Вольтер в сочинении “Невежественный философ” утверждал: “Было бы
очень странно, если бы вся природа, все планеты должны были бы подчиняться
вечным законам, а одно небольшое существо, ростом в пять локтей, презирая
эти законы, могло бы действовать, как ему заблагорассудится”. Случай – ни
что иное, как слово, придуманное для обозначения известного действия
неизвестной причины.
Этот вывод был настолько категоричен, что даже материалисты
попытались умерить его остроту. Некоторые из них утверждали, что
детерминированы только действия человека, но не его мысли. Другие пытались
найти новую интерпретацию свободы, пытаясь сохранить хотя бы какое-то
подобие ее. Вольтер саркастически заметил в этой связи: “Быть свободным
означает иметь возможность делать что угодно, а не хотеть что угодно”.
С научной точки зрения утверждение “событие А определяет событие В”
означает, что если задано событие А, то можно вычислить событие В. Таким
образом применение детерминизма в точных науках можно охарактеризовать
следующим образом: если состояние некоторого множества объектов в
произвольный момент времени задано, то состояние объектов того же множества
в любой момент времени в будущем может быть определено путем вычислений.
Естественно научная концепция детерминизма наиболее четко выражена
функциональными соотношениями между переменными, но из функционального
соотношения не следует существования причинно следственной связи.
Многое из того, чем занимаются точные науки сводится к установлению
функциональных соотношений между переменными. Если такого рода соотношение
оказывается верным в широких пределах и выражает нечто важное относительно
физического мира, то оно обретает статус закона природы.
Однако еще Дж. Максвелл указывал на существование ситуаций (которые
он называл особыми точками), в которых поведение механической системы
становится нестабильным, как, например, камень на вершине горы может вдруг
сорваться, вызывая лавину. Максвелл предостерегал своих ученых коллег от
недооценки роли таких ситуаций и считал, что если изучение особых точек
сменит непрерывность и стабильность вещей, то успехи естествознания,
возможно, позволят устранить предрасположение к детерминизму.
Лидер физической науки своего времени, Максвелл стал пророком для
следующего поколения ученых. Некоторые из его работ по кинетической теории
газов способствовали закату детерминизма. Трещины и пробелы, которые
Максвелл увидел в детерминистической схеме вскоре расширились. На смену
детерминизма пришли статистические законы.
Применение законов статистики в физике началось со статистической
механики, где еще можно было предполагать , что, детально описав миллионы
столкновений молекул, каждая из которых подчиняется законам классической
механики, (доведенной к концу XIX в Гамильтоном до уровня завершенной
науки) и, таким образом, поведение которой полностью детерминировано, мы
могли бы предсказать поведение газа в целом. Но число столкновений столь
велико, что рассматривать подобные коллективные эффекты можно только
статистическими методами. Первым стал использовать статистические законы
кинетической теории газов Людвиг Больцман, чей подход был радикален в эпоху
господства механицизма и детерминизма и вызвал ожесточенные споры. Однако,
сокрушительный удар по детерминистическому мировоззрению был нанесен
несколько позже.
4. Развитие квантовой механики и деформация идей детерминизма науке и
философии XX в.
... Ведь даже Эйнштейн – физический гений
Весьма относительно все понимал...
В. Высоцкий.
Середина двадцатых годов нашего столетия – период, ставший “золотым
веком” физики. Начиная с 1926 года Эрвин Шредингер опубликовал серию работ
под общим названием “Квантование как задача о собственных значениях”,
которые стали классикой науки и поставили на солидную основу казавшуюся до
тех пор таинственной волновую механику. Эти работы, а также созданная к
тому же времени матричная механика Гейзенберга положили конец периода
анархии в развитии квантовой теории, которое началось со смелой гипотезы
Планка о квантах.
В квантовой физике того времени существовало множество противоречий.
Например, в атомной модели Бора для расчета электронных орбит
использовались законы классической механики и электродинамики, а для
объяснения устойчивости электронных орбит привлекались условия квантования.
В рамках одной и той же модели применялись положения, которые иногда прямо
противоречили друг другу.
