Философские проблемы классической и неклассической физики: современная интерпретация

Российскаи Академия Наук 

Институг философии 

ФИЛОСОФСКИЕ ПРОБЛЕМЫ 

КЛАССИЧЕСКОЙ ИНЕКЛАССИЧЕСКОЙ 
ФИЗИКИ: СОВРЕМЕННАЯ 
ИНТЕРПРЕТАЦИЯ 

Москва 

1998 

ББК 22.3 

Ф-56 

Ф-56 

Ответс-венн"й редактор 

доктор филос. наук СВ.Илларионов 

доктор фIlЛОС. наук Е.А.Мамчур 

Рецензент .. : 

доктор филос. наук Б.я.ПаХОJl10в 

доктор филос. наук М.А.Розов 

Философские 
проблемы 
классической 
и 

неклассической 
физики: 
современная 

интерпретация. М., 1998. 
179 с. 

Книга является сборником статей, объединенных единым 

сюжетом: философско-методологический анализ дискуссионных 

проблем физического знания. Рассматривается вопрос о статусе 

принципа 
причинности 
в 
современной 
космологии; 
роль 

культурно-философских 
факторов 
в 
становлении 
полевой 

идеологии; проблема онтологического статуса фундаментальных 

понятий 
физики 
микромира. 
Предпринимаются 
поиски 

философских оснований синтеза современного физического 

знания; анализируется состояние физики высоких энергий. 

ISBN 5-201-01978-1 
© ИФРАН, 1998 

Посвящается памяти 

RJрия Борисовича А/олчанова 

Предисловие 

Название книги говорит само за себя: в представленных в 

ней работах анализируются философские вопросы классической и неклассической физики в свете той интеллектуальной 

ситуации, которая сложилась в настоящее время в современной науке и философии. 

В наше время время повального увлечения теософией, 
паранаукой 
и 
ничем 
не 
подкрепленными 
идеями 

«космического разума», анализируемые в книге вопросы могуг показаться кое-кому слишком научными, сложными и даже 

скучными. И действительно, представленные в книге материалы не предназначены для легкого чтения. Их усвоение требует 

усилий ума. Однако авторы, составители и редакторы книги 

убеждены в том, что в нашей стране есть серьезные читатели, 

глубоко заинтересованные в такой литературе. Им мы и адресуем настоящую монографию. 

Мы посвящаем свою книгу светлой памяти нашего коллеги, 27 лет проработавшего в Секторе философии естествознания Институга философии РАН, доктора философских наук, профессора Юрия Борисовича Молчанова. Он был одним 

из ревнителей рационального начала в философии, отстаивая и 

развивая научный подход к исследованию категорий бытия и 

познания. 

Г.Б.Жданов 

Современная физика: динамика последних десятилетий 

Введенне 

Разделяемый большинством естествоиспытателей негативизм М.Борна 1 
по поводу философских гносеологических 

указателей ДЛЯ науки позволяет понять их критическое отношение к примитивным, с современной точки зрения, натурфилософским учениям, включая сюда наивный атомизм Демокрита и односторонний подход Платона к воздействию человеческих 
идей 
(в 
частности, 
законов 
гармонии) 
на 

структуру и свойства реального мира. Но не менее трудно 

согласиться и с позицией нашего современника, известного 

физика-теоретика Э.Шредингера, который, ссылаясь на отсутствие прямой и пока не познанной связи внешних воздействий с психическими процессами в человеческом мозге, пытался обосновать2 чисто позитивистскую позицию в вопросе о 

физической реальности. 

Все это (и многое другое) позволяет нам воздать должное 

декартову принципу скептицизма одной из характерных 

черт научного познания мира как развивающегося во времени 

процесса. 

Вспоминая 
мучительные 
раздумья 
корифеев 
физики 

хх века Н.Бора, А.ЭЙнштеЙна, в.геЙзенберга в период кардинальной перестройки всего здания своей науки, мы приходим 

к выводу, что философия может и должна ставить извечные, 

коренные проблемы познания, но отнюдь не обязана давать им 

окончательные решения в духе абсолютной истины, провозглашенной диалектическим материализмом. 

В данной статье автор попытается рассмотреть, в какой 

мере может современная физика использовать наследие крупнейших представителей рационализма ХVП века (в частности, 

s 

Ф.Бэкона, РДекарта, Б.Спинозы и Г.в.леЙбница) и насколько 

оправдываются для нее те положения диалектического материализма хх века, которые диамат склонен был трактовать как 

исчерпывающий перечень наиболее общих и пригодных на все 

времена законов развития природы, человеческого общества и 

человеческого знания. 

