов'язана з пізнанням структури матерії, полягає не в тому, які саме ті первинні елементи, які складають основу світу, - ідеальні вони або матеріальні. Проблема структури матерії - це пошуки її елементів, а потім і їх зв'язків. І полягає ця проблема насамперед у питанні, ділена чи матерія необмежено або є межа її подільності. Звичайно, характер вирішення цієї проблеми певним чином залежить від вихідних філософських посилок про природу елементів. Але ця залежність не так безпосередня, як може здатися. Сучасна наука у процесі пізнання структури матерії дійсно значною мірою використовує математичну мову. І звичайно ж, виникає потреба в інтерпретації математичної мови, і характер такої інтерпретації залежить від певних філософських установок дослідника. Але та чи інша інтерпретація не визначена однозначно, критерій її правильності може бути знайдений лише при апеляції до досвіду історичного розвитку пізнання.
В історії філософської думки проблема дискретного і континуального була осмислена Кантом, який надав їй форму антиномії, вказавши тим самим на її глибоко діалектичний характер. Обговорюючи цю антиномію, Гейзенберг прагне показати, що саме протиставлення подільності і неподільності виникає в силу нерозвиненості теоретико-пізнавальних установок. "Причина виникнення антиномії, - пише він, - полягає в кінцевому рахунку в нашому помилковому переконанні, ніби ми вправі докладати свої наочні уявлення до того, що відбувається у світі гранично малих об'єктів" (2, с. 171).
Ідея неподільності структурних елементів матерії в певній мірі діє і в сучасних фізичних теоріях. Гейзенберг зауважує, що в сучасній теорії теплових явищ атоми представляються точковими, тобто неподільними масами. Атоми хіміків ділимі, але ще недавно вважалося, що електрон, протон і нейтрон, складові атом, є справді неподільними частками. Однак нові дані фізики елементарних частинок закликають до нового мислення. Поняття "складається з" вже не працює в новій ситуації. Якщо ми продовжуємо застосовувати це поняття, то отримуємо відповідь, що кожна дана частка складається з усіх відомих частинок. Фізичне знання підійшло до кордонів тієї області, де поняття "складається з" виявляється вже не мають сенсу. Антиномія подільності і неподільності тим самим отримує несподіване дозвіл.
Гейзенберг нарікає, що мова, в якому поняття "складається з" все ж зберігає свій колишній сенс, продовжує застосовуватися в даний час деякими фізиками. Це веде до таких напрямків дослідження, які можуть створити в пізнанні структури матерії ще більші труднощі, привести до нерозв'язних антиномія. Саме нездатність засвоїти новий спосіб мислення призвела, згідно Гейзенбергу, деяких фізиків до гіпотези кварків. Питання було поставлено так: з чого складаються протони? А тим часом сама постановка питання має сенс "тільки тоді, коли відповідну частку вдається з малою витратою енергії розкласти на складові частини, маса яких свідомо більше витрати енергії" (2, с. 173). У випадку з протонами ситуація зовсім інша. Гейзенберг рішуче заявляє, що люди, які висунули гіпотезу кварків, просто самі не приймають її всерйоз. Аналізуючи розвиток понять квантової теорії, Гейзеноерг стверджує наступне. Деякі фізики "сподіваються, наприклад, що кварки, якщо такі існують, візьмуть на себе роль шуканих часток. Думаю, що це помилка "(2, с. 105).
Певне неприйняття Гейзенбергом гіпотези кварків обумовлено його методологічними принципами і його концепцією наукового знання. Він чудово усвідомлює складність пізнавальних процедур і звертає увагу читача на те, що сучасна фізика підійшла до таких вихідним елементам природного світу, для яких всі наші кошти представити їх у наочних образах або звичних поняттях не тільки не дають нам нового розуміння, але повертають нас у старі нерозв'язним антиномія.
4. Перспективи розвитку фізики.
Гейзенберг в рамках своєї концепції цілком логічно бачить перспективи розвитку фізики по шляху платонівських ідей, маючи на увазі, що елементарні частинки сучасної фізики представляються за допомогою абстрактно-математичної теорії груп, теорії симетрії. Згідно теоретичних побудов сучасної фізики, кінцеві елементи матеріального світу - це цілком певні математичні форми, абстрактні симетрії, подібно до того як у Платона такими далі нерозкладними елементами були геометричні фігури. Інакше кажучи, Гейзенберг наполягає на необхідності пошуків таких математичних форм, які дозволили б об'єднати різноманіття частинок і різні типи взаємодій в єдину структурну картину фундаменту матерії.
Перш за все, це розвиток представляється йому як що відбувається під впливом чисто логічних спонукальних причин, начебто прагнення до узагальнення, пошуків "математичної гармонії" і навіть "бажання зрозуміти взаємозв'язки світу в цілому, осягнути план божественного творіння" (1, с. 74). Справжні ж причини розвитку науки він повністю ігнорує. З іншого боку, в історії науки він вбачає якусь загальну тенденцію, що виражається в тому, що "майже кожен новий крок і розвитку природознавства досягається ціною відмови від чого-небудь попереднього", в результаті чого у міру розвитку науки нібито "зменшуються домагання на повне" пізнання "світу" (1, с. 20).