Однако, подход развитый в 1926 году Шредингером изначально был
попыткой перехода от корпускулярного описания электрона к чисто волновому,
и порождал свои трудности. Сложности возникали как с интерпретацией
волновой функции ( в частности, при переходе к задаче с несколькими
электронами волновую функцию нельзя было отождествлять с классическим
распределением заряда), так и прежде всего с попыткой построить физическую
теорию исключительно на базе волнового представления, отказавшись от идей
корпускулярно-волнового дуализма. Выход из затруднения подсказывали
исследования процессов атомных столкновений, проведенные Максом Борном в
конце лета 1926 года. Анализ рассеяния электронов и альфа-частиц на ядрах
довольно неожиданно дал ключ к пониманию смысла волновой функции
Шредингера: квадрат ее амплитуды соответствовал вероятности обнаружения
частицы в данной точке пространства. В то время как для Шредингера волновая
функция была непосредственно наблюдаемой величиной, Борн отводил ей роль
“направляющего поля” для электронов. Такая интерпретация (получившая
название копенгагенской) поставила волновую механику на прочную физическую
основу и выбила почву из-под многих спекуляций, в том числе из-под наивных
реалистических рассуждений Шрединдерга.
Долгое время одни выдающиеся физики (Бор, Борн, Паули) придерживались
концепции, что все явления природы подлежат лишь вероятностной
интерпретации, в то время как для многих не менее выдающихся физиков нашего
столетия, в том числе многих создателей квантовой механики (Шредингер,
Эйнштейн, Луи де Бройль, Макс Планк) подобное статистическое истолкование
квантовой теории оказалось крайне неприемлемым. Они придерживались
концепции причинности и детерминизма восходящих своими корнями к
классической механике. Суть спора сводилась к следующему: является ли
статистический характер законов квантовой физики результатом неполного
знания, и не уступят ли эти законы свое место новым, не менее
детерминистским, как законы Ньютона, или вероятность лежит в основе законов
самой природы. Так во время пребывания в Копенгагене Шредингер заявил Бору:
Если мы собираемся сохранить эти проклятые квантовые скачки, то
приходиться пожалеть, что я вообще занялся квантовой теорией ([7] c.48).
Для него было страшно представить, что электрон “мог прыгать, как
блоха” ([7], стр. 51). Широко известно выражение Эйнштейна, что “Бог не
играет в кости”. Эта же мысль прослеживается в письме Дж. Франку:
Я могу еще, если на то пошло, понять, что Господь Бог мог сотворить
мир, в котором нет законов природы. Короче говоря, хаос. Но то, что должны
быть статистические законы с вполне определенными решениями, например
законы, вынуждающие Господа Бога бросать кости в каждом отдельном случае, я
считаю в высшей степени неудовлетворительным ([1] c.271).
В статье ”Можно ли считать квантовомеханическое описание физической
реальности полным?” Эйнштейн утверждал, что волновая механика не полна, и
со временем должна появиться статистическая квантовая теория, которая
явиться аналогом статистической механики: движение отдельных частиц должны
быть детерминированы, но в следствии большого числа частиц их ансамбли
должны описываться на основе статистики и теории вероятности ([10], т.3, с.
604-611). То же мнение выразил Поль Дирак (1978), считавший. что возможно в
будущем появится усовершенствованная квантовая механика, в которой
произойдет возврат к детерминизму и тем самым подтвердиться точка зрения
Эйнштейна. Но возврат к детерминизму, по мнению Дирака, возможен только
ценой отказа от каких-то основных идей, которые мы сейчас принимаем без
малейшего сомнения. Если мы вернемся к детерминизму, то нам придется каким-
то образом заплатить за это, хотя сейчас трудно предугадать, чем именно.
Ни Дирак, ни Эйнштейн не предложили альтернативной модели атомной
теории. И к настоящему моменту квантовая теория достигла такого уровня в
своем развитии, что решение проблемы вряд ли зависит только от получения
новых экспериментальных данных. Хотя, для описания явлений, в которых
участвуют видимые или осязаемые объекты, физики по прежнему используют
детерминистические законы классической механики, их отношение к
детерминизму при описании явлений такого рода существенно изменилось,
благодаря развитию идеи квантовой механики. Все происходит так, как
происходит, поскольку вероятность этого весьма высока, а вероятность того,
что может быть иначе, весьма незначительна.
