Книга: Квантовая революция. Как самая совершенная научная теория управляет нашей жизнью
Назад: 7 Глубочайшее научное открытие
Дальше: Часть III Великая задача

8
«Есть многое на свете, друг Горацио…»

В воздухе, как обычно, пахло несвежим хмелем, и небо над городом было пасмурным и низким. Булыжная мостовая медленно поднималась по склону небольшого зеленого холма на окраине Копенгагена. Город лежал на низком и плоском острове, и тем заметнее был этот холм, окруженный низкой каменной стеной. Из-за угла показался человек лет тридцати с небольшим, в очках в массивной черной оправе, с темными, заметно редеющими волосами. Он шел вдоль стены, потом перешел улицу и остановился у ворот Карлсбергской пивоварни. Была суббота, 17 ноября 1962 года. Томас Кун пришел сюда, чтобы встретиться с человеком, который на протяжении последних тридцати лет был обитателем Карлсбергского Дома почета, – Нильсом Бором.
Кун занимал пост директора только что созданного Архива истории квантовой физики в Беркли, в университете штата Калифорния. Физик по образованию, Кун заинтересовался историей своей науки, еще когда писал докторскую диссертацию в Гарварде. Теперь, спустя пятнадцать лет, он был профессором истории в Беркли. В течение нескольких месяцев (и еще двух последовавших за этим моментом лет) Кун и группа его помощников колесили по всему миру – они брали интервью у представителей уходящего героического поколения первооткрывателей законов квантового мира: Гейзенберга, де Бройля, Борна, Дирака и многих других. Эйнштейна и Шрёдингера в это время уже не было в живых; умер и Паули. Кун и его сотрудники занимались сбором их работ, пытались воссоздать полную картину результатов их колоссального труда, закладывая тем самым фундамент для исследований современных и будущих историков. Самым значительным и важным из тех, кто остался в живых и представлял интерес для исследователей, был, конечно, Бор. И дело не только в его основополагающих трудах в области квантовой физики и огромном влиянии, которое он оказывал на своих коллег. Институт Бора в Копенгагене стал местом рождения множества важнейших статей сотен ученых, гостивших и работавших здесь в течение прошедших сорока лет. Поэтому не было ничего удивительного в том, что на время странствий по Европе с целью получения интервью и коллекционирования научных работ Кун и его группа сделали Копенгаген своей временной штаб-квартирой.
В тот день Куну снова предстояла беседа с патриархом современной физики. За прошедшие три недели Бор уже дал ему четыре интервью, и Кун планировал записать еще несколько таких бесед. В Карлсбергском дворце Кун уединялся с Бором и двумя его ассистентами, Оге Петерсеном и Эриком Рюдингером. Так было и на этот раз. После нескольких минут разговоров о пустяках Кун включил магнитофон. Речь зашла о дебатах между Бором и Эйнштейном об основах квантовой физики.
«Когда я в первый раз встретился с Эйнштейном, – вспоминал Бор, – я спросил его, чего же он на самом деле добивается, что именно он пытается сделать? Он что, думает, что если только он сможет доказать, что квантовые объекты – это частицы, то он уговорит немецкую полицию принять закон, запрещающий пользоваться дифракционными решетками? Или, наоборот, если ему удастся сохранить за ними волновой статус, то незаконно будет применять фотоэлементы?» Эйнштейн ведь никогда не отрицал важности для квантовой физики как частиц, так и волн – по сути, он одним из первых и пришел к этим идеям. Его критика квантовой физики больше относилась к противоречию между локальностью и полнотой – и на эту критику Бор так никогда и не смог адекватно ответить. Однако, с точки зрения Бора, его спор с Эйнштейном уже давно был закончен – Эйнштейн проиграл. «Вся эта история с Эйнштейном так тяжело далась мне, потому что Эйнштейн и правда настроен был очень критически, но, как мне кажется, по каждому пункту его возражений ему убедительно показано, что он был полностью неправ. Однако ему это не понравилось». Бор сокрушался о годах, потерянных Эйнштейном на его войну против квантовой физики, на бесконечные мысленные эксперименты, кульминацией которых стала статья о парадоксе ЭПР. «Ужасно, что Эйнштейн попался в ловушку этой работы с Подольским, – сказал Бор. – Но Розен, по мне, еще хуже. Розен ведь до сих пор верит [в мысленный эксперимент ЭПР], а Подольский, насколько мне известно, с этой идеей расстался <…> Ведь стоит только в нее как следует вникнуть, и она оказывается абсолютно пустой. Вам, может быть, кажется, что я говорю слишком резко, но это правда; во всем этом нет ровно ничего серьезного».
Затем Бор заговорил еще о дополнительности и о своих надеждах на то, что она станет «общеизвестным фактом», необходимой частью методологии исследований в любой области человеческого познания. В физике он рассматривал дополнительность как простое следствие полагаемого очевидным факта, что квантовая физика не может описывать большие объекты, такие как измерительные устройства. «Я действительно считаю, что из этих немногих аргументов – того факта, что измерительное оборудование состоит из тяжелых предметов [sic] и, таким образом, не попадает в сферу описания в терминах квантовой механики, – мы немедленно попадаем в рамки описания дополнительного. И я не знаю – возможно, я неправ, возможно, я несправедлив, – но я не знаю, почему этим людям такой подход не нравится». Особенно он был огорчен тем, что его идей, по-видимому, не понимали философы, и жаловался: «Ни один человек, называющий себя философом, на деле не понимает, что подразумевается под дополнительным описанием». (Позже, когда в ходе этого интервью Петерсен попросил Бора дать ясную формулировку принципа дополнительности, Бор ушел от ответа: он сказал, что дал простое объяснение дополнительности Эйнштейну, которому «оно не понравилось». Затем Бор сменил тему, и вопрос повис в воздухе.)
Несмотря на жалобы Бора, многие видные современные философы благосклонно относились к копенгагенской интерпретации. Но ситуация постепенно менялась, и причиной этого отчасти стал выход в начале описываемого нами года книги «Структура научных революций». Эта книга, направленная против традиционно устоявшейся философской мудрости, предлагала радикально новый взгляд на механизмы научного познания. Хотя позиции, изложенные в книге, не пользовались широкой поддержкой среди философов, течение, которое в ней критиковалось, – известное как логический позитивизм, – к моменту выхода «Структуры…» уже пришло в упадок, и книга лишь приблизила его окончательный крах. Как и копенгагенская интерпретация, логический позитивизм основывался на том, что говорить о ненаблюдаемых вещах бессмысленно; именно аргументы, вызванные к жизни позитивизмом, наиболее часто использовались для защиты копенгагенской интерпретации как физиками, так и философами. И хотя целью атак «Структуры…» стала не сама копенгагенская интерпретация – напротив, в книге ей, по сути, дана в целом благоприятная оценка, – резкая критика позитивизма была потенциально опасна для квантовой ортодоксии.
Интервью, которое Кун брал у Бора, могло дать фантастически интересный шанс выяснить, что думал Бор об антипозитивистской аргументации новой книги: ведь ее автором был не кто иной, как сам Томас Кун. К сожалению, Кун в тот день не стал разговаривать с Бором о позитивизме, а другого шанса сделать это ему уже не представилось, как не пришлось больше побеседовать с Бором о чем-то еще. На следующий день после обеда Бор прилег соснуть на часок и больше не проснулся. Ему не пришлось стать свидетелем крушения логического позитивизма и последовавшей за этим постепенной утраты копенгагенской интерпретацией поддержки среди философов и физиков.