Якби Гейзенберг мав на увазі метафізичні претензії на осягнення вічної, раз назавжди даною "істини в останній інстанції", вичерпної все пізнання світу, то він мав би рацію: такого "повного", раз назавжди закінченого пізнання не існує. Але критика Гейзенберга спрямована не на претензії вичерпати пізнання природи, а на можливість пізнання взагалі. Він заперечує те положення, що з кожним новим кроком наука все глибше і глибше проникає в сутність речей, розширює та поглиблює наше розуміння явищ природи. На його думку, розвиток науки веде до все більшого і більшого зменшення "пояснення природи" і до заміни пояснення описом. Таким чином, Гейзенберг заперечує не проти погляду, згідно з яким пізнання в будь-який момент може стати вичерпно повним, а проти того, що наука дає нам справжнє знання істоти фізичних процесів. "Чим більше областей відкривається фізикою, хімією, і астрономією, - заявляє він, - тим міцніше ми набуваємо звичку замінювати вираз" пояснення природи "більш скромним виразом" опис природи ", прагнучи тим самим підкреслити, що цей прогрес відноситься не до безпосереднього знання, а до аналітичного поясненню. З кожним великим відкриттям - і це особливо добре можна побачити в сучасній фізиці - зменшуються претензії натуралістів на розуміння світу в первинному сенсі цього слова. Ми вважаємо, що цей процес закладено глибоко в самій сутності речей або в природі самого людського мислення "(1, с. 27).
Отже, виявляється, "у природі самого людського мислення" закладено те, що з розвитком науки пояснення природи, тобто розкриття сутності явищ, їх законів, поступово замінюється описом явищ, отже, цей процес абсолютно неминучий. Але вся історія науки в дійсності показує, що розум людський йде від незнання до знання, від менш повного знання до все більш повного і глибокого знання, в якому розкривається необхідний зв'язок явищ. Пізнанням суті явищ, їх закону і досягається пояснення явищ, що служить основою успішної практичної діяльності людей. Саме успіхи в практичній діяльності людей незаперечно свідчать про правильність наукового пояснення, про це говорить справджується на ділі можливість передбачення найскладніших і найтонших фізичних процесів, передбачення їх детальних особливостей, зобов'язані теоретичного пояснення явищ. Звичайно, наукове пояснення ніколи не може бути вичерпним, і з розвитком науки воно постійно змінюється, але це не означає, що пояснення валиться і замінюється описом. Руйнується тільки метафізичне розуміння наукового пояснення природи як відомості до якихось кінцевим, незмінним, абсолютним сутностей, далі яких дорога наукового пізнання закрита й осягнення яких нібито вичерпує пізнання (5, с. 17).
Але повернемося до міркувань Гейзенберга. До яких же результатів призводить зрештою цей процес уявної заміни пояснення описом?
На перших етапах розвитку науки людське мислення оперувало з уявленнями про матеріальні тілах, що володіють багатьма чуттєво сприймаються властивостями-кольором, запахом, твердістю, вагою і т. п. Прагнення пояснити ці якості призвело до атомістичної теорії до подання про атоми, як про частки, вже не володіють такими чуттєво сприймаються властивостями, як колір, запах, твердість, тяжкість і т. п. Вважалося, що атоми мають тільки різною формою, рухом і положенням. Таким чином, за Гейзенбергу, "якісне різноманіття світу" пояснюється "за допомогою відомості до різноманітності геометричних конфігурацій" (1, с. 22). Це, за його висловом, вже не "безпосереднє", а "аналітичне" розуміння природи; саме слово "пояснюється" він укладає в лапки, підкреслюючи тим самим, що самі спроби пояснювати неспроможні по суті.
Сучасна атомна фізика, підкреслює Гейзенберг, так само, як антична атомистика, припускає наявність неподільних елементарних частинок матерії - електронів, протонів, нейтронів і т. д, Однак необхідність пояснити нові найтонші експериментальні дані навела до розтину глибокого "внутрішнього протиріччя" і "непослідовності" , нібито властивих античної атомістики. Ця "непослідовність" складалася нібито в тому, що атоми мислилися як якісь реальні сутності, що знаходяться в просторі. Таким чином, давня атомистика, усуваючи чуттєво сприймані властивості атома, все ж таки залишала, заявляє Гейзенберг, за ними одне таке властивість - "властивість займати простір" (1, с. 49). Щоб здійснити програму атомістики повністю, треба було позбавити атом і цієї властивості. Сучасне природознавство, стверджує Гейзенберг, послідовно продовжує тенденцію до "аналітичному опису": усуваючи всі чуттєво сприймані властивості атома, воно оперує вже тим, що не має ніяких властивостей, а являє собою чисту математичну символічну форму. За заявою Гейзенберга, атом у сучасній фізиці " не володіє жодними матеріальними властивостями "(1, с. 31);". . . сучасна атомна фізика в одному пункті йде значно далі атомістичного вчення древніх греків, причому це має суттєве значення для розуміння всього її розвитку. Згідно Демокріту, атоми були позбавлені якостей, подібних кольором, смаком і т. д.; вони мали лише властивістю заповнювати простір. Геометричні ж висловлювання щодо атомів розглядалися як цілком допустимі і не вимагали якоїсь подальшого аналізу. У сучасній фізиці атоми втрачають і це остання властивість; вони володіють геометричними якостями не більшою мірою, ніж іншими - кольором, смаком і т. д. Атом сучасної фізики може бути лише символічно представлений диференціальним рівнянням в приватних похідних в абстрактному багатовимірному просторі; тільки експерименти спостерігача змушують атом приймати відоме положення, колір і певну кількість теплоти ". (1, с. 31).
