Китайская физика. Опережала ли традиционная наука Запад?

Религиозные мотивы в физике

Физика – это прежде всего научный, рациональный взгляд на мир. Она изучает простейшие и вместе с тем наиболее общие закономерности явлений природы, свойства и строение материи и законы её движения. Религия – это система человеческих норм и ценностей, основанных на вере в высший, сверхчеловеческий порядок. Главное слово здесь ВЕРА, из-за чего зачастую к религиозным высказываниям ошибочно относят эмоциональные заявления, не имеющие такого характера. На самом деле религиозная вера не требует доказательств, как ни пытались философы и религиозные авторитеты доказать обратное. Более последовательными были ранние христиане: «Верую, ибо абсурдно» – фраза, приписываемая знаменитому апологету христианства Тертуллиану, явно выдает капитуляцию разума перед верой.

Как же складывались взаимоотношения Физики и Религии на Западе? Большинство физиков были обычными верующими людьми, хотя среди них изредка встречались и атеисты, и религиозные фанатики, и еретики. Кстати, Ньютон был тайным сторонником еретического учения Ария (не признавал догмат Троицы), вынужден был скрывать это и много лет пытался «восстановить» вид первоначального христианского учения, штудируя Библию и Евангелия.

Вращение ведра с водой относительно пространства

По мере выпадения из раствора «Натуральной Философии» все большего числа физических, химических, биологических и прочих наук в нем все меньше оставалось полезных компонент и все больше оставалось буферных религиозно-мифических, которые консолидировались и становились агрессивными. Сами ученые не всегда осознавали, что их работа разрушает религиозные представления об устройстве Мира как в целом, так и в деталях. Большинство, наоборот, считали, что проясняют Божий замысел и восхищались стройностью и красотой возникающих построений. Физики очень рано осознали, что ссылки на божественный ум и Провидение неубедительны, так как закрывают путь к дальнейшему продвижению. Так, возвращаясь к Ньютону, предложившему концепцию пустого Пространства, противоречившую гипотезе вихрей Декарта-Лейбница, заметим, что для Ньютона вопрос существования такого Пространства был очевиден из-за его религиозных представлений. Бог Ньютона всеведущ потому, что все пространство – это орган Бога – его «чувствилище», которым он ощущает любой объект в созданном им Мире. Однако такой религиозно-еретический аргумент недопустим в научной парадигме, и Ньютон придумывает свой знаменитый «опыт с вращающимся ведром с водой», доказывающий, по его мнению, существование пустого пространства.

Были среди знаменитых физиков и атеисты, которые не боялись об этом заявить. Так, по известной легенде Наполеон как-то попросил Лапласа, которого очень уважал и ценил, рассказать о его теории происхождении Солнечной системы. Лаплас стал излагать свою космологию. Император внимательно выслушал, а затем спросил: «А где же в этом всем Бог?» «Ваше величество, в этой гипотезе я не нуждаюсь,» – будто бы ответил Лаплас. Кроме доверительных отношений между собеседниками, эта смелость была инспирирована и антиклерикальными настроениям, царившими в тогдашнем французском обществе. Но все же большинство физиков были верующими людьми, хотя профессиональная этика уже с 18-го века не позволяла им применять религиозные аргументы в своих исследованиях. Тем не менее время от времени ученые продолжали использовать метафору Бога в дискуссиях, понимая при этом, конечно, не ветхозаветного Иегову или Иисуса, а обожествляемую Природу. Знаменитые фразы: «Бог не играет в кости» (Эйнштейн) и «Не указывайте Богу, что ему делать!» (Бор) – не из религиозного диспута, а из метафизической дискуссии о происхождении случайности в квантовой физике.