* * *
Когда в октябре 1929 года Мориц Шлик возвратился в Вену, коллеги встретили его бурным ликованием. К ним вернулся их вождь! Шлик, заведовавший кафедрой Naturphilosophie в Венском университете, провел минувший семестр в Стэнфорде и, находясь там, получил весьма заманчивое предложение от Боннского университета в Германии. Несколько месяцев он тянул с ответом, но в конце концов решил остаться на своей кафедре в Вене. Как бы привлекательны ни были перспективы, открывавшиеся перед Шликом в Бонне, они не могли перевесить выгод его уникального неформального лидерства среди ученых и философов здесь, в Вене. Сообщество сторонников новой философии логического позитивизма, главой которого был Мориц Шлик, уже было известно в мире под названием «Венский кружок». Благородный и кроткий характер, изысканные манеры и могучий интеллект сделали Шлика идеальным лидером этой группы возмутителей академического спокойствия. «В знак радости и благодарности» по случаю принятого их главой решения вернуться к ним несколько старейших членов кружка – Отто Нейрат, Рудольф Карнап и Ганс Ган – написали и преподнесли Шлику манифест, выражающий разделяемые всей группой философские, научные и политические взгляды. Как и всякий хорошо написанный манифест, этот документ, озаглавленный «Научное понимание мира», не только декларировал ценности, которые Венский кружок поддерживал, но и указывал положения, против которых он решительно выступал. Себя и своих противников авторы манифеста представляли как отражение растущих глобальных движений:
«Как утверждают многие, метафизическая и теологизирующая мысль сегодня вновь на подъеме, не только в жизни, но и в науке <…> Это легко подтвердить – стоит лишь взглянуть на темы университетских курсов и названия философских публикаций. Но верно и то, что одновременно укрепляется и противоположный дух просветительских и антиметафизических исследований, ограниченных фактами <…> В некоторых кругах мышление, основанное на опыте и враждебное чистому умозрению, теперь распространилось сильнее, чем когда-либо, и оно утверждается именно благодаря возникшей новой оппозиции. В исследовательской работе, ведущейся во всех отраслях эмпирической науки, живет дух научного понимания мира.
То, что метафизическое и теологизирующее мышление не только в жизни, но и в науке сегодня вновь усиливается, утверждается многими. <…> Само это утверждение легко подтвердить, бросив лишь взгляд на темы лекций, читаемых в университетах, и на названия философских публикаций. Однако и противоположный дух просвещения и антиметафизического исследования фактов в настоящее время усиливается <…> В некоторых кругах способ мышления, опирающийся на опыт и отвергающий спекуляцию, жив как никогда, он лишь укрепляется вновь поднимающимся сопротивлением. Этот дух научного миропонимания живет в исследовательской работе всех отраслей опытной науки».
Растущее влияние «метафизической и теологизирующей мысли», против которого выступили в своем манифесте члены Венского кружка, не ограничивалось одной лишь религиозной сферой. Немецкий идеализм в это время был одним из наиболее влиятельных течений в философии Центральной Европы – а он был абсолютно несовместим с присущим Венскому кружку прагматическим эмпиризмом. Немецкие идеалисты верили в примат идей над материальным миром; они были интеллектуальными наследниками Гегеля, знаменитого немецкого философа начала XIX века. Гегель веровал в абсолют, в мировой дух, который проистекает из хода истории и направляет ее к некоторой конечной цели. Позитивисты же, склонные к обобщающим высказываниям о природе реальности, считали Гегеля излишне туманным и трудным для понимания. Например, в одном из своих наиболее известных трудов, «Лекциях по философии истории», Гегель провозглашал: «Разум <…> является как субстанцией, так и бесконечною мощью; он является для самого себя бесконечным содержанием всей природной и духовной жизни, равно как и бесконечной формой, – проявлением этого ее содержания». Для позитивистов это звучало полной чепухой.
Кроме Гегеля и его последователей, можно было назвать и современного немецкого философа, чья философия шла вразрез с идеалами Венского кружка, – Мартина Хайдеггера. Хотя Хайдеггер и расходился с Гегелем во многих вопросах, оба они ставили абстрактные идеи и интуицию выше эмпирических данных и материальной сущности.
Манифест Венского кружка был призывом к войне против этой философии, воспринимавшейся как реакционная, отсталая и нарочито малопонятная. «Стремиться к четкости и ясности, отвергать темные дали и загадочные глубины», – призывал он. Труды Гегеля, Хайдеггера и иже с ними, оторванные от повседневного мира, наполненного светом и звуками, отбрасывались как «метафизика». «Отвергается точка зрения на интуицию как на высокоценный, проникающий в глубину вид познания, который якобы может выходить за пределы чувственного опытного содержания и не должен быть связан тесными узами понятийного мышления. <…> Не существует никакого способа содержательного познания, кроме опыта; не существует никакого мира идей, который находился бы над опытом или по ту сторону опыта». Идеализму и теологии философы Венского кружка противопоставили «концепцию научного миропонимания», которую отличали две важные особенности. «Во-первых, научное миропонимание является эмпиристским и позитивистским: существует только опытное познание <…> Тем самым устанавливаются границы содержания легитимной науки. Во-вторых, для научного миропонимания характерно применение определенного метода, а именно логического анализа». Отсюда и название «логический позитивизм».
Вполне понятно, что логические позитивисты были противниками философских «воздушных замков» и заумного языка, на котором часто изъяснялись их оппоненты. Но логические позитивисты не просто боролись с метафизикой – они полагали, что могут опровергнуть метафизические утверждения как лишенные смысла. Смысл, значение слов, считали они, проявляется посредством его верификации: знание того, что означает некоторое утверждение, эквивалентно умению подвергнуть его проверке нашими органами чувств. Согласно позитивистам, когда вы говорите «снаружи более жарко, чем здесь, в комнате», по сути, вы утверждаете: «если вы выйдете наружу, вы будете чувствовать тепло сильнее, чем вы чувствуете его здесь, в комнате». Значение утверждения содержит указание на метод его эмпирической верификации, и если не существует возможности проверить справедливость утверждения при помощи органов чувств, это значит, что это утверждение смысла не имеет. Следовательно, темные утверждения вроде гегелевских деклараций о форме и субстанции, а также другие метафизические высказывания, такие как «существует Бог», бессмысленны – они никак не связаны с наблюдаемым миром.
Но идеалистические и теологические утверждения не единственный вид высказываний, не имеющих никакой связи с чувствами. Существуют и более прямолинейные утверждения, такие, например, как «это кресло находится в гостиной, даже когда там никого нет», которые также нельзя подтвердить непосредственно из опыта. Подобные высказывания о существовании и постоянстве бытия материальных объектов независимо от их восприятия являются реалистическими утверждениями – это высказывания о реальном мире, который существует независимо от того, присутствуют ли в нем человеческие существа. Такие утверждения играют в науке фундаментальную роль. И все же некоторые позитивисты, выплескивая вместе с водой и ребенка, отрицали как бессмысленные и такие реалистические утверждения – ведь они не могут быть подтверждены опытом. По мнению этих позитивистов, значением обладают только утверждения, проверяемые восприятием, а также чисто логические математические утверждения.
Позитивисты оказались в трудном положении. Они считали, что бессмысленно говорить о мире, существующем независимо от восприятия, но они также хотели иметь возможность подтвердить, что наука работает. Эту трудность они обошли, разработав такой взгляд на научную практику, который хорошо совмещался с представлением о смысле как о том, что доступно опытной проверке. Наука, по их представлению, занимается организацией восприятия. Научные теории – это всего лишь методы предсказания актов восприятия путем суммирования прошлых актов с использованием математического аппарата. Получалось, таким образом, что наука не имеет отношения к объективно реальному миру, существующему независимо от нашего восприятия, ведь все, что существует вне восприятия, – даже предположительно «реальный» мир – это метафизика. Любые утверждения, которые ученые делали о ненаблюдаемых, но «реальных» вещах на основании своих научных теорий, отбрасывались как ненужные гипотезы, посторонняя метафизическая обуза, не имеющая отношения к истинным задачам науки. Электроны, к примеру, нереальны – ведь их нельзя увидеть. Реальными можно считать только видимые треки в детекторах частиц, таких как камера Вильсона, – ведь это все, что мы можем прямо наблюдать. Конечно, физики говорили об электронах, как если бы они были реальны, но это просто условное обозначение их восприятия, и его не следовало понимать буквально. Наука – это не более чем инструмент для предсказывания восприятия. Такой взгляд на науку получил название инструментализма.