Атом, таким чином, "дематеріалізувався": матерія "зникла" - залишилися одні рівняння. Представляючи справу так, ніби "Копенгагенська школа" продовжує вікові традиції атомістичного вчення, Гейзенберг намагається приховати антинаукову сутність захищаються їм поглядів, використовуючи заслужений авторитет атомістики, принесла великі наукові завоювання. Але про яке продовження основної ідеї наукової атомістики може говорити "Копенгагенська школа", якщо наукова атомистика грунтується на визнанні об'єктивної реальності атомів, об'єктивності простору і часу, а "Копенгагенська школа" з порогу відкидає об'єктивну реальність?
Антична атомистика завжди прагнула пояснити реальні властивості тіл, виходячи з об'єктивних, найбільш загальних властивостей матеріальних атомів; Гейзенберг ж зі своїми соратниками по "копенгагенської школі" намагається представити фізичні явища як комбінації символічних математичних форм, що існують лише в людському творенні. Те, що він вважає "непослідовністю" античної атомістики - її визнання реальності атомів і їх властивостей, насправді було основою всіх її успіхів і досягнень (6, с. 20).
З філософської точки зору безпідставна спроба Гейзенберга представити суб'єктивістські погляди сучасних "фізичних" ідеалістів продовженням ідей наукової атомістики заснована на перекрученні дійсного співвідношення загального і приватного, абстрактного і конкретного. У трактуванні Гейзенберга спільне - це не щось реально притаманне різним матеріальним тілам і існуюче в приватному, а довільне створення людської думки, наукова абстракція - не відображення того, що об'єктивно є в самій матеріальної дійсності, а умовний символ, службовець відміткою для практики, засобом для упорядкування досвіду; в книзі Гейзенберга "Філософські проблеми атомної фізики" ми зустрічаємося з прямим ототожненням абстрактного та символічного. Таким чином, найбільш загальні властивості атомів Гейзенберг оголошує не реальними, а існуючими лише в нашій голові. Звідси його висновок, ніби "претензії нашої науки на пізнання природи в звичайному сенсі цього слова ставали все менше" (1, с. 33).
Посилено наполягаючи на своїх твердженнях, ніби сучасне поняття атома має суто "символічний характер", ніби "атоми не існують як прості тілесні предмети" (1, с. 50), але тільки як сукупність уявних математичних форм, Гейзенберг безпосередньо пов'язує своє трактування атомної фізики з вченням піфагорійців. Він говорить про "творчу силу математичних побудов", про те, що "раціональний порядок навколишньої природи" має "свою основу в математичній сутності законів природи" (1, с. 51).
За твердженням Гейзенберга, на такому переконанні засновано все математичне природознавство, що ставить собі за мету "математичне тлумачення порядку в природі", тобто відшукання того, з комбінації яких уявних математичних форм "будуються" всі явища. "Якщо в основі музичної гармонії, - пише Гейзенберг, - чи форм образотворчого мистецтва виявляється математична структура, то раціональний порядок навколишньої природи повинен мати свою основу в математичній сутності законів природи. Таке переконання вперше знайшло своє вираження в піфагорейської вченні про гармонію сфер і в тому, що елементам були присвоєні правильні форми "(1, с. 51). Але вчені старовини, вказує Гейзенберг, володіли незначним запасом придатних для цього математичних форм; це були за переважно геометричні форми. До того ж вони досліджували статичні форми і відносини. Вимушений самим фактичним матеріалом науки як-то прийняти до уваги діалектику природних явищ, Гейзенберг підкреслює, що такий статикою в сучасній науці обійтися більше не можна: самі ці геометричні форми і відносини вже не є незмінними. До яких же в такому випадку "математичним форм" потрібно тепер зводити всі явища? ". . . в навколишньому світі, - пише Гейзенберг, - незмінними є не геометричні форми, а динамічні закони, що визначають виникнення і зникнення. Гармонію піфагорійців, яку ще Кеплер сподівався знайти в орбітах небесних світил, природознавство з часів Ньютона шукає в математичній структурі законів динаміки, в рівняннях, що формулюють ці закони "(1, с. 51 - 52).
На відміну від древніх піфагорійців, Гейзенберг зводить всі явища не просто до геометричних форм, а до "математичної структурі" динамічних законів. Ці зміни, стверджує він, є послідовне здійснення програми піфагорійців.
Відповідно до того, що, за словами Гейзенберга, у всіх законах природи є "проста математична сутність", "математична простота вважається вищим евристичним принципом" (1, с. 53) наукового дослідження.
