Объктивный предел объективности

Объктивный предел объект(ив)ности

К сожалению, Лейбницу не удалось преодолеь "объект(ив)ную" парадигму естествознания. Объективирующий метод исследования окружающего мира доказал свою практическую эффективность. “Рас-про-страняясь все дальше и дальше, пространство “объективации” охватило практически весь видимый мир. К началу ХХ века “храм науки” был, казалось, почти построен. Мир представлялся совершенным механизмом, состоящим из мельчайших, точно пригнанных друг к другу “деталей”. Правда, относительно некоторых “частностей” его устроения еще оставались определенные неясности, но их, как тогда мнилось исследователям, несложно было устранить[117]. И вот, когда уже казалось, что мир “в основном” познан, ситуация внезапно переменилась. Именно в ХХ веке пространство человеческой “объективации” достигло в конце концов своих пределов – самоотрицающей стран-ности, “горизонта объект(ив)ности”[118]. Среди тех “частностей” мироустройства, которые к началу нашего столетия все еще оставались сокрытыми, было два маленьких “облачка”. Прежде всего, оставалось непонятным, что же является носителем света. Дело в том, что согласно классической электромагнитной теории свет представляет собою электромагнитные колебания, но колебания чего? Эфира, - отвечали сторонники волновой теории. Однако, этот эфир, заполняющий все пространство Вселенной, в котором происходит распространение света, должен был обладать невероятными, чуть ли не мистическими свойствами. С одной стороны, эфир должен быть необычайно упругим, поскольку известно, что свет распространяется с громадной скоростью (скорость распространения поперечных волн в упругой среде пропорциональна квадратному корню модуля сдвига среды к ее плотности). С другой стороны, этот чрезвычайно упругий, заполняющий все пространство эфир не должен оказывать никакого сопротивления движущимся сквозь него телам. Поистине, свойства его просто невероятны, точнее – нефизичны, скорее даже мета-физичны[119].

Помимо вопроса о носителе света, оставался также непроясненным до конца вопрос о спектре излучения абсолютно черного тела. Проблема излучения абсолютно черного тела интересовала физиков как пример универсального закона, поскольку, согласно теоретическим расчетам, интенсивность излучения не зависит от материала тела, но лишь от его температуры. Сложность же состояла в том, что закон излучения абсолютно черного тела не удавалось согласовать с классическим законом равнораспределения энергии по степеням свободы. Согласно классическим представлениям, число степеней свободы элекромагнитного поля бесконечно, а число степеней свободы системы частиц конечно, поэтому поле не может находиться в равновесии с веществом, ибо вся энергия будет переходить в излучение. Таким образом, в рамках классического статистического описания электромагнитного излучения опять-таки возникало неразрешимое противоречие. В лекции “Тучи девятнадцатого века над динамической теорией теплоты и света”, прочитанной на рубеже столетий патриархом физики XIX века лордом Кельвином, он сказал: “Красота и ясность динамической теории, согласно которой теплота и свет являются формами движения, в настоящее время омрачены двумя тучами. Первая из них ... (это) вопрос: как может Земля двигаться сквозь упругую среду, какой по существу является светоносный эфир? Вторая - это доктрина Максвелла-Больцмана о равнораспределении энергии”[120]. Сейчас, на исходе ХХ века, мы уже знаем, что именно за этими двумя “тучами” как раз и скрывалось самое удивительное, - то, из чего впоследствии родились, соответственно, теория относительности и квантовая механика. И обе эти перевернувшие наши представления о мире теории родились из  исследования парадоксальных, не укладывающихся в рамки обыденных представлений свойств света[121].

На рубеже XIX и ХХ веков вопрос объяснения спектра излучения абсолютно черного тела получил неожиданное разрешение. В докладах “Об улучшении формулы Вина для спектрального излучения” и “К теории закона распределения энергии в нормальном спектре”, прочитанных 19 октября  и 14 декабря 1900 года на  заседании Немецкого физического общества в Берлине, отец современной квантовой физики Макс Планк предложил формулу, описывающую плотность распределения энергии излучения абсолютно черного тела в зависимости от его частоты. В поисках этого закона Планк пришел к необходимости нахождения выражения для энтропии как функции энергии. Тот факт, что выбор Планком универсальной характеристики излучения остановился именно на энтропии, чрезвычайно значим. По своему смыслу энтропия - это мера информации, отсутствующей в нашем макроскопическом, иначе говоря, - “внешнем”, “отстраненно-объективирующем” описании системы. Энтропия термодинамической системы пропорциональна тому количеству информации, которое “в принципе” могло бы быть получено в результате детального исследования всех внутренних свойств системы. Образно говоря, введение энтропии обусловлено наличием некого “зазора”, который неизбежно остается между нашим “объективирующим”, отстраненным знанием мира и реальным глубинным устроением бытия. Для подсчета числа возможностей осуществления макросостояния из микросостояний Планк выдвинул гипотезу о возможности представить непрерывное электромагнитное излучение в виде совокупности осцилляторов - “квантов”, энергия каждого из которых пропорциональна его частоте, а коэффициент пропорциональности и есть введенная Планком постоянная[122]. Фактически предположение Планка означает, что количество степеней свободы электромагнитного поля не бесконечно, но ограничено, - а потому поле может находиться в равновесии с веществом. При условии принятия такого допущения получаемая для спектра излучения абсолютно черного тела формула хорошо согласовывается с экспериментальными данными.

