Текст книги "Под знаком кванта"

Автор книги: Леонид Пономарев

сообщить о нарушении

Текущая страница: 30 (всего у книги 31 страниц)

ИСТИННОСТЬ И ПОЛНОТА

научной картины мира

Вопрос этот не может быть разрешен логически: мы верим в науку, поскольку она позволяет нам правильно предсказывать явления природы и не зависит рт произвола познающей личности. Мы можем сомневаться в структуре ее образов – они зависят от способа общения. Но мы теперь с достоверностью знаем, что все земные и небесные тела построены из одних и тех же элементов и примерно в тех же пропорциях. Мы уверены даже, что законы природы одинаковы во всей Вселенной, и, следовательно, атом натрия всегда излучает одну и ту же D-линию, находится ли он на Земле, на Сириусе или в другой галактике. Это теперь признают почти все, и никто не сомневается в истинности этих знаний. Сомнения возникают тогда, когда мы на основании твердо установленных, но частных фактов пытаемся создать целостную и непротиворечивую картину мира, согласную со всей совокупностью данных опыта и общей природой человеческого сознания. Наиболее часто возникает вопрос: насколько однозначна форма физических законов, в которую мы облекаем наше знание?

Категорического ответа на этот вопрос не существует. Те, кто знаком с историей науки, знают, что в некоторые периоды ее развития действительно бок о бок существовали две физические теории, каждая из которых считала себя истинной, и обе одинаково хорошо объясняли известные в то время явления. Однако та же история свидетельствует, что с тече-

349 нием времени новые опыты выбирали из двух теорий только одну, либо же на новом этапе обе они сливались воедино на основе новых, более высоких принципов,– как это случилось с корпускулярной и волновой теориями света после открытия квантовой механики.

Факты и понятия науки могут показаться случайными хотя бы потому, что установлены в случайное время случайными людьми и часто при случайных обстоятельствах. Но, взятые вместе, они образуют единую закономерную систему, в которой число перекрестных связей настолько велико, что в ней нельзя заменить ни одного звена, не затронув при этом всех остальных. Под давлением новых фактов система эта непрерывно изменяется и уточняется, но никогда не теряет цельности и своеобразной законченности. Нынешняя система научных понятий – продукт длительной эволюции: в течение многих лет старые звенья в ней заменялись новыми, более совершенными, и даже истинно революционные открытия всегда возникали с учетом и на основе прежних знаний. Одним словом, наука – это не застывшая мертвая схема, а живой развивающийся организм. И хотя все понятия науки – творения человеческого разума, они произвольны настолько же, насколько случайна сама разумная жизнь в природе.

В одном из фантастических рассказов Рэя Брэдбери герой на машине времени отправился в далекое прошлое и во время короткого визита туда нечаянно раздавил там маленькую бабочку. Когда он вернулся обратно, то не узнал мира, который оставил уезжая: оказалось, что его невольное и на первый взгляд незначительное вторжение в ход биологической эволюции полностью изменило все ее конечные результаты. Очевидно, пример этот – не более чем эффектная крайность, извинительная для фантаста. Нет слов – все в природе взаимосвязано. Однако не такой жесткой причинностью, граничащей с детерминизмом, а более изобретательно и гибко – на манер статистических закономерностей квантовой механики.

Эволюция системы научных понятий – такой же бесконтрольный, но закономерный процесс, как и эволюция животного мира. Можно мыслить его другим в частностях, можно удивляться его странным особенностям, но нельзя представить его целиком иным. Неизвестно, как возникло первое понятие и первый организм и что случилось бы, если бы они были другими. Но мы знаем, что каждый новый шаг эволюции зависел от всех предыдущих. Поэтому можно легко вообразить лошадь с лапами тигра или атом в виде бублика, но 350

представить иными весь животный мир и всю систему научных понятий нам не под силу: и биологическая эволюция, и формирование научных знаний подчиняются своим внутренним законам, изменить которые мы не в состоянии и познать которые еще никому не удалось.

