Ньютон не создавал теорию особых механических явлений (даже неясно, что это такое). Он разрабатывал математическую механику как «Начала натуральной философии», как теорию всех возможных явлений. В XVIII в., как известно, ньютоновская механика представлялась именно универсальной системой естественнонаучного мышления. Она стала буквально мировоззрением и не в силу своих внешних успехов или популяризации, а потому, что в ней были воплощены одновременно и идея полноты, точности и осмысленности теоретического знания вообще, и некая идеальная картина мира, идея реальности. Даже в XIX в., замечает Гейзенберг, «механика прямо отождествлялась с точным естествознанием. Ее задачи и сфера ее применимости казались безграничными».162
Итак, вдумываясь в концепцию замкнутой теоретической системы, мы, пожалуй, вправе установить еще один ее критерий: понятия, образующие основание ее систематизма, непосредственно связаны с определенной идеей реальности. Она обладает универсальной значимостью, поскольку представляет собой некий универсум, идеальный мир, в контексте которого познается мир реальный. Вот почему переход к другой теоретической системе, необходимость которого поначалу связана с попыткой осмыслить особый круг явлений, как бы частный случай, оказывается столь трудным делом. В действительности речь идет здесь об изменении идеи реальности и способа ее теоретического представления, а это значит о глубинном преобразовании теоретического мышления. Уникальные в истории науки ситуации, когда оказывается необходимым изменить саму структуру мышления, Гейзенберг трактует как научные революции. Он подчеркивает, однако, что необходимость такого изменения носит сугубо внутренний характер. К этому вынуждают не внешние психологические или социальные обстоятельства, а сама логика научного познания. «Революция, говорит он, производится исследователем, пытающимся решить некую частную проблему и при этом стремящимся вносить как можно меньше изменений в предшествующую науку. Именно это желание вносить как можно меньше изменений обнаруживает, что введение новшества вынуждено самим предметом (Sachzwang), что изменить структуру мышления о явлениях требует сама природа, а не какой-нибудь человеческий авторитет»163.
Посмотрим теперь, соответствуют ли такому пониманию перечисленные Гейзенбергом системы. В самом ли деле образуют они подобные замкнутые миры? Могут ли они претендовать на универсальное теоретическое представление реальности?
Гейзенберг не распространяется о статистической физике. He стану и я входить здесь в обсуждение этого вопроса. Что же касается теории поля, утвердительный ответ вполне возможен. Тот человек, который впервые сделал понятие поля универсальным и связал его с новой идеей реальности, Эйнштейн не раз, в частности в «Эволюции физики», написанной совместно с Л. Инфельдом, именно с этой точки зрения описывал историю возникновения теории относительности.
Понятие поля сформировалось, как известно, в экспериментах М. Фарадея. Уравнения Максвелла показали его теоретическую самостоятельность, которая окончательно утвердилась благодаря работам Герца и Лоренца. Когда Эйнштейн заменил классические преобразования Галилея преобразованиями Лоренца, он показал его (поля) подлинную всеобщность. Специальная теория относительности не уточнила, не усовершенствовала, а полностью преобразовала всю систему теоретической механики на новой основе. «Хотя теория, замечают авторы Эволюции физики, возникла из проблемы поля, она должна охватить все физические законы Законы поля, с одной стороны, и законы механики с другой, имеют совершенно различный характер. Уравнения электромагнитного поля инвариантны по отношению к преобразованиям Лоренца, а уравнения механики инвариантны по отношению к классическим галилеевским преобразованиям. Ho теория относительности требует, чтобы все законы природы были инвариантны по отношению к Лоренцовым, а не классическим преобразованиям».164 «Механистическое мировоззрение, заключают они, потерпело крах. В уравнениях Максвелла мы создали новый образ для законов природы»165. Специальную теорию относительности можно поэтому считать как бы новыми «Началами натуральной философии».
В понятии поля заключена новая идея реальности. Нагляднее всего это проявилось в эпохальной борьбе «поля» с «эфиром». Механическая субстанция (а теперь перед лицом поля механика должна была отстаивать именно свою субстанциальность) это система движущихся материальных точек, связанных прямым взаимодействием. Точки суть источники сил, которые зависят только от массы и расстояния. Действие этих сил всегда уже дано во всех точках предположенного абсолютного пространства одновременно. Способ (а стало быть, и скорость) распространения силового поля исключается из теоретического рассмотрения. Само это поле определено одновременно по всему пространству. Электромагнитное поле, напротив, определено как раз локально или, как говорит Эйнштейн, структурно, через способ индуктивного порождения и распространения, что делает его реальностью, независимой от возможных источников. Распространяющаяся с конечной скоростью электромагнитная волна, в которой векторы электрической и магнитной напряженности перпендикулярны друг другу, приобретает субстанциальный характер, что, разумеется, предполагает радикальное изменение картины мира, в первую очередь его пространственно-временных характеристик. Нетрудно наметить и дальнейшую перспективу: устранение кажущегося различия между веществом (массами) и полем (энергией) единая теория поля.
