Наука и иррационализм или обобщённый принцип дополнительности Бора

Стр 1 из 5Следующая ⇒

Наука и иррационализм или обобщённый принцип дополнительности Бора

Александр Климец

Во всем подслушать жизнь стремясь,

Спешат явленья обездушить

Забыв, что если в них нарушить

Одушевляющую связь

То больше нечего и слушать.

Гете (" Фауст" )

Введение

В свое время Нильс Бор вел напряженную работу по исследованию применения понятия дополнительности не только в физике, но и в других областях знаний. Эту задачу он считал не менее существенной, чем чисто физические исследования.

В физике количественным воплощением общего принципа дополнительности, сформулированного Бором в 1927 году, явилось соотношение неопределенностей Гейзенберга.

Посмотрим, говорил Бор, с этой точки зрения на явления жизни. Сводятся ли биологические закономерности к физико-химическим процессам? Нет! Закономерности живой материи, хотя и определяются законами физики и химии, но не сводятся к ним. Бор обосновывает мысль, что два подхода - биологический и физико-химический - дополнительны. Биологические и физические исследования несопоставимы, поскольку для тех и других существуют свои ограниченные области реальности. Ведь если мы представим полностью уничтоженный живой организм, то как мы узнаем, какова роль отдельных атомов в жизненных процессах? Во всяком опыте над живым организмом имеется некоторая неопределенность в физических условиях, и поэтому " возникает мысль, что минимальная свобода, которую мы вынуждены предоставлять организму, как раз достаточна, чтобы позволить ему, так сказать, скрыть от нас свои последние тайны. С этой точки зрения самое существование жизни должно в биологии рассматриваться как элементарный факт, подобно тому, как в атомной физике существование кванта действия следует принимать за основной факт, который нельзя вывести из обычной механической физики. Действительно, существенная несводимость факта устойчивости атомов к понятиям механики представляет собой близкую аналогию с невозможностью физического или химического объяснения своеобразных отправлений, характеризующих жизнь" ([1] с.7).

Согласно Бору, фундаментальное различие между биологическими и физическими исследованиями делает невозможным установление твердых границ приложения физических идей к решению биологических проблем, границ, которым соответствовало бы в квантовой механике различие между причинным механистическим описанием и описанием собственно квантовых явлений. "...Сущность рассматриваемой аналогии, - пишет Бор, - это очевидное антагонистическое отношение между такими типичными сторонами жизни, как самосохранение и размножение индивидуумов, с одной стороны, и необходимое для всякого физического анализа подразделение объекта - с другой" ([1], c.118). Бор полагает, что биологические законы являются дополнительными к законам, которым подчиняется неживая природа.

Много размышлял Бор над применением понятия дополнительности в психологии. Он говорил: " Мы все помним старое высказывание, гласящее, что, пытаясь анализировать наши переживания, мы перестаем их испытывать. В этом смысле мы обнаруживаем, что между психологическими опытами для описания которых адекватно употреблять такие слова, как " мысли" и " чувства", существует соотношение дополнительности, какое существует между данными о поведении атомов."

Бор предполагает, что в этой области имеются взаимные соотношения, которые обусловлены единым характером сознания и поразительно напоминают физические следствия существования кванта действия, поскольку непрерывность мышления и сохранение индивидуальности личности в отношениях между людьми аналогичны волновому описанию материальных частиц при сохранении их индивидуальности в процессе взаимодействия. " Неизбежное влияние на атомные явления при их наблюдении, - пишет Бор, - соответствует здесь хорошо известному изменению оттенка психических событий, сопровождающему переход внимания от одного его элемента к другому". ([1], c.60). По мнению Бора, понятия " мысль" и " эмоция" при психологическом анализе находятся в отношении, которое " полностью аналогично дополнительному смыслу кинематических и динамических переменных в квантовой механике. В частности, степень произвола может быть переведена на наш язык просто как выражение именно того факта, что те ситуации, в которых можно говорить о свободе воли, и те, в которых разумно предпринять какой бы то ни было логический анализ психического состояния, являются взаимоисключающими". ([1], c.384).

