Автор считает, что новый взгляд на природу частиц, предлагаемый теорией струн, – если рассматривать ее не как чисто математическую конструкцию, а как теоретическую гипотезу в физике, - влечет радикальный пересмотр прежних онтологических оснований физики. Обсуждаются некоторые возможные следствия такого радикального онтологического поворота.Напишите, о чем публикация (этот текст можно удалить)

' > Автор считает, что новый взгляд на природу частиц, предлагаемый теорией струн, – если рассматривать ее не как чисто математическую конструкцию, а как теоретическую гипотезу в физике, - влечет радикальный пересмотр прежних онтологических оснований физики. Обсуждаются некоторые возможные следствия такого радикального онтологического поворота.Напишите, о чем публикация (этот текст можно удалить)

' > Автор считает, что новый взгляд на природу частиц, предлагаемый теорией струн, – если рассматривать ее не как чисто математическую конструкцию, а как теоретическую гипотезу в физике, - влечет радикальный пересмотр прежних онтологических оснований физики. Обсуждаются некоторые возможные следствия такого радикального онтологического поворота.Напишите, о чем публикация (этот текст можно удалить)

'> Автор считает, что новый взгляд на природу частиц, предлагаемый теорией струн, – если рассматривать ее не как чисто математическую конструкцию, а как теоретическую гипотезу в физике, - влечет радикальный пересмотр прежних онтологических оснований физики. Обсуждаются некоторые возможные следствия такого радикального онтологического поворота.Напишите, о чем публикация (этот текст можно удалить)

' /> Автор считает, что новый взгляд на природу частиц, предлагаемый теорией струн, – если рассматривать ее не как чисто математическую конструкцию, а как теоретическую гипотезу в физике, - влечет радикальный пересмотр прежних онтологических оснований физики. Обсуждаются некоторые возможные следствия такого радикального онтологического поворота.Напишите, о чем публикация (этот текст можно удалить)

' />
Рейтинг
Порталус

Физика частиц – логико-философский комментарий

Дата публикации: 09 января 2015
Автор(ы): Рубашкин В. Ш.
Публикатор: vrubashkin
Рубрика: ФИЛОСОФИЯ ФИЛОСОФИЯ НАУКИ →
Источник: (c) http://portalus.ru
Номер публикации: №1420811119


Рубашкин В. Ш., (c)

Сайт автора: http://www.inttez.ru

 

Физика частиц – логико-философский комментарий

Рубашкин В. Ш.*

http://database.library.by/files/files/ частиц – логико-философский комментарий1420810608.doc

 

Дело подходит к логическому концу…

В общем, наступает большой “Стоп”,

и мы, изучая дальше структуру мира,

вынуждены всё меньше бить молотком,

а всё больше применять мозги.

А. Семихатов Жизнь после Хиггса.

Публичные лекции Полит.ру» 09.09.2012

http://polit.ru/article/2012/10/22/semikhatov/

 

Не только недостаток материальных средств, но и здравый смысл

заставляет в ближайшие десятилетия полагаться на силу разума,

а не эксперимента при обсуждении основ мироздания.

А.Ю. Морозов. Теория струн — что это такое?

УФН, т. 162 № 8

 

  1. Физика частиц - «кризис понимания»?
  2. Струнная гипотеза - «кризис понимания» преодолевается?
  3. Познание и язык
  4. Онтологические основания языка науки

,          4.1. Онтология как концептуальная грамматика языка.

           4.2. Онтология как набор объяснительных парадигм: онтологические постулаты классической физики

           4.3. Новый онтологический опыт

           4.4. Классические и неклассические объяснительные парадигмы

  1. Онтологические возможности и предположения

 

 

  1. Физика частиц - «кризис понимания»?

Начало прошлого века в истории физики характеризуется словом «революция». Эту революцию можно назвать «онтологической», поскольку ее содержанием была принципиальная смена использовавшихся в физике объяснительных парадигм. Точнее – вынужденный отказ в физике частиц от тех объяснительных парадигм, которые сложились в науке к концу XIX в. Нет нужды входить в подробности – за истекшее столетие об этом написаны многие тысячи страниц. Процитируем лишь К. Поппера, – мыслителя, много раз демонстрировавшего свою неподверженность влиянию модных догм и научных мифов. В работе «Квантовая теория и раскол в физике» он характеризует концептуальное состояние пореволюционной физики, сохраняющееся, впрочем, и до настоящего времени, как «кризис понимания». Это критическое определение отнюдь не равнозначно неприятию или сомнению в достоверности и ценности полученных в квантовой физике результатов. Физика в целом и физика частиц в особенности – один из самых продуктивных социальных институтов, являющих замечательный образец достойного и весьма результативного сотрудничества многих лучших умов. Что не исключает, а, наоборот, предполагает наличие трудных проблем, в частности, концептуальных проблем, которые до сих пор открыты и ждут своего решения.

С одной стороны, физика всегда была и остается эталоном научной строгости – как в отношении полноты математического анализа описываемых явлений, так и в отношении логической ясности используемого языка. В понятийных системах физики заведомо присутствует полный инвентарь классов изучаемых объектов, полный инвентарь характеризующих их свойств и отношений; полностью определены соответствующие таксономические подсистемы. Поведение объектов описывается и предсказывается количественно, и, как правило, с большой точностью: для простых ситуаций аналитически, посредством точного решения соответствующих математических уравнений, для более сложных ситуаций (а таких большинство) – посредством приближенных вычислений. Даже в самых сложных ситуациях математический анализ оказывается полезным, обеспечивая, по крайней мере, общее понимание явления и возможность его качественного описания. На первый взгляд, это картина полного концептуального благополучия. Но, к сожалению, не все являет столь благостную картину. Познавательная ситуация, сложившаяся в фундаментальной физике, весьма специфична. То, что произошло с физикой микромира в начале XX века, можно квалифицировать как десубстанциализацию физики. На вопрос Что изменяется?, когда речь идет, скажем, об измерении частоты электромагнитных колебаний, физика до недавнего времени предпочитала или помолчать или предлагать совершенно бессодержательный ответ “изменяется электромагнитное поле”. На вопрос о том, колебания чего обуславливают дифракцию электронов, предлагался еще более обескураживающий ответ: "дифракция обусловлена волнами вероятности". Возник и продолжает ощущаться некий концептуальный дискомфорт. Видимо, профессионал, желающий популяризировать свою дисциплину, пытаясь донести суть происходящего в своей профессии до просто образованного и не посвященного во внутрицеховые мистерии человека, никогда еще не испытывал таких трудностей и мучений, какие он испытывает в области физики частиц. Факт состоит в том, что объяснения, адресованные широкой публике, здесь становятся все менее внятными и все более метафорическими, используемые аналогии все более удаляются от исходного материала. Во всем этом ощущается какое-то глубокое концептуальное неблагополучие.

Вопрос, который был поставлен и активно обсуждался самими физиками, в том числе многими из создателей неклассической физики, – это фактически вопрос о возможности и границах использования для осмысления явлений микромира категориального аппарата, сложившегося в классической науке, и, шире, тех понятий и представлений, которые соответствуют всему практическому опыту человечества и имплицитно фиксированы в естественном языке.

Нужно отдавать себе отчет также в том, что возникший в физике «кризис понимания», вообще говоря, нельзя считать полной неожиданностью, если посмотреть на него с более широкой точки зрения – с точки зрения всей предшествовавшей истории человеческой мысли. На логические противоречия, «спрятанные» в объяснительных парадигмах научного знания, указывали мыслители со времен античности. Кант, например, специально сосредоточил на этом внимание, обостренно формулируя свои тезисы и антитезисы «антиномии чистого разума». И в частности:

Антиномии второе противоречие.

Тезис: Всякая сложная субстанция в мире состоит из простых частей, и вообще существует только простое или то, что сложено из простого.

Антитезис: Ни одна сложная вещь в мире не состоит из простых частей, и вообще в мире нет ничего простого.[1]

В такой форме Кантом был переформулирован извечный вопрос о пределе делимости субстанции. Есть такой предел или субстанция делима бесконечно? Имеет ли конец отношение состоит из? Если предел есть, то что является первичной субстанцией? Что первично – дискретный объект, либо континуум? Два умозрительных варианта ответа на последний вопрос были предложены, собственно говоря, очень давно: апейрон Парменида и атомы Демокрита. Кант лишь показал, что простого ответа на вопрос о пределе делимости быть не может. Впрочем, уже, например, апории Зенона (Ахиллес и черепаха и др.) ясно продемонстрировали эту сложность.

Еще одна «вечная проблема» - проблема природы взаимодействия тел. Ньютон постулировал закон всемирного тяготения, но сознательно отказался (и совершенно правильно для тогдашнего состояния науки!) от каких-либо научных объяснений его механизма. Но это не значит, что существование механизма взаимодействия им отвергалось. В знаменитой переписке Лейбница с Кларком первый пишет: «Притяжение тел как действие на расстоянии и без всякого связующего средства … является сверхъестественным». И здесь оказывается, что обе стороны, по существу, согласны. Кларк, выступая от имени Ньютона, отвечает: «Взаимное притяжение двух тел без какого-нибудь посредника на самом деле есть не чудо, а противоречие, ибо при этом допускается, что тело действует там, где его нет. Однако средство, с помощью которого два тела притягиваются, может быть невидимым, неосязаемым и принципиально отличающимся от механизма (! выделено мной – В. Р.), но оно все-таки может быть названо естественным из за своего регулярного и постоянного способа действия…».[2] Действительно, лучше не скажешь! Теперь мы видим, что понадобились три с лишним сотни лет, чтобы физика хотя бы приблизилась к ответу на вопрос, что это за механизм.

К этому надо добавить, что не только дальнодействие, но и близкодействие, т. е., толчок, соударение – явление вроде бы интуитивно совершенно ясное, изначально практически освоенное – с точки зрения сложившихся в науке стандартов мышления тоже требует своего объяснения. И такое объяснение в новой физике было дано. Толчок, взаимная непроницаемость твердых тел есть результат взаимодействия (отталкивания) электронных оболочек атомов, составляющих тела. Но это объяснение лишь возвращает нас к феномену дальнодействия – со всеми его концептуальными проблемами.

Проблемность концептуального содержания произошедшей в начале прошлого века революции можно свести к следующему перечню.

