Философия науки, 2009, № 14.: Онтол
Покупка
Тематика:
Философия науки и техники
Издательство:
Институт философии РАН
Наименование: Философия науки
Год издания: 2009
Кол-во страниц: 280
Дополнительно
Тематика:
ББК:
УДК:
ГРНТИ:
Скопировать запись
Фрагмент текстового слоя документа размещен для индексирующих роботов.
Для полноценной работы с документом, пожалуйста, перейдите в
ридер.
Российская Академия Наук Институт философии философия науки Выпуск 14 онтология науки Москва 2009
УДК 171 ББК 87.7 Ф 56 ответственный редактор доктор филос. наук А.Н. Павленко Рецензенты доктор филос. наук Е.А. Мамчур доктор филос. наук В.М. Найдыш Ф 56 философия науки. – Вып. 14: Онтология науки [Текст] / Рос. акад. наук, Ин-т философии ; Отв. ред. А.Н. Павленко. – М. : ИФ РАН, 2009. – 276 с. ; 20 см. – Библиогр. в примеч. – 500 экз. – ISBN 978-5-9540-0126-6. В работе представлены оригинальные статьи ведущих отечест венных ученых (космологов, физиков, биологов, математиков), логиков и специалистов по философии науки, внимание которых сконцентрировано на онтологических основаниях науки и метаонтологической рефлексии над этими основаниями. Авторы стремились к максимально объективной экспликации онтологических структур мира, что позволило в абсолютном большинстве случаев сохранить свободу в отношении «гносеологического редукционизма» кантовского типа. Значительная часть статей посвящена проблеме интерсубъек тивного обоснования научного и философского знания. Предметом специального анализа стали логические, лингвистические, эпистемологические и аксиологические основания интерсубъективного обоснования знания. ISBN 978-5-9540-0126-6 © ИФ РАН, 2009
краткое предисловие Онтология, с момента возникновения европейской фило софии, всегда оказывалась предметом споров и дискуссий. Не является исключением и современная нам эпоха. Принципы онтологии, вне зависимости от того, соглашаются с этим или не соглашаются сами участники подобных споров, всегда определяли – прямо или косвенно – систему ценностей любого мировоззрения, неважно, научное оно или философское. Недооценка онтологии, стремление представить её разделом гносеологии, т.е. редуцировать онтологическую проблематику к познающему субъекту, стремление придумать «миры без онтологий», наконец, стремление растворить её проблематику в бесконечно слоящихся «нарративах», «деконструкциях» и «мыслеанализах», грозит, с нашей точки зрения, не только утратой самого нерва онтологического видения мира, но и опасностью элиминации самого философского способа постижения мира, будто бы долженствующего, по замыслу новаторов, раствориться в некой невыразимой «постфилософии». Настоящий сборник, обозначенный подзаголовком «Онтология науки», уже самим фактом своего появления, манифестирует простое положение: онтология жива. Сам факт того, что удалось объединить такое количество авторов вокруг онтологической проблематики, даёт повод для оптимизма: есть основа для будущих исследований в этой области. Необходимо отметить, что значительную часть статей сборни ка составляют исследования ученых и философов, прошедшие обсуждение на регулярно проводимом междисциплинарном семинаре «Онтология науки», действующего в рамках отдела «Философия науки и техники» Института философии РАН. Тематически статьи сборника разделены на три раздела. Первый раздел «Онтология науки» включает работы ученых в области биологии, физики, космологии и математики. Второй раздел «Метаонтология науки» включает работы, анализирующие онтологические основания науки с логической и методологической точек зрения. Наконец, третий раздел сборника «Интерсубъективная возможность онтологии науки» фокусирует внимание исследователей на механизмах понимания, объяснения и передачи того знания, которое составляет онтологическое содержание научного исследования.
