Текст книги "Неоконченный поиск. Интеллектуальная автобиография"

Автор книги: Карл Поппер

сообщить о нарушении

Текущая страница: 15 (всего у книги 21 страниц)

Конечно, это правило, которое всякий применяет на практике и которое мы должны принять теоретически, если мы являемся реалистами (а мне кажется, что мы все ими являемся, кто бы что ни говорил). Это правило, однако, так расплывчато, что вряд ли может быть интересным. Но несмотря на всю свою расплывчатость, это правило предполагает очень многое, во всяком случае гораздо более того, что мы (а потому и любое индуктивное правило) должны предполагать до формирования теории, потому что оно предполагает теорию времени.

Но все это и следовало ожидать. Раз не может быть ни свободных от теорий наблюдений, ни свободного от теорий языка, то не может быть и свободных от теорий принципов или правил индукции, правил и принципов, на которых должны базироваться все теории.

Таким образом, индукция – это миф. Никакой «индуктивной логики» не существует. И хотя существует «логическая» интерпретация исчисления вероятностей, хороших оснований предполагать, что эта «обобщенная логика» (как ее можно было бы назвать) является системой «индуктивной логики», нет[252]252
  252 См. [1968(i)]. О моей положительной теории подкрепления см. конец раздела 20 выше, а также конец раздела 33, особенно примеч. 260 и текст.


[Закрыть].

И не стоит горевать, что индукции не существует: мы, кажется, хорошо обходились без нее – с теориями, которые являются смелыми догадками, которые мы критикуем и проверяем со всей суровостью и изобретательностью, на какие только способны.

Конечно, если в этом состоит хорошая практика – успешная практика, – то Гудмен и другие могут сказать, что это «индуктивно верное» правило индукции. Но моя главная идея состоит в том, что эта практика хороша не потому, что она успешна, надежна или что там еще, а потому, что эта практика говорит нам, что она может привести к ошибке, и потому заставляет нас осознавать необходимость искать эти ошибки и пытаться их устранить.

33. Метафизические исследовательские программы

После публикации «Открытого общества» в 1945 году моя жена указала мне на то, что эта книга не представляет мои центральные философские интересы, потому что я никогда не был по преимуществу политическим философом. На самом деле я как раз и заявил об этом в Предисловии; но ее не удовлетворила ни эта оговорка, ни мой последующий возврат к старым интересам, теории научного знания. Она указала мне, что моя Logik der Forschung уже давно стала недоступной и почти забытой и что поскольку я ссылаюсь на ее результаты в моих новых работах, возникла острая необходимость перевести ее на английский язык. Я был почти с ней согласен, но без ее постоянных напоминаний на протяжении многих лет я бы оставил это дело; однако даже так прошло еще четырнадцать лет, прежде чем The Logic of Scientific Discovery была опубликована (в 1959 году), и еще семь лет до второго немецкого издания Logik der Forschung.

В течение этих лет у меня постоянно накапливались работы, которые я намеревался поместить в сопроводительном томе к The Logic of Scientific Discovery, и примерно в 1952 году я решил назвать этот том «Послесловие: 20 лет спустя», надеясь, что он выйдет в 1954 году.

Я послал его в типографию в 1956 году вместе с (английской) рукописью «Логики научного открытия» и получил корректуру обоих томов в начале 1957 года. Чтение корректуры обернулось кошмаром. Я смог закончить только первый том, который вышел в 1959 году, и после этого мне пришлось делать операции на обоих глазах. После этого я еще некоторое время не мог начать читать корректуру, и в результате «Послесловие» (под редакцией профессора Бартли) вышло только в 1982-83 гг., за исключением одного или двух отрывков, опубликованных ранее[253]253
  253 См. [1957(i)] и [1969(к)], теперь перепечатанные как глава 5 [1972(a)], и [1957(1)].


[Закрыть]. Конечно, после 1957 года я давал его читать студентам.

В этом «Послесловии» я пересматривал и развивал основные проблемы, обсуждавшиеся в Logik der Forschung. Например, я подчеркивал, что я отказался от всех попыток оправдания теорий и что на место оправдания я поставил критицизм[254]254
  254 См [1959(a)], конец раздела 29, и с. 315 перевода [1935(a)], там в Приложении *i, 2, с. 315–317; или [1963(a)], Введение; см. также ниже, примеч. 260 и текст.


[Закрыть]: мы никогда не можем оправдать теорию. Но иногда, принимая во внимание состояние процесса критического обсуждения, мы можем «оправдать» (в другом смысле) наше предпочтение какой-нибудь теории перед другими, потому что эта теория лучше выдерживает критику, чем ее соперницы. На это можно было бы возразить, что критик всегда должен оправдывать свою собственную теоретическую позицию. Мой ответ состоит в том, что ему этого делать не надо, так как он может подвергнуть теорию серьезной критике, указав на неожиданное противоречие, обнаруженное внутри самой теории или между ней и некоторой другой интересной теорией, хотя, конечно, в последнем случае критика, как правило, не бывает окончательной[255]255
  255 Я читал курс лекций по этой частной проблеме – критицизм без оправдания – в Институте Передовых Исследований в Вене в 1964 году.