  1. Формулировка принципа относительности в той форме, которая влечет за собой отказ от концепции «эфира», понимаемого как мировая среда – субстанция электромагнитных (а по мере обнаружения и других) колебаний. Автор и интерпретаторы принципа относительности не просто отказались обсуждать возможные свойства такой среды; дело в том, что, переименовав ее в «пространство», они исключили саму возможность такого обсуждения. Конечно, с высоты сегодняшнего уровня знаний понятно, что все разговоры о плотности, упругости, диэлектрической проницаемости и других характеристиках «эфира», заимствуемые из доквантовой физики, следует оставить как неадекватные. Вопрос в том, допустимо ли вообще обсуждать какие-нибудь возможные свойства и строение такой среды.
  2. Принятие идеи «корпускулярно-волнового дуализма», к которой физика подошла, можно сказать, с двух противоположных сторон. С одной стороны, от «корпускул» - как результат эволюции планетарной модели атома, где электрону пришлось приписать свойства не только заряженной частицы, но и волны; с другой стороны, - как результат обнаружения дискретности электромагнитного излучения. Надо сказать, что это действительно революционная идея; она свидетельствует о том, что, погружаясь в глубины субстанции, физика подошла к той черте, за которой противопоставление «корпускулы» и «колебаний среды» действительно теряет свой смысл. Но никакой внятной онтологии, соответствующей этой идее, предложено так и не было.
  3. Формулировка «принципа неопределенности», который - в его первоначальной копенгагенской интерпретации, – собственно говоря, означал отказ от основополагающего для научного мышления принципа причинности. К. Поппер без обиняков назвал ее «эпистемологически скандальным кредо». «Копенгагенская интерпретация, или, более точно, - точка зрения Бора и Гейзенберга на статус квантовой механики, состояла, попросту говоря, в утверждении, по которому квантовая механика стала последней, окончательной и никогда не могущей быть превзойденной революцией в физике».[3] Не случайно, что в дальнейшем она была заменена не имеющей такого отсвета философской скандальности фейнмановской интерпретацией.
  4. Введенная в обращение при разработке общей теории относительности словесная формула «искривление пространства». (Если говорить точнее, такое словесное воплощение получил факт использования в ОТО математически разработанного Риманом обобщения понятия эвклидова пространства с использованием тензора кривизны пространства.) Такая вербализация отнюдь не столь безобидна, как может на первый взгляд показаться специалисту, владеющему математическим аппаратом. Будучи обращена к широкой аудитории, она породила на протяжении всего последующего периода бесчисленное число околонаучных и псевдонаучных спекуляций самого худшего толка. Но не это главное. Дело в другом: оно – это словоупотребление - представляло собой жесткое насилие над складывавшейся тысячелетиями категориальной системой языка. Пространство как категория всегда получало осмысление в противопоставлении субстанции как носителю свойств и отношений, в том числе пространственных отношений. По существу, здесь были нарушены правила построения языковых выражений. Искривленное пространство - это выражение, несостоятельное с чисто языковой точки зрения по тем же причинам, по которым категориально неправильны и, следовательно, бессмысленны такие выражения как треугольный цвет или зеленое расстояние. Свойства и отношения не могут быть субстанциональными носителями других свойств и отношений. Такое словоупотребление «не по правилам» не формирует нового содержания, но ведет лишь к разрушению используемого языка. За таким словоупотреблением всегда неявно стоит предположение о наличии некой субстанции, о которой - по законам языка - действительно можно говорить, что она неоднородна, искривляется, дискретна и т. п. Отрицая субстанциональную наполненность пространства (принцип относительности) и в то же время приписывая пространству некие конкретные характеристики, Эйнштейн вступил сам с собой в трагическое интеллектуальное противоречие.

Сказанное приводит к мысли, что «кризис понимания» в физике – это проблема языка физики, требующая не столько специально научных исследований, сколько языковой рефлексии, чем занимаются логика и теория познания (а в последние десятилетия – также инженерия знаний). Попытки концептуального обсуждения проблемы, - при условии, что такое обсуждение контролируется дисциплиной научного мышления – становятся тем более актуальными, чем в большей степени развитие математического аппарата фундаментальной физики начинает мотивироваться его внутренней логикой, а не интуитивно ясными «физическими моделями».

 

  1. Струнная гипотеза - «кризис понимания» преодолевается?

Принятая профессиональным сообществом теория фундаментальных частиц – это так называемая Стандартная модель. Стандартная модель принимает как эмпирическую данность (как постулируемые "внешние параметры") существование известной номенклатуры элементарных частиц, обладающих определенным набором свойств: массой, электрическим зарядом, спином, кварковым цветом и др. "Внешними параметрами" являются и константы, характеризующие относительные интенсивности электромагнитного, слабого и сильного взаимодействия. Частицы рассматриваются именно как носители некоторого набора свойств; их внутренняя структура не рассматривается. Основная задача стандартной модели – описывать и предсказывать способы взаимодействия частиц при их столкновениях, а также спонтанные процессы превращения частиц. Модель устанавливает запреты и разрешения, относящиеся к взаимодействию частиц, формулируя законы сохранения для разных свойств (помимо сохранения энергии и импульса, например, сохранение заряда и спина) через постулирование разных типов симметрии, которые не могут нарушаться при таких превращениях. Соответственно, основной эмпирический базис стандартной модели – наблюдение столкновений частиц при все более высоких энергиях, отсюда – настойчивое стремление строить все более мощные ускорители частиц.

В стандартной модели не ставится задача объяснить, почему имеется именно такой набор простейших частиц: электрон, электронное нейтрино, u-кварк, d-кварк (семейство 1); мюон, мюонное нейтрино, c-кварк, s-кварк (семейство 2); тау, тау-нейтрино, t-кварк, b-кварк (семейство 3); плюс 4 типа бозонных частицы (включая фотон) – переносчики взаимодействий.

Что подлежит дальнейшему объяснению в фундаментальной физике? Сама эта номенклатура, как и вся совокупность постулируемых стандартной моделью внешних параметров, может быть квалифицирована как совокупность требующих объяснения эмпирически установленных фактов, как «наблюдаемое» - то, что надежно установлено в соответствии с научными стандартами получения и проверки знаний. Сюда же можно отнести проблему «конфайнмента» - объяснение того, почему кварки существуют лишь в составе адронов и не наблюдаются в качестве отдельно существующих частиц.

«Разделение на семейства, по крайней мере, вносит какую-то видимость порядка, но при этом возникают многочисленные «почему». Почему требуется так много фундаментальных частиц, особенно если вспомнить, что для подавляющего большинства окружающих нас тел требуются только электроны, u-кварки и d-кварки? Почему семейств три? Почему не одно семейство, или не четыре, или не какое-нибудь другое число? Почему наблюдается такой, на первый взгляд совершенно случайный, разброс значений масс частиц, например, почему масса тау-частицы в 3 520 раз больше массы электрона?».[4] «Почему, например, существуют четыре фундаментальных взаимодействия? Почему не пять или три, или, может быть, одно? Почему эти взаимодействия имеют столь различные свойства? Почему сильное и слабое взаимодействия работают только в микроскопическом масштабе, тогда как гравитационные и электромагнитные силы имеют неограниченную область влияния? И с чем связано такое огромное различие в интенсивности этих взаимодействий?».[5] К этому можно добавить и другие «почему?». Почему, например, силы электромагнитного взаимодействия допускают и притяжение, и отталкивание, а силы гравитационного и сильного взаимодействий – только притяжение?

«Помимо неспособности включить в себя гравитационное взаимодействие, стандартная модель обладает ещё одним недостатком — она не даёт описания устройства объектов, с которыми работает. Почему природа выбрала именно те частицы и взаимодействия, которые …[выше] перечислены…? Почему 19 параметров, которые описывают количественные характеристики этих компонентов, имеют именно те значения, которые имеют? … Стандартная модель сама по себе не способна дать объяснения всем этим фактам, поскольку она принимает список частиц и их свойств как полученные экспериментально входные данные».[6]

«Объяснение» здесь может означать только одно – выдвижение гипотез, описывающих способ существования и взаимодействия частиц. Эту функцию попыталась взять на себя теория струн.

«Теория струн … утверждает, что … каждая из частиц является не точечным образованием, а состоит из крошечной одномерной петли… Теория струн говорит, что все наблюдаемые свойства элементарных частиц… являются проявлением различных типов колебаний струн. … Каждая из разрешённых мод колебаний струны в теории струн проявляется в виде частицы, масса и заряды которой определяются конкретным видом колебания. Электрон представляет собой один вид колебания струны, u-кварк — другой, и так далее. Вместо набора разрозненных экспериментальных фактов свойства частиц в теории струн представляют собой проявления одного и того же физического свойства: резонансных мод колебаний… Частицы, переносящие взаимодействия, также связаны с определёнными модами колебания струны, и, следовательно, все — вся материя и все взаимодействия — объединяются под одной и той же рубрикой колебаний микроскопических струн».[7]

К этому нужно добавить еще вот что. Если трактовать «струну» не как чисто математическую конструкцию, а полагать, что она есть некоторый субстанционально существующий объект, то очевидный вывод состоит в следующем. Полагая, что частицам соответствуют некие колебательные моды струны, мы тем самым должны принять, что струна существует и при отсутствии этих колебательных мод, в невозбужденном, «стационарном» состоянии – т. е., при отсутствии частиц. Тем самым принятие гипотезы струн с логической неизбежностью ведет к принятию определенной концепции «пустой среды» («физического вакуума», если угодно, «эфира»). Другое дело, что это невозбужденное состояние не следует мыслить как состояние, лишенное всякого движения. Но это движение, существующее вне доступного для нас мира частиц и проявляющее себя в нем в форме случайных флуктуаций, обнаруживающих себя как частицы, возникающие «из ничего» или исчезающие "в никуда". Можно полагать, что здесь же лежит причина «беспричинного» (спонтанного) превращения одних частиц в другие (радиоактивный распад).

Еще один критический вопрос – что в таком случае представляет собой перемещение частиц в пространстве? Перемещаются сами возбужденные струны, либо перемещение частицы представляет собой последовательную передачу возбуждения от одной струны к другой, так что сами струны в отношении этого движения остаются неподвижны? Понятно, что тот или иной ответ на этот вопрос принципиально меняет картину мироздания.

Теория струн, вообще говоря, может иметь две интерпретации - широкую и специализированную. В широкой интерпретации она рассматривается как специальный раздел математики, применимый к большому кругу физических явлений, в том числе и далеко отстоящих от физики элементарных частиц.

