Ленин и диалектика в современной физике

О диалектике в естествознании

В истории науки — прежде всего философии и естествознания — К. Маркс и Ф. Энгельс были первыми мыслителями, которые соединили сознательную диалектику с материалистическим пониманием природы. Иначе и быть не могло: марксизм — это великое революционное учение рабочего класса и трудящихся всего мира — вырос в эпоху выдающихся достижений естествознания второй половины XIX в.; Маркс и Энгельс глубоко исследовали с точки зрения своего учения существенные проблемы наук о природе и дали ответы на философские вопросы естествознания того времени.

Традиции К. Маркса и Ф. Энгельса продолжил В. И. Ленин. В своей знаменитой книге «Материализм и эмпириокритицизм» (1909) он обобщил с позиции диалектического материализма эпохальные открытия физики конца XIX — начала XX в. и раскрыл философскую сущность новейшей революции в естествознании. С полным правом теперь мы говорим о внутреннем единстве диалектического материализма и естествознания нашего столетия; такое единство — знаменательный факт культуры XX в., в осуществление которого полувековое развитие Советской страны и победа социализма в других странах внесли решающий вклад.

Гений Ленина блистал огромным множеством граней. Развивая марксизм и его философию в исторический период, отличающийся от того времени, когда Маркс и Энгельс создали свое учение, Ленин обогатил также философские основания естествознания новыми важными положениями и выводами, значение которых для развития пауки не сравнимо ни с одной философской системой.

О революции в естествознании XX в. Ленин высказывался не только в книге «Материализм и эмпириокритицизм». Философские обобщения этой революции и философские проблемы, выдвигаемые новой физикой, привлекали пристальное внимание В. И. Ленина^[1]. Особенно существенны в этом отношении «Философские тетради» (1914—1916). Основная тема этого замечательного труда — теория материалистической диалектики — неразрывно связана с философскими обобщениями и выводами из современного естествознания, и Ленин не один раз останавливается на этом.

Последние строки о философских вопросах естествознания нашего века Ленин написал в статье «О значении воинствующего материализма» (1922), в которой среди задач, поставленных перед философами-марксистами, особо важное место отведено задаче союза с представителями современного естествознания на основе диалектического материализма. С тех пор прошли многие годы, насыщенные колоссальными социальными, техническими и научными переворотами; естествознание в целом и физика в особенности необычайно изменились и продвинулись вперед. Но мысли Ленина о диалектическом материализме как единственно верной философии и верном методе современного естествознания, о философских выводах из новой физики, о философских основах и перспективах ее развития, о сущности и значении «физического» идеализма не потеряли и в настоящее время своего огромного теоретического значения. Они лежат в фундаменте всей работы в области марксистских исследований философских проблем физики и естествознания в целом и стимулируют эти исследования.

Что такое современная, или, как говорят, неклассическая, физика по самой своей сути? Это релятивистская и квантовая физика вместе с вырастающей из них физикой элементарных частиц. Неклассическая физика своими открытиями и теориями сломала казавшиеся с момента их появления незыблемыми основные понятия и принципы классической физики. Они подверглись революционному преобразованию и превратились в предельные случаи новых, более глубоких и общих понятий и положений теории относительности и квантовой теории, далеких от привычной наглядности классических представлений. Тем самым неклассические теории привели в физике к новым методологическим подходам и новому стилю мышления естествоиспытателей.

Для современной физики характерно — и это внутренне связано с присущими ей методологическими подходами, — что в ней своеобразно и совершенно неожиданно с точки зрения установленных воззрений вновь выдвинулись проблемы реальности и материи, времени и пространства, абсолютного и относительного, причинной связи и закономерности, которые казались разрешенными традиционной философией. Логические формальные системы не могли (и не могут) справиться с задачами, которые ставило (и ставит) перед логикой развитие неклассической физики.

