Свет бесконечных звезд должен был превратить небо в сплошную сверкающую пелену. Но идея конечности доступной исследованию Вселенной не возникала.
В целом XX век застал очень стройное и, казалось, достоверное в своей основе здание науки предыдущего столетия. В XX веке это здание не было разбито. Оно только зашаталось, и научная революция нашла для него новый фундамент, на котором старые знания получили ограниченное место. Это следует подчеркнуть. Научная революция не была очищением площадки для нового строительства. В науке не бывает катаклизмов, которые Ж. Кювье видел в прошлом Земли. История науки – непрерывный процесс. Н. Бор в начале нашего столетия, создавая модель атома, выдвинул принцип соответствия: при некоторых предельных условиях соотношения квантовой механики переходят в соотношения классической механики. Теория относительности Эйнштейна в случае медленных движений и процессов, при которых поглощаются или выделяются не слишком большие энергии, приходит к соотношениям механики Ньютона. Наука XX века подошла к классическому наследству как к совокупности теорий, уже не являющихся абсолютно справедливыми, абсолютно точными и абсолютно общими. Они становятся относительными и ограниченными, но получают более солидное обоснование.
Что застает в науке XXI век? Об этом трудно сказать – развитие науки приобрело такую стремительность, что за оставшиеся два десятилетия может произойти много неожиданного. Но кое-что можно сказать с большой достоверностью.
Как уже говорилось, XX век застал науку в виде стройного здания, претендующего на длительное сохранение без дальнейших перестроек. XXI век застанет науку далеко не в столь законченном и стройном виде. Здесь мы подходим, быть может, к самой важной особенности науки нашего века.
В начале столетия наука нашла для своего здания не только новые свободные площадки и не только методы перестройки старых сооружений, но и более глубокий и прочный фундамент. Но оказалось, что под этим новым фундаментом скрывается еще один. И по-видимому, отныне нельзя было строить только вверх, воздвигая все новые этажи. Наука должна была все более опускаться вниз, ко все более глубоким фундаментальным основаниям. И вот эти, очевидно, бесконечные поиски все более глубокого и прочного фундамента и встретит XXI век.
В самом деле, в течение XX века наука раздвинула мироздание вширь. Новая астрономическая революция позволила узнать много совершенно неожиданного о галактиках, находящихся от нас на расстояниях в миллиарды световых лет. Но дело не в этих масштабах. Мы знаем, что структура и эволюция Вселенной не могут быть познаны без дальнейшего коренного фундаментального преобразования основных физических принципов, основных принципов математики, без преобразования самой логики. Они не могут быть познаны и без нового представления об элементарных частицах. И здесь пафос современной науки не в том, что мы изучаем процессы в областях порядка 10^-15 см и 10^-25 сек., а в том, что здесь кончается путь, которым наука шла до сих пор, когда природу тела объясняли ссылкой на его внутреннюю структуру, на расположение и движение меньших частиц, входящих в его состав.
Мы теперь знаем о возможности существования малой частицы, состоящей из более крупных. Это совершенно парадоксальное для классической науки утверждение представляется весьма вероятным. Крупные частицы могут так сильно взаимодействовать одна с другой, что их совокупная масса уменьшится, и в результате перед нами окажется частица с очень малой массой, близкой к нулю. Появляется представление о частице, составленной из очень больших масс. Трудно сказать, к чему приведет развитие подобных идей. Но они иллюстрируют однозначный и достоверный прогноз: XXI век застанет в науке начавшийся процесс непрерывных поисков новых фундаментальных принципов. В этом великий вклад науки нашего века в историю цивилизации. Теперь уже покончено с представлением о неподвижном фундаменте науки, на котором меняется лишь надстройка. В современнои науке ремонт и расширение надстроек неотделимы от возведения нового фундамента.