«…В орбиту теории струн вовлекаются все более разнообразные области физики и математики, и это приводит к образованию новой несущей конструкции в здании современного естествознания, внося новые штрихи в наше понимание структуры и взаимосвязей различных наук. Если пытаться кратко охарактеризовать предмет теории струн в его современном понимании, то придется признать, что это не столько конкретная теория или схема, сколько большая совокупность идей и методов, призванных дать широкое обобщение стандартного формализма квантовой теории поля и открыть для нее множество новых возможностей и приложений. В этом смысле теория струн — раздел математической физики, имеющий самостоятельную ценность, независимую от успеха конкретных попыток построить на ее основе модель того или иного физического явления».[8]

Специализированная интерпретация, кратко охарактеризованная выше, рассматривает теорию струн именно как теорию фундаментальных частиц. В контексте нашей темы мы будем иметь в виду только это последнее понимание.

Характеризуя современное состояние так понимаемой теории струн, Б. Грин говорит, что она пока «не является окончательно разработанной теорией, имеющей надёжное экспериментальное подтверждение и полностью принятой научным сообществом. … Математический аппарат теории струн столь сложен, что сегодня никто даже не знает точных уравнений этой теории. Вместо этого физики используют лишь приближённые варианты этих уравнений, и даже эти приближённые уравнения столь сложны, что пока поддаются только частичному решению.»[9]

Большинство теоретиков оценивают ситуацию с еще большим скептицизмом. «Фундаментальные струны — чисто гипотетический объект, и основания для гипотезы об их существовании чисто умозрительные. Более того, появление экспериментальных оснований в обозримом будущем даже не предполагается; лучшее, на что можно надеяться, — весьма косвенные свидетельства, которые, даже если и обнаружатся, … вряд ли будут иметь доказательную силу.» [10]

Т.е., «теория струн», собственно горя, пока не теория, а лишь спекулятивная гипотеза. Гипотеза, имеющая чисто математическое происхождение и концептуально недостаточно обработанная. Однако это гипотеза особого рода. Во-первых, не имеющая конкурентов и альтернатив (хотя и имеющая множество альтернативных математических реализаций). Во-вторых, это гипотеза, обещающая в некотором смысле научное разрешение тех «вечных» вопросов, о которых шла речь выше, обещающая некоторое логически последовательное концептуальное завершение той картины мира, которую строила наука. Одно это привлекает к теории струн самое пристальное внимание и рождает исследовательский энтузиазм и надежды. "Гипотеза о фундаментальных струнах — лучшее, что породил разум для этих целей".[11]

Можно сказать, что концептуальное осмысление теории струн ведет к радикальной смене объяснительных парадигм в фундаментальной физике. Далее эта мысль будет развернута подробно. Но сначала будет полезно представить некоторое философское резюме, касающееся понимания роли языка в познавательной деятельности вообще.

 

  1. Познание и язык

В обычной научной деятельности язык выступает как априорное условие познания. Это, собственно, самое первое, самое изначальное орудие познания. Речь здесь как о естественном языке в целом, так и о выделившихся из него профессиональных языках. В любой профессиональной деятельности само собой разумеется, что без владения профессиональным языком нет профессионала. Не случайно люди науки так внимательно и так критично реагируют на плохое владение терминологией. Язык позволяет строить утверждения, именно он является источником любого содержания в науке. Одновременно язык является побуждением к исследованию, предоставляя возможность и стимулируя задавать вопросы: почему?, как?, что движется?, где и когда происходит? из чего состоит? и т. д.

В «обычной» научной жизни ученый смотрит на изучаемый материал сквозь язык, не замечая его, бессознательно пользуясь им как естественным, присущим ему орудием познания, таким же как, скажем, рука или глаз. И никакая рефлексия здесь вообще не требуется, мысль о ней даже не возникает. Но это лишь пока и поскольку не возникает вопросов к самому языку – вопросов о смысле исходных понятий (что такое «частица», что такое «поле», что такое «число», …), а также вопросов относительно осмысленности тех или иных языковых выражений (кривизна или дискретность пространства или красота спасет мир), вопросов о выводимости одних утверждений из других. И в таком случае вопросы о том, как устроен язык, как определяется то или иное понятие, каковы правила построения тех или иных выражений, становятся очевидными и требуют рассмотрения. В такой ситуации возникает потребность в языковой рефлексии, язык сам становится объектом анализа. Что и происходило много раз в истории человеческой мысли – можно вспомнить по этому поводу и диалоги Платона, и софистов, и схоластов, пытавшихся рационализировать богословские догмы, и Principia Mathematica Б. Рассела и Н. Уайтхеда, и Венский логический кружок и многое, многое другое.

В теории познания принято говорить о двух уровнях, на которых функционирует язык науки и реализуются познавательные процедуры. Если двигаться «снизу вверх», различают:

  • Эмпирический (феноменологический) уровень – наблюдение, эксперимент и, соответственно, «язык наблюдения».
  • Теоретический уровень, задача которого систематизировать и объяснять фиксируемые на эмпирическом уровне факты.

Существенно то, что только на теоретическом уровне и происходит конструирование новых научных понятий. Если же мы хотим сосредоточить внимание на механизмах этого конструирования, необходимо явно зафиксировать третий, менее очевидный уровень:

  • Онтологический уровень, определяющий тот запас общих понятий, схем высказываний, и объяснительных парадигм, которые может использовать теория.

Эти три уровня требуют определенных пояснений.

Эмпирическое знание — это знание, которое формулируется в готовых, логически отработанных, вполне узаконенных понятиях. В рамках эмпирического знания, отправляясь от единичных «непосредственно наблюдаемых» фактов, устанавливают универсальные зависимости между наблюдаемыми характеристиками объектов. Эмпирическое знание опирается первоначально на непосредственный чувственный опыт (горячее – теплое - холодное), который по мере развития науки превращается в инструментально оснащенное, иногда достаточно удаленное от непосредственного чувственного восприятия измерение количественных характеристик (температура Солнца, масса и заряд электрона), включая, если необходимо, статистический анализ собранных данных, при обязательной многократной перепроверке воспроизводимости получаемых результатов. Если есть понятия, можно строить высказывания, - независимо от возможности проверить, верны они или нет. Для построения высказываний, т.е. формирования некоторого концептуального содержания достаточен сам факт владения языком. Говоря конкретно, язык позволяет построить предложение Электрон имеет заряд, равный v – независимо от того, проводятся какие-либо наблюдения или нет. А числовое значение v выясняется как результат должным образом поставленного эксперимента.

Далее нужно говорить о теоретическом (объяснительном) уровне, или, иначе, о методе выдвижения и проверки теоретических гипотез. Теоретическое знание возникает как результат построения новых, первоначально гипотетических понятийных систем, посредством которых вводятся не известные ранее «непосредственно не наблюдаемые» объекты и постулируются связи между ними. Это молекулы, элементарные частицы, клетки, гены, мотивы поведения и т. п. Границы между теоретическим и эмпирическим знанием исторически подвижны. По мере развития науки, по результатам разносторонней опытной проверки гипотетически постулируемые теоретические системы и описываемые в них объекты переходят в область достоверного знания и таким образом включаются в эмпирический базис науки. Скажем, гены, вокруг которых в свое время кипели нешуточные страсти, со временем превратились в предмет экспериментального изучения и даже рутинной регистрации. Далее на этом новом эмпирическом фундаменте выдвигаются и становятся объектом проверки новые теоретические гипотезы («гипотетико-дедуктивный метод»). Следовательно, в противопоставлении эмпирическое – теоретическое устанавливается граница между теми понятиями, содержание которых у научного сообщества не вызывает никаких сомнений, и теми, которые еще рассматриваются как гипотетические и требующие дальнейшего анализа и проверки путем соотнесения с эмпирическим базисом.[12]

Создание теории происходит обычно в два этапа. Первый – это концептуальное описание новой гипотетической реальности (газ состоит из упруго соударяющихся молекул…; живой организм состоит из клеток…). Далее может следовать математическое оформление концептуального описания (в физике чаще всего – в виде дифференциальных уравнений), что позволяет делать количественные предсказания и / или на теоретическом уровне воспроизвести ранее экспериментально установленные количественные соотношения измеримых характеристик. В этой схеме концептуальное описание мотивирует выбор именно такого, а не иного математического аппарата и способ эмпирической интерпретации вновь введенных теоретических понятий в терминах «языка наблюдения».

В неклассической физике эта схема оказалась нарушенной. С концептуальными описаниями, начиная с квантовой механики, возникли проблемы. Физике, по мере все более глубокого погружения внутрь субстанции, приходится работать со все более сложными и сложно параметризованными математическими конструкциями, «физический смысл» которых становится все менее и менее очевидным. Во многих случаях математический аппарат приходится выбирать «наощупь» - двигаясь не от очевидной, интуитивно понятной физической картины процесса (иначе говоря, от концептуального описания), а руководствуясь, с одной стороны, внутренней логикой математических формализмов, с другой - возможностью получить подтверждаемый экспериментальными данными и оправдываемый ими вычислительный результат. И уже потом, задним числом, подбирать к этой математике какие-то «наглядные» аналогии – иногда более, иногда менее удачные. Такое вынужденное «теоретизирование наоборот» получило в философии науки стыдливое именование «метод математической гипотезы».

Главный для нашей темы вопрос – это вопрос о языковой сущности теоретического конструирования. Чаще всего здесь обращают внимание на то, что понятия, которыми оперирует теория, никоим образом не выводимы из понятий и фактов, используемых на этапе наблюдения и эксперимента. (Понятия температура и давление газа, определяемые операционально как некие измеримые величины, первоначально логически никак не связаны с понятием молекула.) Но сам вопрос остается: из какого источника берется и как формируется содержание теоретических понятий и гипотез?

Вопрос этот отнюдь не нов – с ним можно обратиться еще к Канту: «…в основе всякого опытного знания лежат понятия о предметах вообще как априорные условия; … опыт возможен … только посредством них. …они необходимо и a priori относятся к предметам опыта, так как только с их помощью можно мыслить какой-нибудь предмет опыта вообще».[13] «Предмет опыта» здесь понимается расширительно – как любая сущность, выступающая как объект познавательной деятельности. Следуя Канту, можно говорить об априорных категориях и априорном знании, которые предшествуют любому познавательному акту и присутствуют в нем просто в силу того, что ученый, формулируя эмпирически проверяемые факты или теоретические гипотезы, всегда пользуется языком. Философия всегда рассматривала систематизацию априорного знания («всеобщие законы бытия») как свою специфическую задачу, В терминах докантовской философии это «метафизика», в кантовской философии – «система чистых рассудочных понятий». В контексте исследовательских стандартов современной науки и становления инженерии знаний появились выполняющие ту же функцию формализованные конструкции, получившие заимствованное из старой философии именование онтологии[14] - с добавлением отличительных определений вычислительные, либо инженерные. Этим термином ("онтология") мы далее и воспользуемся.