Рекомендуем посмотреть лекцию "12 - Биогеография океанов и морей".

Первоначально казалось, будто предложенный Планком способ вычисления -  всего лишь формальный математический прием. Однако, Планк настаивал на фундаментальной первичности “кванта действия”, хотя, как он сам позднее признавался в одном из писем, придти к такому выводу было для него своего рода “актом отчаяния”, предпринятым потому, что “теоретическое объяснение должно быть найдено любой ценой, сколь высокой она ни была бы”[123]. Простенькая формула, на вывод которой, тем не менее, Планк потратил не один год, произвела подлинный переворот в науке. Как отмечает автор фундаментального исследования, посвященного истории квантовой физики, Макс Джеммер, предложенная Планком “интерполяция, незначительный математический прием, была одним из наиболее значительных и важных вкладов в науку, когда-либо сделанных в истории физики ... в поисках логического ее укрепления Планк выдвинул понятие элементарного кванта действия и тем самым инициировал развитие квантовой теории; более того, из этой интерполяции вытекали определенные следствия, которые, будучи поняты Эйнштейном, решающим образом сказались на самих основах физики, равно как и на их эпистемологических предпосылках. Никогда в истории физики столь незначительная математическая операция не имела столь далеко идущих физических и философских последствий”[124]. Сам Планк, по словам сына, иногда говорил, что, “как ему кажется, он сделал открытие, сравнимое, может быть, только с открытиями Ньютона”[125].

Почему же Планк так оценивал свое открытие, в чем его революционная суть? Дело в том, что предлагаемая ньютоновской классической физикой парадигма объкт(ив)ной науки может считаться  на адекватной реальности лишь при условии, что мир этот состоит из непрерывной абсолютно неизменной самотождественной “субстанции” – эфира[126]. Только при этом условии, как уже говорилось, мы можем “выносить за скобки” объективирующего познания материю и описывать форму отношения разнородных сущностей на формальном языке математики. Выше уже отмечалось, принцип “объкт(ив)ного из-мерения” состоит в том, что одно неизвестное со-относит-ся с другим таким образом, что “сущность” изучаемых объектов выносится за скобки, а остается лишь “форма” их взаимо-отношения, именуемая “объктивно наблюдаемой величиной”. Такой метод объективации применим до тех пор, пока этой выносимой за скобки сущностью действительно можно пренебречь, пока эта “сущность” - несущественна. Ясно однако, что начиная с некоторого момента объективации эта обычно выносимая за скобки сущность может начать обнаруживать себя. Может оказаться, что в процессе все более “мелкого” дробления мира мы в конце концов дойдем до такого предела, когда эту подразумеваемую однородной материальную сущность уже нельзя будет более “выносить за скобки”, когда в процессах “объективного измерения” она начнет про-являть свою “субъективную” существенность – своего рода “внутреннее измерение” бытия, неописуемое на отстраненно-объетивирующем формальном языке математики. Именно это и происходит в квантовой физике, где на смену “точным” классическим законам приходят вероятностные квантовомеханические. Таким образом, будучи продуманы до конца следствия из планковской гипотезы означают, что  в микромире мы достигли предела возможностей объект(ив)ного описания и вторгаемся уже в ту область, где математическое описание утрачивает свою адекватность. В мире есть нечто, что не может быть схвачено в рамках классической пространственно-временной “объект(ив)ной” парадигмы. Экспериментально это проявляется в том, что в сфере микромира начинает пропадать “объект(ив)ность” получаемых результатов: характер “ответов” природы на экспериментально поставляемые вопросы начинает зависеть от способа нашего вопрошания мира. Математически это проявляется в том, что один и тот же физический объект, - в данном случае, свет, - в зависимости от конкретной физической ситуации должен описываться по-разному: то – как непрерывное излучение, то – как совокупность “порций” излучения – “квантов”. Собственно, неадекватность нашей умозрительной модели мира его реальному устроению изначально  подразумевается, как уже отмечалось выше, самой “эксперименталистской” методологией познания, - под-разумевается но зачастую не у-разумевается.