Теория относительности, квантовая механика и начало атомного века

В 20– 30-е годы нашего столетия часто говорили о более глубоком воздействии квантовых идей, о более радикальном характере выводов из принципа неопределенности и из квантовой механики в целом по сравнению с выводами из теории относительности. Наблюдая развитие релятивистских и квантовых идей во второй половине столетия, можно убедиться в неправильности самого противопоставления итогов развития двух важнейших направлений современной физической мысли. Их философские итоги – одни и те же, причем не в смысле совпадения, а в ином, более глубоком смысле. Уже отмечалось, что философское обобщение достижений неклассической науки совпадает по своему направлению с наиболее характерной тенденцией второй половины XX века – превращением релятивистских и квантовых идей в нечто единое, в единую теорию мегамира и микромира. Другими словами, объектом философского обобщения – и чем дальше, тем больше – становится неклассическая наука как нечто целое.
Поэтому для философии важен анализ теории относительности как концепции, характеризующей не только свой непосредственный объект – движение, сопоставимое по скорости со скоростью света, – но в определенной степени и развитие науки в целом. Попробуем проследить те идейно-методологические и экспериментальные резонансы теории относительности, которые преобразуют науку XX века.
Прежде всего отметим, что эта теория сообщила всей пауке XX века более высокий динамизм. Она явилась первой универсальной физической концепцией, которая с самого начала устами своего творца объявила о своем неокончательном характере. Она посягнула на такие фундаментальные принципы физики, которые не могли быть поколеблены без принципиального отказа от всяческих догматических абсолютов, в частности от представления об абсолютной законченности самой теории относительности.
Далее, теория относительности дала толчок пространственно-временному представлению, общему для всей неклассической науки. Такое представление в своем развитии связано с атомистической природой пространственно-временных соотношений и с распространением и модификацией их на иные области помимо макроскопического движения со скоростями, сопоставимыми со скоростью света.
Прежде чем перейти к такой модификации пространственно-временного представления, несколько слов о нем как о центральной идее теории относительности. В 1908 году в работах Г. Минковского теория относительности была изложена в форме псевдоевклидовых геометрических соотношений четырехмерного пространственно-временного мира. В такой форме специальная теория относительности получила дополнительные возможности развития, облегчавшие систематическое построение релятивистской механики и электродинамики и последующий переход к более общей теории, включающей и гравитационное поле.
Г. Минковский ввел понятия четырехмерной пространственно-временной «мировой точки», «мировой линии», «мира» и показал, что соотношения теории относительности могут быть представлены в виде геометрических соотношений, аналогичных евклидовым, если помимо пространственных координат (х, у, z) ввести четвертую координату – время, измеренное особыми единицами. При этом получается четырехмерная псевдоевклидова геометрия, отличающаяся от обычной евклидовой числом измерений и тем, что четвертая координата не является пространственной.
При всем значении этих понятий они не изменили физического смысла теории относительности. Физическая идея четырехмерной геометрии – представление о связи пространства и времени – содержалась, по существу, уже в первой статье А. Эйнштейна о теории относительности. Речь идет не о тривиальной констатации того, что реальный мир существует в пространстве и во времени. В теории относительности содержалось другое утверждение.
Если нет мирового эфира как универсального тела отсчета, значит, теряет смысл понятие абсолютной одновременности. Исчезнув из картины мира, эфир и отнесенное к эфиру движение унесли вместе с понятием абсолютной одновременности и представление о едином, охватывающем все пространство потоке времени, и представление об абсолютном пространстве.
В 1949 году Эйнштейн писал: «Весьма распространенной ошибкой является мнение, будто специальная теория относительности как бы открыла, или же вновь ввела, четырехмерность физического многообразия (континуума). Конечно, это не так. Четырехмерное многообразие пространства и времени лежит в основе также и классической механики. Только в четырехмерном континууме классической физики „сечения“, соответствующие постоянному значению времени, обладают абсолютной (т. е. не зависящей от выбора системы отсчета) реальностью. Тем самым четырехмерный континуум естественно распадается на трехмерный и на одномерный (время), так что четырехмерное рассмотрение не навязывается как необходимое. Специальная же теория относительности, наоборот, создает формальную зависимость между тем, как должны входить в законы природы пространственные координаты, с одной стороны, и временная координата, с другой» Эйнштейн А. Собрание научных трудов, т. 4, с. 279–280.