Можно сказать, что концептуальный каркас, с которого начинается теоретическое конструирование, всегда представлен некоторой осознанно или неосознанно принимаемой онтологией. Онтология есть хранилище того концептуального материала, из которого теоретик конструирует содержание конкретной теории; она выступает в двух функциях. Во-первых, в роли набора языковых средств, специфицирующих допустимые формы высказываний. Во-вторых, как набор объяснительных схем (объяснительных парадигм). И в той и в другой роли она представляет собой необходимое условие конструирования любой теории. Рассмотрим последовательно обе эти составляющие.

 

  1. Онтологические основания языка науки

4.1. Онтология как концептуальная грамматика языка.

Онтологические допущения лишены всех подробностей и деталей, их можно рассматривать как схему описания мира. Они формулируются в универсальных терминах, в форме весьма общих утверждений (хотя возможны и более специализированные онтологии: "онтология живого", "онтология интеллектуального", "онтология деятельности"). Здравому смыслу эти утверждения в большинстве случаев представляются трюизмами, не заслуживающими внимания и не требующими какого бы то ни было обсуждения. Всякое явление имеет причину. Всякое свойство и отношение характеризует некоторую субстанцию. Всякое изменение есть изменение некоторой субстанции. Субстанция может быть дискретной (описываться как совокупность частиц / «тел»), либо континуумом (описываться как «сплошная среда»). Субстанция существует в пространстве и времени. Субстанция бесконечна вглубь, - все это примеры онтологических утверждений; по крайней мере, некоторые из них могут быть предметом дискуссий и, возможно, пересмотра. Важно, что если мы отказываемся хотя бы от одного из них, требуется тщательно проследить, останутся ли осмысленными другие, и, далее, необходимо указать, чем именно предлагается заменить отвергаемый онтологический тезис.

Начиная с Канта, признано, что онтологические утверждения не просто часть знания, но обязательные условия всякого мышления, всякого «говорения» о мире. Выражаясь более современным языком, это концептуальные правила построения высказываний, сопровождаемые некоторым набором аксиом, характеризующих логические свойства используемых понятий, – «постулатов значения». Таким образом, произошло принципиальное переосмысление онтологических утверждений: вместо понимания их как утверждений непосредственно о мире пришло понимание их как утверждений о языке, описывающем мир. Р. Карнап в свое время назвал это переосмысление переводом в формальный модус[15].

Проиллюстрируем это на примере категории пространство. Пространство отнюдь не такая же сущность как вещь, объект. Это просто обобщающее наименование некоторого набора взаимосвязанных характеристик объектов. «Существовать в пространстве» означает занимать какое-то место среди других объектов (элементов субстанции), иметь протяженность, форму, какие-то топологические характеристики и, вообще говоря, какую-то внутреннюю структуру.

Ключевым для операциональной конкретизации категории пространство является понятие расстояния. "Занимать место среди других" и означает находиться на определенных расстояниях от других объектов. Категория протяженности (линейный размер) также вполне очевидным образом связана с понятием расстояния.

Использование термина расстояние предполагает обязательное существование измерительной процедуры (теста), позволяющей получить числовое значение v для любой заданной пары объектов x и y. Расстояние, собственно говоря, и есть имя этого теста.[16] Если посмотреть на этот термин с точки зрения языка, то измерительная процедура определяет способ его референции (отнесения к внеязыковой реальности). Что касается правил построения языковых выражений, то базовыми корректными высказываниями, использующими термин расстояние, следует считать высказывания, построенные по схеме расстояние между объектами x и y в момент времени t равно v. Другие корректные (имеющие смысл в научном языке) высказывания, использующие термин расстояние, получаются из базовых посредством замены указания числового значения v на некоторое ограничивающее условие: меньше / больше некоторой величины; равно / меньше / больше расстояния между некоторыми другими объектами; возможно также указание на динамику изменения или указание некоторой функциональной зависимости v от времени. Например: Расстояние от Москвы до Петербурга больше 600 км; Расстояние от Москвы до Бологого равно расстоянию от Бологого до Петербурга; Расстояние от свободно падающего тела до поверхности Земли в момент времени t v равно (H – 1|2 *g*t2); и т. п. Т.е., все предикации, касающиеся расстояния, могут относиться только к переменной v, а референциальные переменные x и y могут указывать только на какие-нибудь объекты. Так, корректно высказывание Расстояние увеличилось и некорректно Расстояние сморщилось / согрелось / напряглось / раскололось и проч. Некорректность фраз типа Расстояние от забора до обеда обусловлена категориально неправильной референцией для переменной y - она не может указывать на процесс. Дискретность пространства при таком понимании может означать только одно – невозможность, начиная с некоторого минимального расстояния, определить выполнимую измерительную процедуру, т.е. невозможность далее структурировать субстанцию. Но тогда это лишь другая формулировка утверждения о существовании предела делимости субстанции.

Правила логического ввода для высказываний с этим термином, дополняющие общелогические правила, вытекают из двух дополнительных условий: (1) единственность результата измерения и (2) применимость процедуры измерения к любым объектам и только к ним. Соответственно, если O1(x, t) и O2(y, t) суть некоторые описания объекта x и объекта y (сомасштабных!), справедливые в момент времени t и достаточные для их однозначного выделения из совокупности непосредственно или опосредованно наблюдаемых предметов и явлений, то всегда будет правомерен вопрос Каково расстояние между x и y?

 

4.2. Онтология как набор объяснительных парадигм: онтологические постулаты классической физики

Развитие науки определяется прежде всего вопросами, которые ставятся в процессе познания. А сами эти вопросы непосредственно вытекают из принимаемых исследователем онтологических допущений. Спросить почему? можно лишь в том случае, если принимается принцип причинности; спросить где? и когда? - лишь если не ставится под сомнение тезис о том, что все предметы и явления существуют в пространстве и времени; спросить какова масса частицы? можно, если считаем справедливым тезис Все объекты имеют массу и т. д.

Объяснительная часть онтологии – это описание того, как может быть устроен мир, какого рода объяснения наблюдаемых феноменов могут считаться в рамках науки приемлемыми. К. Поппер называл принимаемые теоретиком исходные онтологические допущения метафизическими исследовательскими программами. "Почти каждая фаза в развитии науки протекает под воздействием метафизических, т.е. непроверяемых идей. Эти идеи не только определяют, какие объяснительные проблемы мы выбираем в нашем исследовании, но и какого рода ответы считаем ... удовлетворительными." Такие программы "возникают из общих представлений о структуре мира и в то же время из общей оценки проблемной ситуации в физической космологии". "Все это может быть представлено как ... спекулятивное предвосхищение проверяемых физических теорий".[17] "Попытка избежать, освободиться или уклониться от изучения метафизики ошибочна, потому что она делает нас жертвой некритически заимствованных идей и освобождает дорогу осознанным или неосознанным догмам".[18]

Какие типы объяснительных парадигм использовались в классической физике?

При грубой схематизации – если оставить в стороне мифологическое объяснение, отправным пунктом которого является не столько материальное производство, сколько отношения между людьми – можно выделить две объяснительные парадигмы, характерные для классической физики.

«Строительная» онтология. Она использует для объяснения категории состав и структура; понятия, к которым она апеллирует, это отношение состоит из и пространственные отношения между частями объекта. Практическим прототипом ее можно считать сооружение: жилой дом, храм, мост, акведук, которые могут быть описаны именно в этих категориях. Другой значимый прототип – это письменная речь (текст), в котором очень наглядно демонстрируется возможность порождения бесконечного многообразия языковых объектов (скажем, предложений) из весьма ограниченного набора элементов (букв), при использовании всего лишь одного пространственного отношения линейного порядка. В этой парадигме свойства объекта определяются наличием и взаимным расположением его частей, а ответ на вопрос, почему появляется и исчезает, изменяет интенсивность то или иное наблюдаемое свойство, чаще всего сводится к поиску специфической субстанции. На вопрос Что такое тепло? дается ответ – Особая невидимая жидкость (флогистон). На вопрос о болезни отвечают: дурная кровь, которую надо выпустить. Химия с ее простыми веществами - элементами и представлением о том, что химические превращения суть изменения элементарного состава и молекулярной структуры веществ тоже хорошо вписалась в эту парадигму.

Онтология часов. Здесь существование (функционирование) целого предполагает и объясняется не только составом и структурой, но и движением определенным образом взаимодействующих частей. Это переход к динамической структуре, для артефактов – к устройству. Механические часы - практический прототип онтологии этого типа. Можно указать и другие имеющие древнюю историю примеры действующих «устройств»: устройства для подъема воды на поля, водяные и ветряные мельницы и т. п. Типичное для этой онтологии взаимодействие – это «толчок», прямое контактное воздействие одного твердого тела на другое (шестеренки и рычаги, давление воды и ветра на мельничные колеса/крылья). С развитием физики классической моделью этого типа стала молекулярно-кинетическая теория теплоты. С развитием технологий в этой же парадигме оказалась паровая машина, а затем и другие устройства.

Важное примечание к сказанному состоит в следующем. Пока рассматриваются статические объекты (строительная парадигма), в традиционной онтологии не видно никаких подводных камней. Но когда в поле зрения появляются динамические объекты (парадигма часов), обнаруживаются "мины замедленного действия". Уже часовая пружина, рассматриваемая как источник внутренней энергии, выводит нас за пределы чисто механического мировоззрения – это парадоксальный с точки зрения шестеренок и стрелок статический объект, являющийся источником движения всего механизма. Чтобы вернуться в механистическую картину мира, приходится погрузиться на уровень атомов и молекул и образуемой ими кристаллической решетки. Как будто "механистическое" объяснение – хотя бы качественное – и здесь получено. Но цена этого якобы благополучия – открывающийся ящик Пандоры, в котором обнаруживается мир элементарных частиц со всеми его "немеханистическими" прелестями. Точно так же часы с гирями адресуют нас к закону всемирного тяготения, который постулируется, но не объясняется. Так что можно с печалью констатировать, что классические объяснительные парадигмы нельзя считать логически замкнутыми конструкциями. Видимость логической замкнутости в механике достигается посредством некоторого концептуального фокуса – введением таинственного, в сущности, понятия "потенциальная энергия".