Сейчас марксистам хорошо известно — это доказано развитием неклассической физики, — что такого рода вопросы могут быть решены и действительно решаются диалектическим материализмом. Но глубочайшее основание этой истины впервые найдено В. И. Лениным. Именно он высказал и доказал ныне широко известное положение: «Современная физика лежит в родах. Она рожает диалектический материализм».

Не укладывающиеся в схемы и теории классической физики явления и факты вроде электрона и радиоактивности (с открытия которых берет начало неклассическая физика), парадоксальные, сменяющие друг друга в условиях стремительного развития современного естествознания ситуации наподобие той, которая возникла после опыта Майкельсона, или, скажем, после появления квантовой гипотезы Планка, неизбежно приводили к неклассическим идеям и теориям в физике, а вместе с ними к немыслимым в классическом естествознании воззрениям и подходам философского и методологического плана.

Не бессмысленно ли сочетание прерывных частиц и непрерывных волн, как об этом трактует квантовая механика? Как понять превращение частиц вещества в свет, а света в вещество, о чем говорится в квантовой электродинамике? Что означает слияние времени и пространства в нечто единое в теории относительности? Как осмыслить взаимопревращаемость элементарных частиц (находящихся в основании всей известной материи), которая имеется в виду в теории элементарных частиц?

Насколько кратки эти положения, настолько необозримо их содержание. Природа оказалась совсем не подобной тому миру, который представлялся классической физике, выросшей на почве обыденного опыта, относящегося к макроскопическим явлениям. Современная физика преодолевает те односторонности и огрубления познания, которые ему свойственны на уровне обыденного опыта. Неклассическая физика обобщает опыт, относящийся к тончайшим электромагнитным явлениям, атомному и субатомному мирам, грандиозным явлениям масштаба звездных систем и галактик, которые глубоко отличны от макроскопического мира, хотя связаны с последним многими переходами.

Именно поэтому неклассическая физика породила «диковинные» (Ленин) теории и «сумасшедшие» (Н. Бор) идеи, которые отражают объективную природу глубже, полнее, вернее теорий классической физики. Возникла задача отражения всесторонней, универсальной закономерности природы в таких понятиях, которые должны быть, по словам Ленина, «гибки, подвижны, релятивны, взаимосвязаны, едины в противоположностях, дабы обнять мир»^[2]. Решение этой задачи было по плечу только диалектическому материализму.

Научные идеи диалектического характера в современную эпоху развития физики возникают и утверждаются внутри нее самой, способствуя ее прогрессу. Для теорий физики нашего века примечательна идея изменчивости и взаимопревращаемости всех материальных реальностей, включая и элементарные частицы. Признание нераздельности противоположных корпускулярных и волновых представлений о материи — необходимый элемент квантовой физики. Без допущения идеи внутренне необходимой связи пространственных и временных понятий не существовала бы теория относительности. Сама неклассическая физика развивается таким образом, что в ней различные и противоположные понятия, положения, теории соединяются в новые синтетические образования, включающие в свое содержание научные результаты соединяющихся теоретических структур. Эти и подобные особенности современной физики и означают по существу, что она идет и приходит к диалектическому материализму, что сознательное применение в физике диалектики является непосредственной необходимостью.

Нельзя не отметить того обстоятельства, что о диалектике (и ее принципах) высказываются, не употребляя этого термина (бывают, правда, исключения), сами ученые, заложившие фундамент неклассической физики. Известно, например, что Бор в дискуссии с Эйнштейном о проблемах теории познания в атомной физике говорил о «глубоких истинах», представляющих такие утверждения, что «противоположные им тоже содержат глубокую истину»^[3]. В литературе часто пишут о том, что Эйнштейн отклонял взгляды Бора на квантовую механику, но о том, что Эйнштейн подчеркивал основное значение для физики объединения корпускулярных и волновых идей, — а последнее как раз и существенно для квантовой теории — написано меньше.