В исторической перспективе наиболее жесткое противостояние между религией и физикой обусловили астрономические приложения. Гелиоцентрическая система Коперника вызвала жестокую реакцию со стороны Церкви и породила эксцессы и гонения. В качестве хрестоматийного примера обычно приводят процесс над Галилеем, но это был далеко не самый тяжелый случай. Долгое время считалось, что наука и религия конфликтуют по поводу доказательства или опровержения существования Бога. Философы и богословы придумали много вариантов доказательства существования, но все они были признаны неубедительными со стороны как атеистов, так и самих церковных авторитетов. Не существует и убедительных доказательств невозможности существования Бога. Но позиция атеистов прочнее с логической и юридической точек зрения (презумпция невиновности) – если Вы утверждаете, что имеет место какой-то факт (например, Бог существует), то бремя доказательства ложится на Вас и нет необходимости доказывать обратное. Но, конечно, для религии, основанной на вере, этот аргумент не является решающим.

Со временем все аргументы и претензии религии на объяснения физического устройства Мира были отвергнуты и библейские мифы стали трактовать аллегорически. Некоторое время религия паразитировала на трудностях научного объяснения возникновения жизни и её эволюции. До сих пор теория эволюции Дарвина оспаривается церковью и существуют мимикрирующие под ученых «креационисты», которые пытаются сохранить вклад Бога в возникновение Человечества. Но основной ареал обитания религиозных убеждений в настоящее время сузился до проблем сознания и морально-этических проблем, которые, по мнению церкви, невозможно трактовать без привлечения идеи Бога. Некоторый ренессанс религиозного мировоззрения в 21 веке в научной среде инспирирован проблемами интерпретации парадоксов квантовой теории и новейшими космологическими теориями. Однако ничего подобного былому ожесточению взаимоотношений между физикой и религией сегодня не наблюдается. Так, один из создателей теории инфлирующей Вселенной, академик Старобинский, элегантно (с учетом политического момента) сформулировал свою позицию: «Я понял, что Бог благословил не учитывать Его в научных исследованиях. Но мы должны сразу вспоминать о Боге, когда речь заходит о человеке».

Церковь на Западе проиграла прямое столкновение с физикой, уйдя в относительно безопасную моральную область, которая не рассматривается физикой в качестве площадки для соперничества – там действуют её родственники: биология, физиология, медицина, этология и т. д. Но религиозные воззрения людей, реализованные на Западе в форме монотеистических аврамических религий (иудаизм, христианство, ислам), в свое время сыграли заметную положительную роль в развитии науки. Стремление проникнуть в замыслы Творца, решить проблему теодицеи – оправдать Бога, создавшего несовершенное мироздание, где существует Зло (у монотеистов всё от Бога), найти скрытую Красоту мира, все это питавшее первоначальное богословие, со временем с неизбежностью приводило к прямому «вопрошанию природы» (к эксперименту и его осмыслению) – то есть к физике.

Война с метафизикой

Метафизика в понимании многих физиков – это просто синоним философии. Это, конечно, не так, хотя изрядная доля истины в утверждении содержится. Физика очень долго выбиралась из тесных философских объятий и временами даже (в лице своих отдельных представителей) заявляла, что «она сама себе философия». Философы, естественно, с этим не согласны и утверждают, что физика – частная наука, только поставляющая философии материал для размышлений. На роль «смотрящего» от философии за физикой отряжается Метафизика, которая часто отождествляется с Онтологией, разбавленной Гносеологией.

(Онтология – раздел философии, изучающим фундаментальные принципы бытия, общие сущности и категории сущего. Гносеология – раздел философии, обсуждающий знание как таковое, его строение, структуру и различные теории познания.)

Сам термин «Метафизика» придумали переводчики Аристотеля (он его не знал) из довольно случайного расположения фрагментов работ Стагирита. Фрагменты работ, посвященных общим вопросам бытия, попали после фрагментов «Физики» и стали называться Метафизикой (µετὰ τὰ φυσικά, мета та физика, букв. «после физики»). Физики, много получившие от философских подходов к своей науке, но и потратившие много сил, чтобы в Новое время изжить эти подходы, испытывали идиосинкразию к философии, которая выражалась знаменитой фразой: «Физик, берегись Метафизики!». Эта фраза приписывается еще Ньютону, возражавшему против схоластического подхода последователей Аристотеля к физике, но она стала боевым кличем физиков-позитивистов, захвативших ведущие позиции в начале 20 века.