Позитивисты также считали, что ученые и философы должны стремиться к «единству науки» – к единому согласованному взгляду на мир, основанному на научном подходе и наблюдении. При этом различные отрасли науки формировали непрерывное и внутренне согласованное целое. Биология должна основываться на химии, которая в свою очередь должна вытекать из физики, и так далее. Сейчас эта идея выглядит относительно невинной и непротиворечивой, но в то время в науках существовали сильные течения, противоречащие этой точке зрения. На протяжении большей части XIX века физика и химия были в разладе – химики по преимуществу верили в атомы, в то время как физики часто относились к существованию атомов скептически. Только в первые десятилетия XX века эти две области науки вместе начали строить согласованную картину химических взаимодействий. Биология тоже не вполне дружила с остальными: некоторые биологи того времени были сторонниками витализма – идеи, сводившейся к тому, что живые организмы не подчиняются тем же законам физики, которым следует неодушевленная материя, что в делении клетки и в наследственности есть что-то нефизическое и нарушающее законы термодинамики. Эти и другие подобные заявления позитивисты отвергали как бессмысленную и невнятную метафизику. Согласно манифесту Венского кружка, даже сама философия должна была войти в единое здание науки как составная часть: «не существует никакой философии как основополагающей или универсальной науки наряду или над различными областями опытной науки». Философия, как и естественные науки, должна базироваться на утверждениях о наблюдениях и ощущениях.
Несмотря на то что в центре их внимания находились эмпиризм и логика, философы Венского кружка не ограничивали свои интересы наукой и философией – единство науки простиралось на все области человеческой деятельности. «Мы видим, как дух научного миропонимания все в большей степени пронизывает формы личной и общественной жизни, преподавания, воспитания, искусства, – провозглашал манифест, – помогает организовать формы хозяйственной и общественной жизни на рациональной основе». Члены кружка устанавливали связи с художественными и общественными движениями, разделявшими схожие идеалы, такими, например, как Школа архитектуры и дизайна «Баухаус». Политические взгляды членов кружка были под стать его революционной риторике. Его философские оппоненты, такие как немецкие идеалисты, часто стояли на реакционных крайне правых политических позициях. Хайдеггер, например, был ярым националистом и традиционалистом-аграрником, считавшим индустриализацию расчеловечивающей силой. Он призывал вернуться к традиционным культурным ценностям, выступал против современных политических тенденций, таких как представительная демократия, и в конце концов в 1933 году вступил в нацистскую партию. Венский кружок считал, что ужасные крайности политического правого экстремизма шли рука об руку с ненаучными и устаревшими философскими взглядами, против которых члены кружка и боролись. Кружок включал себя в традицию великих философов-эмпириков эпохи Просвещения, таких как Юм и Локк, и способствовал распространению ценностей этой эпохи: международного сотрудничества в противовес национализму, разума в противовес вере, гуманизма в противовес фашизму, демократии в противовес авторитаризму. Индустриализация для философов кружка была силой не подавляющей, но модернизирующей. Они считали, что их политические действия тесно связаны с их философией: Нейрат, например, в 1919 году был экономистом в недолговечном революционно-социалистическом Баварском государстве и впоследствии едва не угодил за это в тюрьму. «Стремление к преобразованию экономических и общественных отношений, к объединению человечества, к обновлению школы и воспитания демонстрирует тесную внутреннюю взаимосвязь с научным миропониманием, – писал он в манифесте Венского кружка. – Представители научного миропонимания твердо стоят на почве простого человеческого опыта. Они настойчиво работают над тем, чтобы убрать с дороги тысячелетний метафизический и теологический хлам».
Верные своей гуманистической и интернационалистической позиции, Шлик и его единомышленники обращались со своим манифестом ко всему миру. «Венский кружок не довольствуется выполнением, в качестве замкнутого сообщества, коллективной работы, – провозглашал манифест. – Он также старается наладить контакт с теми активными движениями современности, которые стремятся к научному миропониманию и отказываются от метафизики и теологии». И в этом философы кружка со временем преуспели: в Вену приезжали Ганс Райхенбах из Германии (глава Берлинского кружка философов) и Альфред Айер из Англии, которые затем, вернувшись домой, способствовали выходу логического позитивизма за пределы национальных границ и языковых барьеров. Главным пропагандистом взглядов Венского кружка стал Рудольф Карнап; его выдающийся труд «Логическая структура мира», вышедший в 1929 году, сделал его самой влиятельной фигурой позитивистского движения. Многие его ученики сами сделались крупными философами. Карнап и Райхенбах сумели возглавить уже существовавший философский журнал Annalen der Philosophie и превратить его в рупор своих идей: под новым названием Erkenntnis (что означает «познание» или «осознание») журнал стал публиковать статьи позитивистской направленности, написанные философами из кругов, близких к новой редакции, да и со всего мира. Тем временем Отто Нейрат, обладавший необузданным и экспансивным характером – «он был настолько же шумным и неопрятным, насколько Шлик – утонченным и светским, – вспоминал Айер, – человеком исполинского роста, неизменно оканчивавшим свои письма силуэтом слона вместо подписи», – разработал несколько честолюбивых проектов с целью изменить мир под эгидой объединенной науки. Он приступил к созданию многотомной «Международной энциклопедии объединенной науки», целью которой было осветить в едином авторитетном источнике достижения всех областей науки с позиций позитивизма. Он трудился над построением международного символического языка ISOTYPE, в котором чувственные данные были бы представлены точным и однозначным образом, – на нем могло бы основываться международное сотрудничество науки и философии. Кроме того, Нейрат организовал целый ряд конференций – Международных конгрессов объединенных наук, на которых позитивисты со всех концов мира встречались и обсуждали ход осуществления своей философской и общественной программы. В течение недолгого времени с конца 1920-х до начала 1930-х годов намеченные в манифесте Венского кружка перспективы казались поистине радужными.
* * *
Многие идеи позитивистов – значение, которое они придавали наблюдению, критика «реальности» и невидимых сущностей как метафизических понятий, представление о науке как об инструменте организации восприятия – сближались с некоторыми воззрениями, связанными с копенгагенской интерпретацией. Логический позитивизм и квантовая физика родились в одно и то же время и в одном и том же месте: Венский и Берлинский кружки сформировались в 1920-х, и в том же десятилетии Гейзенберг и Шрёдингер (первый был немцем, второй – австрийцем) впервые разработали полномасштабные теории квантовой физики. Это не было простым совпадением, но не было и заговором. В атмосфере интеллектуальной культуры этого времени и этих мест носились смутные представления, которые, возможно, и легли в основу идей как ранних позитивистов, так и первопроходцев квантового мира. Но у обеих этих групп определенно было нечто общее, что их вдохновляло, и в первую очередь это были работы Эрнста Маха.
Мах, работавший в Венском университете за одно поколение до Венского кружка, первым сформулировал требование, чтобы все научные теории относились только к наблюдаемым сущностям. (Мы уже познакомились с ним в главе 2; к большому огорчению Людвига Больцмана, он отрицал существование атомов на том основании, что увидеть их невозможно.) Исповедуемая Махом философия науки, признающая только наблюдаемые объекты, была непосредственным источником вдохновения логических позитивистов; в манифесте Венского кружка его имя названо среди прямых и наиболее влиятельных предшественников этого направления. Но Шлик, Нейрат и все остальные были не единственными, кого вдохновили его взгляды. Мах стал крестным отцом молодого венского математического гения по имени Вольфганг Паули; философия науки Паули была пропитана идеями Маха. «Нет никакого смысла в том, чтобы обсуждать <…> величины, которые в принципе не могут наблюдаться экспериментально», – писал только что окончивший колледж юный Паули в 1921 году. Такие величины, настаивал он, должны быть признаны «несуществующими и не имеющими физического смысла». А спустя тридцать с лишним лет Паули так высказался по поводу сомнений Эйнштейна в способности квантовой физики описать то, что происходит между измерениями: «Ломать голову, размышляя, существует ли что-то, о чем мы ничего не знаем, все равно что решать старинную задачу о том, сколько ангелов может поместиться на кончике иглы».