Мы рождаемся в мире сформировавшихся видов и установившихся понятий. Можно вывести новую породу лошадей или заменить одно понятие другим, которое больше соответствует научной истине. Однако вопрос об истинности или ложности всей системы человеческих знаний лежит вне сферы сознания и не может быть разрешен его силами. Более того, вопрос этот лишен смысла. Наука создана человеком и для человека, и вся система ее понятий придумана так» что она соответствует природе человеческого сознания. Конечная же цель понятий – объяснять и предсказывать явления, воздействующие на наши органы чувств или на их продолжение – приборы.

Быть может, где-то во Вселенной существуют разумные существа с иными органами чувств и другой структурой сознания. Почти наверное их система понятий отлична от нашей. Но даже если мы будем в состоянии понять ее настолько, чтобы сравнить с нашей собственной, мы не сможем заключить из этого сравнения, что она ложна. Наоборот, она всегда истинна, если дает своим органам чувств правильные предсказания. Наши научные знания о мире – это реальные тени реальных явлений природы. Тени, которые они отбрасывают, освещенные светом нашего сознания. И как один и тот же предмет отбрасывает различные тени в зависимости от угла, под которым он освещен,– точно так же система научных знаний, созданная разумной жизнью другой планеты, может отличаться от нашей. Быть может, когда-нибудь мы сможем сравнить между собой эти «сознательные тени» и, как узник Платона, вырвавшийся из пещеры, восстановить по ним истину во всей полноте и блеске. (Так по нескольким плоским чертежным проекциям детали опытный мастер изготавливает ее целиком.) Но пока этого не случилось, мы должны развивать нашу теперешнюю науку: при всем своем несовершенстве, это пока единственный способ проникнуть в глубь наблюдаемых явлений.

Мир существует независимо от нашего сознания. Ему нет никакого дела до того, как мы, часть этого мира, представляем себе внутренние механизмы его внешних проявлений. Это важно только для нас самих. Все дело в другом: как далеко мы можем продвинуться на этом пути? И до каких пор сможем уточнять наши представления о причинах наблю-

ЗЫ

даемых явлений? Вместо вопроса о физической реальности мы должны решить вопрос о границах научного метода, который после изобретения квантовой механики стал особенно актуален.

НАУКА И ЧЕЛОВЕЧЕСТВО

В нынешнем понимании этого слова наука существует не более 300—400 лет, а слово «ученый» в современном значении появилось впервые лишь в 1840 г. в сочинениях Уильяма Уэвелла. За такой ничтожный срок человек открыл и освоил Землю, покорил океан, научился летать, видеть собеседника на другой стороне Земли, ступил обеими ногами на Луну и, запрокинув голову, посмотрел оттуда на Землю.

Наука полностью изменила образ жизни цивилизованных народов, их отношение к миру, способ мышления и даже моральные категории. Главная черта новой философии жизни – ощущение непрерывных движений в мире и, как результат этого ощущения – стремление узнать и понять окружающий мир, чтобы должным образом ответить на его изменения. Современный человек скептически относится к раз навсегда установленным принципам, он не верит в окончательность любого знания и каждую минуту находится в состоянии поиска оптимальных решений. Жажда знаний, пробудившаяся впервые в эпоху Возрождения, не угасла до сих пор.

Научный метод преобразовал мир, в котором мы живем: он населил его машинами, впервые накормил людей и защитил их от болезней. На основе успехов научного метода возникла и укрепилась новая вера – вера в науку. Поворот в умах, вызванный открытием научного метода, можно сравнить только с великими религиозными переворотами: буддизмом, христианством, исламом. Наука и формально и по существу пришла на смену религии: от нее ждут ответов на все вопросы жизни, ее приговоры считают окончательными, среди ее служителей ищут образцы для подражания, а число ее адептов растет быстрее, чем армия буддийских монахов на Востоке в старые времена. Страны Запада, воспринявшие эту новую веру, далеко обогнали прежде цветущие страны Востока. Все это оказалось возможным благодаря простому открытию: суть многих явлений природы можно записать в виде чисел и уравнений, устанавливающих связи между этими числами. Как и всякий последовательный метод, научный метод имеет свои преимущества, область действия и границы применимости.