Невозможность однозначно “подглядеть”, как выглядит физический объект “сам по себе” означает, по существу, крушение “классической” субъект-объектной парадигмы: наблюдатель может говорить об “объективной”, “независящей от характера наблюдений реальности” лишь ценой отказа от каких бы то ни было наблюдений. В любом производимом нами опыте “высве(т)чивается” лишь один из многообразных аспектов реальности; при этом остальные неизбежно “уходят в тень”. Для того, чтобы создать по возможности “объемный”, “многогранный” образ мира, мы должны, по возможности, стараться учесть все эти аспекты. Глубоко осознав это, Бор в 1927 году предложил свою концепцию дополнительности, которая, по мысли Холтона, стала “поворотной точкой человеческого познания”, необратимо изменившей “интеллектуальные перспективы как в науке, так и в других областях культуры”[127]. Суть этой концепции состоит в том, что операциональное исследование света вновь возвращает нас к идее дополнительности lux’а и lumen’а, от которой отказались было где-то на пороге Нового времени[128]. Полагая в основу нашего способа описания мира результаты взаимодействия исследуемого объекта с прибором, мы вводим, по словам В. А. Фока, понятие относительности к средствам наблюдения, обобщающее прежнее классическое понятие относительности к системе отсчета[129]. Те параметры, которые мы приписываем, скажем, световым квантам, - например, плоскость поляризации - это, на самом деле, не их собственные параметры, но параметры тех, как правило, классических, или, по крайней мере, классически описуемых приборов, которые используются для измерения этих величин[130]. Действительно, только для макроскопических тел можно представить осмысленную процедуру измерения, т. е. сопоставления используемым в теории математическим символам реальных физических объектов. Когда мы говорим о масштабах, характерных для микромира, то следует помнить, что микроскопические параметры - это то, что “под-разумевается”, т.е. вы-числяется, исходя из макроскопических результатов экспериментов с микрообъектами[131]. Естественно, что приборы и внешние условия проводимых квантовомеханических измерений должны описываться на нашем обыденнном языке, т. е. “классически”, - иначе мы просто не сможем никому объяснить, что же, собственно, мы измеряли[132]. То, что мы видим в наших экспериментах – это лишь “эффект”, обусловленный способом нашего экспериментального вопрошания[133]. Оказывается, что идя по пути объективного познания мира путем дробления его на все более мелкие части, сравниваемые с макроскопическим эталоном, мы в конце концов доходим до такого предела, когда “ответы” природы на экспериментально поставляемые вопросы ответы перестают однозначно детерминироваться начальными условиями опыта, но начинают с некоторой вероятностью варьироваться в известном интервале. Впрочем, мы не можем утверждать, что вероятность присуща микрообъектам “самим по себе”; мы можем утверждать лишь то, что она присуща нашему знанию о них, - знанию, получаемому в процессе определенного взаимо-действия, опосредованного нашим способом постановки вопросов, процедурой объективации[134]. Таким образом мы приходим к выводу, что классическая “отторгающая” субъект-объектная парадигма должна быть замещена (по крайней мере в квантовомеханической области) парадигмой “включающей”[135]. Эта новая парадигма должна описывать не только внешний бъект(ив)ный мир, но и самого человека и способ его взаимо-действия с миром[136]. Иначе говоря, новая парадигма должна ознаменовать собою начало перехода от от умо-зрения к экзистенции. Не случайно, что и две возникшие в ХХ столетии крупнейшие физические теории, перевернувшие наши привычные представления о строении бытия, - теория относительности и квантовая механика, - предлагают такой образ мира, “элементами реальности” которого являются не просто “объективные”, т. е. как бы не зависящие от наблюдателя “факты”, но именно со-бытия. Проникая в сферу микроскопической реальности мы не просто доходим до границы объективации, но сталкиваемся с проявлением некоторой неконтролируемой спонтанной активности, которую можно интерпретировать как обнаружение сокровенного “живого” измерения бытия. Существование этого “живого” измерения необнаружимо обычными “объект(ив)ными” методами, но именно наличие его, проявляющееся во взаимо-действии наших “объективных” методов измерения с этой “субъективной” стороной жизни мира обуславливает случайный характер строгих физических законов[137]. Понятно поэтому почему Планк настаивал, что “квант действия играет фундаментальную роль в атомной физике, и с его появлением в физической науке наступила новая эпоха, ибо в нем заложено нечто, до того времени неслыханное, что призвано радикально преобразить наше физическое мышление, построенное на понятии непрерывности всех причинных связей с тех самых пор, как Ньютоном и Лейбницем было создано исчисление бесконечно малых”[138].