Если адресоваться, скажем, к выдающемуся немецкому физику М. Борну, то он считал правильной ту интерпретацию квантовой механики, которая, как он утверждал, пыталась «примирить оба аспекта явлений — волны и частицы». По мнению Борна, более широкое применение понятия частицы в квантовой механике обязано удовлетворять двум условиям: во-первых, понятие частицы, принятое в классической теории, должно являться предельным случаем нового понятия и, во-вторых, это последнее должно сохранять некоторые существенные (однако не все) черты классического понятия^[4].

Но философски-бессознательную диалектику, как и вообще стихийный естественноисторический материализм — об этом не один раз можно прочитать у Ленина^[5], — нельзя считать достаточной для решения философских проблем науки. Их уязвимые пункты, например неумение раскрыть диалектическое противоречие или разъяснить соотношение относительной и абсолютной истины, улавливают представители реакционной философии в целях борьбы против материализма. Только сознательное применение материалистической диалектики делает ученого действительно свободным от тех или других односторонностей, от предвзятых взглядов при анализе философских вопросов естествознания, открывая правильную перспективу поискам их решения.

Более конкретно истинность всего этого выявится в дальнейшем изложении, а здесь в связи с разбираемым вопросом приведем некоторые замечания советского ученого П. Л. Капицы. Понимание явления исходя из него самого; определяющая роль эксперимента в исследовании явлений; требование единства теории и эксперимента для гармонического развития науки; отрицательное отношение к любым догмам в науке и необходимость в ней (опирающихся на эксперимент) новых идей; признание неисчерпаемости материи — таковы положения, которым, по мнению П. Л. Капицы, должен следовать физик в своих методах изучения природы^[6]. В этих положениях ясно и выпукло выражен материалистический и диалектический дух современной физики.

Как было отмечено, новая физика поставила очень своеобразно и совершенно неожиданно с точки зрения традиционных представлений, казалось, уже решенные вопросы, относящиеся к философии и логике естествознания. Мы ограничимся анализом проблемы объективной реальности в современной физике и тесно связанной с ней идеи диалектического противоречия, вокруг которых развернулась особенно острая борьба между диалектическим материализмом и другими философскими течениями.

Проблема объективной реальности

Названная проблема привлекала постоянное внимание Планка, Эйнштейна, Бора и других, по выражению Ленина, великих преобразователей естествознания. Ей посвятил, в частности, одну из своих последних работ М. Борн — «Символ и действительность» (работа, довольно характерная для философской позиции современных естествоиспытателей Запада)^[7]. Проблема объективной реальности в ее различных аспектах исследовалась также физиками, которые сознательно придерживаются линии диалектического материализма^[8].

Напомним некоторые определения и попытаемся сформулировать саму проблему. «Объективно реальное», или «объективное», или «объективно существующее» — это «существующее независимо от человеческого сознания и (при определенных условиях) отражаемое им». В противоположность объективному «субъективное»—это «существующее в сознании». Понятие объективного — речь идет о позиции материалистической философии — равнозначно в аспекте теории познания понятию материи. В. И. Ленин писал, что «понятие материи… не означает гносеологически ничего иного, кроме как: объективная реальность, существующая независимо от человеческого сознания и отображаемая им»^[9]. Соответственно такому (материалистическому) пониманию объективного и субъективного познание — это процесс отражения в сознании человека объективно реального мира. Человек, создавая понятия, теории, картину мира, через них приблизительно, относительно охватывает универсальную закономерность вечно движущейся и развивающейся материи.

В физике — еще в классический период ее развития — возник философский вопрос: действительно ли ее (выраженные математическими формулами) утверждения имеют объективное значение; откуда явствует, что физические утверждения не являются субъективными конструкциями; как достигается объективное знание? Это и есть проблема объективной реальности в физике в ее наиболее общей форме.