Мах был не единственным, чьи идеи разделяли как члены Венского кружка, так и физики из Копенгагена. Был еще кое-кто, к кому обе эти группы относились похожим образом: Эйнштейн, который сам отчасти вдохновлялся взглядами Маха, когда формулировал положения специальной теории относительности. Опираясь на то, что было доступно наблюдению, – часы и мерные рейки – и отбросив как ненаблюдаемый фантом светоносный эфир, Эйнштейн революционизировал науку. Успех специальной теории относительности рассматривался как триумф махистского взгляда на физику. Как мы уже убедились в главе 2, именно так воспринял теорию относительности Гейзенберг, о чем он и говорил Эйнштейну в Берлине в 1926 году. И не только он – подтверждением взглядов своего крестного отца считал теорию относительности и Паули. Так же относились к трудам Эйнштейна и позитивисты. Мориц Шлик создал себе репутацию философа, написав книгу «Пространство и время в современной физике» (Raum und Zeit in der gegenwärtigen Physik), блестящее изложение теории относительности и ее философского значения, получившее широкую известность. Остальные члены Венского кружка тоже были более чем уверены в поддержке Эйнштейна – настолько, что в конце своего манифеста сочли возможным назвать его в числе «ведущих представителей научного миропонимания».
Однако несмотря на то, что он действительно многое взял у Маха, Эйнштейн вовсе не был поклонником его философии науки, во всяком случае в более поздний период своей жизни. «Ты знаешь, что я думаю о “любимом коньке” Маха, – писал он другу в 1919 году. – Эта идея неспособна породить ничего живого. Она может только уничтожать вредную нечисть». Когда Филипп Франк, один из основателей Венского кружка, спросил Эйнштейна о его философии науки, он с изумлением обнаружил, что Эйнштейн вовсе не является позитивистом. Франк тут же напомнил Эйнштейну, что не кто иной, как он сам впервые использовал позитивистский подход в своей теории относительности. «Хорошую шутку не стоит повторять слишком часто», – ответил Эйнштейн, повторив то, что за несколько лет до этого он говорил Гейзенбергу.
Несомненно, Эйнштейн считал, что роль науки выходит далеко за рамки «организации восприятия». «Единственная цель того, что мы называем наукой, – говорил он, – устанавливать, что существует». В эссе 1949 года, обращаясь к Бору и другим своим критикам, Эйнштейн отмечал, что в квантовой физике его не устраивает как раз отрицание ею возможности «достичь программной цели всей физической науки: полного описания любой (индивидуальной) реальной ситуации (поскольку она предполагается существующей безотносительно к любому акту наблюдения или обоснования)». Эйнштейн знал, что эта его позиция отчаянно расходилась с современными философскими трендами. Сразу после того, как он сформулировал свои взгляды на цель физической науки, он ехидно прокомментировал только что сказанное с точки зрения воображаемого позитивиста, опирающегося в обосновании своей философской позиции как на теорию относительности, так и на квантовую теорию:
Когда позитивистски настроенный современный физик слышит такие формулировки, он лишь соболезнующе усмехается. Он говорит себе: «Вот как во всей своей наготе предстает перед нами лишенный какого-либо содержания метафизический предрассудок, победа над которым составляет главное эпистемологическое достижение физики за последнюю четверть века. Разве кто-нибудь когда-нибудь воспринимал “реальную физическую ситуацию”? Может ли сегодня разумный человек все еще верить в то, что наши основные сведения об окружающем мире, наши представления о нем можно опровергнуть, вызывая это бесплотное привидение?
Взмолившись затем: «Терпение!» – Эйнштейн вновь принялся умело защищать свои взгляды, еще раз тщательно излагая детали эксперимента ЭПР – парадокса, который его противники так и не смогли объяснить. Но, несмотря на истинную позицию Эйнштейна, для Гейзенберга, Паули, Франка, Венского кружка и целого поколения немецких физиков его труды так и остались источником позитивистского вдохновения.
Работы Эйнштейна подтолкнули и других склонных к позитивизму ученых предложить собственные подходы, независимые от принятых в кругах Вены и Копенгагена. В 1927 году физик-экспериментатор из Гарварда Перси Бриджмен сформулировал философию науки, которую он назвал операционализмом. В своей книге «Логика современной физики» он с самого начала объявил, что вдохновляется специальной и общей теорией относительности Эйнштейна. «Нет никакого сомнения в том, что эти теории продолжают непрерывно изменять физику, – писал Бриджмен. – И хотя сам Эйнштейн явно никогда не утверждал и не подчеркивал этого, мне кажется, что, если внимательно изучить сделанное им, мы увидим, что он в корне изменил наш взгляд на то, какими являются и какими должны быть плодотворные концепции в физике». Бриджмен далее заявлял, что по Эйнштейну все научные понятия должны иметь операциональные определения, то есть определения, данные в терминах какого-либо рода конкретной экспериментальной процедуры. Например, «температуру» следует определить как «то, что измеряется ртутным термометром». Согласно Бриджмену, глубокое понимание относительности приводит к тому, что операциональные определения становятся наиболее фундаментальными из всех возможных для научных понятий. «Вообще говоря, под любым понятием мы подразумеваем не более чем набор операций; понятие синонимично соответствующему множеству операций». Бриджмен был крупнейшим американским физиком, получившим в 1946 году Нобелевскую премию. Естественно, Венский кружок был в восторге от того, что такой выдающийся физик проповедует столь близкую к их собственной философию науки, и в 1939 году Бриджмен получил приглашение на организуемый Венским кружком Международный конгресс за единство науки.
Позитивисты и основатели квантовой физики не только имели общие источники вдохновения – они прямо контактировали друг с другом, обсуждая интересные обеим сторонам вопросы науки и философии. Нейрат несколько раз приезжал в Копенгаген: в 1934-м он встретился с Бором, после чего они несколько лет переписывались. После знакомства с Бором Нейрат пишет Карнапу: «некоторые мировоззренческие установки [Бора] совпадают с моими». Позже в письме к Нейрату Бор выражает удовольствие от того, что их взгляды не слишком расходятся. Летом 1936 года Нейрат и Бор вместе с датским позитивистом Йоргеном Йоргенсеном организовали Второй международный конгресс за единство науки. Естественно, эта конференция состоялась в Копенгагене – фактически она прошла дома у Нильса Бора, в Карлсбергском Доме почета (рис. 8.1). Франк от имени Шлика представил на ней доклад под названием «Квантовая теория и познаваемость природы», в котором утверждалось, что «в физике бессмысленно говорить о принципиально непознаваемых факторах» и что в квантовой физике утверждения о неопределенных величинах «не истинны и не ложны, но бессмысленны». Эти декларации очень напоминали установки копенгагенской интерпретации.
Все это вовсе не значит, что логический позитивизм был философским обоснованием копенгагенской интерпретации. В частности, вряд ли можно было назвать позитивистом самого Бора. Трудно сказать, какой была его истинная позиция, – из статей, авторы которых пытаются интерпретировать его взгляды на любой предмет, можно сложить горную вершину средней величины, причем в этой горе будет нелегко найти работы, согласующиеся друг с другом. Но Бор, по всей видимости, действительно флиртовал с некоторыми идеями, для позитивистов совершенно неприемлемыми, такими, например, как витализм. На прошедшей в его доме конференции 1936 года Бор благоприятно отзывался о витализме, приводя в пользу этого учения аргументы, основанные на идее дополнительности, в то время как представленный на той же конференции вышеупомянутый доклад Шлика был направлен против витализма.

 

Рис. 8.1. Второй международный конгресс за единство науки в июне 1936 года в доме Нильса Бора в Копенгагене. Стоит – Йорген Йоргенсен; Нильс Бор – крайний справа в первом ряду; Филипп Франк – второй справа в первом ряду; Карл Поппер – первый слева от Йоргенсена; Отто Нейрат – третий слева в четвертом ряду; Карл Гемпель – сидит сразу за Нейратом. Пустые стулья в первых рядах предназначены, вероятно, для Шлика, Карнапа и Райхенбаха – все они выражали желание приехать на конгресс, но никто из них не смог этого сделать

 

А Нейрат считал, что в работах Бора «некоторые замечания полны дремучей метафизики» и что он «выражается несколько неясно». С другой стороны, Бор, казалось, сочувствовал позитивистам и иногда был близок к тому, чтобы объявить себя одним из них. Когда Франк спросил, был ли ответ Бора на статью о парадоксе ЭПР основан на позитивистских соображениях, Бор сказал ему: «Вы очень хорошо уловили суть моих усилий».