[Закрыть]. Прежде философы думали, что любое притязание на рациональность означает рациональное оправдание (своих представлений); мой тезис, по крайней мере со времени «Открытого общества», состоял в том, что рациональность означает рациональный критицизм (своей собственной или конкурирующих теорий).

Таким образом, традиционная философия связывала идеал рациональности с окончательным и демонстративным знанием (религиозным или антирелигиозным: религия была главным вопросом), в то время как я связывал его с ростом гипотетического знания. А его самого я связывал со все лучшим и лучшим приближением к истине, или с ростом правдоподобия или достоверности[256]256
  256 См. особенно [1957(i)] и [1969(к)], теперь глава 5 [1972(a)]; главу 10 [1963(a)]; и главу 2 [1972(a)]. См. примеч. 165а моих «Ответов».


[Закрыть]. Согласно этой точке зрения, ученый стремится именно к обнаружению теорий, которые являются лучшим приближением к истине; цель науки состоит во все большем и большем знании. А это подразумевает рост содержания наших теорий, рост нашего знания о мире.

Одна из главных целей «Послесловия», помимо переформулировки моей теории познания, состояла в демонстрации того, что реализм Logik der Forschung является спорной и открытой для критики позицией. Я подчеркивал, что Logik der Forschung была написана реалистом, но я в то время не осмеливался много говорить о реализме. Причина этого состояла в том, что я тогда еще не пришел к идее, что метафизическая позиция, хотя и будучи непроверяемой, может быть оспорена и подвергнута рациональной критике. Я признавался в том, что я реалист, но я думал, что это не более, чем исповедание веры. Поэтому я написал о своей реалистской аргументации, что она «выражает метафизическую веру в существование регулярностей в нашем мире (это вера, которую я разделяю и без которой едва ли мыслимо какое-нибудь практическое дело)»[257]257
  257 См. [1943(b)], с. 186; [1959(a)], с. 252 (раздел 79).


[Закрыть].

В 1958-м я опубликовал два диалога, частично основанных на «Послесловии», под названием «О статусе науки и метафизики» (теперь в «Предположениях и опровержениях»[258]258
  258 Ср. [1958(c)]; [1958(f)]; [1958(g)]; теперь глава 8 [1963(a)].


[Закрыть]). Во втором из этих диалогов я попытался показать, что метафизические теории могут быть подвергнуты критике и оспариванию, потому что они могут быть попытками решать проблемы – проблемы, которым, возможно, могут быть найдены более или менее хорошие решения. Во втором диалоге я применил эту идею к пяти метафизическим теориям: детерминизму, идеализму (и субъективизму), иррационализму, волюнтаризму (Шопенгауэра) и нигилизму (философии небытия Хайдеггера). И я привел основания, по которым они должны быть отвергнуты как неудачные попытки решить их проблемы.

В последней главе «Послесловия» я приводил сходные аргументы в пользу индетерминизма, реализма и объективизма. Я попытался показать, что эти три метафизические теории совместимы, и, чтобы продемонстрировать эту совместимость при помощи некоей модели, я высказал идею, что мы предполагаем реальность диспозиций (таких как поля и потенциалы) и особенно предрасположенностей. (Это один из способов интерпретации вероятностей как предрасположенностей. Другого я коснусь в следующем разделе.)

Но одним из главных пунктов этой главы бью описание и оценка той роли, которую играют метафизические исследовательские программы[259]259
  259 Я использовал термин «метафизическая исследовательская программа» в лекциях с 1949 года, если не раньше; но он не попадал в печать до 1958 года, хотя является главной темой последней главы «Послесловия» (в гранках с 1957 года). Я раздал Послесловие своим коллегам, и профессор Лакатош признал, что то, что он называет «научными исследовательскими программами» находится в традиции того, что я описал как «метафизическую исследовательскую программу» («метафизическую», потому что она не фальсифицируема). См. с. 183 его статьи «Falsification and the Methodology of Scientific Research Programmes», в сборнике Criticism and the Growth of Knowledge, ed. by Imre Lakatos and Alan Musgrave (Cambridge: Cambridge University Press, 1970).


[Закрыть]. При помощи краткого исторического очерка я показал, что на протяжении веков наши представления о том, каким должно быть удовлетворительное объяснение, менялись. Эти идеи менялись под давлением критики. Таким образом, они были хотя и не проверяемыми, но оспариваемыми. Они были метафизическими идеями – на самом деле метафизическими идеями величайшей важности.

Я проиллюстрировал это с помощью ряда исторических замечаний о различных «метафизических исследовательских программах, которые повлияли на развитие физики со времен Пифагора»; и я выдвинул новый метафизический взгляд на мир, а вместе с ним и новую исследовательскую программу, основанную на реальности диспозиций и интерпретации вероятностей как предрасположенностей. (Этот взгляд, как мне теперь кажется, очень полезен в связи с теорией эволюции).