Пожалуй, лучшим свидетельством необходимости “радикально преобразить наше физическое мышление” является так называемый парадокс Эйнштейна-Подольского-Розена (ЭПР). Впрочем, парадоксом он представляется лишь с “обыденной” точки зрения, точнее, - с точки зрения классической физики. С точки зрения квантовомеханической концепции ничего парадоксального в этом “парадоксе” нет. Будучи сторонниками  объективирующе-классического воззрения на мир и  основываясь на умозрительном представлении о “полном описании физической реальности” как описании, дающем возможность сопоставить каждому событию некоторую “на-мертво за-фиксированную” (“объект(ив)ную”!) точку пространства-времени, Эйнштейн, Подольский и Розен в 1935 году опубликовали статью под названием “Является ли квантовомеханическое описание физической реальности полным?”[139]. Суть описанной ими парадоксальной ситуации сводится к тому, что изначально провзаимодействовавшие частицы даже разойдясь на значительное расстояние и будучи разделены большим пространственным интервалом тем не менее продолжают взаимодействовать каким-то “вне- (или, скорее, мета-)  пространственным” способом. Взаимодействие это проявляется в том, что когда мы производим “объект(ив)ное” измерение над одной из частиц двухчастичной системы, вторая мгновенно (мгновенно в подлинном смысле слова, - не опосредуемо никаким временным интервалом) “узнает” об этом и при-обретает со-ответ-ствующее со-стояние, - именно приобретает в ответ на то, что произошло с первой[140]. Этот пара-докс подводит нас, по существу, к пределам (parav) обыденной оче-видности (dovxa), к пределам классической пространственно-временной реальности а значит, - уже к границам физики, - к сфере мета-физики[141]. Статья Эйнштейна, Подольского и Розена вызвала бурный поток откликов, не прекращающийся и по сей день, и стимулировала целый ряд экспериментальных исследований. Как уже отмечалось выше, в настоящее время рядом физиков ЭПР-парадокс расценивается как та “третья туча двадцатого века” (подобная двум “тучам девятнадцатого века над динамической теорией теплоты и света”, на наличие которых сетовал на рубеже столетий лорд Кельвин), за которой скрывается новая концепция физики двадцать первого века, способная радикально изменить наши представления о пространственно-временной структуре физического мира[142]. Дискуссии касательно ЭПР-парадокса, особенно ярко выявляющего неклассические черты квантовомеханического описания, привели к значительному углублению нашего понимания природы физической реальности.

Опыты по проверке ЭПР-парадокса опровергли классические представления об априорном существовании “объективно-фиксированных” (иначе говоря, “пространственно-временных”) свойств квантовых микроскопических объектов, присущих им “самим по себе”, “независимо от наблюдателя”[143]. Многочисленные попытки построения теории “скрытых параметров” не увенчались успехом именно потому, что в области микромира мы прикасаемся уже не к статичной мертвой структуре, но к самой живой динамике бытия, - и потому там и не может быть никаких фиксированных пространственно-временных “пара-метров”[144]. Но самое удивительное состоит в том, каким образом одна из двух частиц двухчастичной системы “узнает” о состоянии другой. Характер взаимо-действия, проявляющегося в ЭПР-парадоксе, столь радикально отличается от всего дотоле известного, что А. Д. Александров и В. А. Фок называют его “не-силовым”[145], а В. А. Фок сравнивает его с взаимодействием человеческих личностей, - прецедент поразительный![146]

Результаты опытов по проверке ЭПР-парадокса подводят нас к мысли, что элементарные частицы, являющиеся, как мы верим, “конституитивными сущностями мироздания”, в известном смысле находятся как бы “вне” подразумеваемой нами пространственно-временной реальности, которая служит тем умо-зримым “полотном”, на котором живописуется научная “картина мира”[147]. В этом смысле они чрезвычайно похожи на монады Лейбница. Действительно, обнаружение неустранимой спонтанной активности микрообъектов является свидетельством в пользу лейбницевской концепции[148]. Кроме того, поразительная эффективность математической физики в области малых масштабов, т. е. в сфере элементарных частиц, - та самая “непостижимая эффективность математики в естественных науках”, о которой размышлял Вигнер, - также свидетельствует об отсутствии у “элементов реальности” собственно “пространственных” характеристик. Вычисляемые нами “размеры” элементарных частиц, сечения расеяния и тому подобные величины есть лишь “эффекты” иной, вне-пространственной реальности. Именно вне-пространственностью онтологических элементов подлинной реальности оправдывал Лейбниц возможность введения бесконечно малых а значит - возможность использования интегрального и дифференциального исчисления[149].