Сидеть на берегу моря и смотреть, как солнце совершает свой круг по небу, в древности считалось занятием, достойным мужа. С тех пор многое изменилось. Индуктивные науки пришли на смену чистому умозрению и принялись «поверять алгеброй гармонию». Наука стала на прочное основание опыта, но утратила черты спокойной мудрости и неторопливого созерцания. На это можно сетовать, но изменить этого уже нельзя.

В пору ее становления наукой занимались на свой страх и риск преданные ей одиночки. Долгое время ее результаты не считали обязательными для всех: даже в середине прошлого века Фарадей ратовал за признание науки элементом всеобщего образования. В наши дни наука стала массовой, а научная работа – самым обычным и часто прозаическим занятием. Из инструмента познания наука превратилась в материальную силу, но вместе с этим прикоснулась к человеческим страстям совсем не того высокого склада, которым она обязана своим возникновением.

Все это верно, все это так, но в век науки немыслимо отказаться от ее результатов только из этических соображений: в стремлении к чистоте не следует преступать границ стерильности. Наука пока что исправно несет свою службу: строит машины, кормит человечество, снабжает его энергией, защищает от болезней. Конечно, это не снимает моральной ответственности с ученых за их – иногда смертоносные – открытия.

Как известно, в процессе биологической эволюции всегда возникают мутации, часть из которых быстро закрепляется и вытесняет менее приспособленные. Но другая их часть

консервируется впрок и проявляется лишь тогда, когда изменившиеся внешние условия грозят уничтожить биологический вид. Эволюция не прекратилась и теперь – она лишь изменила свои формы: на протяжении тысячелетий тело человека осталось практически без изменений, зато его сознание изменилось неузнаваемо и необратимо. Быть может, наука – это именно тот источник новых идей, которые спасут человечество в грядущих катастрофах.

Наука – это соглашение между людьми, достаточно плодотворное, чтобы стать всеобщим. На основе этого соглашения вырос и развивается своего рода коллективный разум – если и не бессмертный, то сравнительно долговечный. Как долго он проживет и где границы научного метода – пока неясно, однако то, что они существуют,– несомненно.

ГРАНИЦЫ НАУЧНОГО МЕТОДА

Человека всегда занимали «вечные вопросы»: о жизни и смерти, о добре и зле, о боге и вечности, о конечной цели бытия и нашем месте во Вселенной. Религия не смогла на них ответить, она лишь на время успокоила стремление их разрешить, дав краткое утешение в забвении проблем земного бытия.

Наука тоже не приспособлена для ответов на вопросы о смысле жизни – у нее более скромные задачи. В ослеплении успехами точных наук об этом часто забывают и упускают из виду ту простую возможность, что будущим поколениям людей наш рационализм и вера в науку будут столь же смешны и непонятны, как для нас обряды египетских жрецов: безгранично лишь само познание, а не его исторические формы.

Наука в состоянии познать только те явления, свойства которых можно оценить числом. Работу гипнотизера нельзя описать математическими формулами, и тем не менее результаты ее несомненны и воспроизводимы. Достижения индийских йогов – экспериментальный факт, многократно проверенный. Однако эти феномены не могут стать объектами точной науки, поскольку они не поддаются количественному описанию с помощью чисел и формул.

Далеко не все в мире можно разложить на элементы и представить в виде формул и чисел, но не стоит огорчаться по этому поводу: ведь это означает просто, что мир богаче и сложнее, чем его образ, даваемый наукой. С точки зрения точных наук гений и убийца – неразличимы, ибо можно строго научно доказать, что они состоят из совершенно одинаковых атомов. И никакая наука не в силах объяснить нашу радость при виде улыбки ребенка. Это всегда полезно помнить, чтобы не погрязнуть в «ученом невежестве».

На фоне этих рассуждений квантовая механика должна показаться совсем простой наукой. В самом деле, об атоме водорода мы знаем так много, что можем предсказать все его наблюдаемые свойства. Значительно труднее, но все-таки можно рассчитать свойства молекулы водорода. Но уже свойства молекул белка мы предсказать не в состоянии. Белков не так уж много, однако из них построен каждый человек во всей его неповторимости.

Одним словом, наука – это полезно и даже необходимо, но нельзя обращать нужду в добродетель и подчинять ей все только на том основании, что сегодня без науки представить себе жизнь невозможно.