Я рассказал здесь об этих идеях по двум причинам:

(1) потому что метафизический реализм – точка зрения, согласно которой существует реальный мир, подлежащий нашему открытию – решает некоторые проблемы, оставшиеся незакрытыми после моего решения проблемы индукции;

(2) потому что я намерен утверждать, что теория естественного отбора является не проверяемой научной теорией, а метафизической исследовательской программой; и, хотя она, несомненно, в настоящее время является лучшей из имеющихся в наличии, ее, по-видимому, можно немного улучшить.

Я не буду говорить о пункте (1) больше, чем то, что когда мы думаем, что мы приблизились к истине в форме научной теории, которая выдержала критику и проверку лучше, чем ее конкуренты, то мы, будучи реалистами, принимаем ее в качестве основы для практических действий, просто потому что у нас нет ничего лучше (или ближе к истине). Но у нас нет необходимости принимать ее как истинную: у нас нет необходимости верить в нее (что означало бы веру в ее истинность)[260]260
  260 Кстати, реалисты, конечно, верят в истину (а тот, кто верит в истину, верит и в реальность; см. [1964(a)], с. 166) – они даже знают, что существует «столько же» истинных предложений, сколько и ложных. (Тема, которой я здесь коснусь, была поднята в разделе 20 выше). Поскольку задача этой книги состоит в развитии дискуссии между мной и моими критиками, я кратко сошлюсь на рецензию Уорнока на мою «Логику научного открытия» в журнале Mind, 59 (1960), с. 99–101 (см. также примечание 25 к разделу 7 выше). Здесь, на с. 100, мы читаем о моих взглядах на проблему индукции: «Теперь Поппер с пафосом заявляет, что проблема индукции неразрешима». Я уверен, что никогда такого не говорил, тем более с пафосом, потому что я всегда делал себе комплимент, что я на самом деле решил эту проблему в рецензируемой книге. Далее мы читаем, на той же странице: «[Поппер] хочет сказать о своих взглядах не то, что они решили проблему Юма, а то, что они не разрешают ей возникнуть». Это противоречит идее, предложенной в самом начале книги (особенно в разделах 1 и 4), что то, я называл проблемой индукции Юма, является одной из двух фундаментальных проблем теории познания. Дальше идет достаточно хорошая версия моей формулировки этой проблемы: «как… можно оправдать нашу веру в истинность или даже вероятную истинность общих утверждений… научной теории.» Мой прямой ответ на этот вопрос был: никак нельзя оправдать. (Хотя иногда можно оправдать предпочтение одной из теорий перед конкурирующей; см. текст, к которому относится это примечание.) Тем не менее автор рецензии продолжает: «Надежды получить ответ на этот вопрос, считает Поппер, нет, поскольку для этого требуется, чтобы мы решили неразрешимую проблему индукции. Однако, говорит он, сама постановка этого вопроса не нужна и только вводит в заблуждение». Ни один из отрывков, которые я привел, не является критическим; скорее они претендуют на то, чтобы передать то, что я «с пафосом заявляю», «хочу сказать», «считаю» и «говорю». Немного дальше в рецензии со слов «Итак, устраняет ли это ‘неразрешимую’ проблему индукции?» начинается критика.
  Раз уж я начал говорить об этом, то могу также упомянуть, что этот рецензент концентрирует свою критику моей книги вокруг следующего тезиса, который я выделил здесь курсивом (с. 101; слово «полагаться» здесь означает, судя по контексту, «полагаться в будущем»): «Поппер явно предполагает, как ясно следует из его языка, что мы имеем право полагаться [в будущем] на хорошо подкрепленную теорию». Но я никогда не предполагал ничего подобного. То, что я утверждаю, состоит в том, что хорошо подкрепленная теория (которая подлежала критическому обсуждению и сравнению с конкурентами и которая пока выжила) рационально предпочтительнее менее хорошо подкрепленной теории и что (если только мы не предлагаем новую конкурирующую теорию) перед нами нет иного пути, чем принять ее и действовать в соответствии с ней, даже если нам очень хорошо известно, что в некоторых будущих случаях она вполне может нас подвести. Таким образом, я должен отвергнуть критику рецензента на том основании, что она основана на полном непонимании моего текста, явившемся следствием подмены моей проблемы проблемой индукции (традиционной проблемы, которая сильно отличается от моей). См. также [1971(i), перепечатанную в качестве главы 1 в [1972(a)].


[Закрыть].

О пункте (2) я скажу больше, когда мы перейдем к обсуждению теории эволюции в главе 37.

34. Борьба с субъективизмом в физике: КВАНТОВАЯ МЕХАНИКА И ПРЕДРАСПОЛОЖЕННОСТИ

Немного великих людей имели такое интеллектуальное влияние на двадцатый век, как Эрнст Мах. Он повлиял на развитие физики, физиологии, психологии, философии науки и чистой (или спекулятивной) философии. Он повлиял на Эйнштейна, Бора, Гейзенберга, Уильяма Джеймса, Бертрана Рассела и многих других. Мах не был великим физиком: он был великой личностью и великим историком и философом науки. В качестве физиолога, психолога и философа науки он выдвинул немало важных и оригинальных идей, под которыми я готов подписаться. Он был, например, эволюционистом в теории познания и в области психологии и физиологии, особенно в изучении органов чувств. Он был критиком метафизики, но при этом достаточно терпимым, чтобы замечать и даже подчеркивать необходимость метафизических идей как маяков для физиков, даже для экспериментальных физиков. Так, в «Принципах теории тепла» он писал о Джоуле[261]261
  261 См. Ernst Mach, Die Prinzipen der Wärmelehre (Leipzig: Barth, 1896), c. 240; на c. 239 термин «общий философский» приравнен к термину «метафизический»; и Мах намекает, что Роберт Майер (которого он глубоко почитал) вдохновлялся метафизической интуицией.