Если пытаться понять скорбь или радость человека с помощью экспериментов над его головным мозгом, то исследуемое психическое явление нарушается и цель оказывается недостижимой.

Стараясь критически осмыслить какие-либо сильные чувства, скажем, любовь или благочестивое умиление, мы тут же уничтожаем эти самые чувства. Но если, с другой стороны, поддаться чувству, то вряд ли можно его продумать в этот момент.

Бор также считал, что свобода воли и чувство ответственности равно как милосердие и справедливость находятся в дополнительных отношениях друг к другу.

Бор был убежден, что квантовая теория дает " средство для освещения самых общих вопросов человеческого мышления" ([1], c.61). Он видит аналогию между связью атомных явлений с их наблюдениями и психологическими процессами, где трудно отделить объективное содержание от наблюдающего субъекта. "...С одной стороны, описание нашей мыслительной деятельности требует противопоставления объективно заданного содержания и мыслящего субъекта, а с другой, как уже ясно, -...нельзя строго разграничить объект и субъект, поскольку последнее понятие также принадлежит к содержанию. Из такого положения вещей следует не только относительность зависящего от произвола при выборе точки зрения значения каждого понятия или, вернее, каждого слова; мы должны вообще быть готовыми к тому, что всестороннее освещение одного и того же предмета может потребовать различных точек зрения, препятствующих однозначному описанию. Строго говоря, глубокий анализ любого понятия и его непосредственное применение взаимно исключают друг друга" ([1], c.58). Здесь речь идет, скорее всего, о фактах и смысле этих фактов.

Далее. Физическая картина явления и его математическое описание дополнительны. Создание физической картины мира требует пренебрежения деталями и уводит от математической точности. И наоборот, попытка точного математического описания явления затрудняет ясное понимание. Действительно, математическое описание основано на логике, физическая же картина мира строится на догадках, интуиции. На вопрос " Что дополнительно понятию истины? " Бор ответил " Ясность".

Со студенческой скамьи Бора занимала (под влиянием книги Пауля Меллера “Приключения датского студиозуса”) проблема свободы воли и детерминированности. Сильное влияние на Бора оказал также датский философ Серен Кьеркегор. Возражая мысли Гегеля о переходе количества в качество, Кьеркегор говорит: “Высшая количественная определенность так же мало объясняет скачок, как и низшая. Новое возникает скачкообразно”. Он отрицает элемент непрерывности, сохраняющийся при переходе в новое. Новое качество, по Кьеркегору, появляется с внезапностью загадочного. Скачок алогичен, недоступен рациональному пониманию, не вытекает с логической необходимостью из предшествующего состояния, иррационален...

Далее Бор рассматривает отношения между наукой и искусством, между наукой и религией. Кроме того он предполагает, что положение отдельного индивида в обществе описывается типично дополнительными характеристиками, которые зависят от соотношения (весьма подвижного) между личностными ценностями и общественными нормами. Общую цель всех культур Бор видит в теснейшем сочетании " справедливости и милосердия, какого только можно достигнуть; тем не менее следует признать, что в каждом случае, где нужно строго применить закон, не остается места для проявления милосердия, и наоборот, доброжелательство и сострадание могут вступить в конфликт с самими принципами правосудия. Во многих религиях этот конфликт иллюстрируется мифами о битвах между богами, олицетворяющими такие идеалы, а в древневосточной философии это подчеркивается следующим мудрым советом: добиваясь гармонии человеческой жизни, никогда не забывай, что на сцене бытия мы сами являемся как актерами, так и зрителями" ([1], c.495). В связи с этим я хочу отметить, что человеческое сообщество интуитивно отобразило дополнительность справедливости и милосердия в связке института государственных судебных органов, руководствующихся в своей деятельности буквой рациональных законов и судов присяжных, более подверженных влиянию иррациональных чувств.