Независимо от истинных философских убеждений Бора, защита Копенгагенской интерпретации была, несомненно, основана на аргументах и лозунгах, заимствованных у логического позитивизма. Верификационная теория смысла, в особенности идея о том, что непроверяемые утверждения бессмысленны, преподносилась студентам-физикам как новое фундаментальное понимание мироустройства и неотъемлемая часть успеха квантовой физики. Согласно одному очень популярному учебнику квантовой физики середины XX века, старая физика эпохи до квантовой революции считала, что частицы, например фотоны, всегда, в каждый момент времени имеют определенное положение, но «квантовая механика <…> заменила это представление другим: что положение фотона имеет некоторое значение, только когда эксперимент включает в себя определение этого положения». Сам Гейзенберг, говоря о квантовых явлениях, часто пользовался операционалистским языком. «Не существует способа наблюдать орбиту электрона вокруг атомного ядра, – заявлял он, – и, следовательно, в обычном смысле никакой орбиты электрона не существует». Согласно Гейзенбергу, полагать, что электрон движется по орбите или вообще проходит какой-либо путь между наблюдениями, «было бы ошибкой словоупотребления, которую нельзя оправдать».
И все же, если быть честными, нельзя сказать, что физическое сообщество приняло позитивизм, – оно приняло лишь его удобную для практических целей упрощенную имитацию. Верификационная теория смысла на деле не могла обосновать большинство положений копенгагенской интерпретации. И мало кто из физиков действительно считал, как считали члены Венского кружка, что электронов не существует. Принятая физиками позиция была просто карикатурой позиции позитивистской. Если что-то нельзя увидеть, то какое нам до этого «что-то» дело? Ведь то, что нельзя увидеть, все равно не имеет никакого содержания и смысла. А если кого-то это все равно не убеждает, для них заготовлена груда заимствованных у позитивистов (хотя и попутно при этом искаженных) аргументов, которые доказывают, почему это так, – и их вполне достаточно, чтобы большинство людей могло об этих материях не беспокоиться, особенно когда вокруг столько разнообразнейшей интересной работы для тех, кто владеет математическим аппаратом квантовой физики.
Эта мультяшная пародия на позитивизм, невзирая на все ее недостатки, вполне устраивала практически мыслящих физиков, работавших во время и после Второй мировой войны. И некоторые члены Венского кружка, такие как Шлик и Франк, действительно утверждали, что у копенгагенской интерпретации есть серьезное философское основание, коренящееся в общепринятых фундаментальных положениях логического позитивизма. Но война, прояснившая перспективы копенгагенской интерпретации, одновременно омрачила судьбы самих позитивистов.
* * *
У Венского кружка серьезные неприятности начались в середине 1930-х, когда на Европу надвигался фашизм. Стремительно ухудшающаяся политическая ситуация убедила некоторых из его лидеров и их коллег, что им лучше вообще расстаться с Европой. В 1933 году, когда Гитлер пришел к власти, Райхенбаху пришлось оставить Берлин и бежать в Стамбул, где он потом несколько лет работал в университете. Примерно в это же время фашисты захватили власть в Австрии, и к 1934 году Чехословакия оказалась в шатком положении единственного еще функционирующего демократического государства Восточной Европы. Карнап, который за несколько лет до этого переехал в Прагу и преподавал в Пражском университете, понял, куда дует ветер. При содействии американского позитивиста Чарлза Морриса в 1935 году Карнап переехал в Соединенные Штаты и вскоре получил место в Чикагском университете. Шлик оставался в Вене, но и у него появились серьезные политические проблемы: и новое фашистское правительство, и австрийские нацисты видели в нем политического и идеологического оппонента (которым он и был), а наци еще и объявили его евреем (которым он не был). В 1936 году австрийское правительство отказало Шлику в выдаче выездной визы для поездки в Копенгаген на конференцию, проходившую в доме Бора. Наутро в первый день конференции, в те самые часы, когда Бор и Франк представляли в Копенгагене свои доклады, на ступенях у входа в Венский университет к Шлику подошел его бывший студент, Иоганн Нельбек. Он четыре раза выстрелил в Шлика в упор; Шлик умер на месте. Нельбека схватили. Он сознался в содеянном и был признан вменяемым. Однако австрийские нацисты вцепились в это дело и представили его прессе в искаженном виде. За это убийство Нельбека приговорили всего к десяти годам тюрьмы. Когда в 1938 году Австрия в результате аншлюса стала частью нацистской Германии, Нельбек подал прошение о помиловании. В нем он пишет (говоря о себе в третьем лице): «Своим деянием, в результате которого был устранен еврейский преподаватель, пропагандировавший учения, враждебные и разрушительные для нации, он оказал важную услугу национал-социализму, а в результате этого акта за национал-социализм и пострадал». Нельбек был помилован нацистами после того, как отбыл всего два года из назначенного ему тюремного срока.
К тому моменту, когда в 1939 году разразилась война, единственным из основных членов Венского кружка, еще остававшимся в континентальной Европе, был Отто Нейрат. После захвата власти в Австрии фашистами он бежал в Нидерланды, надеясь продолжать свою международную деятельность из Гааги. В 1940 году он и его ассистентка сумели бежать из горящего Роттердама на лодке в Англию – нацисты вошли в Гаагу спустя несколько часов после его бегства. После войны предпринимались попытки возобновить деятельность кружка, но внезапная смерть Нейрата в декабре 1945 года положила им конец. Позитивизм как философское течение еще продолжал свое существование под новым названием «логического эмпиризма», но великая мечта Венского кружка о всемирном политическом, философском и научном позитивистском движении была мертва.
Если еще и оставались какие-то надежды на возрождение международного объединения вокруг позитивизма, они быстро рассеялись в послевоенной политической атмосфере Соединенных Штатов. После Второй мировой войны там стремительно распространилась антикоммунистическая истерия, а начавшаяся холодная война остудила активность во всех областях интеллектуальной деятельности, не исключая и философию. Движение «Единство науки», с его леволиберальной политической направленностью, антирелигиозной философией, интернационалистскими устремлениями, казалось некоторым подозрительно похожим на какой-то прокоммунистический левый фронт. В эпоху всеобщего ужаса перед «красной угрозой», как раз когда по тем же причинам отправили в ссылку Дэвида Бома, в руководимом Дж. Эдгаром Гувером ФБР составлялись досье на Карнапа, Франка и других светил позитивизма. Испытывая сильнейшее давление, заставлявшее их воздерживаться от любой политической деятельности, позитивисты были принуждены сосредоточиться исключительно на вопросах логики и философии науки – на том, что их оставшийся в таком далеком прошлом манифест когда-то назвал «ледяными вершинами логики».
Но последний удар позитивизму нанесли не внешние геополитические силы и не роковая разрушительная случайность – он был нанесен изнутри самой философии. Новое поколение философов нашло новые аргументы против ряда центральных положений позитивизма, аргументы, которые обнажили несостоятельность верификационной теории смысла и инструменталистского подхода к науке – и заставили философов науки отвернуться от копенгагенской интерпретации.
* * *
Одним из молодых философов, посетивших Венский кружок в пору его расцвета, был блестящий американский студент с невероятным именем Уиллард Ван Орман Куайн. В 1932 году он написал докторскую диссертацию по математической логике в Гарварде, а на следующий год получил грант на поездку в Европу. Там он познакомился со Шликом, Франком, Айером и другими ведущими позитивистами. Шесть недель он учился у Карнапа в Праге – «мой первый поистине значительный опыт интеллектуального воспламенения живым учителем, а не мертвой книгой», говорил Куайн об этом впоследствии. Вернувшись из Европы «верным учеником Карнапа» (и с семью долларами в кармане), Куайн снова отправился в Гарвард и стал вести там занятия по позитивистской философии. Кроме того, он получил важные результаты в области математической логики. Но пока Куайн работал и преподавал – с перерывом на период Второй мировой войны, когда он занимался взламыванием кодов шифровок, перехватываемых с нацистских подводных лодок, в нем зрели и накапливались сомнения в позитивистской догме. Наконец в 1951 году плотину прорвало: Куайн написал работу, которая поставила позитивизм на колени.