[Закрыть]: «Когда дело доходит до общих (философских) вопросов [которые на предыдущей странице Мах назвал «метафизическими»], Джоуль почти молчалив. Но когда он начинает говорить, его слова очень напоминают мысли Майера. И действительно, нельзя сомневаться, что такие всеобъемлющие экспериментальные исследования, все с одной целью, могли быть выполнены только человеком, вдохновленным великим и философски глубочайшим мировоззрением».

Этот отрывок еще более примечателен тем, что Мах перед этим опубликовал книгу под названием «Анализ ощущений», в которой он писал, что «мой подход устраняет все метафизические вопросы» и что «все, что мы знаем о мире, выражается в ощущениях» (или чувственных данных, «Sinnesempfindungen»).

К сожалению, такое влияние на мысль нашего столетия было оказано не его биологическим подходом и не его терпимостью; влиятельной – особенно в атомной физике – оказалась его антиметафизическая нетерпимость в соединении с его теорией чувственных данных. На самом деле, в том, что влияние Маха на новое поколение атомных физиков оказалось столь всеобъемлющим, заключена ирония истории. Ибо он был яростным противником атомизма и «корпускулярной» теории материи, которую он, подобно Беркли[262]262
  262 См. мою статью «Заметки о Беркли как предшественнике Маха» [1953(d)]; теперь глава 6 d [1963(a)].


[Закрыть], считал метафизической.

Философское влияние позитивизма Маха было большей частью передано через молодого Эйнштейна. Но Эйнштейн отвернулся от махистского позитивизма, отчасти потому, что он осознал его шокирующие последствия – последствия, которые следующим поколением физиков, в том числе Бором, Паули и Гейзенбергом, были не только открыты, но и с энтузиазмом приняты: они стали субъективистами. Однако отказ Эйнштейна произошел слишком поздно. Физика стала бастионом субъективистской философии и остается им и поныне.

Однако за всем этим развитием стояли две серьезные проблемы, связанные с квантовой механикой и теорией времени, а также одна проблема, которая, как мне кажется, не так серьезна, – проблема субъективистской интепретации энтропии.

С возникновением квантовой механики большинство молодых физиков были уверены, что квантовая механика, в отличие от статистической механики, является теорией не ансамблей, а механикой единичных фундаментальных частиц. (После некоторых колебаний я также воспринял эту точку зрения.) С другой стороны, они были также убеждены, что квантовая механика, подобно статистической механике, является вероятностной теорией. В качестве механической теории фундаментальных частиц она имеет объективный аспект. В качестве вероятностной теории она имеет (или считается, что имеет) субъективный аспект. Таким образом, это совершенно новый тип фундаментальной теории, сочетающей объективные и субъективные аспекты. Таков ее революционный характер.

Точка зрения Эйнштейна несколько от этого отличалась. Для него вероятностные теории типа статистической механики были чрезвычайно интересны, важны и красивы. (Он и сам в свои ранние годы сделал в них ряд важных вкладов.) Но они не были ни фундаментальными физическими, ни объективными теориями – скорее они были субъективистскими теориями, то есть теориями, которые мы вынуждены вводить в силу фрагментарного характера нашего знания. Из этого следует, что квантовая механика, несмотря на все свое великолепие, не представляет собой фундаментальную теорию, а является неполной (потому что ее статистический характер показывает, что она работает с неполным знанием), и что объективная или полная теория, которой нам следует добиваться, должна быть не вероятностной, а детерминистской теорией.

Из дальнейшего будет видно, что две эти позиции имеют один общий элемент: обе они предполагают, что вероятностная или статистическая теория каким-то образом использует наше субъективное знание или его недостаток.

Это станет хорошо понятным, если принять во внимание тот факт, что единственной объективистской интерпретацией вероятности в то время (в конце 20-х годов) была частотная интерпретация. (Различные ее версии были развиты Венном, фон Мизесом, Рейхенбахом и позднее мной.) Далее, частотные теоретики придерживаются мнения, что существуют объективные вопросы, касающиеся массовых явлений, и соответствующие им объективные ответы. Однако мы должны отметить, что когда мы говорим о вероятности единичного события как элемента массового явления, объективность становится проблематичной; так что по отношению к единичным событиям, таким как эмиссия одного фотона, можно сказать, что вероятности оценивают меру нашего невежества. Потому что объективная вероятность говорит нам только то, что получится, если повторить событие одного типа много раз: о самом единичном событии объективная статистическая вероятность не говорит ничего.