Рассуждая на основе метода аналогии и выявляя общие черты микрообъектов, живых организмов, сознания, общества и человеческих культур, Бор превратил свой принцип дополнительности из физического в универсальный философский принцип с наиболее общим методологическим значением. " В общефилософском аспекте, - писал он, - знаменательно здесь то, что в отношении анализа и синтеза в других областях знания мы встречаемся с ситуациями, напоминающими ситуацию в квантовой физике. Так, цельность живых организмов и характеристики людей, обладающих сознанием, а также и человеческих культур представляют черты целостности, отображение которых требует типично дополнительного способа описания. Передача опытных фактов в этих обширных областях знания требует богатого словаря, а из-за того, что словам иногда придается различный смысл, и прежде всего из-за различия в принятых в философской литературе толкованиях понятия причинности, цель такого рода сопоставлений часто понималась превратно. Но постепенно развитие терминологии, пригодной для описания более простой ситуации в области физики, показывает, что мы имеем здесь дело не с более или менее туманными аналогиями, а с отчетливыми примерами логических связей, которые в разных контекстах встречаются в более широких областях знания" ([1], c.532).

Отметим, что из математического формализма квантовой механики идея дополнительности не выводится. Однако это не недостаток идеи дополнительности, а скорее ее достоинство. Дополнительность предстает перед нами как высшая форма качественного объяснения, и нет никакой необходимости искать указаний на то, какой математический формализм за нее ответствен. От качества нельзя требовать выводимости его из количества. Так, например, на основе понятия " вода" нельзя делать заключения, из какого количества воды складывается капля или море. Наконец, существенно и то, что, как отмечал П.Фейерабенд, идея дополнительности не представляет собой " последнее слово". Естественно, в сегодняшнем своем виде она вообще не может быть " последним словом", так как ничто не может претендовать на статус " абсолютной истины". Однако согласно принципу соответствия, как бы ни изменялась в будущем идея дополнительности, взгляды Бора останутся в золотой сокровищнице человеческого познания.

В связи с этим ниже я намерен сформулировать обобщенный принцип дополнительности Бора, охватывающий явления дополнительности, найденные Бором в других отраслях знания. Это позволит отыскивать феномены двойственности в самых различных областях действительности.

Трагедия Эйнштейна

В квантовой механике выполняется принцип суперпозиции - волновая функция А складывается из волновых функций взаимоисключающих событий (альтернатив). Пусть между пучком электронов и фотопластинкой имеется экран с двумя отверстиями. Закроем заслонкой одно из отверстий. Тогда электрон идет обязательно через другое, и на его волновую функцию заслонка не влияет. Обозначим эту функцию через А1. Перенесем заслонку на другое отверстие и обозначим новую волновую функцию А2. Если оба отверстия открыты, волновая функция А = А1 + А2. Вероятность найти электрон в какой-либо точке фотопластинки будет Р = [А]2 = [А1 + А2]2 = А1А1* + А2А2* + (А1А2* + А1*А2 ). Если в какой-либо точке А1 и А2 равны, то мы получим вероятность Р = 4 [А1]2 = 4Р1, а если они отличаются по знаку, то Р = 0 - в эти места электроны не попадают. Если отверстия будут открыты попеременно, будут складываться вероятности, а не волновые функции. Соответствующая вероятность будет Р = А1А1* + А2А2* = Р1 + Р2. Интерференция исчезнет, величины Р1 и Р2 положительные и друг друга не погашают. Таким образом, попытка уточнить траекторию частицы, отбирая случаи, когда она проходит через одно отверстие, уничтожает интерференцию. Так проявляется дополнительность пространственно-временного описания частицы и ее волновых свойств.

Слагаемые А1А1* и А2А2* характеризуют дискретность или рациональную (классическую) сторону действительности, а слагаемые в скобках (А1А2* + А1*А2) характеризует непрерывность (целостность) или иррациональную сторону действительности.

Далее. В свое время Эйнштейн (1909 год) вывел формулу для флуктуаций энергии излучения< е2>, где < е2> - среднее квадратическое значение флуктуаций энергии [4, с.174]. Если рассмотреть небольшую часть объема полости v, заполненной тепловым излучением с температурой Т, ограниченное со всех сторон стенкой, задерживающей излучение всех частот, кроме частот интервала dv, можно записать эту формулу следующим образом: < е2> = [hvr + (c3/8π v2) r2] vdv (при условии, что спектральная функция r задается известным законом Планка). Аналогичное соотношение Эйнштейн получил в 1925 году и для газа из массивных частиц [4, c.496]. Выражение в квадратных скобках состоит из двух частей - корпускулярной и волновой. Корпускулярное слагаемое hvr характеризует дискретную, рациональную составляющую излучения (частиц), волновое же слагаемое (c3/8π v2) r2 характеризует непрерывную, иррациональную составляющую излучения (частиц).