Теперь можно было бы перейти к квантовой механике и показать, что ее «замкнутость» также связана с новой лежащей в ее основе идеей реальности идеей потенциальной реальности. Мы заметили бы, что, анализируя поначалу специфический круг явлений атомной физики, квантовая механика последовательно вырастает в систему универсального теоретического понимания и тоже становится новыми «Началами натуральной философии». Она тем самым превращает также и всю предшествующую физику в своеобразную замкнутую систему, в систему классической физики, в основе которой лежит особый фундаментальный принцип теоретического представления реальности, картезианское разделение субстанций: вещи протяженной (объективная картина мира) и вещи мыслящей (познающий субъект, не присутствующий в этой картине). Понятно, что изменение структуры мышления затрагивает при этом столь глубокие начала и основания научного познания, что вызывает особые трудности, и Гейзенберг не раз отмечает, что они оказались непреодолимыми для физиков даже такого ранга, как Эйнштейн и Шрёдингер.
Ho остановимся здесь на минуту. Нам важно уяснить одну уже явно наметившуюся трудность, касающуюся самой историко-научной концепции.
Понятие «замкнутой теоретической системы», как, верно, уже заметил читатель, страдает двусмысленностью. Что, собственно, значит «замкнутость» этих систем? Их независимость и рядоположенность или же их «вложенность» друг в друга по степени общности, когда более универсальная система очерчивает пределы и границы применимости предшествующей, лишь казавшейся универсальной системы? Словом, как соотносятся друг с другом замкнутые системы?
Возьмем для сравнения более однозначную историко-научную концепцию, скажем концепцию «Эволюции физики», благо мы уже частично ее представили.
3. СООТВЕТСТВИЕ И ДОПОЛНИТЕЛЬНОСТЬ КАК ИСТОРИКО-НАУЧНЫЕ ПРИНЦИПЫ
Развитие физики это эволюция, «рост идей». Эволюция эта, разумеется, не так проста, как кажется историку-индуктивисту. Научное творчество питается двумя источниками: экспериментальным вопрошанием природы и независимой работой конструирующего и систематизирующего ума. Эксперимент наводит на мысль, но не порождает ее. Он и наводит на мысль только потому, что мысль его спроектировала. Самостоятельно теоретизирующая мысль формулирует новые вопросы и проектирует новые эксперименты, которые со своей стороны могут поставить под вопрос теоретическую идею. Ho магистральная линия развития последовательное развитие теоретической идеи, создание системы, охватывающей все более широкий круг явлений все более простыми основополагающими принципами. Образ истории науки, доминирующий не только в «Эволюции физики», но и во всей философии науки Эйнштейна, в особенности со времени разработки общей теории относительности, это образ восхождения на вершину горного хребта, достижение точки зрения, с которой видны границы предшествующих теорий и весь «рельеф» пути. Историческая связь теорий выражается универсальным принципом соответствия. В результате возникает та концепция «вложенности» предшествующих систем в более общие, которая представлена, например, так называемой эрлангенской программой в физике.166
Правда, анализируя квантовую механику, авторы «Эволюции физики» замечают, что дело здесь сложнее. При описании, например, световых явлений мы вынуждены пользоваться двумя исключающими друг друга картинами реальности, рассматривать эти явления как бы стереоскопически, с двух принципиально различных точек зрения. Более того, Эйнштейну было ясно, что и структура общей теории относительности при таком повороте подобна структуре квантовой теории. Ведь геометрия реального пространства-времени определяется с помощью закона преобразования, связывающего разные, локально определенные псевдоклассические геометрии, представляющие пространственно-временные характеристики возможной экспериментальной ситуации (наблюдения, измерения). Такое отношение между экспериментом и теорией, соответственно между классической физикой и неклассической не нарушало еще, по мнению Эйнштейна, классического идеала теоретического знания в отличие, например, от принципиальной статистичности квантовомеханических законов.
Для Гейзенберга, как и для Бора, осмысление квантовой теории требовало пересмотра именно этого классического идеала знания. Дополнительность двух классических систем при описании квантовой реальности возведена Бором в принцип, который и стал основанием нового взгляда на историю физики. «Ситуация, сложившаяся в квантовой механике, говорит Гейзенберг, в двух весьма характерных отношениях отличается от ситуации в теории относительности: во-первых, невозможностью прямо объективировать математически описанные обстоятельства, во-вторых, и это отличие, пожалуй, даже более важно, вытекающей отсюда необходимостью продолжать использование понятий классической физики»167. А это значит, что система понятий классической механики наряду с другими классическими системами сохраняют свою силу не просто в качестве предельного случая, а в качестве равноправных дополняющих друг друга способов объективного представления квантовой реальности. Именно в этой связи и возникло понятие «замкнутой системы понятий».