Всі ці міркування є збоченням факту зрослого значення математичних методів у сучасній фізиці. Справді, жодна скільки-небудь плідна фізична теорія не може обійтися без вираження досліджуваних нею законів природи в тій чи іншій математичній формі. Але математичні форми не створюють явищ природи, не визначають їх "раціональний порядок", не мають ніякої "творчою силою", здатної породжувати матеріальні явища чи бути "основою" останніх. Існуючи в нашій голові, вони тільки відображають об'єктивні взаємозв'язки самих матеріальних явищ, властиві їм закономірності. Вся історія науки показує, як наше мислення змінює ці "математичні форми", все краще і краще пристосовуючи їх до об'єктивної реальності, образом якої вони є. Спроба Гейзенберга оголосити "математичну структуру" явищ основою самих цих явищ являє собою звичайну для всіх ідеалістів спробу підмінити отражаемое, тобто об'єктивну реальність, її відображенням - відчуттями, абстрактними поняттями і т. п. (5, с. 22).
Окреслюючи шляхи розвитку фундаментальної фізики, Гейзенберг малює оптимістичну картину цього розвитку. Він вважає, що всі поновлена таблиця часток представляє собою не просто набір даних, що не має внутрішнього змісту, але являє якийсь аналог спектральних ліній, що дозволяє виявити глибинний закон природи, якусь "динаміку матерії". Саме на шляху пошуків цієї динаміки він і бачить можливість радикального просування по шляху пізнання природного світу.
Висуваючи завдання пошуків динаміки матерії, Гейзенберг, на жаль, не дає досить виразною характеристики самого поняття матерії та її динаміки. Іноді він говорить про перетворення матерії в енергію, даючи тим самим привід думати, що він у певному сенсі ототожнює ці поняття. Аналізуючи абстрактний характер сучасної науки, Гейзенберг каже, що в експериментах з елементарними частинками може бути виявлено народження нових частинок будь-якого типу за умови забезпечення необхідної для їх породження енергії. Він дає тут опис певної ситуації у фізиці частинок на звичному фізикам мовою. При належному його розумінні такий опис саме по собі не викликає сумніву. Але далі Гейзенберг зауважує, що всі елементарні частинки, так би мовити, виготовлені "з одного матеріалу - його можна назвати просто енергією або матерією" (2, с. 253).
Головна мета атомної, теорії, її, так би мовити, програма складається, за твердженням Гейзенберга, у тому щоб звести світ до одного "початкового речовини" (1, с. 96). Але цьому заважає наявність у сучасній фізиці ряду різних типів частинок матерії - електронів, протонів, нейтронів і ін Щоб здійснити програму цього відомості. Гейзенберг оголошує, ніби ці частки матерії є, не що інше, як різні форми однієї й тієї ж енергії: "Ми тепер знаємо те, що сподівалися знайти стародавні греки, а саме, що дійсно існує тільки одна основна субстанція, з якої складається все існуюче . Якщо давати цієї субстанції найменування, то її можна назвати не інакше, як "енергія". . . Матерія у власному значенні слова складається з цих форм енергії, до чого завжди слід додавати енергію руху. . . Різноманіття явище нашого світу створюється. . . різноманіттям форм прояву енергії "(1, с. 98-99). Для обгрунтування цих тверджень Гейзенберг використовує факт перетворення пар електронів і позитронів на фотони (кванти світла), які він розглядає як форму енергії. З іншого боку, він заявляє, що відома в атомній фізиці формула: Е = mc2 (де Е - енергія, m-маса, з - швидкість, світла) означає, ніби енергія "володіє" масою.
У процитованих словах Гейзенберга міститься вже не просто інформація про фізичних даних, але їх певна інтерпретація філософського характеру. Вдумуючись у сказане, доводиться зауважити, що поняття матерії виявляється в нього настільки невизначеним, що втрачає навіть той зміст, який спочатку неявно передбачалося. А саме - матерія розумілася як речовина, як субстрат елементарних частинок. з яких побудовані атоми звичайних тел. Але якщо матерія представляється в той же час і енергією, тоді залишається абсолютно незрозумілим, який сенс має твердження "матерія перетворюється в енергію". А тим часом це твердження повторюється як само собою зрозуміле в різних статтях Гейзенберга.
Помічаючи в працях Гейзенберга невизначеність змісту поняття матерії і його ототожнення з поняттям енергії, М. Е. Омеляновський припускає (6, с. 27), що використання поняття матерії становило для Гейзенберга особливі труднощі. З одного боку, він не може не оперувати цим поняттям, оскільки дослідження структури матерії з часів античності до наших днів становить предмет його роздумів. Особливо це поняття, як йому представляється, було покладено в основу концепції Демокріта. Але в той же час, з іншого боку, він хотів би, як ми вже помітили, з усією визначеністю підкреслити, що сучасна фізика реалізує швидше програму Платона, як би відмовляючись від поняття матерії.