Эти две онтологические парадигмы, собственно говоря, и представляют ту объяснительную модель, которая в дальнейшем была квалифицирована как "механическое мировоззрение". Нужно обратить внимание на то, что эти парадигмы демонстрируют также прямую и непосредственную зависимость онтологического мышления от форм практической деятельности: объяснить – значит объяснить, как сделать. Дальнейшая история науки, кроме того, демонстрирует чрезвычайную устойчивость и инертность онтологических парадигм. Вера в то, что любой объект может быть “разобран на части” и таким образом объяснен во всех своих проявлениях, в физике XIX века была господствующей. Никуда не исчезла эта вера и с появлением новой физики. Эйфория по поводу успехов естествознания, казавшиеся поначалу универсальными объяснительные возможности механических моделей, делали до поры и времени малозаметными те упомянутые выше внутренние категориальные противоречия, которые это мировоззрение с неизбежностью порождало. О том, что привнесли новые технологии второй половины XX и начала XXI веков, как они расширяют наш онтологический опыт, скажем отдельно (п. 4.3).

В традиционных объяснительных парадигмах ясно обозначились принципиально значимые онтологические противопоставления и неявно принимаемые онтологические постулаты.

(1) Различение уровней описания объектов и постулирование определенной логической связи между ними. Имеется в виду, что любой дискретный объект можно описывать, во-первых, с точки зрения его взаимодействия с другими объектами, и, во-вторых, с точки зрения его собственного устройства. Первоначально таким «другим» является сам человек с его органами чувств, воспринимающими внешний мир более или менее согласованно с другими людьми. (Это согласование обеспечивается включенностью людей в общую практическую деятельность. Одновременно «практическая» ориентированность восприятия обуславливает относительную объективность его данных.) Благодаря органам чувств появляются (и входят в язык) такие характеристики вещей как цвет, вкус, запах, фактура поверхности, тепло, а также съедобность. горючесть, растворимость, прозрачность и вообще все свойства, так или иначе определяющие практическую полезность предмета. В дальнейшем роль этого «другого» все больше начинают принимать на себя экспериментальные установки и стандарты получения знаний, формируемые тем социальным институтом, который именуется наукой. И тогда выявляются и входят в язык науки такие (в том числе и непосредственно не наблюдаемые) характеристики как электрический заряд, масса, спин, химические свойства, проводимость, коэффициент преломления, удельная теплоемкость, радиоактивность, теплотворная способность и мн. др. Такого рода описание можно назвать внешним (или описанием качеств).

Принципиально то, что за этой феноменологической данностью предполагается нечто иное. Считается законным и постоянно ставится вопрос: что это такое «само по себе», безотносительно к «другому»? Что изменяется внутри тела, когда оно нагревается? Что происходит с водой, когда она превращается в пар? Что происходит с человеком, когда он заболевает? В философии XIX века излюбленным терминологическим оформлением этого противопоставления стала «диалектическая» пара явление – сущность. Это предполагает рассмотрение внутренней структуры объекта и движения его частей. Заметим, что понимание того, что объекты как-то «устроены» отнюдь не есть непосредственная данность. Источник такого взгляда на мир, как выше уже сказано, практическая деятельность, имеющая целью и результатом сборку сложных объектов из более простых, создание объектов, состоящих из сложно взаимодействующих частей. Такого рода описание можно назвать внутренним. Соответственно, задачей научного исследования полагается придумать (постулировать) такое «устройство» изучаемого объекта, которое бы логически объясняло его наблюдаемые свойства (желательно с точностью до количественных характеристик) и обеспечивало бы предсказание его поведения в любых условиях.

(2) Противопоставление качеств (свойств объектов) и их динамики, с одной стороны, и пространственной конфигурации и пространственного перемещения объектов, с другой.

(3) Противопоставление системы дискретных объектов и сплошной среды (континуума). И то и другое дано первоначально в непосредственно чувственном опыте, точнее, в системе практической деятельности, на базе которой этот опыт формируется. В нем, этом опыте, дано, с одной стороны, бесконечное многообразие «вещей», «тел», которыми постоянно окружен человек, – камни, растения, животные, другие люди, орудия труда, предметы обихода. Дискретность, автономность объекта проявляется в возможности перемещения его в пространстве и в возможности его качественного изменения – и то, и другое независимо от других объектов. Другой полюс в этом противопоставлении представлен, прежде всего, водой во всех ее проявлениях – от водоемов и водных потоков разного масштаба до питьевой воды. Затем, по мере развития труда и познания, в поле зрения появляются и другие среды: воздух, молоко, кровь и др. При ближайшем рассмотрении и сам дискретный объект оказывается неким фрагментом сплошной среды, ограниченным поверхностью. На основе этого противопоставления возникает онтологический вопрос о первичности того или иного полюса в этом противопоставлении: в каком направлении должны быть ориентированы объяснительные процедуры: от свойств среды к дискретным объектам или от дискретных объектов к свойствам среды.

Онтологические постулаты, стоящие за классическими объяснительными парадигмами, таковы.

Постулат 1. Внешнее должно быть объясняемо через внутреннее. Более конкретно: в объяснительных схемах классической физики полагается, что изменения внешних свойств и сами свойства объектов подлежат объяснению через наличие, пространственное расположение, пространственное перемещение и взаимодействие частей, т. е. объектов, из которых состоит объясняемое целое и которым, в свою очередь, тоже приходится приписывать определенные свойства. Канонический образец – молекулярно-кинетическая теория газов. Обратим специально внимание на вторую часть этого постулата.

Постулат 1а. Пространственные отношения и пространственные перемещения полагаются первичными и не требующими объяснения, а качества и качественные изменения полагаются объяснимыми в терминах пространственно-временных характеристик.

Постулат 2. Первичность дискретных объектов, вторичность сплошных сред. Этот постулат означает, что свойства и поведение сплошной среды в объяснительных схемах должно сводиться к поведению ее элементов. Элементы здесь могут мыслиться двояко. Либо как совокупность дискретных объектов с совершенно иными, чем у среды, свойствами; имеется в виду, что на уровне внешнего поведения, с точки зрения внешнего наблюдателя эти объекты формируют сплошную среду (молекулярно-кинетическая теория газа, представление кристаллических веществ как «решеточно» упорядоченной системы атомов). Либо как совокупность произвольно малых (точечных) частиц среды, сохраняющих все ее свойства (аэро- и гидродинамика). И в том и в другом случае внешнее поведение среды должно быть представлено на уровне ее внутреннего описания как движение и взаимодействие ее элементов.

Постулат 3. С различением уровней описания объектов связан еще один постулат, который можно назвать постулатом межуровневого энергетического взаимодействия. Если рассматривать объекты двух уровней – непосредственно наблюдаемые объекты верхнего уровня и образующие их объекты нижнего уровня, рассматривать пространственные перемещения и кинетическую энергию на каждом из уровней, то сначала возникает картина независимых изменений и независимого энергетического баланса на каждом из уровней: макротела движутся, взаимодействуя между собой, молекулы и атомы – между собой. Молекула с автомобилем взаимодействовать как будто бы не может. Затем более внимательное исследование и практический опыт показывают, что это не так. Энергия кинетического движения может передаваться как сверху вниз (трение), так и снизу вверх (например, в тепловых машинах). Таким образом, оказывается, что и автомобиль отдает свою энергию молекулам воздуха, и энергия молекул газа в цилиндре двигателя преобразуется в движения автомобиля как целого.

Постулат 4. Всякое бытие есть движение. Или, в той знакомой людям старшего поколения и повторявшейся во всех учебниках философии форме: движение есть способ существования материи. Можно назвать его также принципом Декарта.[19] Принцип этот возник как обобщение тех наблюдений и теоретических конструкций, которых накопилось достаточно уже к началу и тем более к середине XIX века: солнечная система, немыслимая без движения планет и их спутников; газ как собрание хаотически движущихся молекул; живой организм, немыслимый без метаболизма; социальный организм, немыслимый без процессов производства и распределения; и т. д. Эвристический смысл этого постулата: строя объяснительные гипотезы, ищи внутреннее движение, без которого не существует объясняемый объект.

 

4.3. Новый онтологический опыт

Что же принципиально нового в плане расширения онтологического кругозора дал практический опыт двадцатого и двадцать первого века? Выражение "практический опыт" в этом вопросе следует понимать в самом расширительном смысле – и как опыт промышленного производства, и как совершенно иной по сравнению с веком XIX опыт повседневного быта, и как опыт постижения, накопления и осмысления принципиально новых и ныне уже не подвергаемых сомнению фактов науки, и, наконец, как новый опыт управления большими массами людей. На наш взгляд, для "физической" онтологии наиболее значимо следующее. Во-первых, переход от "механизма" (часового механизма!) к явлениям, устройствам и технологиям, основанным на качественном изменении используемого материала, на изменении свойств и состояний, не предполагающем явного пространственного перемещения частей и их взаимодействия через соприкосновение и механический толчок. Начало этим новым технологиям было положено химией и широким использованием тепловых явлений. А современные символы новой онтологической реальности – это телевизор, компьютер и те процессы, которые в них происходят. В этих устройствах – при колоссальной функциональной и структурной сложности – ничего, или почти ничего не движется механически! Элементарные операции, - скажем, запись информационного элемента (бита) в компьютерную память, засветка одного элемента изображения (пиксела), выполнение микропроцессором очередной машинной команды - не предполагают, вообще говоря, никаких доступных прямому наблюдению механических движений. Достаточно наглядный для современного человека образ этой новой реальности – внутренняя память компьютера, представляющая собой среду, состоящую из многих миллионов ячеек, причем процессы, которые в этой среде происходят, чисто физически сводятся к переключению этих ячеек в одно из двух возможных состояний. Еще одна область, где механическое движение не имеет определяющего значения – сфера живого. Здесь есть свои дискретные ячейки – клетки и, хотя можно говорить о перемещении веществ в живом организме, внешне, на уровне непосредственного восприятия никакого видимого механического движения самого живого организма метаболизм сам по себе не порождает.