1. Ииформация и методы познания 

В свете современных представлений об информации можно, вслед за В.И.Корогодиным 3 , классифицировать типы информации на логическую, образную, в частности поведенческую, и генетическую с характерными для каждого из них носиTeляMи в виде двух полушарий мозга и молекул ДНК. Это 

позволяет нам трактовать процесс научного познания через 

органы чувств к человеческому мозгу как непрерывно расширяющийся приток информации, накапливаемой за счет как 

индивидуальной, так и коллективной памяти научного сообщества, систематизируемой на логической основе и являющейся 

материалом 
для 
моделирования 
тех 
или 
иных 
сторон 

(аспектов) картины внешнего и внутреннего мира человека. 

Уже в этом плане научное познание отличается, во-первых, 

созданием и проверкой критериев своей достоверности (т.е. 

адекватности с реальностью) и, во-вторых, творческим началом, которое недооценивал ортодоксальный диалектический 

материализм с его теорией отражения. Впрочем, ограниченность теории простого отражения понимал еше В.И.Ленин, 

бегло отмечавший 4 , что сознание не просто отражает мир. но н 

значительной мере творит его (как бы заново). 

Говоря о научном познании мира, нельзя не признать и 

возможность другого пути, если не познания, то по крайней 

мере "постижения" мира: по мнению Ю.А.Урманцева S нельзя 

недооценивать роли восточной методики медиативного, самосозерцательного 
постижения 
истины 
с 
ее 
особой 

"технологией" самоизоляции от внешнего мира. На деле же. 

как и в случае подробно рассмотренного Е.л.ФеЙнберroм6 понятия интуиции, речь идет об особых, внелогических методах 

переработки накопленной ранее человеческим сознанием информации и прежде всего целостно-образного характера. 

6 

Хотелось бы еще отме1 ить, что именно характерная для 

живых организмов способность моделирования окружаюшего 

мира в его статике и динамике позволяет заполнить ту, на первый взгляд, непроходимую пропасть между каузальностью и 

телеологией (отвечающими на вопросы "почему" и "зачем"), 

перед которой остановился в свое время декартов дуализм души и тела и который попытался преодолеть уже Спиноза с его 

учением о "causa sui" природе как единственном первоисточнике всего сущего. 

2. Физика частиц и полей при высоких энергиях: 

уроки и перспективы 

Вся эта область современной физики возникла из малозначительного, на первый взгляд, явления космических лучей. 

Восходящий еще к Бэкону принцип наблюдения как первоисточника наших знаний о природе нашел свое яркое отражение 

в опытах Д.В.Скобельцына, который около 70 лет тому назад 

впервые увидел (с помощью камеры Вильсона в магнитном 

поле), что космические лучи на самом деле не электромагнитное излучение, а потоки частиц сверхвысоких (по сравнению с радиоактивностью) энергий. Постепенно стало выясняться, что именно высокая энергия космических частиц приводит 
к 
возможности 
качественно 
новых 
процессов 
их 

взаимодействия с вешеством и к возникновению частиц нового 

типа (позитрон, мезон, гиперон). 

Физические исследования в этой области получили мощный стимул в 1944 году, когда В.И.Векслер на основе специальной теории относительности (осужденной вначале представителями диамата за отсутствие объективности описания реальных пространственно-временных форм материи) "изобрел" 

так называемый принцип автофазировки электрических и магнитных полей. И он же применил его (почти одновременно с 

американскими коллегами) к созданию ускорительных машин, 

способных сушественно обогатить и улучшить природные источники космических лучей. 

Так была открыта дверь в новый, "рукотворный" мир, где 

наряду с уже известными электромагнитными взаимодействиями частиц вступают в игру качественно новые явления резко 

ограниченных в пространстве взаимодействий слабого и силь
7 

ного типа. В результате восторжествовал характерный ДЛЯ раuионализма принuип редукuионизма, как сведения структуры 

и свойств материи к неким элементарным сушностям атомарного и субатомарного масштаба. Но только взамен неизменных 

во времени и неразложимых на составные части атомов вешества физики научились "приготомять" uелый спектр разнообразных частиu, отличающихся друг от друга не только массой и 

электрическим зарядом, но и временем жизни и uелым набором внугренних характеристик. Сначала это были спины 

(механический и магнитный моменты), потом (уже на уровне 

субэлементарных частиu кварков) различного рода антропоморфные по названиям ароматы и ивета, включая так называемую странность, прелесть, красоту и пр. 

Чтобы разобраться во всей этой гамме иветов и оттенков 

микромира, понадобилось создать достаточно сложный математический аппарат и, в частности, применить теорию групп, с 

характерными ДЛЯ каждой из них симметриями преобразований. Так присуший еще Декарту аналитический приниип описания и объяснения ямений природы позволил осушествлять 

не просто систематизаuию уже открытых частии, но и предсказания частиu нового типа. 

Открытие в природе достаточно красивых симметрий. которые позволили и объединить такие качественно разные взаимодействия, 
как 
электромагнитное 
и 
слабое 
в 
единое 

(электрослабое), и предсказать в качестве "законных" партнеров фотона как носителя чисто электромагнитных сил также 

очень массивные носители электрослабого взаимодействия, так 

называемые промежуточные бозоны 3-х сортов. Последние и 

были вскоре открыты с помошью нового поколения ускорителей, эффектно продемонстрировав в который уже раз обшность диалектико-материалистического принuипа перехода количества в качество. 