Трагедия выдающегося физика Альберта Эйнштейна состояла в том, что он так и не смог принять дихотомию мира, его деление на рациональный и иррациональный аспекты. Для него существовала только рациональная сторона действительности с ее однозначными причинно-следственными связями. Иррациональную сторону действительности Эйнштейн отверг (" Бог не играет в кости" ). Особенно ярко это проявилось в работе Эйнштейна, Подольского, Розена (ЭПР) " Можно ли считать квантовомеханическое описание физической реальности полным? " (1935 г.) [4, с.604].

Констатирование того факта, что миру присуща не только рациональная, но и иррациональная составляющая, обязывает физиков признать, что существует иная, духовная реальность, лежащая за пределами вещного, объектного мира, дополнительная к нему и потому не поддающаяся разумному, рациональному осмыслению. Хорошим примером того, где человек соприкасается с этой реальностью, является наше интуитивное, творческое (но не логическое, аристотелианское) мышление, проявляющееся, например. в форме " озарений" [3]. И в любой другой области, как было показано выше, мы можем найти феномены двойственности. В свете сказанного известные исследования феномена жизни после жизни (но уже в иной, иррациональной реальности), проведенные доктором Р. Моуди [5], выглядят не такими уж фантастическими (см. также [14]). Поэтому физики должны отставить неуместный снобизм по отношению к мистике и религии и признать за ними равное право на свою истину. Лишь синтез рациональной и внерациональной форм познания мира может дать полное отображение действительности. Оба эти источника знания должны органически сочетаться и дополнять друг друга.

Заключение

Таким образом, найденный нами обобщенный принцип дополнительности Бора (дополнительность между рациональной и иррациональной сторонами действительности и ее познания), сформулированный в свое время только в области физики, но в действительности в скрытой форме красной нитью проходящий через всю историю философии, является:

1. общефилософским принципом, наряду с другими философскими принципами, такими, например, как принцип материальности, принцип конкретности истины и многими другими.

2. Доказательством реальности иного, " потустороннего", иррационального, не вещного (духовного) мира, существующего наряду и в неразрывном единстве с видимым, рациональным, вещным миром, составляющим лишь часть более общей картины. (см. также [14])

Это оправдывает религию в глазах науки. " Вера и разум - это как бы два крыла, на которых человеческий дух возносится к созерцанию истины..." [12]. Оба пути - научный (рациональный) и религиозный, мистический (иррациональный) не должны противопоставляться. Напротив, эти два способа познания мира ведут к полноте истины. Единство истины является основным постулатом человеческого разума, выраженном в принципе дополнительности рационального и иррационального аспектов при познании природы.

Послесловие

В последние несколько лет в понимании квантовой теории произошла революция. Полуклассическая копенгагенская интерпретация квантовой механики, подразумевающая обязательное наличие классического наблюдателя (измерительного прибора) уступила место чисто квантовому подходу, в котором уже не осталось места этому классическому " пережитку". В результате, квантовый подход к окружающей реальности стал самодостаточной согласованной теорией, построенной из единых общих принципов, логично включающий в себя классическую физику, как частный случай квантового описания.

Квантовая теория в широком смысле - это уже не теория " конкретных квантовомеханических объектов" типа микрочастиц, к которым она, якобы, только и должна применяться. Это наиболее общая теория для любых объектов, это новый концептуальный подход к объяснению реальности, качественно отличный от " локальной объективной теории" прошлого...Это становится возможным потому, что физические характеристики объектов не являются исходными понятиями квантовой механики. Она строится по совершенно другому принципу, и основным исходным понятием в ней становится понятие состояния объекта. Такой подход может быть применен как к физическим объектам, так и к тем объектам, которые принято считать нефизическими в общепринятом смысле этого слова. Формализм теории при этом остается одним и тем же, что позволяет объединить в рамках единого подхода извечно противостоящие друг другу понятия " материального" и " идеального" и установить основные закономерности их связывающие, то есть законы их взаимопревращения.[15]

Наш мир в основе своей нелокален (иррационален), и не может быть описан теориями, основанными на локальности и детерминизме. Именно об этом говорят десятки, если не сотни опытов, направленных на проверку знаменитых неравенств Белла, которые позволяют отличить предсказания квантовой механики от предсказаний " локальной объективной теории". Парадоксы квантовой механики, паранормальные и сверхестественные явления, магические техники и т.д. имеют своим источником именно нелокальность (иррациональность) окружающего мира [16].