Поняття матерії, як відомо, можна визначити як свого роду скорочення, в якому ми охоплюємо по їх загальним властивостям безліч різних чуттєво сприйманих речей. Оскільки мікрооб'єкти постають нам скоріше як абстрактні образи, а не як чуттєво сприймані речі, поняття матерії охоплює ці образи, об'єднуючи в собі все те загальне, що ми вважаємо притаманним їм.
Досліджуючи картину природи, як вона малюється сучасною фізикою, Гейзенберг зауважує, що матерію вважали "чимось перебувають у зміні явищ". Поняття матерії і схоплює це перебуває в змінюється. Як би ми не називали постійне у змінах, які розгортаються перед нашим чуттєвим або теоретичним поглядом, воно виявляється глибинною основою самих процесів, а його відтворення в понятті - основою нашого розуміння цих процесів. Поняття матерії в різні історичні епохи по-різному схоплює це постійне у змінах і тим самим кожен раз по-своєму забезпечує умова теоретизації нашого знання. Атоми Демокріта дають нам історично перший образ цього постійного - вони вічні і незмінні. У фізиці частинок ХХ століття ми знаходимо більш глибокий образ цього постійного у вигляді різного типу симетрій і відповідних зберігаються величин, які характерні для всіх відомих перетворень. Поняття матерії істотно змінилося з часів Демокрита. Але при всьому зміну було б методологічним недоглядом не помічати того історичного інваріанта, який становить неминущий зміст цього поняття (6, с. 25).
Коли Гейзенберг говорить, що всі елементарні частинки як би виготовлені з одного матеріалу, то тим самим він і вказує на фундаментальний ознака поняття матерії. Сам цей матеріал, як вважає Гейзенберг, і можна назвати матерією. Гейзенберг правильно відзначає істотний ознака цього поняття, але говорить, що те загальне, що лежить в основі всіх перетворень, можна назвати не тільки матерією, але ще й енергією. Тим самим Гейзенберг вказує на найістотніше в змісті поняття матерії а саме на її сталість при всіх перетвореннях, бо те ж саме можна сказати і про енергію.
Проте було б помилковим ототожнювати ці поняття. Енергія - поняття фізична, матерія - поняття філософське. Тут, в галузі фізики, на грунті теоретичного пізнання вони стикаються настільки, що виникає спокуса повністю ототожнити їх і тим самим усунути одну з них як зайве в науковій мові. І хоча Гейзенберг в явній формі не робить цього, тим не менш його прагнення підкреслити пріоритет методологічної концепції Платона може створити у читача враження, що він схильний замінити поняття матерії поняттям енергії. Але таке трактування позиції Гейзенберга в його відношенні і поняття матерії була б неточною. Якщо розглянути його концепцію в цілому, то побачимо, що глибоке осмислення всього ходу наукового пізнання, яке представлене, зокрема, і в книзі "Кроки за горизонт", змушує Гейзенберга не скасовувати, але поглиблювати поняття матерії. Це осмислення, проведене Гейзенбергом з такою грунтовністю, не дозволяє розгорнутися вказаною упередженню в помилкову позицію.
У ХХ столітті відбулися глибинні зміни в підставах атомної фізики. Наукове пізнання зустрілося з такою областю реальності, яку неможливо виразити в звичних поняттях. У класичній науці само собою розумілося розділення природних об'єктів і нашого знання про них. Якщо ми хочемо зрозуміти структурну картину матерії на рівні елементарних частинок, то ми змушені прийняти до уваги і ті фізичні процеси, за допомогою яких ми отримуємо знання про цих частках. На відміну від матеріальних об'єктів повсякденного досвіду питання про існування мікрооб'єктів сучасної фізики принципово опосередкований нашими засобами пізнання. Ось чому сучасне знання про мікросвіт не просто говорить нам про матерії як такої, але змушене звернутися до самого себе, так би мовити, включити рефлексію в сам зміст знання. Поділ природних об'єктів і людського знання про них стало проблематичним. Гейзенберг зауважує в цьому зв'язку, що сучасна атомна фізика усвідомлюється тепер "всього лише як ланка в нескінченному ланцюзі взаємини людини і природи" (2, с. 295).
". . . Ті складові частини матерії, які ми спочатку вважали останньої об'єктивною реальністю, взагалі не можна розглядати самі по собі "(2, с. 300). Метою дослідження, пояснює він, вже не є пізнання атома і його руху незалежно від експериментально поставленого питання.
Треба погодитися з Гейзенбергом, що сучасна наука, і не тільки фізика, змушена з особливою увагою звернутися до засобів свого дослідження для того, щоб знайти глибинні закономірності матерії, приховані від нас у відсутності рефлексивного ставлення до пізнання.
Об'єктом дослідження сучасної науки виявляється не просто об'єктивна реальність, а й саме знання про неї, оскільки воно є засобом осягнення світу. Твердження про об'єктивне існування тих речей, які становлять результат дослідження, виявляється саме по собі серйозною проблемою.