И, наконец, возможно, онтологически наиболее значимый факт нового опыта – появление в повседневном и интеллектуальном окружении человека реалий нового типа. Эту новую реальность можно назвать квазиобъектами ("как бы объектами"). Современный человек, живущий в большом городе, оказывается окруженным бегущими, летящими, прыгающими изображениями всего того, что угодно рекламе. Это нечто, с одной стороны, может выглядеть менее реалистично, чем ранее выставлявшиеся в витринах магазинов механические куклы; с другой стороны, это нечто демонстрирует бесконечную способность к изменениям, бесконечное разнообразие форм. У себя дома современный человек имеет дело с тем же: это, прежде всего, телевизионное изображение, где движутся, шумят, разговаривают, взрываются "совсем как настоящие" люди, автомобили, самолеты, поезда. Это, наконец, компьютерные игры, где человек становится участником жизни в иных, призрачных мирах; это голография и т. д., и т. п. Мощь этой реальности – в ее тотальности. Она вездесуща, она проникает в сознание и подсознание человека – больше всего именно туда – от самого его рождения. А ведь есть еще компьютер, где эту виртуальную реальность можно не только наблюдать, но и управлять ею! Есть еще системы демонстрации стереоизображений, есть, наконец, голография. Есть целые технологии формирования виртуальной реальности, целые фабрики иллюзий. Технологические возможности в этом направлении отнюдь не исчерпаны, они и пугают и манят. Если взглянуть под этим углом зрения на более солидные вещи – обратиться к сфере науки, обнаружится та же тенденция. Так, прогресс в изучении атмосферных явлений дал понятие циклона. С одной стороны, это всего лишь специфический вид движения воздушных масс в атмосфере. Но, вместе с тем, мы без всякой натяжки используем выражения циклон перемещается, циклон приблизился, зарождение циклона, циклон произвел большие разрушения и т. п. Это свидетельство того, что мы готовы мыслить его именно как дискретный объект. Изучение явлений проводимости в полупроводниках породило понятие дырки как элементарного носителя положительного электрического заряда. С одной стороны, это "ненастоящая частица", с другой – равноправный объект расчетов и рассуждений, относящихся, например, к современным микрочипам. Наконец, сформировался мир информационных объектов, характеризуемых специфическим статусом реальности. Что перемещается в пространстве, когда мы копируем, скажем, текстовый файл на диск? Но и файл - это тоже объект, характеризуемый специфическим набором атрибутов – типом, размером, датой создания, наконец, содержанием текста.

Язык, как всегда, шел далеко впереди этой онтологической революции, с давних времен фиксируя наличие "как бы объектов" в повседневном окружении человека: слова отверстие, дыра, яма, щель, трещина, пропасть, ущелье, так или иначе указывающие не на присутствие, а на отсутствие субстанции, появились отнюдь не в ХХ веке. Включая их грамматически в класс существительных, язык как бы намекал на определенное сродство их с "настоящими" объектами. Существенная разница состоит в том, что квазиобъекты прошлого были статичны; они могли лишь находиться, располагаться, возникать и исчезать Язык предлагал и примеры динамических квазиобъектов: водоворот, вихрь, смерч, Но эти "объекты" до определенного времени считались весьма специфичными и, можно даже сказать, маргинальными. И лишь в последние десятилетия формируется та новая реальность, в которой новые квазиобъекты начали жить, так сказать, полноценной жизнью "настоящих" объектов.

Онтологически важно, что это бытие, которое отделяет от небытия не специфическая субстанция, отсутствующая там, где его нет. Это бытие, которое отделяет от небытия лишь специфический вид движения, реализующегося в определенной, нейтральной по отношению к существованию квазиобъекта, среде. В одних случаях квазиобъект существует как механическое (пространственное) перемещение частиц среды (циклон), в других случаях среда реализации механически неподвижна, и квазиобъект реализуется качественным изменением частей среды. Изображение человека на TV-экране движется не потому, что движутся частицы люминофора на его поверхности, а потому, что зажигаются, гаснут, меняют интенсивность свечения пикселы, образующие растр. Квазиобъекты, реализуемые механическим движением среды, удобно для краткости назвать квазиобъектами 1 рода, реализуемые через качественное изменение - квазиобъектами 2 рода.

С точки зрения традиционного сознания все это "ненастоящие" объекты: человек на экране телевизора, разумеется, вовсе не то же самое, что человек, сидящий перед телевизором и глядящий на экран. Но постоянный опыт общения с квазиобъектами и логика современной науки с самых разных сторон подводят к мысли, что граница между квазиобъектами и настоящими объектами, вообще говоря, может зависеть от способа описания действительности. То, что при одном способе описания предстает как объект, субстанция, при другом может оказаться лишь движением субстанции.

Таким образом, теперь, в начале XXI века, можно уверенно говорить о принципиальной ограниченности того онтологического опыта, того понимания "наглядности", с которым в конце XIX в. наука подошла к изучению явлений микромира. Можно ставить вопрос о поисках "наглядных" – наглядных с точки зрения нашего нового опыта – объяснительных моделей и в этой области. И первое, что можно предпринять в этом направлении – попытаться систематизировать тот набор объяснительных схем, который вытекает из онтологического опыта ХХ - XXI веков.

Однако и новый опыт имеет свои ограничения. Наиболее существенны эти ограничения в двух пунктах. Во-первых, почти отсутствует опыт наблюдения и использования влияния топологических характеристик на поведение используемых предметов и устройств. Поедание баранок и калачей вряд ли можно считать расширением такого опыта. Здесь важна динамика явлений, существенно связанная с топологическими характеристиками тел. В повседневном человеческом опыте такие явления просто отсутствуют. В рамках научно-технического опыта одним из немногих исключений можно считать проектирование и использование устройств типа электротрансформатора, характеристики которого прямо зависят от числа витков обмоток. Такие устройства, если угодно, лишь практически подтвердили наблюдения Фарадея и формулы Максвелла, но работа с такого рода устройствами никак не повлияла на общий характер онтологического мышления. Вторая, как выяснилось, существенная для фундаментальной физики группа явлений – это нелинейные эффекты, которые, если и встречаются в обыденной жизни и практической деятельности, то тоже мало влияют на сложившиеся способы онтологического мышления.

 

4.4. Классические и неклассические объяснительные парадигмы

Возникает вопрос: можно ли, не ограничиваясь простым отказом от классических объяснительных парадигм, подвергнуть их такому пересмотру, который позволил бы осмыслить в рамках расширенной онтологии факты и гипотезы фундаментальной физики? Среди сформулированных в п. 4.2 онтологических постулатов проблематичными и допускающими расширительный пересмотр представляются постулаты (1а) и (2). Именно они в значительной мере порождают те, казалось бы, неустранимые противоречия рассудочного мышления (п. 1.1), которые – независимо от объема накопленного физического знания – ставят под вопрос универсальность классических объяснительных парадигм.

Традиционному мышлению представлялось, что пространственное перемещение (как и пространственные отношения и пространственные формы) есть нечто самоочевидное и никаких объяснений не требующее. Тогда как качественное изменение (как, впрочем, и само обладание телом определенным набором свойств) есть феномен, требующий выполнения некоторых объяснительных процедур. Ставить в рамках науки вопрос в обратном направлении – о том, что есть «на самом деле» (как можно объяснить) само пространственное перемещение, равно как и само существование наблюдаемых проявлений субстанции – от воспринимаемых чувствами макротел до элементарных частиц – до определенного момента просто не приходит в голову. Для традиционного онтологического мышления это была, так сказать, дорога с односторонним движением: феноменология качеств должна объясняться через пространственные характеристики частей. Однако пришло время рассматривать и обсуждать и обратную возможность: ситуацию, когда феноменом, подлежащим объяснению, мы считаем само пространственное перемещение объектов, а в роли теоретического объяснения этого наблюдаемого феномена могут, например, постулироваться качественные изменения некоей субстанциональной среды – носителя видимых изменений пространственной конфигурации объектов.

В физике XIX в. такая идея уже возникала. Единственным понятным способом субстантивировать электромагнитное поле во второй половине XIX века было обращение к механике сплошных сред. Началась драматическая эпоха построения гидродинамических моделей эфира, продолжавшаяся почти полстолетия. Наиболее радикальный аспект этого направления научной мысли связан с идеями Г. А. Лоренца, У. Томсона и других физиков того времени сделать гипотетический эфир субстанцией, ответственной не только за существование электромагнитных явлений, но – в некоторых таких моделях – также и объясняющей само существование дискретных частиц вещества. Имеется в виду попытка представления, по крайней мере, электронов как “эфирных вихрей”. Здесь важны не сами модели, не поддержанные дальнейшим развитием физики, но их онтологическое содержание. Уже сама такая постановка вопроса означала онтологическую революцию в физике, которая, как нам представляется, впоследствии не была по достоинству оценена. Революционный шаг здесь состоит в переинтерпретации в иную систему категорий атомистической картины движущихся и взаимодействующих частиц. Частицы в этой картине мира, созвучной философской линии Парменида и Декарта, - это лишь особые точки (а лучше сказать – особые области) в поле движения универсальной и всепроникающей среды. Пространственное перемещение частицы вещества и движение, реализующее частицу вещества, мыслятся как проявления одного и то же процесса. Более того, взаимодействие нескольких частиц также мыслится как единый процесс изменения среды. В таком процессе нет места дальнодействию, и он лишь в приборном (“лабораторном”) пространстве, с точки зрения наблюдателя, который сам является одним из таких объектов, приобретает смысл взаимопритяжения и взаимоотталкивания частиц. Это онтология, которая прерывает дурную бесконечность деления материи на все более мелкие части и тем самым разрубает гордиев узел выявленных классической философией логических противоречий. Правда, что с появлением теории относительности “эфирные” штудии были признаны мало актуальными. Но этот вопрос приобрел новый смысл, когда физике частиц пришлось-таки – на другой основе – вновь обратиться к концепции универсальной среды под именем “физического вакуума”.

Это очевидным образом предполагает пересмотр и постулата (2) – говорящего о первичности, с точки зрения выбора объяснительных парадигм, дискретных объектов и вторичности сплошной среды.

Таким образом, общая идея состоит в отказе от некоторых фундаментальных онтологических догм, в расширении номенклатуры возможных объяснительных парадигм и, соответственно, в построении – в рамках принятой системы абстракций - их полной формальной классификации.