Значительная часть авторского коллектива сборника (Л.Г.Антипенко, А.П.Огурцова, А.Н.Павленко, А.Ю.Севальников, А.М.Анисов, Е.Н.Князева, С.А.Павлов, Л.В.Фесенкова, А.А.Крушанов) представляет Институт философии РАН. К участию в сборнике приглашены также ведущие ученые других академических институтов: Г.А.Заварзин (академик РАН, микробиолог), А.А.Гриб (член-корреспондент РАН, физик и космолог), М.Б.Менский (физик, Физический институт РАН), Г.М.Идлис (физик, Институт истории естествознания и техники). В сборнике представлены также статьи вузовских и универ ситетских исследователей: В.Х.Хаханян (математик, Московский институт путей сообщения, МИИТ), И.Д.Невважай (философ, Саратов), Я.В.Тарароев (философ, Харьковский университет), Е.Г.Драгалина-Чёрная (логик, Высшая школа экономики). Наряду с исследованиями известных ученых в сборнике присутствуют и работы молодых исследователей (аспирант РУДН К.Г.Магамедова). Область исследования, представленная авторскими работами, фактически охватывает весь спектр современной науки – от математики и естествознания до логики, философии и междисциплинарного анализа. Содержание предложенных статей будет безусловно интерес но всем тем, кто специализируется в области философии и методологии науки, логики и эпистемологии. Ответственный редактор Краткое предисловие
А.А. Гриб квантовый индетерминизм и свобода воли Как известно, одной из особенностей квантовой физики, отли чающей ее от классической физики, является квантовый индетерминизм, или отсутствие лапласовского детерминизма. Споры по поводу квантового индетерминизма возникли уже в 1927 г., когда Эйнштейн предложил свой знаменитый двухщелевой эксперимент с электронами и заявил, что он не верит, что «Бог играет в кости». Суть двухщелевого эксперимента, поставленного значительно после предложения Эйнштейна, состоит в следующем. Имеется источник электронов. Электроны летят один за другим в некотором направлении и попадают на экран с двумя щелями. Если электрон пролетит через какую либо из щелей в этом экране, то он летит дальше и наталкивается на второй экран, где и регистрируется. Квантовая механика описывает электрон с помощью волновой функции, определяющей вероятность попадания электрона в ту или иную точку второго экрана. Характерной особенностью этого описания является экспериментальное предсказание интерференции электронов, проявляющейся в том, что максимумы вероятностей оказываются не только напротив отверстий в первом экране, как это имеет место для пуль, но и посередине между ними, как это происходит для световых волн. Волновая функция определяет вероятность поведения электрона. В те точки, где она равна нулю, электрон не попадает вообще. В тех точках, где она больше, частота попадания многих электронов с такой же волновой функцией больше. Там, где она меньше, часто онтология науки
та меньше. Тем самым знание волновой функции позволяет предсказать частоты попадания электронов в те или иные точки второго экрана, но не позволяет предсказать, куда попадет отдельный электрон из разрешенных ему волновой функцией точек второго экрана. Если волновую функцию, используя популярный сегодня образ, понимать как «программу» поведения электрона, то можно сказать, что эта программа не жесткая. Электрон обладает полной свободой выбора в рамках предоставленного ему волновой функцией множества разрешенных точек. Итак, отдельный электрон может попасть в любую разрешенную точку экрана и предпочтение той или иной точки не имеет никакой причины… Но коллектив электронов с одной и той же волновой функцией, летящих один за другим, уже описывается детерминированно, т.к. частоты определяются жестко волновой функцией. Если бы мы могли спросить у отдельного электрона, почему он предпочитает попасть в определенную точку второго экрана, то он бы ответил: «Так захотелось!». С этой неопределенностью не соглашался Эйнштейн, заявив, что он не верит в то, что «Бог играет в кости!». Именно в связи с этим Дирак употребил термин «свобода воли электрона», а Артур Эддингтон сказал, что «религия стала возможна после 1927 года». При этом Эддингтон, по-видимому, имел ввиду крушение принципа лапласовского детерминизма и следующего из него опровержения религии, основанной на понятии чуда как случайности, исходящей от личного Бога, отвечающего на молитву человека. В самом деле, если согласно Лапласу в природе нет случайности, а то, что мы называем случайностью, связано с нашим незнанием (лапласовский детерминизм), то любое чудо может быть объяснено с помощью большего знания или разоблачения шарлатанства с помощью полиции… Квантовая же механика опровергла принцип лапласовского детерминизма (о следствиях для религиозной философии этого события см. в работе автора [1]) и тем самым изменила наше представление о мироздании. Один из известных физиков Белинфанте в своей книге о скрытых параметрах [2], в частности, заявил, что квантовый индетерминизм можно принять за одно из определений Бога, с чем впрочем вряд ли согласятся многие богословы, считающие определение «Бог — это значит все возможно» лишь достаточно частным определением Бога… Квантовый индетерминизм и свобода воли