В связи с этим необходимо рассматривать дополнительность рационального и иррационального с несколько иной точки зрения и признать, что в конечном счете основой наблюдаемого рационального мира является его иррациональность (квантовость, нелокальность, запутанность, несепарабельность, целостность и т.д. и т.п.). Рациональность мира, таким образом, является следствием его фундаментальной иррациональной основы, результатом процесса декогеренции (декогеренция - это процесс потери когерентности квантовых суперпозиций в результате взаимодействия системы с окружающей средой). Исторически такую основу принято называть " Богом" или же, говоря современным физическим языком, единым квантовым источником наблюдаемой реальности. Все объекты этого мира, включая нас с вами, камни, звезды, и т.д. произошли из этого источника, и по сути являются этим источником. Мы можем не знать об этом только потому, что локализуем себя на пластах существования с низкой степенью запутанности.

Список литературы

Н. Бор. Избранные труды, в 2-х т., Москва, " Наука", 1966

Н. Бор. Атомная физика и человеческое познание (сб. статей). Пер. с анг. Москва, ИЛ, 1961

А.П. Климец. О непрерывном логическом мышлении. Ж-л " Физика сознания и жизни, космология и астрофизика", № 3, с. 8-19, Киев, 2001 г.

А. Эйнштейн. Собрание научных трудов, т.3, Москва, Наука, 1966,

Р. Моуди. Жизнь после жизни. Москва, " Детская книга", 1991

А.В. Букалов, А.Г. Бойко. Соционика: тайна человеческих отношений и биоэнергетика. Киев, " Соборна Украiна", 1992

" История философии", под редакцией д.ф.н. Ч.С.Кирвеля, Минск, " Новое знание", 2001

В.Гейзенберг. Философия и физика: Часть и целое. Москва., 1989

М. Борн. Моя жизнь и взгляды. Москва, 1973.

М. Борн. Физика в жизни моего поколения. Москва, 1963

В. Паули. Физические очерки. Москва, 1975

Энциклика Папы Иоанна Павла II " Вера и разум" (" Fides et ratio" ), от 15. Х. 1998 г.

Р. Фейнман. Характер физических законов. Москва, Наука, 1987

Станислав Гроф. Космическая игра

С.И. Доронин. Роль и значение квантовой теории в свете ее последних достижений. Квант. Магия, 1, 1101, (2004)

М. Заречный. Квантовая и мистическая картины мира. Квант. Магия, 1, 1305-1317, 2301-2313, 2004

И.З. Цехмистро. Диалектика множественнного и единого. Москва, Мысль, 1972

Ю.И. Манин. Математика и физика, Москва, Знание, 1979

Примечания

1. В то время, как в классической физике свойства и поведение некоего целого определяются свойствами и поведением его отдельных частей, в физике квантовой все обстоит совершенно противоположным образом: поведение частей целого определяется самим целым (раньше бы сказали - " Богом" ).

2. В повседневной макроскопической действительности нелокальные связи играют сравнительно незначительную роль, вследствие чего мы можем говорить о самостоятельных объектах и формулировать законы, описывающие их поведение в терминах стопроцентных определенностей. Однако при переходе к более низким измерениям определенности уступают место вероятностям и отделить какую-то часть Вселенной от целого становится чрезвычайно сложно.

3. Спины частиц до момента измерения существуют только в качестве тенденций или возможностей. Хотя электроны находятся далеко друг от друга, они соединены мгновенными нелокальными связями. Теорема Белла проливает свет на фундаментальную взаимосвязь и нераздельную слитность Вселенной.