Согласно мнению Эйнштейна и его оппонентов, именно здесь в квантовую механику проникает субъективизм. И именно здесь я пытался бороться с субъективизмом, введя интерпретацию вероятностей как предрасположенностей. Этот ввод не был построением ad hoc. Скорее это был результат тщательного пересмотра аргументов, лежавших в основе частотной интерпретации вероятностей.

Главная идея здесь состояла в том, что предрасположенности можно рассматривать как физические реальности. Они являются мерами диспозиций. Измеряемые физические диспозиции («потенциалы») были введены в физику теорией полей. Таким образом, прецедент, рассматривающий диспозиции как физическую реальность, уже состоялся; поэтому предложение рассматривать предрасположенности как физически реальные не должно казаться очень странным. Кроме того, оно, конечно, оставляло место индетерминизму.

Для того, чтобы показать, какого рода проблему интерпретации я пытался решить путем ввода идеи предрасположенностей, я сошлюсь на письмо Эйнштейна Шредингеру[263]263
  263 См. Schrödinger et al., Briefe zur Wellenmechanik, c. 32; я использовал мой собственный перевод на английский, но письмо может быть найдено на английском языке в английском издании книги, Letters on Wave Mechanics, с. 35 и далее (см. примеч. 225 выше). Письмо Эйнштейна датировано 9 августа 1939 года.


[Закрыть]. В этом письме Эйнштейн обращается к хорошо известному мысленному эксперименту, который Шредингер опубликовал в 1935 году[264]264
  264 Cp. Erwin Schrödinger, «Die gegenwärtige Situation in der Quantenmechanik», Die Naturwissenschaften, 23(1935), c. 807-12, 823-28, 844-49.


[Закрыть]. Шредингер указал на возможность организации какого-то количества радиоактивного материала таким образом, чтобы он мог привести к возможности взрыва атомной бомбы. Эта организация может быть осуществлена таким образом, что бомба либо взрывается через какой-то промежуток времени, либо взрыватель разряжается. Пусть вероятность взрыва равняется ½. Шредингер утверждал, что если рядом с этой бомбой посадить кота, то вероятность его гибели также будет равняться ½. Вся эта организация может быть описана в терминах квантовой механики, и в этом описании будет фигурировать суперпозиция двух состояний кота – живого и мертвого. Таким образом, квантово-механическое описание – ψ-функция – не описывает ничего реального: настоящий кот будет либо жив, либо мертв.

В своем ответе Шредингеру Эйнштейн отмечает, что это означает, что квантовая механика субъективна и неполна: «Если пытаться интерпретировать ψ-функцию как полное описание [описываемого ею реального физического процесса]… то это будет означать, что в рассматриваемый момент времени кот не будет ни живым, ни разорванным на клочки. Однако в наблюдении мы получим одно из этих двух условий.

Если отвергнуть эту точку зрения [полноты ψ-функции], то следует предположить, что ψ-функция описывает не реальное состояние дел, а полноту нашего знания о состоянии дел. Это интерпретация Борна, которая, по-видимому, сегодня принята большинством теоретических физиков.»[265]265
  265 (Курсив мой). См. ссылку на письмо Эйнштейна в примеч. 264 выше, а также очень сходное письмо от 22 декабря 1950 года в той же книге, с. 36 и далее (в английском переводе с. 39 и далее). (Обратите внимание, что Эйнштейн считает само собой разумеющимся, что вероятностная теория интерпретируется субъективно, если она относится к единичному случаю; этот пункт, по которому мы с ним не соглашались, начиная с 1935 года. См. [1959(a)], с. 459, и мое примечание.)


[Закрыть]

Однако при принятии моей интерпретации предрасположенностей эта дилемма исчезает, а квантовая механика, то есть, ее ψ-функция, описывает реальное состояние дел – реальную диспозицию – хотя и не как детерминистское состояние дел. И хотя тот факт, что состояние дел не является детерминистским, можно использовать для того, чтобы указать на неполноту, эта неполнота не является виной теории – описания, – а отражает неопределенность реальности, самого состояния дел.

Шредингер всегда чувствовал, что должна описывать что-то физически реальное, такое, как реальная плотность. И он всегда допускал возможность[266]266
  266 См. особенно ссылки на взгляды Франца Экснера в книге Schrödinger, Science, Theory and Man, c. 71, 133, 142 и далее (cm. примеч. 145 выше).


[Закрыть], что сама реальность может быть неопределенной. В соответствии с интерпретацией предрасположенностей обе эти интуитивные идеи оказываются вполне верными.

Я не буду здесь больше обсуждать теорию вероятностей как предрасположенностей и роль, которую она может сыграть в прояснении квантовой механики, потому что я достаточно подробно освещал эти вопросы в других местах[267]267
  267 См. мою статью «Квантовая механика без «наблюдателя»» [1967(к)], где можно найти ссылки на другие мои работы в этой области (особенно [1957(e)] и [1959(e)]).


[Закрыть]. Я помню, что поначалу эта теория была не очень хорошо принята, что меня и не удивило, и не огорчило. С тех пор много воды утекло, и некоторые из тех же критиков (и защитников Бора), которые поначалу презрительно отвергали мою теорию как несовместимую с квантовой механикой, теперь говорят, что все это общеизвестные вещи, которые ничем не отличаются от взглядов Бора.

