самодостаточны.
Интересным является вопрос о соотношении этих систем, что, по сути,
является проблемой взаимоотношения различных наук. Каждая система, несмотря
на свою самодостаточность, имеет некоторые общие элементы (понятия) с
другими дисциплинами. На базе этих общих элементов строится
междисциплинарное взаимодействие. Для правильного понимания проблемы
взаимодействия наук, её стоит рассмотреть в историческом плане.
Самой стройной и точной естественной наукой два с половиной века назад
была ньютоновская механика. В систему ее понятий входили такие понятия как
материальная точка, время, равномерное движение, сила, инерциальная система
отсчета, масса, ускорение. Адекватность действительности этих понятий не
подлежала сомнению. Более того, время и расстояние считались абсолютными.
Многие понятия ньютоновской механики были успешно использованы в других
науках, о которых будет сказано ниже.
Теория теплоты. Как ни странно сейчас это может показаться, теория
теплоты многое использовала из ньютоновской механики. Теплопередача и
нагретость рассматривались в контексте скорости движения и соударения
молекул.
Многие другие области знания, вплоть до психологии, так же пытались
рассматривать в контексте системы понятий механики.
Обособленно от механики стояли оптика, электродинамика и магнетизм
Максвелла.
Ситуация совершенно поменялась когда была разработана специальная
теория относительности, которая лишила статуса абсолютности время и
пространство. Надо четко понимать, что специальная теория относительности
никоим образом не противоречит ньютоновской механике, а частично ее
включает. Относительность пространства и времени проявляются только при
определенных условиях: при движении тела со скоростью приближающейся к
скорости света в вакууме.
Еще одной системой понятий была теория волн Де Бройля. Она в основном
оперировала понятием волны и была предшественницей квантовой теории.
Но вот настало время квантовой теории. Теория посягает на святая святых
классической механики: на возможность точно рассчитать траекторию частицы в
любой момент времени, отталкиваясь только от исходных данных об импульсе и
координате. Вводится понятие вероятностного знания. Факт наблюдения
оказывает влияние на вероятный исход следующего наблюдения. Оказывается,
что квантовая механика полностью включает в себя классическую, которая
является её частным случаем, при определенных условиях.
В. Гейзенберг предлагает проследить теперь соотношения замкнутых систем
понятий различных наук.
Около ста лет назад физика и химия имели довольно мало общего. Химия
имело дело с превращениями веществ, и оперировала с такими понятиями как
кислота, основание, соль и другими. Физика, в лице ньютоновской механики,
как было уже показано выше, оперировала с понятиями материальной точки,
скорости, инерциальной системы отсчета. Со временем развитие физики, и в
основном квантовой теории, а так же химии, привели к тому, что эти науки
сильно сблизились. Теперь при рассмотрении химического процесса
используются такие физические понятия, как потенциал, энергия реагирующих
частиц, кванты света. Возникает некое ощущение, что со временем возникнет
объединенная наука о веществе, включающая в себя и химию и физику[iii].
Возникает законное желание, в конечном счете, свести биологию к химии,
а затем и к физике. Несомненно, многие химические понятия в современной
биологии представляют собой часть базиса этой науки. Например, окисление,
восстановление и множество других.
На деле оказывается, что понятия химии и физики не в состоянии полно
описать все биологические явления. В качестве примера следует указать на
феномен жизни, который никак не сводится ни к физическим, ни химическим
понятиям. При исследовании феномена жизни оказывается, что пока о нем
ничего серьезного сказать невозможно, так как всякое глубокое исследование
живого объекта лишает его жизни.
Биология вводит понятие фактора истории. Здесь имеется в виду то, что
свойства системы, биологической системы, зависит от ее истории развития.
Таким образом, на сегодняшний день пока невозможно создать замкнутую
систему понятий, объединяющую физику, химию и биологию.
Почти совсем не имеют точек соприкосновения с естественными науками,
такие науки, как психология, социология, история и другие гуманитарные
науки. Среди их понятий присутствуют такие понятия, как общество, душа, дух
времени. Все они представляют собой некую реальность. Проблема же
осложняется тем, что познающий себя субъект и объект исследования
представляют собой одно лицо. Сама процедура исследования некоторым образом
изменяет сам результат. В свете сказанного, ясно, что пока говорить о
включении естественнонаучного понятийного комплекса в гуманитарные науки
преждевременно.
Подводя итог данной главы, В. Гейзенберг утверждает, что картезианское
разделение на объект исследования и самого исследователя теряет свои
позиции. Это утверждение в основном исходит из когнитивных реалий квантовой
теории, которые были уже отмечены выше.