Приставка «мета-» оторвалась от Метафизики и стала жить самостоятельной жизнью, появились «метатеории» – теории, анализирующие методы и свойства других так называемых предметных теорий: математика – метаматематика; логика – металогика; психология – метапсихология и т. д. Метатеории обычно носят формальный характер, то есть рассматривают не содержание предметной теории, а её формальные свойства и структуры, используется собственный язык и собственные представления о правилах вывода некоторых утверждений – метатеорем. Существуют и дальнейшие расширения, то есть метатеории метатеорий. Ничего подобного нет в Метафизике. Содержание физики не формализуется, нет метатеорем, используется общефилософская терминология (требующая, конечно, своего глоссария для понимания терминов), и имеется огромная коллекция самых разнообразных мнений по любому затрагиваемому вопросу (как всегда в философии). Таким образом, Метафизика не является метатеорией физики, а только разделом философии, со всеми достоинствами и недостатками последней.

Метафизика продолжает вопрошать: «Кто?», «Зачем?», «Почему?» – там, где заканчивается наука. А вот кого она вопрошает? Точно не природу, так как не опирается на эксперименты, но и не Бога, так как отделяет себя от религиозных доктрин. Остается только собственный разум философа. Но можно ли ему верить? Ведь всякая вера уязвима для разума, даже вера в сам разум!

Философы сломали множество копий в поединках с гидрой рефлексии разума о самом себе, но (как обычно в философии) не пришли к какому-то общепринятому выводу. Существует ли мир сущностей, постигаемых только разумом и недоступных чувственному восприятию? А если существует, то в каком смысле? Как он соотносится с миром, данным нам в ощущениях? Как и многому в западной философии, началу дискуссии положили древние греки. Платон ввел аллегорию темной пещеры, на входе в которую сидит мудрец, спиной ко входу и видит на стене тени, отбрасываемые невидимыми предметами. Наблюдая тени, мудрец пытается что-то понять о сути невидимых предметов. Образ Платоновой пещеры с тех пор постоянно присутствует в построениях философов. Невидимые предметы, отбрасывающие тени, Платон считал идеями – «ноуменами», которые существуют вне нашего чувственного восприятия. А вот тени, которые мы видим, – это «феномены», то есть объекты данные нам в ощущениях. Феномены даны в ощущениях, а ноумены – то, что можно мыслить, но невозможно воспринять органами чувств. Проще говоря, халву можно попробовать на вкус, а «аромат» кварка можно только мыслить. Средневековая философия переняла многое из учения Платона, в том числе понятия ноумена и феномена. Особое внимание уделяли ноумену, поскольку полагали, что он имеет отношение к Богу. Религиозный привкус ноумена сохраняется до сих пор. В Новое время понятия ноумена и феномена связывают с именем Канта. Это понятия были центральными в его «трансцендентальной» философии, где теология была уже отброшена. Для Канта ноуменальный мир – внеопытный, то есть он вне рамок чувственного опыта (поэтому его невозможно познать до конца!). Таким образом, мир ноуменов – это мир «вещей-в-себе». Феномены же относятся к познаваемой части мира, поскольку доступны нам благодаря опыту – это мир «вещей-для-нас». Любое знание есть результат познавательной деятельности, и Кант делит его на «апостериорное знание» (знание, которое человек получает в результате опыта) и «априорное знание» (доопытное, то есть то, которое существует в разуме изначально). Апостериорное знание может быть только предположительным, но не достоверным, а априорное очевидно и абсолютно достоверно как с опытной проверкой, так и без оной. Как нам даются «вещи-для-нас»? Не только в ощущениях, но и посредством «чувственного созерцания», осуществляемого рассудком, который «не черпает свои законы (apriori) из природы, а предписывает их ей». Время и пространство по Канту – это априорные формы чувственного созерцания. Математика – наука целиком из области чувственного созерцания и отделена от физики непроницаемым барьером, ибо последней запрещается вводить ненаблюдаемые сущности – ноумены. Этим барьером Кант отделил физику от Метафизики, что дало новую жизнь ньютоновскому предупреждению (Физика, бойся Метафизики).

