Естествознание, философия и науки о человеческом поведении в Советском Союзе - Лорен Грэхэм

Неизвестно, сохранит ли квантовая механика ее современный математический формализм, или она получит новый формализм, позволяющий построить более детерминистическую интерпретацию квантовой механики; современные данные не слишком обнадеживающи для тех, кто желал бы найти новую область жесткого детерминизма ниже той, с которой мы работаем сейчас[878]. Если подтвердится мнение большинства ученых о необходимости вероятностной интерпретации причинности, это может оживить стародавние дебаты о детерминизме и свободе воли, в том числе и в рамках марксизма, где свобода рассматривается как знание естественных законов. Марксисты могут допустить целый спектр возможных выходов из данной ситуации, не прибегая к каким-либо сверхъестественным факторам. Эта концепция была выдвинута несколькими советскими физиологами и описывается в разделе по физиологии и психологии (см. особенно с. 197). Но полное значение квантовой механики в ее современной форме не было еще адекватно выделено специалистами в других областях, как марксистами, так и немарксистами.

Поддержит ли будущее квантовой механики пробабилистов или детерминистов, будет зависеть от науки. А пока советские философы-естествоиспытатели нашли интерпретацию (или, скорее, несколько интерпретаций), которая делает мир кажущимся для них более понятным и которая может трактовать любую из возможностей[879].

Глава XI. Релятивистская физика

Изучение диалектического материализма помогло нам критически подойти к точке зрения Эйнштейна на созданную им теорию и заново ее осмыслить. Оно помогло нам также правильно понять и истолковать полученные нами новые результаты.

Я согласен с Фоком, что общий принцип относительности пуст. Мы, конечно, знаем, что не существует физической эквивалентности между инерциальным и ускоренным наблюдателями… Я чувствую уверенность, что математики могут найти путь записать математически эквивалентно любые заданные законы.

Специальная теория относительности (СТО) в том виде, как она была разработана Эйнштейном, вытекает из двух постулатов: 1) принципа относительности, утверждающего, что физические процессы, происходящие в замкнутой системе, не испытывают воздействия неускоренного движения системы в целом, и 2) принцип независимости скорости света от движения его источника. Первый постулат был принят в классической механике задолго до Эйнштейна и, возможно, наилучшим образом иллюстрируется сравнением физических явлений, таких, как падающие объекты в двух различных инерциальных системах (системах, в рамках которых тела, не испытывающие воздействия внешних сил, двигаются прямолинейно и с постоянной скоростью). Если данная инерциальная система движется с постоянной скоростью и прямолинейно относительно другой фиксированной системы, то законы механики должны иметь одинаковую форму в обеих системах. Обыденной иллюстрацией этого отношения является тот факт, что для наблюдателя в поезде, движущемся с постоянной скоростью, падающий объект описывает траекторию, идентичную той, которую он бы увидел, если бы вместе с падающим объектом оказался на земле. Для неподвижного наблюдателя вне поезда падающий в поезде объект описывает, однако, параболу. В этом случае был совершен переход от одной системы отсчета к другой и, в соответствии с классической механикой, преобразования Галилея предоставили бы средства построения уравнения для параболы, исходя из данных, полученных в движущемся вагоне[880].

В развитии СТО Эйнштейн расширил принцип относительности применительно как к механическим, так и к электромагнитным явлениям. Это расширение обусловило необходимость выведения новых преобразований, ибо преобразования Галилея не дают объяснения постоянству скорости света во всех инерциальных системах, — это постоянство было продемонстрировано еще до работы Эйнштейна в известном эксперименте Майкельсона и Морли. Для сохранения принципа постоянства скорости света в различных инерциальных системах и для утверждения существования эквивалентных систем отсчета Эйнштейн усовершенствовал правила трансформации от одной системы к другой. Новые соотношения, известные как преобразования Лоренца, завершили это приспособление тем, что часы в различных инерциальных системах идут с различной скоростью и что пространственное расстояние между точками варьируется в различных системах отсчета[881].