По мнению автора, научные системы напоминают стили искусства, со своим
своеобразием и базисной системой. Как и всякий стиль искусства, так и
понятия науки, безусловно, идеализируют реальность, но, в конечном счете,
без этого невозможно никакое содержательное исследование.
Теория относительности
Данная глава книги В. Гейзенберга посвящена разъяснению теории
относительности. В этой главе рассмотрены некоторые онтологические вопросы.
В течение длительного времени прежде развития квантовой теории
предполагалось существование некоего всепроникающего вещества.
Необходимость в таком предположении исходила из наблюдаемого факта - свет
проходит через вакуум. Следовательно, поскольку волновые свойства света
были уже установлены, необходимо было постулировать наличие среды, в
которой световые волны распространяются. Было непонятно, есть ли он вообще,
а если и есть, то, движется ли он вместе с движущимся телом или нет. В
любом случае имелась возможность обнаружить наличие «эфирного ветра». Если
эфир покоится относительно Земли, то ветер будет около 30 км/с! Если же
движется вместе с Землей, то на разных высотах величина «эфирного ветра»
должна быть различной.
Для проверки гипотезы существования эфира Майкельсон и Морли провели
опыт, который был основан на том, что при наличии «эфирного ветра» скорость
света должна быть разной в зависимости от направления «ветра». Разность
скоростей света в разных направлениях приводит к появлению разности хода
световых лучей в интерферометре, ориентированном по направлению движения
Земли. Если бы интерференционная картина изменилась при ином ориентировании
интерферометра относительно движения Земли, то наличие эфира можно считать
доказанным. На деле никакого эфирного ветра не оказалось[iv].
После того, как с распространением света проблемы были сняты, и стало
ясно, что свет спокойно может распространяться в пустоте, встал вопрос о
зависимости скорости света от скорости среды, в которой он
распространяется. На опыте оказалось, что скорость света в движущейся по
направлению распространения света воде даже меньше чем в покоящейся. Такие,
странные на первый взгляд, результаты привели ученых в замешательство. В
последствии оказалось, что скорость света по отношению к движущемуся
навстречу ему телу не превышает скорость света в вакууме.
Эйнштейн сделал смелое предположение: скорость света в вакууме –
максимально достижимая материальным телом скорость. Это предположение стало
постулатом теории относительности. Поскольку предельной скоростью движения
материального тела может быть скорость света в вакууме, то, не вдаваясь в
конкретные выражения теории относительности, оказывается, что время и
расстояние в движущейся системе отсчета относительно другой системы связано
с ее скоростью, относительно этой второй системы отсчета.
В теории относительности вводится понятие одновременности, отличное от
обыденного понятия. Одновременными могут считаться только те события,
информация о которых, например свет, прибывают в точку наблюдения в один и
тот же момент времени, судя по часам, находящимся в этой точке.
Весьма интересным оказалось соотношение массы и энергии, найденное
Эйнштейном. В связи с этим возникли антиматериалистические тенденции в
философии. Правда эти антиматериалистические тенденции не получили широкого
распространения.
Общая теория относительности. Данная теория полностью ломает привычные
понятия пространства, массы, времени. Оказывается, что геометрия
пространства зависит от расположения масс. Вокруг массивных тел
пространство несколько искривляется. Чтобы это проверить делались
эксперименты по наблюдению расположения звезд в период солнечного затмения
(о них уже говорилось выше).
Самым необычным, с привычной точки зрения, в общей теории
относительности является рассмотрение существования вещи как процесса
движения в пространстве метрических координат и времени. Тело движется по
кратчайшему пути в этом пространстве[v].
Теория относительности не оставляет без внимания вопросы космологии.
Бесконечно или нет пространство? По представлениям общей теории
относительности пространство имеет циклический профиль[vi]. Таким образом,
можно себе представить, что наблюдатель, направивший свой взор из любой
точки пространства через мощный телескоп, увидит собственный затылок!
Бесконечно ли существование мира? – еще один из вопросов современной
физики. Физика утверждает, что вселенная возникла около 4 млрд. лет назад.
Существует концепция Большого Взрыва, после которого Вселенная расширяется.
Предполагается, что Вселенная будет расширяться еще некоторое время, а
потом опять начнет сжиматься в точку. Из чего возникла Вселенная? Согласно
одной концепции она возникла из ничего. Согласно другой – процесс
расширения и сжатия Вселенной непрерывен и бесконечен.
Описанные выше положения теории относительности приводят к серьезным
понятийным проблемам. Сущность ее заключается в том, что, как уже
говорилось ранее, те понятия, к которым мы привыкли теперь означают нечто
другое. Пространство, время, масса, считавшиеся ранее абсолютными и
основными понятиями любого физического опыта, находятся теперь в сложной