Основні труднощі квантової теорії при її побудові коренилися саме в цій проблемі. З описаної ситуацією в квантовій механіці вдалося впоратися за допомогою особливого математичної мови. Розвиток математичного формалізму квантової теорії, а потім і фізики елементарних частинок неминуче призвело до виявлення та математичної формулюванні специфічних інваріантів відповідних перетворень, що й дозволяють нам говорити, що мікрофізику допомогою рефлексивного ставлення до свого дослідження знайшла нові критерії об'єктивності. Особливості мікропроцесів такі, що при їх дослідженні виникла не тільки проблема дійсного існування цих об'єктів, а й проблема можливості їх існування. Поняття матерії передбачає не тільки необхідність пошуків загального і зберігається, сталого в досліджуваних об'єктах, що не тільки рішення проблеми взаємини людини та засобів її пізнавальної діяльності до світу природи, але, виявляється, включає в себе ще й категорію можливості. Тим самим ми як би повертаємося не тільки до ідей Демокріта і Платона, але й до концепції матерії Аристотеля, який вперше звернув увагу на значимість цієї категорії. Гейзенберг вказує на неминучість і необхідність звернення до категорії можливості для більш глибокого осмислення даних сучасної фізики.
5. "Копенгагенська інтерпретація" квантової механіки.
Філософія сучасного природознавства, на думку Гейзенберга і Бора, розвинулася з філософського узагальнення результатів квантової механіки. Таке узагальнення, як вважають ці вчені, дано в тій інтерпретації квантової механіки, авторами якої вони є (Гейзенберг називає її копенгагенської інтерпретацією).
Копенгагенська інтерпретація починається, за словами Гейзенберга, з парадоксу: приймається, що атомні явища повинні описуватися в поняттях класичної фізики, і одночасно визнається, що ці поняття не пристосовані точно до природи та їх застосовність обмежена співвідношенням невизначеностей (3, с. 25, 33) .
Далі Гейзенберг роз'яснює ідею додатковості: корпускулярна і хвильова картини поведінки атомних об'єктів взаємовиключають одна одну, бо певна річ не може бути одночасно часткою (тобто субстанцією, обмеженою дуже малим об'ємом) і хвилею (тобто полем, що простирається в просторі великого розміру). Але обидві картини доповнюють один одного; якщо використовувати обидві картини, то врешті-решт вийде правильне уявлення про те вигляді реальності, який таїться в наших атомних експериментах (3, с. 29).
Таким чином, копенгагенської інтерпретації, по суті, необхідно було осмислити діалектику атомних процесів, яка знайшла вираження у відкритті протилежних корпускулярних і хвильових властивостей атомних об'єктів.
Відзначимо два аспекти копенгагенської інтерпретації. Перший з них, що розвивається Гейзенбергом, зводиться до наступного. У класичній фізиці допускається, що неточності у вимірі можна зробити як завгодно малими, тобто в принципі можливо звільнитися від впливу процесу вимірювання на об'єкт; в квантовій теорії таке звільнення в принципі неможливо, оскільки в ній фігурує співвідношення невизначеностей, яка обумовлює неточності у вимірі об'єкта (ідея "принципової неконтрольованості").
Другий аспект - ідея додатковості. Філософський зміст цієї концепції полягає в твердженні, що об'єкт і суб'єкт нерозривно пов'язані один з одним і що вони не можуть існувати один без іншого. "Концепція додатковості" розриває внутрішню єдність корпускулярних і хвильових властивостей мікрооб'єктів і оголошує їх "додатковими" один до одного: коли мікрооб'єкт проявляє хвильові властивості, тоді нібито не має сенсу говорити про його корпускулярних властивості, і навпаки, наявність корпускулярних властивостей нібито повністю виключає існування хвильових властивостей. Виходить так, ніби вся справа саме в особливому "принципово неконтрольованому" взаємодію приладів з мікрооб'єктами. Ці прилади і "принципово неконтрольоване" взаємодія такі, що при застосуванні приладів одного типу мікрооб'єкт знаходиться в просторі і часі, але зате перестає підкорятися закону причинності; при застосуванні ж приладів іншого типу мікрооб'єкт нібито перестає існувати в просторі і часі, але зате починає підкорятися принципом причинності. Звідси і випливає "взаємозв'язок" мікрооб'єктів і суб'єкта, який за своїм уподобанням за допомогою відповідного приладу або "скасовує" закон причинності, або "вводить" його в дію; або "запроваджує" мікрооб'єкт в простір і час, або "виводить". його за їх межі.
Цю ідеалістичну і метафізичну "концепцію додатковості" Гейзенберг і Бор оголошують основою не тільки квантової механіки, але й усього наукового пізнання. "Агностичний характер" концепції додатковості ", захищаються, та розвивається Гейзенбергом, ясно виявляється так само і в твердженні, ніби наше мислення принципово не в змозі вийти за межі понять класичної механіки; ніби, досліджуючи мікропроцеси, фізика змушена обмежуватися тільки тими поняттями, які характеризують макроскопічний прилад; ніби наше пізнання завжди неминуче, за самою своєю природою є "макроскопічними". Іншими словами, хоча мікрооб'єкти не є зменшеними копіями макроскопічних тіл і не підкоряються законам класичної механіки, ми ніби й неминуче повинні характеризувати їх цими неадекватними ним поняттями і процес фізичної науки полягає нібито тільки в тому, що ми знайшли межі застосування понять класичної механіки, хоча вийти за їх межі не в змозі.