Статья Куайна «Две догмы эмпиризма» метила в самое сердце позитивистской программы – верификационную теорию смысла. Куайн обратил внимание на то, что не существует способа проверить единичное утверждение – все попытки верифицировать утверждение неизбежно включают в себя предполагаемую истинность других утверждений, которые сами отягощены той же проблемой. Пусть, например, пульт дистанционного управления вашим телевизором не действует – телевизор не включается. Вы подозреваете, что у пульта сели батарейки. Вы можете это проверить, сменив батарейки, и попытаться снова включить телевизор при помощи пульта. Вы делаете это – телевизор заработал. Значит ли это, что вы были правы? Нет. Вполне возможно, что батарейки в пульте вовсе не были разряжены. Например, в пульте случилось короткое замыкание и он то работает, то нет, какие бы батарейки вы в него ни вставляли. А может, старые батарейки вставлены не тем концом, а вы этого не заметили – просто вытащили их, а новые вставили правильно. Или, может, произошло что-то более экзотическое: телевизор на самом деле сразу включился, когда вы в первый раз попробовали включить его пультом, но таинственным образом изображение стало инфракрасным, а звук передавался в ультразвуковом диапазоне, так что вы ничего не видели и не слышали. После того как вы сменили батарейки, телевизор вернулся в нормальный режим – но не потому, что вы их сменили. Последний случай выглядит очевидно нелепо – как же это могло случиться? Но дело по-прежнему в том, что, проверяя работу батареек в пульте, вы предполагаете действительными множество разнообразных фактов окружающего мира – все ваши предположения основаны на вашем предыдущем опыте, и любое из них может, в принципе, оказаться неверным. И конечно, это справедливо не только для предположений о батарейках в дистанционном пульте; так происходит верификация любого утверждения. Выглядывая в окно и говоря «На дворе дождь», вы предполагаете, что ваш взгляд сквозь оконное стекло дает вам точную картину мира за окном, что ваши глаза функционируют правильно и что потемневший дневной свет и падающие капли действительно связаны с дождевой тучей, а не с космическим кораблем пришельцев, загородившим Солнце и брызгающим на вашу лужайку какой-нибудь экзотической субстанцией. Итак, вы никогда не можете проверить отдельное утверждение: вы всегда упираетесь в верификацию всей полноты вашего знания о мире или, по крайней мере, очень большой части этого знания. Как говорит об этом Куайн, «наши утверждения о внешнем мире предстают перед трибуналом нашего чувственного опыта не индивидуально, но только в виде корпоративного единства».
Отправив верификационную теорию смысла в нокдаун, Куайн переходит к опровержению идеи о том, что говорить о ненаблюдаемых вещах бессмысленно. Неверифицируемые утверждения должны иметь смысл, так как все индивидуальные утверждения неверифицируемы. Следовательно, столь ненавистная позитивистам «метафизика» триумфально возвращается: становится вполне возможно говорить о физических объектах, существующих независимо от говорящего, а не только о его ощущениях.
Работа Куайна придала смелости и другим мыслителям, сомневавшимся в логическом позитивизме. Одним из них был младший коллега Куайна по Гарварду Томас Кун. Работая над своей книгой «Две догмы», Кун подолгу беседовал с Куайном, чьи аргументы произвели на него глубокое впечатление. Статья Куайна «сильно подействовала на меня – как раз в это время я пытался решить проблему смысла», – говорил он впоследствии. Впервые Кун заинтересовался историей и философией науки, еще будучи студентом магистратуры в области физики твердого тела. В связи с тем, что его назначили ассистентом преподавателя нового курса истории науки, ему пришлось прочесть «Физику» Аристотеля. В этой книге Кун нашел странный мир, в котором тяжести падали потому, что пытались вернуться в свое «естественное положение» в центре Вселенной – на Земле. «Сначала то, что говорил Аристотель, приводило меня в замешательство; но это длилось до тех пор, пока – и я живо помню этот момент – до меня вдруг “дошло”, и я нашел путь к пониманию, путь, на котором философия Аристотеля приобретала смысл», – вспоминал Кун. Он внезапно осознал, что перед ним результат работы первоклассного ума, стремящегося понять законы окружающего его физического мира, совсем как это делает современный ученый. Основное отличие заключалось в том, что Аристотель начал свою работу с позиций совершенно иного мировоззрения, в рамках которого его идеи были наполнены богатым содержанием. Кун пришел к убеждению, что вся выстроенная им в мозгу схема научного прогресса, к которой он пришел в результате прохождения курса физики, примитивно-карикатурна и просто неверна. Прогресс науки не состоит в том, чтобы просто нагромождать одну успешную теорию на другую. Это гораздо более сложный и тонкий процесс.
После того как в 1949 году Кун защитил докторскую диссертацию, он полностью сменил область научных интересов, сделавшись историком и философом науки. Посвятив несколько лет исследованиям истории физики, в частности периода, последовавшего за коперниканской революцией, он занялся развитием приобретенного им нового взгляда на науку, который шел вразрез с позитивистской концепцией научного прогресса. Ирония ситуации в том, что именно позитивисты и предоставили ему прекрасную возможность заняться этим. Чарлз Моррис, американский позитивист, который когда-то помог Карнапу перебраться в Америку, связался с Куном и попросил его принять участие в написании монографии по истории науки для «Международной энциклопедии объединенной науки», все еще существующего, хотя и еле живого проекта, начатого Нейратом более двадцати лет назад. К тому времени Моррис уже несколько лет безуспешно пытался найти кого-то, кто взялся бы за эту книгу. Ее рабочее название было «Структура научных революций».
Несмотря на то что книга Куна вышла в рамках энциклопедии Нейрата, содержавшиеся в ней идеи полностью расходились с позитивистскими взглядами на науку. Кун доказывал, что как наблюдаемое, так и ненаблюдаемое содержание систем научного мировоззрения, которые он называет «парадигмами», оба играют важнейшую роль в практике науки. Эти научные парадигмы влияют на то, какие выполняются эксперименты, по каким правилам они выполняются и как интерпретируются их результаты. Если вернуться к примеру с неработающим пультом дистанционного управления, замену батарейки следует признать разумной мерой, так как то, что вы знаете о таких пультах, телевизорах и батарейках, предполагает, что разрядившиеся батарейки – самая вероятная причина того, что пульт не работает. Тот же запас сведений – ваша «парадигма систем домашних развлечений» – говорит вам, что невозможно, чтобы ваш телевизор вдруг начал показывать в инфракрасных лучах, а звуки передавал в ультразвуковом диапазоне. Кун доказывал, что подобным же образом парадигмы определяют и научную практику. Например, в XIX столетии химики верили в атомную теорию, согласно которой существует ограниченное число элементов, каждый из которых состоит из идентичных атомов; эти атомы образуют устойчивые соединения с фиксированными отношениями числа атомов каждого элемента. Эти идеи лежали в основе практической работы ученых-химиков того времени и, согласно Куну, обладали силой, позволившей «поставить задачу определения атомных весов, ограничить приемлемые результаты химического анализа и дать химикам информацию о том, что собой представляют атомы и молекулы, соединения и смеси». На каждом шагу по пути научного познания – построения гипотез, планирования и проведения экспериментов, и даже простого наблюдения результатов этих экспериментов – парадигма атомной теории определяла и одушевляла действия химиков XIX века. И действия эти имели оглушительный успех – элементы периодической таблицы были открыты за десятилетия до того, как физики обнаружили электроны или узнали что-то о структуре атомов. Но ведь согласно наиболее передовым научным данным того времени, атомы были ненаблюдаемы! Следовательно, заключал Кун, имеет значение не только наблюдаемая часть теории – на развитие науки влияет полное содержание научных парадигм. Интерпретация физической теории, например квантовой физики, важна для повседневных практических занятий наукой. Логический позитивизм этой службы сослужить не мог бы.