НАУКА И ИСКУССТВО

Нигде так отчетливо не видна ограниченность науки, как при попытках ее методами понять секрет искусства. Наука «все знает» о рояле: число, качество и длину струн, породу дерева, состав клея и мельчайшие особенности строения. И тем не менее она не в состоянии объяснить, что происходит с этим полированным ящиком, когда к нему подходит большой артист. Быть может, это и не нужно: человеку, который плачет над книгой, по большей части все равно, какими средствами добился этого автор. Конечно, он может прочесть затем критический труд вдвое толще книги, его поразившей, но все это напоминает препарирование трупов в анатомичке: специалистам оно необходимо, а большинству людей неприятно. «Чтобы презирать пение и танцы, достаточно разложить их на составные элементы»,– писал Марк Аврелий. Но искусство мудро: оно всегда охраняло непосредственную истину чувственных восприятий от настойчивых вторжений испытующей науки. Во все времена его ценили именно за способность «напоминать нам о гармониях, недоступных для систематического анализа».

Каждый при желании может понять, как устроен атомный котел, даже не увидав его. Но никакими силами нельзя объяснить человеку, что такое обаяние, если он сам ни разу не испытал на себе его воздействия.

Причина могущества науки – в ее всеобщности: ее законы свободны от произвола отдельных людей, она отражает лишь коллективный их опыт, независимый от возраста, национальности и темперамента исследователей. Секрет искусства – в его неповторимости: мощь его воздействия зависит от всего прошлого опыта человека, от богатства его ассоциаций, от неуловимых переходов настроения, от случайного взгляда, слова или прикосновения – от всего того, что составляет силу индивидуальности, красоту преходящего и власть неповторимого.

Высшее достижение ученого – если результаты его работы подтвердятся, то есть кто-то другой повторит их в дальнейшем. В искусстве повторение равносильно смерти, и настоящий артист умирает на сцене каждый раз по-новому.

Известны случаи, когда симфонии сочиняли без знания музыкальной грамоты. Они могли быть непривычными, но имели право на существование, коль скоро хоть кому-то нравились. В науке такое положение немыслимо: в ней существует критерий истины и слово «нравится» исключено из ее лексикона.

Истины в науке доказываются, а явления – объясняются. В искусстве они истолковываются: ему чужды логические рассуждения, а строгие доказательства оно заменяет непосредственной убедительностью образов.

Наука всегда может объяснить, почему хороша эта формула или плоха та теория. Искусство позволяет лишь почувствовать очарование мелодии и блеск сонета – и никогда ничего не объясняет до конца.

Наука началась тогда, когда в хаосе случайных фактов научились выделять простые закономерности. Но лишь там, где при сложении простых и понятных вещей внезапно возникает ощущение чуда, начинается искусство.

Наука основательна и нетороплива: она годами решает свои задачи, которые иногда переходят из поколения в поколение. Она может позволить себе эту роскошь: в ней изобретен однозначный способ записи и хранения добытых фактов. В искусстве интуитивно точный мир образов живет мгновение. («Герои одного мгновения»—так часто говорят о великих актерах.) Однако оно будит в сердцах людей отзвук, который не угасает годами, а иногда круто меняет всю их дальнейшую жизнь. «Остановись, мгновенье, ты прекрасно!» – это желание Фауста может выполнить только магия искусства: благодаря ему даже через много лет память человека с пугающей ясностью восстановит невыразимые словами оттенки давних мыслей и настроений.

Несмотря на кажущуюся хрупкость и неоднозначность образов искусства, оно долговечнее и древнее науки. Эпос о Гильгамеше и поэмы Гомера волнуют нас до сих пор. Потому что они о чем-то главном в человеке, что не изменилось в нем на протяжении тысячелетий. Наука же едва успевает закреплять только что открытые возможности исследования. Читать научные книги прошлого века сейчас почти невозможно: настолько они устарели и так сильно изменился с тех пор весь стиль научного мышления. Поэтому значение научных трудов определяется не их долговечностью, а их плодотворностью: если в свое время они помогли развитию науки – с них довольно.