Первым ударом по философии Канта стало открытие неевклидовых геометрий, но неокантианцы смогли его пережить, хотя пространство потеряло свой статус априорно необходимой формы упорядочивания эмпирических фактов. Более того, изгнание из теории ненаблюдаемых объектов оказалось очень полезным на ранних этапах создании квантовой теории (траектория в атоме не наблюдаема – не надо её вводить вообще). Однако в дальнейшем неокантианство привело к господству в физике философии позитивизма. В основу физических теорий позитивисты положили «принцип наблюдаемости», согласно которому построение разрешалось ввести только в терминах измеримых величин, которые имеют смысл только внутри теоретической модели рассматриваемого явления. Однако физике оказалось тесно внутри позитивистских построений, которые, кроме всего прочего, не давали ответов на простые наивные вопросы: «А как это понимать?», «Почему так, а не иначе?». Такие вопросы обычно ставила Метафизика, но её вроде как бы отделили от физики и запретили физикам играть на её поле. Со временем стало ясно, что в любой физической теории, даже построенной по позитивистским лекалам, присутствуют априорные конструкции, принимаемые на веру (существует пространство и время, действуют законы логики и т. п.). Проще говоря, любая физическая теории заражена бациллами Метафизики. Таким образом, физика просочилась между Сциллой спекулятивных претензий Метафизики и Харибдой прагматичных требований позитивистов. Построения Канта и позитивистов оказались красивыми, но ошибочными (конечно, философы так не считают!). Барьер между ноуменами и феноменами не только проницаем, но и нестабилен. Наращивая приборами свои органы чувств, Человечество превращает некоторые ноумены в феномены. В настоящее время некоторые физики открыто заявляют, что они метафизики, что еще недавно в их среде считалось неприличным. Автору представляется, что эти действия по крайней мере преждевременны, так как речь идет не о метафизических штудиях, а о смене физических парадигм.

(Парадигма (от др. – греч. παράδειγµα, «шаблон, пример, образец») – определённый набор концепций или шаблонов мышления, включая теории, методы исследования, постулаты и стандарты, в соответствии с которыми осуществляются последующие построения, обобщения и эксперименты).

В современном значении термин введен Куном: «Под парадигмами я подразумеваю признанные всеми научные достижения, которые в течение определённого времени дают модель постановки проблем и их решений научному сообществу». Как правило, парадигма фиксируется в учебниках и определяет круг проблем и методов их решения в той или иной области науки. Смену парадигм Кун трактовал как научную революцию. Смена парадигм в физике происходила многократно. Механическая парадигма Галилея и Ньютона в начале 19 века была дополнена термодинамическим подходом Карно, а в конце века Максвелл и Фарадей ввели волновую (электромагнитную) парадигму. Все эти классические парадигмы в 20 веке были расширены геометрической парадигмой ОТО Эйнштейна. Параллельно была создана неклассическая квантовая парадигма, использующая принципиально не наблюдаемые волновые функции и корпускулярно-волновой дуализм. Классическую и квантовую парадигмы не удается согласовать до сих пор. Таким образом, парадигма физического познания Мира, запущенная трудами отцов-основателей (Галилеем и Ньютоном), требует дальнейшего развития.

Предпринятые нами экскурсии по непривычным для физиков религиозно-философским делянкам Запада имели своей целью демонстрацию того факта, что возникновение физики было не одномоментным событием, творческим актом отдельных гениев, а чрезвычайно глубинным процессом, начатым еще древними мыслителями и тесно связанным с общей структурой западной цивилизации и менталитетом европейцев. При анализе причин, по которым древняя китайская цивилизация, намного опережавшая западную еще в средние века, так и не смогла построить свою физическую парадигму, нам придется предпринять аналогичные экскурсии в историю, религиозные верования, искусство и даже медицину Китая. Необходимо также осознать отличие менталитета китайских ученых от менталитета их западных коллег. Все это потребует несколько бо́льших усилий и времени, так как эти темы представляются мало известными предполагаемым читателям данной книги.