Что именно хотел бы Кун поставить на место позитивизма, не вполне ясно. Некоторые из его наиболее смелых заявлений, например идея невозможности рационального сравнения конкурирующих научных теорий, были отброшены как ошибочные и не пользовались популярностью у профессиональных философов науки. Но критика Куном позитивизма и его меткие наблюдения, касающиеся научной практики, получили широкое признание. И он был не единственным, кто обратил внимание на эти проблемы: другие философы, в том числе Дж. Дж. К. Смарт, Хилари Патнэм, Карл Поппер, Гровер Максвелл, Норвуд Расселл Хэнсон и Пауль Фейерабенд в конце 1950-х и в 1960-х обрушились на позитивистскую философию науки, перекликаясь друг с другом и указывая на все новые неустранимые погрешности в позитивистском взгляде на научную работу и прогресс. За несколько лет до выхода «Структуры…» Хэнсон предвосхитил некоторые из положений Куна в своей книге «Модели открытия». (Хэнсон и Кун были знакомы друг с другом, и оба в своих книгах отмечали работы друг друга.) Для ситуаций, в которых в науке начинают играть роль ненаблюдаемые сущности, Хэнсон придумал прочно прижившийся термин «нагруженность теорией». Новая генерация философов в целом согласилась с представлением, что научная практика «нагружена теорией» и что история и практика реальной науки являются основным двигателем развития философии науки. И хотя представители этой генерации во многих вопросах расходились друг с другом, между профессиональными философами науки начал формироваться новый консенсус, противостоящая логическому позитивизму концепция, которую они назвали научным реализмом.
Научный реализм по сути вполне соответствует своему названию. Этот взгляд основывается на идее, что существует реальный мир, независимый от наших наблюдений за ним, и что наука дает нам его приближенное описание. Когда на место старой научной теории приходит новая, это в целом объясняется тем, что новая теория в некотором важном смысле дает лучшее приближение к истинной природе мира. Нельзя при этом сказать, что мир совершенно нечувствителен к нашим попыткам вызывать и изучать его реакции, – квантовая контекстуальность свидетельствует о том, что наши измерения все же определенным образом воздействуют на мир, но в общем и целом мир идет своим путем, вмешиваемся мы в этот процесс или нет. И содержание этого мира, как наблюдаемое, так и ненаблюдаемое, приблизительно адекватно описывается содержанием наших лучших научных теорий.
«Реалисты» также утверждали, что различие между тем, что доступно наблюдению, и тем, что ему недоступно, не является в научном смысле ни значимым, ни ощутимым. Для позитивистов это, конечно, было настоящей ересью. Ведь некоторые позитивисты доходили до того, что не признавали истинно реальными объекты, видимые в микроскопы, так как они не были воспринимаемы «непосредственно». Сторонники научного реализма считали это нелепым. «Если проводить такую мысль последовательно, то получается, что мы не можем наблюдать физические объекты через театральный бинокль или даже через обычные очки, а кто-то может призадуматься и о статусе того, что он видит сквозь оконное стекло», – писал Гровер Максвелл, один из наиболее яростных защитников научного реализма. Максвелл еще замечал, что сама идея о «принципиальной ненаблюдаемости» чего-то подлежит пересмотру с точки зрения новой теории и новой техники. До эпохи бурного развития оптики и появления микроскопа, указывал он, что-то «слишком маленькое, чтобы быть видимым» считалось бы принципиально ненаблюдаемым. «Именно теория, а значит, сама наука говорит нам, что является или не является <…> наблюдаемым, – писал Максвелл, как бы отзываясь на слова, сказанные Эйнштейном Гейзенбергу. – Не существует априорных или философских критериев разделения на наблюдаемое и ненаблюдаемое».
«Научные реалисты» достигли прогресса в понимании и принятии истории науки и теоретически нагруженной научной практики и быстро разделались и с позитивистскими идеями о функционировании науки вроде инструментализма и операционализма. «Реалисты» показали, что если определения научных понятий в конечном счете сводятся к операциям, то не существует способа как-либо улучшить измерительные процессы, да и просто даже проектировать их – ведь это потребовало бы выхода за пределы операционалистского определения. Если, например, длина определяется как то, что измеряют имеющиеся у нас линейки, то невозможно спроектировать улучшенную линейку – ее все равно придется контролировать при помощи наших идеальных по определению линеек. Но ученые постоянно совершенствуют свои измерительные приспособления и изобретают новые! Идеи длины, времени, массы и так далее не просто определяются при помощи экспериментальных операций – они внутренне присущи теории, используемой для проектирования и проверки новых измерительных приспособлений.
Развенчание «реалистами» операционализма не было чем-то совершенно новым – научная практика и достигнутые наукой успехи давно уже заставили многих позитивистов, включая Карнапа, отказаться от этого подхода как чрезмерно упрощенного. Но инструментализм, воззрение, в соответствии с которым наука – это просто инструмент организации и предсказания результатов восприятия, а метафизическое содержание теории не является необходимым, по-прежнему разделялось многими позитивистами. Реалисты эту точку зрения тоже считали несостоятельной. Если ненаблюдаемое «метафизическое» содержание наших лучших научных теорий – такое, например, как электроны, – в действительности не имеет вообще никакого отношения к реальному содержанию мира, почему тогда научные теории работают? В самих теориях предполагается объяснение наблюдаемых нами явлений на основе ненаблюдаемых сущностей. Но если эти ненаблюдаемые сущности на деле являются всего лишь удобными образами, которые сопровождают «реальное» содержание теории (то есть предсказания явлений наблюдаемого мира), и эти образы на деле никак не согласуются с содержимым реального мира, тогда выходит, что нам просто поразительно повезло, что наши теории работают так хорошо!
Возьмем пример. Если зажечь магниевую свечу и воткнуть ее в смесь железной ржавчины и алюминиевого порошка, начнется неуправляемая химическая реакция, при которой произойдет ослепительная вспышка, а температура реагентов быстро достигнет примерно 2500 °C – почти половины температуры поверхности Солнца. Железо и алюминий подойдут к своим точкам кипения. Это фантастически красивое и опасное явление (серьезно: никогда не пытайтесь его осуществить!) называется термитной реакцией. Но дальше оно становится еще более фантастическим: невероятно интенсивную термитную реакцию невозможно остановить, и, что бы вы с ней ни делали, она продолжается до тех пор, пока не истощится участвующее в ней количество ржавчины и алюминия. Можно поместить горящее вещество под воду, засыпать его песком, даже поместить его в космический вакуум – горение не прекратится. (Одним из главных промышленных применений термита как раз и является подводная сварка.) Дело в том, что для этой реакции не требуется ничего, кроме ржавчины и алюминия, ну разве что еще немного тепла для ее начала (для этого и нужна магниевая свеча).
Термитная реакция происходит, потому что алюминий отчаянно стремится реагировать с кислородом. В ржавчине нет ничего, кроме железа и кислорода, поэтому алюминий отдирает кислород от ржавчины – образуются окись алюминия, железо и огромное количество теплоты. По крайней мере, так нам объясняет все происходящее квантовая химия. Но для инструменталиста это объяснение не является настоящим ответом на вопрос «что происходит?». Никакого «настоящего» ответа инструменталист вообще не предполагает получить. Все, что ему нужно, – это знать, что квантовая химия правильно предсказывает бурную реакцию в результате засовывания магниевой свечи в кучку ржавчины и алюминия. Более глубокое объяснение, в частности ответ на вопрос, почему алюминий так отчаянно стремится соединиться с кислородом, – ответ, который дает квантовая химия и который связан с электронными орбиталями, – инструменталисту не только неинтересен, он просто не имеет отношения к реальности.