Имея две категориальные пары:

  • Качественные изменения (КИ) - Пространственное перемещение (ПП)
  • Сплошная среда (Ср) – Дискретные объекты (ДО),

будем рассматривать в этих терминах взаимосвязь, как минимум, двух субстанциональных и познавательных уровней.[20] На феноменологическом (эмпирическом) уровне представлены те объекты, поведение и свойства которых считаются надежно установленными. На объяснительном (теоретическом) уровне формулируются гипотезы о существовании, свойствах и поведении объектов более глубокого уровня. Эти гипотезы выбираются так, чтобы из них дедуктивно (и количественно-математически) получались по возможности все наблюдаемые на феноменологическом уровне факты.

В рамках двухуровневой объяснительной схемы все логически возможные комбинации двух названных категориальных противопоставлений дают 16 онтологически различимых типов объяснительных парадигм. Перечислим их, используя указанные выше сокращения, (стрелка показывает направление дедукции – от уровня внутренней структуры и внутреннего движения к феноменологии):

(1)   (ДО, ПП)   ß (ДО, ПП)                             (9)  (ДО, ПП) ß (ДО, КИ)

(2) (Ср, ПП)     ß (ДО, ПП)                           (10) (Ср, ПП)     ß (ДО, КИ)

(3)   (ДО, КИ)   ß (ДО, ПП)                             (11) (ДО, КИ)   ß (ДО, КИ)

(4)   (Ср, КИ)     ß (ДО, ПП)                            (12) (Ср, КИ)     ß (ДО, КИ)

(5)   (ДО, ПП) ß (Ср, ПП)                               (13) (ДО, ПП) ß (Ср, КИ)

(6)   (Ср, ПП)     ß (Ср, ПП)                             (14) (Ср, ПП)   ß (Ср, КИ)

(7)   (ДО, КИ)   ß (Ср, ПП)                              (15) (ДО, КИ) ß (Ср, КИ)

(8)   (Ср, КИ)     ß (Ср, ПП)                             (16) (Ср, КИ)     ß (Ср, КИ)

Это просто перечисление логически возможных в данной системе абстракций объяснительных онтологических схем. Читать их нужно следующим образом (на примере схемы 4): качественные изменения (КИ) в сплошной среде (Ср) объясняются механическими перемещениями (ПП) дискретных объектов (ДО) – такова, например, онтология описания тепловых явлений.

Не все из перечисленных в таблице комбинаций можно считать физически осмысленными. В частности, трудно представить себе физическую реализацию для случаев 1, 6, 10, 14, 15, 16. Для остальных схем можно предложить примеры содержательной интерпретации.

Схема 2: аэро- и гидродинамика: движение в сплошных средах описывается как движение малых частиц среды при разных характеристиках их контактного взаимодействия (например, через введение параметра вязкости).

Схемы 3 и 7: механические часы: качества целого (способность хранить и показывать время) объясняются взаимодействием и движением его частей. На феноменологическом уровне имеем дискретный объект, обладающий специфическими “времяследящими” и "времяпоказывающими" свойствами. Объясняются они его устройством – взаиморасположением и движением шестеренок, пружин, рычагов и других тоже дискретных объектов. В случае (7) те же свойства “объясняются” перетеканием воды (континуум!) или пересыпанием песка из одного сосуда в другой.

Схема 5: квазиобъекты 1-го рода: циклон; гидродинамические модели элементарных частиц - целое существует как "вихрь", возникающий в среде реализации.

Схема 8: нагрев и охлаждение тел объясняется перемещением флогистона.

Схема 9: частицы вещества как квазиобъекты 2-го рода (возбужденные состояния мировой среды, состоящей из дискретных объектов). TV-экран – точка зрения "просвещенного" зрителя: перемещение объектов, изображаемых на экране, реализуется возбужденными состояниями пикселов - ячеек люминофора.

Схема 11: электронные часы: свойства целого (способность хранить и показывать время) объясняются изменением состояния логических элементов.

Схема 12: TV-экран, рассматриваемый не с точки зрения представляемого сюжета, а просто как поверхность, изменяющая свой цвет и яркость.

Схема 13: частицы вещества, рассматриваемые как возбужденные состояния не дискретизированной мировой среды.

Левая половина таблицы (случаи 1 - 8) демонстрирует объяснительные интенции классической физики - сведение всего и вся к механическому движению. Наиболее продуктивна здесь "атомистическая" схема 4, предусматривающая объяснение тех или иных качественных характеристик вещества составом, расположением и движением образующих его дискретных частиц. Правая половина таблицы (случаи 9 - 16) тяготеет к неклассической физике. Нас здесь особенно интересуют случаи 9 и 13, представляющие тот путь онтологического мышления, начало которому дали “эфирные” модели электромагнитного поля и вещества. Это объяснительные модели, представляющие элементарные частицы вещества как квазиобъекты 2-го рода. Случай 9 отличается от 13, так сказать, изначальной дискретизацией среды реализации.

Важно, что обращение, например, к онтологическим моделям типа 9 и 13 позволяет концептуально переосмыслить, представить в интуитивно приемлемой системе понятий, не разрушающей существовавшего до «революции в физике» языка, те аспекты требуемого поведения среды, которые не укладывались в прокрустово ложе гидродинамики. Возможно, модели такого типа могли бы сформировать онтологически приемлемую точку зрения на ряд фактов, которые всегда считались трудными для "наглядного" объяснения. Мы имеем в виду такие вещи как “поперечность” электромагнитных волн, индивидуальную неразличимость элементарных частиц в квантовой физике (обменное взаимодействие и проч.), проблему совмещения экспериментальных результатов Майкельсона - Морли с возрожденной на новой основе концепцией физического вакуума, обсуждение возможности скоростей, превышающих скорость света и др.

 

  1. Онтологические возможности и предположения

Сказанное далее не следует воспринимать как формулировку теоретических гипотез, выводы из которых могут напрямую сопоставляться с уже известным научным материалом. Это чисто концептуальные спекуляции, но спекуляции не на пустом месте, а на фундаменте, сформированном как развитием философской мысли, так и теми результатами и выводами, к которым подошла физика частиц. Эти рассуждения не могут, разумеется, заменить самой физической теории, требующей сейчас сложной и трудоемкой математической разработки. Но, учитывая, что в этой области эксперимент все более отходит на второй план, а на первом плане оказывается метод математической гипотезы, подобные рассуждения, несмотря на их спекулятивный характер, могут принести свою пользу.

Посмотрим с развитой выше точки зрения на две принципиально значимые проблемы.

Существование мировой среды. Пора, видимо, назвать вещи своими именами. Точка зрения современной физики состоит в том, что мировая субстанциональная среда, именовавшаяся когда-то словом «эфир», все-таки существует. Изгнанная апологетами догматически понимаемого принципа относительности через дверь, она вернулась «через окно» - под стыдливым наименованием «физического вакуума». Но вернулась не просто как абстрактная онтологическая идея, а как побочный результат развития изощренных математических теорий в квантовой физике. Однако формы существования этой среды, ее свойства и взаимоотношения с фундаментальными частицами материи имеют мало общего со свойствами того эфира, который пытались сконструировать на основе традиционных объяснительных парадигм. Гидродинамические и другие классические модели эфира, строившиеся всю вторую половину XIX в., не имели успеха в силу невозможности теоретически воспроизвести совокупность электромагнитных явлений, основываясь на принципах механики. Да они и в принципе не могли иметь успеха, так как основные факты о номенклатуре и взаимодействии элементарных частиц стали известны только к середине XX века. Новое понимание эфира (дело, в конце концов, не в термине - для краткости можно использовать это традиционное именование и для современного понимания фундаментальной мировой среды) имеет мало общего с эфиром XIX в. В механических моделях XIX в пытались описать электромагнитные волны как механические колебания сплошной среды. А движение макротел и микрочастиц - как движение сквозь эту среду, наподобие того, как самолет, ракета или пуля движутся сквозь воздушную среду, раздвигая, расталкивая ее, испытывая ее сопротивление, порождая при этом дополнительные эффекты – вроде свиста летящей пули, движутся так, что при этом возможно определить скорость тела относительно среды (например, относительно воздуха.). Альтернативное понимание состоит в том, что фундаментальные частицы не движутся сквозь эфир, они есть просто возбужденное, измененное состояние этой среды. Здесь никто не толкается, не раздвигает среду, – в ней просто происходят некоторые колебательные процессы, интерпретируемые на макроуровне как пространственное перемещение и взаимодействие частиц. Фундаментальная среда, согласно «струнным» представлениям, имеет ячеистую структуру. Но сам термин «струна», скорее всего, будет в дальнейшем заменен более адекватным с онтологической точки зрения термином, не настаивающим так явно на одномерности объекта ("браны"?).

Отдаленной аналогией может служить перемещение букв бегущей строки на рекламном табло – они тоже не испытывают сопротивления среды, не замедляют движение от потерь на трение и т. д. Принципиальных различия здесь два. Во-первых, процессы в ячейках эфира («струнах», «бранах») неизмеримо сложнее, чем простое включение – выключение пиксельных элементов рекламного табло. Во-вторых, элементы экрана, как мы знаем, управляются извне некоторой программой и возбуждаются от внешнего энергетического источника, тогда как процессы в эфире, так сказать, саморегулируемы. Что касается потерь на трение, то, поскольку элементы табло возбуждаются от внешнего энергетического источника, потери (в данном случае – на излучение) не ведут к затуханию процесса, пока источник энергетически состоятелен. В то же время в существующих струнных теориях потери на трение, по-видимому, вообще не рассматриваются, хотя из общих соображений (см. далее) следует сказать, что их не может не быть. Возможно, они количественно весьма малы и носят принципиально вероятностный характер.

Частицы в такой онтологии трактуются как специфичные моды колебаний эфирных ячеек. С учетом возможного многообразия топологической структуры ячеек, а также многообразия возможных свойств субстанции, являющейся материалом ячеек (и тем самым субстанцией, материалом мировой среды), следует признать возможным и большое разнообразие возможных состояний ячейки. Ничто не мешает допустить и возможность передачи возбуждения ячейки полностью или частями соседним ячейкам, что с точки зрения макронаблюдателя может интерпретироваться как пространственное перемещение частицы, либо как испускание бозонных частиц – носителей взаимодействия между частицами с ненулевой массой, либо как распад и трансформацию элементарной частицы. Таким образом, «материя», «вещество» в привычном для нас понимании на этом уровне описания отличается от «пустоты», «вакуума» - места, где «ничего нет» не наличием некой специфичной субстанции, а лишь специфичностью движения («возбуждения») фундаментальной среды. Здесь можно усмотреть некоторую аналогию с эволюцией теории теплоты – от субстанциональной теории, - когда горячее отличается от холодного присутствием большего количества особой субстанции (флогистона), к динамической теории – когда никакой специальной субстанции нет, а количество теплоты и температура тела связываются с внутренним движением его частиц.