В классическом естествознании решение этой проблемы казалось довольно простым, хотя и здесь были свои трудности. Большинство ученых XVIII—XIX вв. — как и нашего времени — не ломали себе голову над «философскими тонкостями». Для них признание объективной реальности внешнего мира, отражаемой человеческим сознанием, представлялось само собой разумеющимся. Наблюдаемые явления объяснялись на основе механической макроскопической модели. Движения макроскопических (в том числе известных тогда небесных) тел относительно просты, а их наблюдения не нуждаются в специализированной, по-особому сложной аппаратуре. Понятия, выражающие измеряемые свойства таких движений (скорость, ускорение, сила и т. д.), по степени своей абстрактности не так уж отдалены от представлений, выработанных в обыденном опыте.

Впрочем, классическая теория не могла оставить в стороне проблему объективной реальности. Откуда я знаю, что «зеленое», которое я вижу, то же «зеленое», которое видите вы, видит он, видит любой наблюдатель? Это пример из обыденной жизни, но классическая физика выросла непосредственно из обыденного опыта, и мы начнем анализ с этого примера.

Поставленный вопрос — это, собственно, вопрос о том, соответствует ли ощущение «зеленое» чему-то объективному. В практической деятельности человека он решается положительно: достаточно представить себе водителя автомобиля дальтоником, как ответ напрашивается сам собой. Более того, то обстоятельство, что мы знаем о дальтонизме и в какой-то мере можем избегать его нежелательных качеств, только подтверждает то, что ощущение «зеленое» отвечает объективно реальному.

От анализа такого рода случаев — в аспекте проблемы реальности — по существу не отличается анализ измерительной процедуры и вообще эксперимента, непосредственной задачей которых является фиксирование макроскопических параметров. Из измерений и экспериментов на основе изучения и размышления (когда познавательная мощь силы абстракции становится все большей и большей) вырастают все физические теории — и классические и неклассические. Если сказанное обобщить, учитывая данные из самых различных областей науки и практики, то мы придем к известным посылкам материализма (они сформулированы В. И. Лениным с классической ясностью): единственный источник наших знаний — ощущения; объективная реальность является источником человеческих ощущений, или, что фактически то же самое, внешний познаваемый мир существует независимо от сознания человека^[10].

С этим фундаментальным положением материалистической теории познания не соглашается Борн в упомянутой выше работе. Он не возражает против этого положения по существу; наоборот, он подвергает критическому разбору идеализм и априоризм, особенно воззрения Канта, махистов и логических позитивистов. Но он не считает утверждение Ленина доказанным и хочет обосновать свою позицию, опираясь, как ему представляется, на современную физику (работа Борна имеет характерный подзаголовок — «Попытка философствования естественнонаучным образом, но не философия естествознания»). Прав ли Борн?

По Борну, невозможность разрешить вопрос, есть ли «зеленое», которое я вижу, то же самое «зеленое», которое видит он, зиждется на том, что «пытаются объясняться относительно единственного чувственного впечатления». В самом деле такое «объяснение» невозможно, и Борн находит выход в следующем. «Уже при двух впечатлениях того же самого органа чувств, например двух цветов, — пишет он, — дается сообщаемое… объективно проверяемое высказывание, которое покоится на сравнении, прежде всего на суждении о тождестве или не- тождестве (лучше сказать, неразличаемости или различаемости…). Я не могу другому сказать, что я чувствую, когда нечто называю зеленым, но я могу — и он также может — установить, что когда мне зеленое двух листьев кажется тождественным, то оно кажется тождественным также другому»^[11].

По существу здесь Борн проводит идею о том, что объективное знание — это не столько нечто такое, чему отвечает объективно реальное, сколько общезначимое. После критики Лениным взглядов Богданова, который определял объективное как общезначимое, нет надобности разбирать неправильную идею Борна. С другой стороны, пример с «зеленым» нужен Борну для того, чтобы обратить внимание на идею инвариантности, применение которой, по его мнению, позволяет решить проблему, как от субъективности совершается переход к объективному знанию (свои соображения на этот счет Борн более подробно разработал в других своих произведениях)^[12]. В этой плоскости идея инвариантности представляет большой интерес, но, прежде чем ею заняться, рассмотрим, действительно ли приведенное выше утверждение Ленина об основной посылке теории познания материализма не является, как полагает Борн, доказанным.