Что касается принuипа наблюдения, то его пришлось ограничить введением принuипа наблюдаемости, Допускаюшего 

возможность и иенность не только прямых, но и косвенных 

наблюдений. Последнее относится, в частности, к доказательству существования как виртуальных носителей взаимодействий, так и субэлементарных частиu, кварков и глюонов, столь 

необходимых ДЛЯ нынещней общепризнанной хромодинамической теории сильных взаимодействий, но проямяюших себя 

лишь после распада на "обычные" частиuы. 

8 

А на горизонте физики частиц высоких энергий уже маячит перспектива создания единой теории (так называемое 

ТОЕ, или теория всего на свете), объединяющей все 4 типа 

взаимодействий, включая сильное и гравитационное. 

Говоря о важнейших предстамениях физики высоких 

энергий, нельзя обойти молчанием и ситуацию с вакуумом. 

Бывшая "абсолютная пустота", в которой крутились вихри декартовых частиц материи, вакуум явился современным физикам в облике активной физической среды, проямяющей себя 

и как источник неограниченного числа измекаемых из нее пар 

частиц и античастиц (в частности, так называемых "морских 

кварков"), и как среда с отрицательным дамением (об этом 

будет еще сказано ниже) и с нарушенной (частично) зеркальной симметрией пространственных свойств, и как инициатор 

формально "спонтанных" распадов всех нестабильных частиц. 

И еще два слова о перспективах. Все больще поклонников 

завоевывает идея возможного открытия суперчастиц и физических полей, коша кажлой из частиц "обычного" вещества с 

полуцелым механическим спином можно будет отыскать партнера с целым значением того же спина. А ведь именно полуцелость спина ямяется основой статистического закона Паули, 

на котором зижлется вся структура периодической таблицы 

химических элементов по Менделееву, в то время как целые 

спины так называемых куперовских электронных пар явились 

основой теории такого уникального ямения, как электрическая сверхпроводимость. 

3. Еще раз о квантовой механике. О "зеленых человечках" и 

"идолах" на nyrи познания 

Воспоминание об "идолах" на пути рационального познания природы (в терминологии Бэкона) приходит на ум и тоша, 

когда читаешь о первой реакции научной общественности на 

квантовые постулаты Бора (1913 г.), и снова, коша возвращаешься к истории открытия пульсаров полвека спустя. 

Действительно, осмыслить два бесспорных экспериментальных факта, об устойчивости ядерной структуры атома и 

дискретном, по частоте и времени, характере спектров его излучения, казалось возможным лишь при полном разрыве со 

здравым смыслом, олицетворяемым классической электроди
9 

намикой. Как отметил в свое время (1949 г.) М.А.Марков 7 , вся 

парадоксальность и постулатов Бора, и связанного с ними 

корпускулярно-волнового "дуализма" двуликого языка квантовой механики определяется кардинальным различием масштабов исследователя и его приборов, с одной стороны, и исследуемых объектов микромира, с другой. Это связано с тем, что 

привычные для микромира идеализированные образы материальной точки и бесконечной монохроматической волны годятся лишь в рамках, отведенных им соотношением неопределенностеЙ. Кстати, и возможность вероятного характера переходов 

атомарного электрона с орбиты на орбиту была, в известной 

мере, "оправдана" еше Лейбницем, когда он говорил, что вероятность 
есть 
объективная 
категория, 
которую 
следует 

"вывести из природы вещей" 

Ситуация удивительным образом повторилась, когда молодая английская аспирантка Белл в 1967 г. обнаружила таинственные радиосигналы с периодом порядка 1 сек. явно космического происхождения. Масштабы этого периода были настолько "человечны", что невольно закрадывалось подозрение 

о сигналах внеземной цивилизации (поэтому открытие и было 

засекречено почти на полгода!). И лишь тогда, когда источники сигналов такого типа были сопоставлены с быстро вращающимися нейтронными звездами миниатюрными (масштаба 

10 км) остатками от взрывов Сверхновых звезд, стало ясно, что 

явление вполне укладывается в "природу вещей" 

Не менее сенсационное продолжение радиоастрономических историй с пульсарами пришло в 1994 г., когда Нобелевский комитет присудил Тейлору премию за открытие гравитационных волн. Это открытие было основано на многолетних 

скрупулезных наблюдениях эволюции орбит двух близко расположенных пульсаров и не менее скрупулезных расчетах, подтвердивших соответствующий эффект гравитационного излучения по общей теории относительности с точностью порядка 
0,1%. И это событие явилось новым торжеством как аналитического подхода на языке точной математики, так и убедительности косвенной наблюдаемости явлений природы. 

10