До конца второй мировой войны профессиональные физики в Советском Союзе были в основном равнодушны к диалектическому материализму, несмотря на то внимание, которое Ленин посвятил физике в своем «Материализме и эмпириокритицизме». На самом деле имел место спор о релятивистской физике среди советских философов в 20—30-х годах[882]. В те годы релятивистская физика была объектом дискуссий и отдельных полемик среди широко образованной публики во всем мире. С. Ю. Семковский был первым советским марксистским автором, предпринявшим тщательный анализ релятивистской физики. Он утверждал в 1926 г., что новая физика Эйнштейна не только не противоречит диалектическому материализму, но блестяще подтверждает его[883]. Семковский подчеркивал, что, согласно теории относительности, пространство и время являются не продуктами «чистого разума», а «формами существования материи»[884]. Давид Жоравски, американский специалист по истории России, даже заметил, что, «говоря об активной оппозиции новой физике, можно даже засвидетельствовать, что ее было меньше в сообществе советских физиков, чем где-либо еще»[885].

Перед второй мировой войной советские физики полностью сознавали противоречивость отношения между естествознанием и философией, которая проистекала из широкого принятия воззрений Эрнста Маха и Анри Пуанкаре, и они знали, что эти новые концептуальные подходы были важными для развития Эйнштейном его теории относительности. Те советские физики, которые знали о ленинской критике Маха, могли испытывать необходимость сдерживаться при обсуждении философских оснований теории относительности, но их успокаивало то тщательное различение, которое Ленин проводил между естествознанием и философскими интерпретациями естествознания. В университетских лекциях, монографиях и учебниках предвоенных лет можно найти многие доказательства того, что русские физики и математики воспринимали те же самые научные и философские течения, что и естествоиспытатели во всех странах.

Примеры типично интернациональных настроений советских физиков могут быть найдены в университетских лекциях известного физика Л. И. Мандельштама (1879–1944), который с 1932 по 1944 г. преподавал теоретическую физику в МГУ и который оказал сильное влияние на целое поколение советских физиков. Среди его студентов были Г. С. Ландсберг и И. Е. Тамм. Мандельштам, получивший образование в Новороссийском и Страсбургском университетах, глубоко интересовался западной философской мыслью, которая его сильно привлекала, начиная от Маха и кончая представителями Венского кружка и логического позитивизма. Мандельштам учил своих студентов, что имеет место существенное различие между логической структурой научной теории и эмпирическими фактами, к которым она относится, и он был уверен, что связи между ними были созданы на основе определений, которые сами по себе не были ни истинными, ни ложными, а просто удобными или неудобными. Этот подход, являвшийся одним из краеугольных камней логического эмпиризма в философии науки, был явным в мандельштамовских обсуждениях метрики пространства и времени. Он отмечал, что «физик должен иметь „рецепт“, как находить длину. Он должен такой рецепт указать, он его не узнает, а определяет»[886]. Время, по мнению Мандельштама, также определяется в отношении к некоторому виду периодического физического явления, такого, как вращение Земли или движение стрелок хронометра; это условие тоже является просто определением без абсолютного содержания. «Возьмем для простоты определение времени хронометром. Таким образом, время, то есть то, что я подставляю в формулы Ньютона вместо t, есть то, что показывает стрелка моих часов». Без подобных определений, согласно Мандельштаму, такие уравнения, как уравнения Ньютона и Максвелла, выражают лишь математические отношения и прямо не соотносятся с физическим опытом.

Представления Мандельштама хорошо знакомы физикам и философам естествознания. Они не публиковались при его жизни, хотя были известны его студентам и коллегам. Выход в свет в 1950 г. пятого тома его трудов, где они нашли отражение, вызвал самую настоящую сенсацию среди философов естествознания в Советском Союзе (см. с. 355). Случай с Л. И. Мандельштамом служит одним из доказательств того, что физики в Советском Союзе были знакомы (пусть не совсем полно) с основными течениями довоенной интерпретации философских оснований теории относительности. Действительно, было совершенно невозможно не знать о том, что отказ от кантианских концепций пространства и времени был необходим для развития теории относительности.