Как развивались события после 1927 г.? Эйнштейн, отказыва ясь от идеи квантового индетерминизма, стал говорить о необходимости отказа от имеющейся формулировки квантовой механики за счет введения понятия «скрытых параметров» как скрытых на современном уровне развития науки причин, определяющих поведение отдельной квантовой частицы. Наиболее подробно теория скрытых параметров была развита в работах Бома (см. обзор этой теории в [3]). Долгое время казалось, что спор между сторонниками и про тивниками существования скрытых параметров, как всякий философский спор, не имеет решения. Однако это оказалось не так! Решающее значение здесь сыгра ли теорема Белла и теорема Кошена-Шпекера, доказанные в середине 60-х гг. прошлого века. Опыты же по проверке квантовой механики и несуществования скрытых параметров были поставлены только в 1980-х гг. во Франции Аспеком и др. [4]. Эффект от этих опытов и их результатов был столь велик, что можно понять слова президента Чехии Вацлава Гавела, говорившего: «Коммунистическая утопия рухнула, натолкнувшись на свободу воли…». Прежде чем прокомментировать теоремы Белла и Кошена– Шпекера, скажем несколько слов еще об одной важной особенности квантовой механики, против которой тоже возражал Эйнштейн, а именно невозможности существования дополнительных свойств квантового объекта независимо от наблюдения. В математической формулировке квантовой механики важную роль играют соотношения неопределенностей Гейзенберга между координатой и импульсом, энергией и временем, различными проекциями момента количества движения и т.п. Физические величины, удовлетворяющие этим соотношениям, не могут описываться числами, как это имеет место в классической механике. Вместо чисел они описываются операторами или матрицами, которые «не коммутируют» между собой, что означает, что их произведение в одном порядке не совпадает с их произведением в другом порядке. Далее оказывается, что для некоммутирующих операторов не существует волновой функции, собственной для обоих операторов сразу. Это же означает, что в природе не существует состояния, когда одновременно сосуществуют обе физические величины, А.А. Гриб
удовлетворяющие соотношениям неопределенностей Гейзенберга. Если в некоторый момент существует одна величина, то не существует вторая, если существует вторая, то не существует первая. Н.Бор предложил называть такие физические величины дополнительными. Однако в разные моменты времени эти величины можно определить. При этом согласно правилам квантовой механики при их измерениях волновые функции меняются скачком, в частности (при измерениях первого рода) превращаясь в собственные функции операторов измеряемых величин. Скачкообразное изменение волновых функций при измерении получило название «редукции волнового пакета» или «коллапса волновой функции». Волновая функция в квантовой механике претерпевает два типа изменения во времени: 1) непрерывное изменение согласно уравнению Шрёдингера, имеющее место как при отсутствии взаимодействия, так и при взаимодействиях, не являющихся измерениями; 2) скачкообразное изменение при измерении-наблюдении квантового объекта с помощью какого-либо прибора. С самого начала развития квантовой механики стоит вопрос: почему необходим процесс второго типа, поскольку любое измерение есть тоже физическое взаимодействие частицы с состоящим из частиц прибором? Эйнштейн не соглашался с этой особенностью квантовой ме ханики и в статье [5], получившей по именам авторов название ЭПР, ввел понятие «элементов реальности», соответствующих дополнительным свойствам квантовых объектов. Отказываясь от математической формулировки квантовой механики ЭПР (Эйнштейн, Подольский, Розен), утверждали, что эти свойства «существуют» одновременно, просто нашими громоздкими приборами мы так сильно действуем на микрочастицу, что сами себе мешаем измерить эти свойства. Нильс Бор же, возражая Эйнштейну в согласии с математическим описанием квантовой механики говорил, что эти свойства не существуют, если они не измеряются. Он говорил, что существует неразложимая цельность между квантовым объектом и прибором, так что приписывать дополнительные свойства объектам без приборов, их измеряющих, нельзя. В связи с этими высказываниями Бора Эйнштейн иронически отвечал, что «он не верит, что Луна не существует, когда на нее не смотрят…». Квантовый индетерминизм и свобода воли