У дійсності ж квантова механіка зовсім не обмежується поняттями класичної механіки, не зупиняється на них, а виробляє абсолютно нові фізичні поняття, адекватні природі досліджуваних нею мікрооб'єктів і відносяться не до приладу, а саме до самих мікрооб'єктів. Головним досягненням квантової механіки як раз і є вироблення цих нових понять, а зовсім не встановлення "меж застосування" старих понять, хоча, безсумнівно, вироблення нових понять мала своїм наслідком виявлення меж застосовності старих понять. Так зване "співвідношення невизначеностей", тлумачить Гейзенбергом як якийсь "межа точності" або "ступінь приложимости" класичних механічних понять, насправді є вираженням внутрішньо суперечливою корпускулярно-хвильової природи мікрооб'єктів, відображенням нової специфічно квантової зв'язку їх імпульсів і координат. Воно має вигляд: D х · D р ³ h, де D х - невизначеність у вимірі координати мікрооб'єктів в деякий момент часу; D р - невизначеність у вимірі відповідної складової імпульсу мікрооб'єктів в той же момент часу. Гейзенберг вивів це співвідношення не безпосередньо з математичного апарату квантової механіки, а на підставі уявного експерименту з мікрочастинок. Зазначимо, що співвідношення невизначеностей можна написати і для енергії і часу, числа частинок і фази хвилі в квантових полях (4, с. 62-63).
Перш за все в аспекті копенгагенської інтерпретації, розробленому Гейзенбергом, підкреслюється не стільки та думка, що мікрооб'єктами не можна приписувати властивості і поведінку макрооб'єктів, скільки говориться про "неточності", пов'язаних із застосуванням до мікрооб'єктами класичних понять. Цим "неточностей" і відповідно істолкованкому співвідношенню невизначеностей приписується невластиве їм фундаментальне значення в квантовій механіці У дусі такого тлумачення і пропонує Гейзенберг рішення парадоксу, з якого - про це йшла мова вище - починається квантова механіка,
Чому поняття класичної фізики, за допомогою яких описуються експерименти з атомними об'єктами, не точно відповідають цим об'єктам? В єдності протилежних корпускулярних і хвильових властивостей, невід'ємне від мікрооб'єктів, як раз і полягає підставу неточного (або обмеженого) застосування до мікрооб'єкти класичного поняття частинки. Але, за Гейзенбергу, як ми знаємо, одна і та ж річ "не може бути одночасно і часткою і хвилею", він стверджує, що "спостереження грає вирішальну роль в атомному подію і. . . реальність розрізняється залежно від того, спостерігаємо ми її чи ні "(3, с. 32). І ще: "Класична фізика грунтувалася на припущенні - можна сказати, на ілюзії, - що можливо описати світ або принаймні частина світу, не кажучи про самих нас. . . Чи відповідає цьому ідеалу Копенгагенська інтерпретація квантової теорії?. . Наскільки можливо, квантова теорія відповідає цьому ідеалу. . . Вона зовсім не розглядає свідомість фізика як частина атомного події. Але вона починає з поділу світу на об'єкти і решта світу і з умови, що цей інший світ описується в поняттях класичної фізики "(3, с. 34).
Таким чином Гейзенберг знаходить підставу обмеженого застосування класичних понять до мікрооб'єктів, стаючи на шлях заперечення поняття об'єктивної реальності, яке - як він вважає - лежить у філософському фундаменті тільки класичної фізики. Вірніше, поняття об'єктивної реальності настільки залишається у квантовій механіці, наскільки це дозволяє - така думка Гейзенберга - співвідношення невизначеностей.
Вивчення так званих додаткових явищ вимагає взаємно виключають експериментальних установок, і тільки сукупність цих додаткових явищ дає повне знання мікрооб'єктів. Але це, власне кажучи, означає, що про одне й те ж мікрооб'єктів з однаковим правом стверджується: "мікрооб'єкт володіє корпускулярними властивостями" і "мікрооб'єкт володіє хвильовими властивостями". За певних умов не тільки припустиме, але і необхідно застосовувати протилежні поняття до одного й того ж об'єкту. Таке застосування до мікрооб'єктів - це показав Бор на багатьох фізичних прикладах - не веде ні до яких формально-логічним протиріччям в теорії і дозволяє витлумачити математичний апарат квантової механіки в відповідності з експериментальними даними.
У концепції додатковості протиріччя між корпускулярними і хвильовими поняттями, однак, не дозволяється, а як би твердне у вигляді протилежності двох взаємно виключають експериментальних установок, з якими пов'язані "додаткові" явища. З цього основного філософського нестачі концепції додатковості випливає і той її мінус, що в ній виклад відповідних питань концентрується не на нових квантових поняттях, а на тлумаченні обмеженості старих класичних понять.
Дозвіл протиріччя між корпускулярними і хвильовими поняттями полягає у визнанні того, що протилежні корпускулярні і хвильові властивості мікрооб'єктів єдині. Саме тому квантові поняття, що відображають цю двоєдину природу мікрооб'єктів, повинні якісно відрізнятися від класичних понять.