Я посчитал себя более чем вознагражденным за почти сорок лет, проведенных в поисках единомышленников, когда я получил письмо о моей статье 1967 года «Квантовая механика без «наблюдателя»» от Б. Л. ван дер Вердена, математика и историка квантовой механики, в котором он высказал полное согласие со всеми тринадцатью тезисами моей статьи, а также с моей интерпретацией вероятностей как предрасположенностей[268]268
  268 Письмо ван дер Вердена датировано 19 октября 1968 года. (В этом письме он также критикует меня за ошибочную историческую ссылку на Якоба Бернулли на с. 29 в [1967(к)].)


[Закрыть].

35. Больцман и стрела времени

Вторжение субъективизма в физику – в особенности в теорию времени и энтропии – началось задолго до появления квантовой механики. Оно было тесно связано с трагедией Людвига Больцмана, одного из великих физиков девятнадцатого века и одновременно горячего и почти воинствующего реалиста и объективиста.

Больцман и Мах были коллегами по Венскому университету. Больцман был профессором физики, когда 1895 году в университет был приглашен занять место главы факультета философии науки, созданное специально для него, Эрнст Мах. Это была, скорее всего, первая в мире должность такого рода. Позже эту должность занимал Мориц Шлик, а затем Виктор Крафт[269]269
  269 Поскольку это автобиография, возможно, мне следует упомянуть, что в 194 7 или 1948 году я получил письмо от Виктора Крафта, писавшего от имени факультета философии Венского университета, с вопросом, готов ли я занять должность Шлика. Я ответил, что я никогда бы не уехал из Англии.


[Закрыть]. В 1901 году, когда Мах вышел в отставку, его место занял Больцман, сохранив за собой кафедру физики. Мах, который был старше Больцмана на шесть лет, оставался в Вене приблизительно до смерти Больцмана в 1906 году; и на протяжении этого периода и многих последующих лет влияние Маха постоянно росло. Оба они были физиками, при этом Больцман был гораздо более выдающимся и творчески мыслящим из них двоих[270]270
  270 Макс Планк подвергал сомнению компетентность Маха даже в его любимой области, феноменологической теории тепла. См. Мах Planck «Zur Machschen Theorie der physikalischen Erkenntnis», Physikalische Zeitschrift, 11 (1910), c. 1186-90. (См. также предшествующую статью Планка «Die Einheit des physikalischen Weltbildes», Physikalische Zeitschrift, 10 [1909], c. 62–75; и ответ Маха Ernst Mach «Die Leitgedanken meiner wissenschaftlichen Erkenntnislehre und ihre Aufnahme durch die Zeitgenossen», Physikalische Zeitschrift, 11 [1910], c. 599–606.)


[Закрыть]; и оба они были философами. (Больцмана пригласили занять место главы кафедры физики вслед за Стефаном – место, на которые имел свои виды и Мах. Идея пригласить Маха вместо этого на должность главы кафедры философии первоначально пришла в голову Генриху Гомперцу, которому тогда был всего двадцать один год, и он подключил к этому своего отца.)[271]271
  271 Cm. Josef Mayerhofer, «ErnstMachBerufungandie Wiener Universität, 1895», в сборнике Symposium aus Anlass des 50. Todestages von Ernst Mach (Ernst Mach Institut, Freiburg im Breisgau, 1966), c. 12–25. Прелестная биография Больцмана содержится в книге Е. Broda, Ludwig Boltzmann (Vienna: Franz Deuticke, 1955).


[Закрыть] Что касается философских заслуг Больцмана и Маха, то мое мнение об этом откровенно предвзято. Как философ Больцман малоизвестен; до самого последнего времени я тоже почти ничего не знал о его философии, и до сих пор мне известно об этом гораздо меньше, чем хотелось бы. Однако с тем, что я знаю, я согласен, и гораздо более, наверное, чем с любой другой философией. Поэтому Больцман для меня гораздо предпочтительнее Маха – не только как физик, но и как философ, а также, должен отметить, как личность. Однако личность Маха мне тоже кажется чрезвычайно привлекательной; и хотя я совершенно не согласен с его «Анализом ощущений», я являюсь сторонником его биологического подхода к проблеме (субъективного) знания.

И Мах, и Больцман имели множество последователей среди физиков, и все они были вовлечены в беспощадную войну. Это была война по поводу исследовательской программы в физике и по поводу «корпускулярной» гипотезы, то есть, по поводу атомистической и молекулярной или кинетической теории газов и теплоты. Больцман был атомистом, и он защищал как атомизм, так и кинетическую теорию газов и теплоты Максвелла. Мах противостоял этой «метафизической» гипотезе. Он высказывался в пользу «феноменологической термодинамики», из которой он надеялся исключить все «объяснительные гипотезы», и он надеялся распространить «феноменологический» или «чисто дескриптивный» метод на всю физику.