С онтологической точки зрения динамическая интерпретация элементарных частиц означает, что на этом уровне описания наступает конец делимости элементов мироздания. Нельзя делить то, чего как особого материала, особой субстанции на определенном уровне рассмотрения не существует – так же, как нельзя делить несуществующий флогистон. На этом уровне истина на стороне Парменида и Декарта – «все есть единое».

Межуровневый энергетический обмен. Принятие идеи эфира как мировой среды ведет к другим представляющим интерес заключениям. Самое существенное из них – принципиальная возможность энергетического обмена между уровнем мировой среды и уровнем порождаемых ею фундаментальных частиц. Физика частиц – независимо от способов онтологической интерпретации физического вакуума – признает, что мировая среда обладает гигантской, даже по масштабам энергетики микромира, внутренней энергией («энергия безчастичного состояния»). Эта энергия не есть что-то привносимое извне – она есть способ существования мировой среды. И это полностью соответствует ранее сформулированному онтологическому постулату Всякое бытие есть движение. В данной связи можно говорить о двух энергетических уровнях – энергии свободной от частиц мировой среды и энергии элементарных частиц, трактуемых как возбужденные состояния той же среды. Наличие процессов обмена между этими двумя уровнями («флуктуации вакуума») – один из общепризнанных выводов квантовой теории поля.

Из общих онтологических соображений следует, что при каких-то специфических условиях внутренняя энергия мировой среды может передаваться элементарным частицам и даже порождать их. Отсюда следует вывод о существовании практически бесконечного океана энергии, какая-то часть которой может быть извлечена на уровень наблюдаемых явлений и, следовательно, может быть утилизирована. Это заставляет несколько по иному взглянуть и на закон сохранения энергии. Надо признать, что он действителен лишь как абстрактный общий принцип. Практически же - в контексте ситуации поиска человечеством все новых источников энергии, в контексте анализа энергетических балансов уже известных и освоенных видов энергии – он часто не выполняется. Изначально практически значимый вид энергии – это кинетическая энергия, необходимая в основном для перемещения полезных грузов, людей, подъема воды на орошаемые поля и т. п. А изначально доступный для человека источник такой энергии – мускульная сила (его самого, а затем и домашних животных), затем – энергия ветра и текущей воды. Тепловая энергия как фактор поддержания жизни на ранних этапах истории человечества гораздо менее значима. Тепловая энергетика воспринимается первоначально совершенно не связанной с энергетикой пространственного перемещения. Проблема обогрева в тех климатических условиях, в которых возникли первые цивилизации, была не слишком актуальна; энергия, используемая для приготовления пищи вовсе стоит особняком. По мере расширения масштабов практической деятельности начинает сознаваться недостаточность и неудобство использования данных от природы источников кинетической энергии. И тогда, в результате долгого и мучительного пути проб и ошибок, находятся способы преобразования тепла в механическое движение (паровая машина, турбина, двигатель внутреннего сгорания). Внешне картина такова, что кинетическая энергия извлекается «из ничего», из того, что, казалось бы, ей вовсе не обладало, а было инертным камнем (уголь) или инертной жидкостью (нефть и нефтепродукты). Фактически это утилизация энергии нижележащего молекулярного уровня – используется энергия связи атомов в молекулах. Далее, как известно, это извлечение энергии «из ничего» переходит на уровень атомного ядра. Используется энергия связи нейтронов и протонов в ядре. Понятно, что процесс «углубления» источников энергии на этом не может и не должен остановиться. Здесь и появляется в поле зрения человечества океан внутренней энергии эфира. С утилитарной точки зрения это означает, что запас энергии, которым может располагать человечество, ограничен только запасом и уровнем знаний, которыми оно располагает. А все сказанное можно интерпретировать так, что закон сохранения энергии, с точки зрения баланса уже известных и освоенных видов энергии никогда не будет выполняться точно. Или, иначе, всегда следует быть готовым наблюдать эффекты нарушения этого баланса и, следом за этим, проектировать процессы утилизации этих эффектов в новых энергетических системах.

Другая сторона той же идеи межуровневого энергетического обмена применительно к эфиру – возможность и необходимость существования эффекта «эфирного трения», - явления, которое с точки зрения макронаблюдателя должно выглядеть как «беспричинное» уменьшение энергии при движении частиц. На уровне макротел для нас привычно и очевидно, что любое перемещение замедляется и рано или поздно прекращается из-за потерь на трение. Наука объясняет это тем, что кинетическое движение макротела передается на более низкий уровень и превращается в кинетическую энергию движения атомов и молекул, образующих соприкасающиеся при движении тела. Однако на уровне пространственного перемещения элементарных частиц современные теории поля не предсказывают эфирного трения, и, казалось бы, не испытывающая столкновений частица будет двигаться в пустоте («физическом вакууме», «эфире») вечно. То же касается и движения макротел в пустоте. Однако такое предположение противоречит онтологическому постулату универсальности межуровневого энергетического обмена. Если же он принимается, следует полагать, что ракета, летящая в абсолютно пустой среде межзвездного пространства, все же постепенно замедлит свое движение и, в конце концов, остановится, даже если предположить, что она не встречается с космической пылью, отдельными атомами и молекулами межзвездного вещества и. т. п. Здесь весь вопрос в величине коэффициента эфирного трения. Судя по тому, что соответствующий эффект не зафиксирован пока в наблюдениях поведения известных физике частиц, этот коэффициент весьма мал. Тем не менее, эффект должен иметь место. Заметим в этой связи, что есть хорошо изученный эффект «красного смещения», объясняемый современной астрофизикой в рамках теории расширяющейся Вселенной. Возможно, здесь стоит внимательней отнестись к альтернативной (или дополнительной?) интерпретации этого явления – теории старения света и еще раз оценить ее объяснительные возможности.

 

 

* Полная версия.

[1] Кант И. Критика чистого разума. Сочинения в шести томах. Т.3. – М., 1964, с.410 – 411.

[2] Полемика Г. Лейбница с С. Кларком. – Изд ЛГУ, 1960, с.с. 59 и 66.

[3] Поппер К. Р. Квантовая теория и раскол в физике. – М., 1998, с. 18.

[4] Грин Б. Элегантная Вселенная. Суперструны, скрытые размерности и поиски окончательной теории. – М., 2007, с.15.

[5] Там же, с.17.

[6] Там же, с.100.

[7] Там же, с.18 - 19. (Мы так подробно цитируем именно Б. Грина только потому, что он один из немногих физиков, кто взял на себя труд предложить публике подробное, развернутое в целую книгу популярное изложение идей современной фундаментальной физики. Насколько эту попытку можно считать удавшейся, вопрос, конечно, спорный.)

[8] Морозов А. Ю. Теория струн – что это такое? // УФН, т. 162 № 8, 1992, с. 83 – 84.

[9] Элегантная Вселенная, с. 21 – 22.

[10] Морозов А. Ю. Там же, с. 94.

[11] Морозов А. Ю. Там же, с. 95.

[12] «Эмпирическое исследование направлено непосредственно на реальный объект, как он дан в наблюдении и эксперименте. Теоретическое же исследование специфично тем, что в нем ведущей является деятельность по совершенствованию и развитию понятийного аппарата науки, работа с различного рода концептуальными системами и моделями... Теоретическое исследование, совершенствуя и развивая понятийный аппарат науки, открывает новые перспективы объяснения и предвидения фактов, ориентирует и направляет эмпирическое исследование... Как всякая типология, различение эмпирического и теоретического знания является некоторой схематизацией и идеализацией, так что попытки провести его на конкретном материале науки бывают сопряжены с определенными трудностями...» [В. С. Швырев. Эмпирическое и теоретическое // Новая философская энциклопедия. URL: http://iph.ras.ru/elib/3541.html]

[13] Кант И. Критика чистого разума. Сочинения в шести томах. Т.3. – М., 1964, с.187 - 188

[14] В данном контексте – «онтологии верхнего уровня» (Top level Ontology).

[15] В развернутом виде такое понимание онтологии было изложено Р. Карнапом в работе «Устранение метафизики посредством логического анализа языка» (1931 г.).

[16] Конечно, для разных масштабов измерение расстояния реализуется разными процедурами. Но важно, что результаты этих измерений сопоставимы, могут суммироваться, переноситься с объектов одного масштаба на объекты другого масштаба и т. д. Это и дает основание рассматривать расстояния, измеряемые линейкой (сантиметры), рулеткой (метры), с помощью микрометра (доли миллиметра), геодезическими методами (сотни и тысячи километров), астрономическими методами (парсеки), как одну и ту же характеристику, применимую к объектам разного масштаба.

[17] Поппер К. Р. Квантовая теория и раскол в физике. – М., 1998, с. 114 - 115.

[18] Wartofsky M. Metaphysics as Heuristic for Science // Cohen R. S. and Wartofsky M. W. (eds.) Boston Studies in the Philosophy of Science, vol. III. – Dordrecht, 1966. Цитируется по сборнику переводов: Структура и развитие науки. (Из Бостонских исследований по философии науки.) – М.: Прогресс, 1978. – с. 86.

[19] [В теле] "заключена какая-то сила, которая как бы непрерывно его воспроизводит". Декарт Р. Соч. в 2-х томах. - М., 1989. – Т.2, С. 90.

[20] Нужно оговорить, что в реальной познавательной практике зачастую для построения удовлетворительной теории приходится рассматривать число субстанциональных уровней, большее двух. Двухуровневые объяснительные схемы ("газ состоит из молекул", "молекулы состоят из атомов", "атомы состоят из ядра и электронов" и т. д.) отнюдь не всегда оказываются достаточно продуктивными. Так, уже в теории твердого тела большинство наблюдаемых характеристик и эффектов требуют не просто рассмотрения структуры кристаллической решетки, но и учета внутренней структуры частиц, находящихся в ее узлах.

 

Опубликовано на Порталусе 09 января 2015 года

Новинки на Порталусе:

Сегодня в трендах top-5


Ваше мнение?


КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА (нажмите для поиска): физика частиц, логико-философский анализ, язык физики, онтологические допущения, теория струн



Искали что-то другое? Поиск по Порталусу:


О Порталусе Рейтинг Каталог Авторам Реклама