И вот в 1965 г. Белл доказал теорему о том, что если допол нительные свойства квантовых объектов существуют согласно Эйнштейну, так что квантовая механика допускает существование скрытых параметров, не противоречащих специальной теории относительности, то экспериментально должны быть справедливы неравенства Белла [6]. Квантовая механика и копенгагенская интерпретация Бора приводит в некоторых случаях к нарушению этих неравенств. Эксперименты по проверке неравенств Белла [см. 3] показывают их нарушение. Итак, дополнительные свойства не существуют до наблюдения, так что возможно утверждение, что они «возникают», когда их наблюдают. Имеющаяся ситуация напоминает описанную в детском стихотворении Эммы Мошковской, в котором маленький мальчик спрашивает маму, «куда деваются игрушки из комнаты, когда я из нее ухожу и откуда они появляются при моем приходе?» Математически «появление» определенного значения допол нительной характеристики выражается уже упомянутой нами редукцией волнового пакета. Именно при этой операции, как мы говорили выше, появляется индетерминизм. Другой не менее важной теоремой является теорема Кошена Шпекера. Ее можно сформулировать как утверждение о том, что для квантовых систем, требующих для своего описания использования пространства с размерностью больше или равного трем (частицы со спином 1, атомы ортогелия, многочастичные системы частиц со спином ½ и т.д.), невозможно ввести функцию истинности, т.е. нельзя про все свойства такой системы сказать истинны они или ложны.. В качестве примера предлагается пример Переса [7]. Имеется частица со спином 1 и рассматриваются 33 направления в пространстве: эти направления построены с помощью 11 троек взаимоперпендикулярных направлений. Каждая тройка соответствует возможности того, что спин частицы будет направлен вдоль одного направления (назовем его «да»-направлением) и, значит, не направлен по двум другим, ортогональным к первому «нет»-направлениям. Так вот оказывается, что невозможно непротиворечиво расставить единицы и нули для всех 33 направлений! Это означает, что, хотя при измерении мы можем получить по ложительные ответы при измерении спина вдоль всех 11 направлений (каждый раз при этом возможны 3 разных ответа), мы не А.А. Гриб
имеем права утверждать, что «до» измерения они имели не просто те же, но вообще какие-либо определенные значения. Понятие «истинности» как отличие «да» от «нет» появляется при измерении и не существует без него. Эту ситуацию создатели квантовой механики В.Гейзенберг и В.А.Фок выражали словами, что независимо от наблюдения микромир есть мир «объективно существующих потенциальных возможностей». Необычность этой формулировки кроется в соединении слов «объективно» и «возможностей». Дело в том, что обычно возможности существуют не «объективно», но «субъективно» — в нашей голове. Например, нам известно, что в нашем направлении будет стрелять пушка, находящаяся в определенном месте. Зная характеристики пушки, мы можем представить различные «возможные» траектории снаряда. Однако до взрыва недалеко от нашего местоположения все эти траектории существовали лишь в нашей голове, «объективно» же существует лишь одна траектория. Совсем иное представление вводят Гейзенберг и Фок, предполагая некое «объективное» существование потенциальных возможностей, реализующихся как «факты» при измерении. Редукция волнового пакета описывает превращение этой объективно существующей потенциальной возможности (что совсем не то же, что происходит в описанном нами выше примере со стрельбой из пушки!) в объективное событие в пространстве-времени. В.А.Фок, следуя идее Бора, вводил понятие «относительности к средствам измерения» [8]. При этом он использовал аналогию с теорией относительности. Уже в теории относительности оказывается, что такие свойства, как длина и длительность, перестают быть атрибутами вещей самих по себе, становясь «отношениями» между вещами (или процессами), так что одна вещь называется элементом системы отсчета, а другая изучаемой системой. Поэтому неудивительно, что при изменении одной из них (движении системы отсчета с другой скоростью) меняется «отношение» к изучаемой системе, как бы далеко она ни находилась. Длина предмета и длительность процесса и есть такие «отношения» (что, кстати, соответствует взглядам Лейбница на пространство и время) и в этом смысле «не существуют» безотносительно системы отсчета. Прибор в квантовой физике соответствует системе отсчета в теории относительности, что отражено и в его математическом описании как оператора измеряемой величины с ортонормированным Квантовый индетерминизм и свобода воли