Можно и дальше искать и находить бесчисленные оттенки различий между искусством и наукой – предмет этот неисчерпаем. Однако польза такого занятия сомнительна: на поверку они различаются между собой не по существу, а лишь по методам познания окружающего мира и человеческой природы. В Древней Греции их не различали и называли одним словом: те%те – что означает «умелость», «опытность», «изощренность» (отсюда же «техника»). Первые законы физики, установленные Пифагором из Самоса, были законами гармонии, а древние научные трактаты часто писались в стихах.

Уже давно поэты мечтают не просто о поэзии, а о «поэзии мысли». Ученые, со своей стороны, берутся объяснить желающим «поэзию в науке». И те и другие вышли, наконец, из своих укрытий, дабы разрушить искусственные границы кланов и забыть давние распри о древности рода: нет смысла спорить, какая рука важнее – левая или правая, хотя развиваются и работают они по-разному.

Актер понимает, что ему не достигнуть вершин мастерства, если предварительно он не овладеет наукой дикции, мимики и жеста. И лишь потом (если он талантлив!) он сможет из этих простых и понятных элементов неведомым ему самому способом создать нечто неповторимое и удивительное.

Точно так же ученый, даже овладевший ремеслом физика,– еще не физик, если он доверяет только формулам и логике. Все глубокие истины науки парадоксальны при своем рождении, и нельзя достигнуть их, опираясь лишь на логику и опыт.

Одним словом, настоящее искусство невозможно без самой строгой науки. Точно так же метод открытия глубоких научных истин лишь отчасти принадлежит науке и в значительной мере лежит в сфере искусства. Но при этом всегда существуют границы научного анализа искусства и предел, который не позволяет постигнуть науку единым порывом вдохновения.

ниях случая» находит единственные и неповторимые, а из «бесконечной вереницы явлений» безошибочно выби

Существует очевидная дополнительность методов науки и искусства в процессе познания окружающего мира. Рабочий, повседневный метод науки – это анализ фактов и выяснение их причин, стремление «найти вечный закон в чудесных превращениях случая», попытки «отыскать неподвижный полюс в бесконечной веренице явлений». В искусстве преобладает бессознательный синтез, который в тех же «превращерает лишь те, которые позволяют почувствовать гармонию целого.

Мир человеческих восприятий бесконечно разнообразен, но хаотичен и окрашен личными переживаниями. Человек стремится упорядочить свои впечатления и согласовать их с впечатлениями других. Для этого он изобрел науку и создал искусство. Именно это стремление стало общей побудительной причиной их возникновения. Их объединяет чувство удивления, которое они после себя оставляют: как возникла эта формула, эта поэма, эта теория и эта мелодия. («Начало знания – удивление»,– говорили в древности.)

Природа творчества едина во всех искусствах и науках. Она определяется интуитивной способностью группировать факты и впечатления окружающего мира таким образом, чтобы удовлетворить нашу эмоциональную потребность в чувстве гармонии, которое человек испытывает, выделив из хаоса внешних впечатлений нечто цельное и законченное: статую из мрамора, поэму из слов, формулу из чисел. Это эмоциональное удовлетворение одновременно и первый критерий истинности созданного, которая, конечно, в дальнейшем проверяется: в науке – опытом, в искусстве – временем.

«Ученый изучает природу не потому, что это полезно: он изучает ее потому, что это доставляет ему удовольствие, потому, что она – прекрасна. Если бы природа не была прекрасной, она не стоила бы того труда, который тратится на ее познание, и жизнь не стоила бы того труда, который нужен, чтобы ее прожить».

Эти слова принадлежат Анри Пуанкаре. Эстетическое восприятие логической красоты науки в той или иной форме присуще каждому настоящему физику. Но, пожалуй, никто не сказал об этом лучше Пуанкаре. «Он любил науку не только ради науки. Она доставляла ему духовную радость и наслаждение художника, постигшего искусство облекать красоту в реальные формы»,– писал о нем русский переводчик его знаменитых книг: «Наука и метод», «Наука и гипотеза», «Ценность науки», «Последние мысли», которые определили выбор жизненного пути Луи де Бройля, Фредерика Жолио-Кюри и еще многих других.