.
Четырехмерный, вернее, (3+1)-мерный континуум теории относительности открывает дорогу представлению о мире во всей его сложности как о многомерном пространстве с дополнительным измерением, дающим возможность описывать его растущую размерность. Изменение числа измерений выводит пространственно-временное представление за пределы теории относительности. Мы можем говорить о единстве мегамира и микромира как о многомерном (n-мерном) пространстве, которое становится все более сложным, причем эта растущая сложность изображается (n+1)-м измерением, так что пространственно-временное представление включает (n+1)-мерный континуум.
Теория относительности изменила представление о мегамире, о Вселенной. Сейчас Вселенная рассматривается как нечто целое, обладающее массой, радиусом и, более того, судьбой, прошлым и будущим. Правда, релятивистская космология – это такая ветвь теории относительности, на которой пока больше почек и цветов, чем листьев и плодов. Но она оказывает очень большое воздействие на все отрасли науки, на стиль научного мышления в целом, на философские обобщения. Как это ни парадоксально звучит, теория относительности и релятивистская космология способствуют переходу от собственно геометрических схем к физическим представлениям, основанным на экспериментальной проверке, включающим то, что А. Эйнштейн называл внешним оправданием. Теория относительности сообщает геометрическим соотношениям физический смысл. Она приводит к возможности локального, экспериментального решения проблемы геометрии мира. Позитивное решение данной проблемы всегда было функцией развития науки: локальное воздействие на мир, компоновка объективных сил природы с помощью эксперимента и в производстве – основа и философских выводов. Экспериментальное решение вопросов о бесконечности или конечности пространства, об евклидовых и неевклидовых его характеристиках имеет непосредственное отношение к вопросам об априорности или неаприорности понятия пространства, о происхождении геометрических понятий, о роли эмпирии и теоретических обобщений в познании.
Мы уже приводили замечание В. Нернста о том, что теория относительности Эйнштейна не столько физическая, сколько философская теория. Действительно, можно говорить о большой роли гносеологических критериев в теории относительности. Физика XX столетия гораздо теснее, чем в предшествующий период, связана с гносеологическими проблемами, и это стало особенно заметно в середине столетия. В 1944 году Эйнштейн писал: «В настоящее время физик вынужден заниматься философскими проблемами в гораздо большей степени, чем это приходилось делать физикам предыдущих поколений. К этому физиков вынуждают трудности их собственной науки» Эйнштейн А. Собрание научных трудов, т. 4, с. 248.

. Но и в начале столетия это занятие стало для физики более существенным, чем раньше.
Подобно теории относительности, квантовая механика тоже служит исходным пунктом философских выводов, если ее рассматривать в движении и в особенности если иметь в виду принципиальное значение того, что произошло в науке во второй половине XX века. Для выяснения воздействия квантовой механики на философию весьма существенна эволюция от специфически микроскопического аспекта квантовой механики в первой половине столетия к включению квантовых понятий и представлении в теорию макропроцессов и даже в теорию мегамира. Сейчас приходится учитывать квантовую структуру полей при рассмотрении эволюции космоса, ее необратимости, сущности времени и геометрической структуры мирового пространства. Собственно гносеологические вопросы, волновавшие умы после появления квантовой механики, сейчас сочетаются с онтологическими философскими проблемами.
Для современного состояния квантовой механики очень важно возникновение ее релятивистской модификации, т. е. появление релятивистской квантовой теории поля и квантовой электродинамики, открытие позитрона и превращений фотонов в электронно-позитронные пары и этих пар в фотоны, иначе говоря, серия открытий, сделанных в 30-е годы. Одновременно было создано современное учение об атомном ядре на основе открытия нейтрона – нейтронно-протонная модель ядра. В 40-е годы произошло включение в картину микромира мезонов, что открыло дорогу новому этапу в развитии теории микромира. Однако наиболее важные для философского обобщения выводов квантовой механики события произошли во второй половине 40-х и в начале 50-х годов: применение очень мощных ускорителей;
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18