По всем этим вопросам мои симпатии были полностью на стороне Больцмана. Но я должен отметить, что, несмотря на все свое превосходство в области физики и его (по моему мнению) замечательную философию, Больцман проиграл эту битву. Он проиграл по вопросу фундаментальной важности – его смелого вероятностного вывода второго закона термодинамики, закона возрастания энтропии, из кинетической теории (H-теорема Больцмана). Мне кажется, что он проиграл потому, что был очень смел.

Интуитивно его вывод чрезвычайно убедителен: он ассоциирует энтропию с беспорядком; он убедительно и справедливо показывает, что неупорядоченные состояния газа в сосуде более «вероятны» (в совершенно корректном и объективном смысле слова «вероятность»), чем упорядоченные состояния. И затем он заключает (и это заключение оказалось неверным[272]272
  272 См. примеч. 273 и 278 ниже.


[Закрыть]), что существует всеобщий закон механики, в соответствии с которым замкнутые системы (герметично закрытые газы) стремятся принять все более и более вероятные состояния, что означает, что упорядоченные системы с возрастом становятся все более и более беспорядочными, или что энтропия газа со временем воз растает.

Все это очень убедительно, но, к сожалению, в данной формулировке неверно. Больцман сначала интерпретировал свою H-теорему как доказательство однонаправленного возрастания беспорядка с течением времени. Но как было указано Цер-мело[273]273
  273 См. Е. Zermelo, «Über einen Satz der Dynamik und die mechanische Warmetheorie», Wiedemannsche Annalen (Annalen der Physik), 57 (1896), c. 485–494. За двадцать леь до Цермело друг Больцмана Лошмидт указал, что, если обратить все скорости газа в сосуде вспять, то газ будет двигаться в обратную сторону и таким образом вернется к упорядоченному состоянию, из которого он, предположительно, выродился в беспорядок. Возражение Лошмидта называется «возражением обращаемости», хотя Цермело называет его «возражением повторяемости».


[Закрыть], Пуанкаре до этого доказал (и Больцман ни разу не оспорил это доказательство), что всякая замкнутая система (газ) возвращается через конечный промежуток времени в состояние, близкое к любому из тех, в которых он был до этого. Таким образом, все состояния всегда (приблизительно) повторяются; и если газ был когда-то в упорядоченном состоянии, то через некоторое время он вернется к нему. Соответственно, не может быть такой вещи, как выделенное направление времени, – некоей «стрелы времени», – которая ассоциируется с возрастанием энтропии.

Возражение Цермело было, как мне кажется, решающим: оно революционизировало собственный взгляд Больцмана, и термодинамика стала, особенно после 1907 года (дата публикации статьи Эренфестов[274]274
  274 Paul and Tatiana Ehrenfest, «Über zwei bekannte Einwände gegen das Boltzmannsche Я-Theorem», Physikalische Zeitschrift, 8 (1907), c. 311–314.


[Закрыть]), строго симметричной в отношении направления времени; и такой же она остается до сих пор. Ситуация выглядит следующим образом: всякая замкнутая система (газ) почти все время пребывает в неупорядоченных состояниях (состояниях равновесия). В этом равновесии случаются флуктуации, но частота их появления быстро убывает пропорционально увеличению их размера. Таким образом, если мы обнаружили, что газ находится в некотором состоянии флуктуации (то есть в состоянии лучшего порядка, чем состояние равновесия), то мы можем заключить, что ему вероятно предшествовало и за ним равновероятно последует состояние, более близкое к равновесию (беспорядку). Соответственно, если мы хотим предсказать его будущее, то мы можем предсказать (с высокой степенью вероятности) возрастание энтропии; и точно такое же ретроска-зание может быть сделано в отношении прошлого. Это удивительно, что физики так редко замечают, что с Цермело произошла революция в термодинамике: о Цермело часто упоминают в неуважительном контексте или не упоминают вообще[275]275
  275 См., например, Max Born, Natural Philosophy of Cause and Chance (Oxford: Oxford University Press, 1949), который пишет на с. 58: «Цермело, немецкий математик, который работал над абстрактными проблемами вроде теории множеств Кантора и трансфинитных чисел, попал в физику, переведя на немецкий язык работу Гиббса о статистической механике». Но обратите внимание на даты: Цермело критиковал Больцмана в 1896-м, а опубликовал перевод Гиббса, которого он очень почитал, в 1905-м; написал свою первую статью по теории множеств в 1904 году, а вторую – только в 1908 году. Таким образом, он был физиком до того, как стал «абстрактным математиком».


[Закрыть].

К несчастью, Больцман сразу не разглядел серьезности возражения Цермело, поэтому его первый ответ был неудовлетворительным, как отметил Цермело. А со второго ответа Больцмана Цермело началось то, что я считаю великой трагедией: скатывание Больцмана в субъективизм. Потому что в этом втором ответе:

(a) Больцман отказался от своей теории объективной стрелы времени, а также от своей теории возрастания энтропии в направлении этой стрелы; то есть он отказался от того, что было одним из его центральных пунктов;

(b) он ввел ad hoc красивую, но дикую космологическую гипотезу;

(c) он предложил субъективистскую теорию стрелы времени, а также теорию, которая сводила закон возрастания энтропии к тавтологии.