Но если объяснение, которое дает квантовая химия термиту, не имеет отношения к реальности, значит, у инструменталиста имеется серьезная проблема. Ведь теория не просто предсказывает, что произойдет термитная реакция, – она предсказывает, и очень подробно, как она произойдет и что именно будет происходить. Она объясняет, насколько горячей должна быть магниевая свеча, чтобы запустить реакцию. Она точно описывает, до какой температуры дойдет реакция и сколько она будет длиться. Она даже рассказывает о том, какие еще виды ржавчины (окиси различных металлов) можно использовать в сочетании с алюминием и как именно это изменит параметры реакции. И все эти убийственно подробные ответы, даваемые квантовой химией с точностью до пятого знака после запятой, объясняются поведением электронных орбиталей в атомах, составляющих исходный металлический порошок. Вы, конечно, можете оставаться инструменталистом и отрицать, что электронные орбитали реальн, – но как тогда вы сможете объяснить изумительное согласие между теоретическими предсказаниями и экспериментальными результатами? Если атомы и электронные орбитали нереальны, тогда почему же квантовая химия так великолепно объясняет все подробности термитной реакции? «Если инструментализм верен, нам придется поверить в космическое совпадение, – говорил Дж. Дж. К. Смарт. – Разве не странно, что явления нашего мира должны быть именно такими, чтобы чисто инструментальная теория оказалась верна? С другой стороны, если мы интерпретируем теорию реалистическим образом, надобности в этом космическом совпадении больше не будет <…> и множество неожиданных фактов перестает выглядеть неожиданными». Явно испытывая некоторое нетерпение по отношению к инструментализму, Смарт продолжает:
«Представьте себе, что сыщик находит множество следов, пятен крови и так далее. Если бы преступник был теоретической фикцией, необходимой для того, чтобы связать друг с другом найденные следы и пятна крови, то было бы слишком самонадеянно предполагать, что из этого можно сделать верные предсказания новых следов, пятен крови и даже оброненных пятифунтовых банкнот. Но если преступник действительно существовал, такие предсказания никого бы не удивили».
Хилари Патнэм выразил то же самое более лаконично. «Реализм, – заявил он, – это единственная философия, для которой успехи науки не являются чудом».
* * *
Смарт считал позитивизм проблематичным не только в философском смысле – вслед за Фейерабендом он видел, что создает и чисто практические трудности.
«Позитивистская позиция часто становится враждебной прогрессу, – писал Смарт в 1963 году. – Позитивизм вполне мог бы поддержать теорию Птолемея [геоцентрическую модель Вселенной] против Коперника – ведь во времена Коперника она лучше предсказывала небесные явления. Позитивисты поддерживали феноменологическую термодинамику и сопротивлялись [атомной] теории газов. А сегодня они a priori встречают в штыки любые попытки построить альтернативу доминирующей копенгагенской интерпретации квантовой механики». Для Смарта, Патнэма, Фейерабенда и других ведущих философов современности это было серьезной проблемой – ведь с крахом позитивизма копенгагенская интерпретация становилась незащищаемой. Как мог бы наш повседневный реальный мир включать в себя в качестве составной части мир квантовый, в котором не было ничего реального? «Яркий и неопровержимый довод в пользу того, чтобы отказаться считать элементарные частицы теоретической условностью, – писал Смарт, – заключается в том, что если предмет описания квантовой механики нереален, то выполнение макроскопических законов <…> оказывается слишком удивительным совпадением, чтобы в него можно было поверить».
Была и еще одна проблема: наиболее прямым и кратчайшим путем к тому, чтобы сделать «измерение» фундаментом теории, оказывался путь операционалистский – но операционализм с полной очевидностью обнаружил свою ошибочность. «Измерения представляют собой подкласс физических взаимодействий – не более и не менее, – писал Патнэм в 1965 году. – В удовлетворительной физической теории “измерение” никогда не может быть термином неопределяемым и измерения никогда не могут подчиняться никаким “окончательным” законам, кроме законов, которым “в окончательном смысле” подчиняются все физические взаимодействия». Разрешить эту проблему путем проведения раздела между квантовым микромиром и макромиром повседневной классической физики, на чем когда-то настаивал Бор, тоже не получалось. «Этим мы не добьемся ничего, кроме того, что вновь переведем проблему на язык классической физики, где она останется в точности той же проблемой <…>; это предложение совершенно неприемлемо, – говорил Патнэм. – Вряд ли мы можем ссылаться на одну теорию (классическую физику), исходя из основных положений другой (квантовой физики), если первая теория считается неверной, а вторая предназначена для того, чтобы заменить первую <…> Квантовая механика, если она верна, должна быть применима к системам произвольного размера <…> В частности, она должна быть применима и к макросистемам». Но если это так, продолжал Патнэм, то «как быть с наблюдаемыми макрообъектами, которые на долгое время изолированы от нас, например с системой, состоящей из космического корабля со всем его содержимым, отправленного в межзвездное пространство? Мы же не можем серьезно полагать, что космический корабль начинает существовать, только когда он снова становится наблюдаемым с Земли или другой внешней системы?» Для копенгагенской интерпретации измерения были серьезной проблемой. Смарт признавал это, подвергая уничтожающей критике идею, что измерения должны описываться в классических терминах:
«Сторонники копенгагенской интерпретации микрофизики неразрывно связаны с физикой классической. Они утверждают, что, коль скоро мы интерпретируем наши наблюдения, опираясь на физику макроскопических инструментов, этот подход не должен меняться вне зависимости от любых достижений микрофизики. Что это не так, можно показать (как это сделал Фейерабенд), поставив простой вопрос: почему мы должны руководствоваться классической физикой? Почему, например, не физикой Аристотеля или даже не физикой чернокнижников, которая когда-то считалась просто “научным здравым смыслом”? Подобным же образом мы должны отбросить и представление, что священные и неприкосновенные законы, объясняемые теориями микромира, существуют на [инструментальном] или макроскопическом уровне. Мы должны заключить <…>, что теории микромира могут прямо объяснять наблюдения, такие, например, как исход эксперимента с двумя щелями».
Смарт и Патнэм трезво осознавали, какие трудности встают перед любой альтернативой копенгагенской интерпретации. «Любая реалистическая философия теоретических сущностей не должна быть чересчур наивной. Она должна принимать во внимание весьма значительные трудности, связанные с неинструменталистской интерпретацией физики, – писал Смарт. – Возможным путем ухода от этой дилеммы может быть развитие детерминистической теории микрофизики в направлениях, предвосхищенных такими авторами, как Д. Бом и Ж.-П. Вижье». Патнэм соглашался с тем, что «с [квантовой] теорией что-то не так». Но он думал, что доказательство фон Неймана лишило силы предложенную Бомом интерпретацию на основе волн-пилотов – в это время полученное Беллом опровержение этого доказательства все еще лежало в столе у редактора, – а о многомировой интерпретации Эверетта он, как Смарт и почти все остальные, вообще ничего не слышал. Поэтому Патнэм заключал, что «на сегодня не существует ни одной удовлетворительной интерпретации квантовой механики». Но он надеялся, что эта проблема будет решена. «Человеческая любознательность не успокоится, пока на вопрос [о квантовой интерпретации] не будет найден ответ <…> Попытка сделать первый шаг в этом направлении предпринята здесь. Это скромный, но существенный шаг к тому, чтобы ясно представить себе природу и масштаб предстоящих на этом пути трудностей».
Именно это и было по-прежнему неясно физикам. Философы успешно преодолели позитивизм и добились глубокого осознания математических тонкостей квантовой физики, но физики оставались зашоренными, отделенными от философии и ее достижений стеной непонимания. Они не имели ни малейшего представления о том, что в ней происходит. Поколение Эйнштейна и Бора в философии было хорошо подковано, но происшедший после Второй мировой войны сдвиг в сторону узкой специализации наложил свой отпечаток на образование свежей поросли физиков. В эпоху послевоенного образовательного бума академические факультеты фрагментировали, разбивали на изолированные специальности, и физики, соблазняемые щедрыми грантами и погруженные в сложные прикладные вычисления, в целом не проявляли к философии никакого интереса. Физика упорно продвигалась вперед, ничего не зная о революции, которая произошла, по сути, в смежной с ней области. И это философов, вообще говоря, ничуть не удивляло. «Если бы не то, что философские возражения против копенгагенской интерпретации (которые состояли всего лишь в выявлении позитивистских установок) могли помочь в реальных трудностях, с которыми сталкивалась квантовая механика, – писал Смарт, – то эти возражения, конечно, были бы признаны физиками неудовлетворительными». Если бы физикам пришлось обратить внимание на проблемы, связанные с самими основаниями их науки, на карте оказалось бы нечто гораздо большее, чем просто философия. Тогда появилась бы возможность полностью перевернуть общепринятую физику, найти нечто фундаментально новое, нечто сияющее и восхитительное, нечто, опирающееся по преимуществу на лабораторный эксперимент, – нечто вроде решающей проверки идей Джона Белла.
Назад: 7 Глубочайшее научное открытие
Дальше: Часть III Великая задача