Говорячи про критиків копенгагенської інтерпретації (В. А. Фок, Д. І. Блохинцев, Я. І. Терлецький), Гейзенберг звертає увагу на те, що всіх їх об'єднує згоду в одному пункті. На їхню думку, йдеться в книзі, було б бажано "повернутися до представлення про реальність, властивому класичної фізики, або, кажучи на більш загальному філософському мовою, до онтології матеріалізму, тобто до подання про об'єктивне, реальному світі, найдрібніші частини якого існують настільки ж об'єктивним чином, як і каміння та дерева, незалежно від того, спостерігаємо ми їх чи ні "(3, с. 103).
Розглянемо розбирається Гейзенбергом питання: на якій точному мовою можна говорити про самих мікрооб'єктів, якщо мова класичних понять для цього не підходить? Гейзенберг аналізує це питання у двох напрямах: по-перше, він зупиняється на тій мові, який укорінився серед фізиків з часу створення квантової механіки, і, по-друге, описує спроби формулювати точний науковий мову, що відповідає математичному апарату квантової механіки.
Мова, укорінений серед фізиків, пов'язаний з поняттям додатковості, яке, за словами Гейзенберга, зробило більш бажаним для фізиків "застосування класичних понять деяким кілька неточним чином, відповідним співвідношенню невизначеностей, поперемінно вживаючи різні класичні поняття. . . "(3, с. 151).
На думку Гейзенберга, це застосування надає класичним поняттям той же статистичний зміст, який приблизно набувають поняття класичного вчення про теплоту при їх статистичної трактуванні (3. С. 152). Але тоді, вважає Гейзенберг, класичні поняття в застосуванні до мікросвіту визначені настільки ж неточно, як і поняття "температура атома"; вони пов'язані зі статистичними очікуваннями, які важко називати об'єктивними (3, с. 152). Гейзенберг пропонує називати статистичне очікування "об'єктивною тенденцією", "потенцією" в сенсі філософії Аристотеля, і приходить до висновку, "Фізики поступово дійсно звикають розглядати траєкторії електронів і подібні поняття не як реальність, а скоріше як різновид" потенцій ". Мова, по крайней мірою певною мірою, пристосувався до дійсного стану речей. Але він не є настільки точним мовою, щоб його можна було використовувати для нормальних процесів логічного висновку "(3, с. 153).
Розглядаючи спроби знайти точну мову понять, відповідний математичному апарату квантової механіки, Гейзенберг зупиняється на тризначної, так званої "квантової логіки" Вейцзеккером. Вона представляє видозмінену "звичайну" логіку, в якій не діє закон виключеного третього (вислів або істинно, або помилково) і допускаються висловлювання, що мають не тільки значення істини і брехні, а й проміжне значення "невизначеності".
6. Висновок.
Філософський аналіз проблем квантової механіки Гейзенберг веде з позицій копенгагенської школи. Він активно захищає її інтерпретацію квантової механіки і заперечує проти інших.
Філософські погляди Гейзенберга в цілому є ідеалістичними. Він стверджував, зокрема, що ідея реальності в сучасній фізиці "розпливається" і замінюється математичними конструкціями. У поглядах Гейзенберга поряд з елементами позитивізму значне місце займають елементи платонізму і Піфагорізм.
Гейзенберг не зараховує себе до матеріалістів і заперечує проти позицій матеріалістичної філософії. При цьому він перекручено представляє марксистську філософію і не відрізняє її фактично від механічного матеріалізму. Але коли мова йде про філософський кредо видатного дослідника природи, то про нього необхідно судити не по тому, що думає про себе сам природознавець, в даному випадку істотно те, як він на ділі вирішує філософські питання науки. Гейзенберг вирішує їх таким чином, що основний матеріалістичний і діалектичний дух сучасної фізики все ж знаходить своє відображення в книзі.
Гейзенберг шукає філософію, яка відповідала б новій фізиці і не бачить, що саме цією філософією є діалектичний матеріалізм.
Гейзенберг, безперечно, має рацію, коли стверджує, що зміна в уявленнях про дійсність, вироблене новою фізикою, особливо квантової теорії, не може з'явитися простим продовженням попереднього розвитку. Тут мова йде про справжню зламу в структурі природознавства і про поворот у мисленні. Гейзенберг розглядає філософські висновки з розвитку нової фізики, пов'язані з проблем реальності і матерії, простору і часу, логіки наукового пізнання та інших і зіставляє їх із старими філософськими традиціями.
Світогляд Гейзенберга носить суперечливий характер і цікаво з точки зору філософії та фізики. У минулому в радянській філософській літературі ім'я цієї видатної людини супроводжувалося різними ідеологічними епітетами, на нього беззастережно наклеювався ярлик махрового ідеаліста. Але в той же час мала місце правильна оцінка його ролі в створенні і розвитку квантової механіки.
Можна погодитися з японським фізиком Саката, який, аналізуючи погляди Гейзенберга, писав: "Для Гейзенберга фізика - це перш за все" рівняння світу ".