Связь между этими тремя пунктами второго ответа Больцмана лучше всего можно изложить следующим образом[276]276
  276 Cp. Erwin Schrödinger, «Irreversibility», Proceedings of the Royal Irish Academy, 53A (1950), c. 189-95.


[Закрыть]:

(a) Начнем с предположения, что время объективно не имеет стрелы, не имеет направления, что оно в этом отношении подобно пространственной координате и что объективная «вселенная» совершенно симметрична по отношению к двум направлениям времени.

(b) Давайте предположим далее, что вселенная является системой (подобно газу) термального равновесия (максимального беспорядка). В такой вселенной будут происходить флуктуации энтропии (беспорядка), то есть появляться участки пространства и времени, в которых есть некоторый порядок. Эти участки с низкой энтропией будут очень редки – тем реже, чем ниже они уровня энтропийной равнины; и, в соответствии с нашим предположением о симметрии, их поверхность будет сходным образом расти в обоих направлениях времени и выравниваться в районе максимальной энтропии. Давайте, кроме этого, предположим, что жизнь возможна только в глубоких рытвинах энтропийной равнины, и давайте назовем эти регионы с меняющейся энтропией «мирами»,

(с) Теперь нам нужно только предположить, что субъективно мы (и, вероятно, все животные) «ощущаем» временную координату как имеющую направление – стрелу, – указывающую в сторону возрастания энтропии; это означает, что временная координата осознается нами как последовательность или ряд событий по мере того, как в «мире» (регионе, в котором мы живем) возрастает энтропия.

Если (а)-(с) верны, то очевидно, что энтропия будет возрастать по мере течения времени, то есть времени нашего сознания. В биологической гипотезе, что время обретает стрелу только в опыте животных и только в направлении возрастания энтропии, закон возрастания энтропии становится необходимым законом – но только субъективно оправданным.

Пониманию этого может помочь следующая диаграмма (см. Рис. 1).

Верхняя линия представляет собой ось времени, нижняя линия указывает на флуктуацию энтропии. Стрелки указывают на регионы, в которых может возникнуть жизнь и в которых время ощущается как имеющее направление.

Как показывает следующий отрывок из второго ответа Больцмана Цермело[277]277
  277 Cm. Ludwig Boltzmann, «Zu Hrn. Zermelo’s Abhandlung: Über die mechanische Erklärung irreversibler Vorgänge (Annalen der Physik), 60 (1897), c. 392–398. Суть этого отрывка была повторена в его книге Vorlesungen über Gastheorie (Leipzig: J. А/ Barth, 1898), том II, с. 257 и далее; я снова использовал свой собственный перевод на английский, но соответствующий отрывок можно найти в книге L. Boltzmann, Lectures on Gas Theory, перевод Stephen G. Brush (Berkeley and Los Angeles: University of California Press, 1964), c. 446 и далее.


[Закрыть], Больцман – как и Шредингер – полагает, что направление в будущее время может быть задано определением.

Рис. 1

«У нас есть выбор между двумя видами картин. Либо мы предполагаем, что вселенная в целом в настоящее время находится в очень невероятном состоянии, или мы предполагаем, что зоны времени, в течение которого длится это невероятное состояние, и расстояние отсюда до Сириуса ничтожны в сравнении с возрастом и размерами вселенной. В такой вселенной, которая в целом находится в состоянии термального равновесия и потому мертва, здесь и там могут возникать небольшие регионы размером с нашу галактику, – регионы (их можно назвать «мирами»), которые сильно отклоняются от термального равновесия на сравнительно короткие отрезки этих «эонов» времени. В этих мирах вероятности их состояния [то есть энтропия] будут возрастать столь же часто, сколько и убывать. Во вселенной в целом два направления времени неразличимы, как верх и низ в пространстве. Однако точно так же, как в определенном месте на поверхности земли мы можем назвать «низом» направление к центру земли, так и живой организм, обнаруживший себя в таком мире в определенный период времени, может определить «направление» времени как идущее от менее вероятного состояния к более вероятному (первое будет «прошлым», а второе – будущим), и в силу этого определения [sic] он обнаружит, что его собственный небольшой регион, изолированный от остальной вселенной, «сначала» всегда находится в невероятном состоянии. Мне кажется, что такой взгляд на вещи является единственным, который позволяет нам понять истинность второго закона и тепловую смерть каждого индивидуального мира, не прибегая к идее однонаправленных изменений всей вселенной от определенного начального состояния к конечному».

Я думаю, что идея Больцмана поразительна по своей красоте и смелости. Но она же кажется мне и неприемлемой, по крайней мере, для реалиста. Она называет однонаправленные изменения иллюзией. Это делает иллюзией катастрофу Хиросимы. Тем самым она делает иллюзией наш мир со всеми нашими попытками узнать о нем больше. Поэтому она саморазруши-тельна (как и любой идеализм). Идеалистическая гипотеза ad hoc Больцмана противоречит его собственной реалистской и пламенно отстаиваемой анти-идеалистической философии и его страстному стремлению к познанию.