Впрочем, ученым ли рассуждать о природе вероятности в описании
квантовых явлений? Да и кто согласится быть детерминированным, когда даже
пошлый электрон притендует на то, что его поведение таковым не является
(вспомним “Быть может эти электроны миры, где пять материков...”)?
Вероятность она присуща и даже бывает различной по своей сути. В процессе
эволюции, в процессах генетической наследственности и развития можно
выделить вероятностные события с устойчивым распределением частот, и
процессы не поддающиеся детерминизации, и в таких случаях “предстоит
выяснить, какое понимание случайности в каком разделе эволюции является
главным” ([16] c. 80)
В своей статье “О детерминизме” Я. Лукасевич, раскритиковав закон
дедукции и принцип причинности, как фундамент детерминистского
мировоззрения, пришел к выводу, что “аргументы, извечно приводимые в пользу
детерминизма, не выстояли под огнем критики”. Далее он пишет: “Несомненно
из этого не следует по меньшей мере, что детерминизм является ошибочной
точкой зрения, ошибочность аргументов не служит доказательством ошибочности
тезиса. Только одно я хотел бы сказать, основываясь на приведенной критике,
что детерминизм не является лучше обоснованной точкой зрения нежели
индетерминизм.” ([11], с.72).
Анализируя его статью другой философ приходит к выводу: “Человек
действительно свободен, если он имеет власть над прошлым” ([12], с.77). И,
таким образом, встает вопрос: “Что есть прошлое?” и можно ли на него
повлиять? В последнем вопросе, считает автор, обнадеживающие результаты
получал с 1953 г. французский физик Коста де Берга, проводящий идею о
внутренней симметрии между прошлым и будущим, и возможностью воздействия
квантового явления не только на прошлое, но и на будущее. (см. [13-14]).
Впрочем и без привлечения квантовомеханических явлений рассуждая “О
“механизме“ течения времени” можно прийти к выводу, что “будущее – это
возможность, представляющая собой тенденции дальнейшего развития
конкретного материального объекта”. В этой связи “нельзя не согласиться с
тем, что мы говорим о будущем, имея ввиду не вообще что-либо
несуществующее, а то, что мы надеемся видеть когда-либо настоящим” ([15] с.
54).
Таким образом прослеженная многовековая история развития идей
детерминизма в философии оказывается тесно сопряженной с развитием
аналогичных идей в науке. Вряд ли современное положение в вопросе о природе
вероятности в описании реальных природных процессов, в том числе в жизни
человека, можно считать закрытым, но нельзя не отметить, что и механицизм,
и учение о причинности, и детерминизм испытали на себе глубокое воздействие
последних научных открытий.
ЛИТЕРАТУРА.
1. М. Клайн. Математика. Поиск истины. – М.: Мир, 1988.
2. Ньютон И. Оптика, или трактат об отражениях, преломлениях, изгибаниях и
цветах света. М.: Гостехтеоретиздат, 1954.
Беркли Дж. Сочинения. – М.: Мысль, 1978.
Кант И. Сочинения в 6-ти томах. – М.: Мысль, 1966, т.3.
Юм Д. Сочинения в 2-х томах. Т.2. – М.: Мысль, 1965.
Клайн М. Математика. Утрата определенности. – М.: Мир, 1984.
Д. Хоффман. Эрвин Шредингер. – М.: Мир, 1987.
Д. Лейзер. Создавая картину Вселенной. – М.: Мир, 1988.
Д. Хоффман. Корни теории относительности. – М.: Мир, 1988.
Эйнштейн. А. Собрание научных трудов. М.: Наука. 1966, т.3.
Я. Лукасевич. О детерминизме // Вопросы философии, 1995, № 5, с. 60-72.
А.С. Карпенко. Логика, детерминизм и феномен прошлого // Вопросы
философии, 1995, № 5, с. 72-79.
Costa de Beauregard. Time, the physical magnitude. Dordrecht, 1987.
Costa de Beauregard. Time symmetry and the Einstein paradox. // II Nuovo
Cimento della Societa Italiana di Fisica, 1977, Vol. 42B, P. 41-64.
Т.П. Лолаев. О “механизме” течения времени // Вопросы философии, 1996, №
1, с. 51-56.
Ю.В. Чайкрвский. Степени случайности и эволюция // Вопросы философии,
1996, № 9, с. 69-80