Пытаясь решить вопрос, как от субъективности совершается переход к объективному знанию, Борн за ним не увидел другого вопроса об источнике субъективности, вопроса о том, что объективная реальность является источником человеческих ощущений (и, следовательно, субъективности). У Борна можно прочитать: «С нашей точки зрения, которая рассматривает субъективность как первичное и возможность объективных высказываний как проблему…»^[13]. Эта мысль Борна только тогда не расходится с естествознанием, если она не отрывается от мысли о том, что сама «субъективность» порождается объективной реальностью, но в явной форме этой последней мысли у Борна мы не находим. Короче, Борн в своих рассуждениях обошел основной вопрос философии (точнее, его первую сторону) — об отношении сознания к материи и решение его материализмом.

В работе Ленина «Материализм и эмпириокритицизм» в параграфе 1 главы III, который озаглавлен «Что такое материя? Что такое опыт?», содержатся доказательства в плане теории познания и логики того, почему необходимо принять основные положения материализма.

Проблема объективной реальности приобретала в физической науке все более и более запутанный характер по мере того, как физика от воспринимаемых в обыденном опыте макроскопических объектов уходила все дальше в сферы явлений, для познания которых требовались помимо тончайшей специализированной экспериментальной аппаратуры неклассические теории с их неведомыми классической физике абстракциями.

Еще когда о новой физике никто не подозревал, Ф. Энгельс заметил, что «атом и молекулу и т. д. нельзя наблюдать в микроскоп, а только посредством мышления»^[14]. Глубокая проницательность Энгельса обнаружилась в полной мере тогда, когда физика стала, так сказать, спускаться к фундаменту материи.

В физических теориях невозможно обходиться без абстракций и принципов математики. В физической статистике Больцмана — Гиббса, в исследованиях Эйнштейна по молекулярной структуре материи эвристическая роль математики обнаружилась достаточно определенно: работы этих ученых привели к опытам Перрена, и молекулярно-атомная структура наблюдаемых тел была доказана. Как же обстояло здесь дело с проблемой объективной реальности?

В классической физике — а к ней относятся названные исследования Больцмана и Эйнштейна — для объяснения наблюдаемого в приборах достаточно было данные наблюдений логически связать цепочкой соответствующих рассуждений (если требовалось, то при этом добавлялись те или другие допущения) с системой основных понятий и аксиом классической механики. В плоскости проблемы объективной реальности это означало, что переход от наблюдаемого в приборах к знанию об исследуемых объектах сводится к построению некоторой механической макроскопической модели. Как известно, классическая физическая статистика действительно опирается на основные представления классической корпускулярной механики.

В новой физике проблема объективной реальности приняла форму, непохожую на ту, в которой она фигурировала в классической физике. С конца XIX в. в физике начали возникать парадоксальные ситуации — о чем упоминалось выше, — когда данные наблюдений не могли быть уложены в существовавшие в то время теоретические схемы и представления. Собственно, только теперь проблема объективной реальности приняла именно такую форму, в какой она выступает в новой физике.

Конечно, можно попытаться охватить парадоксальные ситуации, изменяя так или иначе схемы классических объяснений. Такие попытки продолжаются и поныне; примером могут служить интерпретации теории относительности Л. Яноши или интерпретации квантовой механики, скажем, Шредингера или Бома. Рассуждая абстрактно, ничего логически предосудительного в такого рода попытках нет. Однако проблема истинности соответствующих интерпретаций решается в соответствии с плодотворностью полученных результатов, и здесь развитие физической пауки сказало свое решающее слово: теория относительности и квантовая механика развились как неклассические теории, т. е. теории с неизвестным классической физике математическим аппаратом и совершенно другими (по сравнению с классическими) основными понятиями и принципами.

Проблема объективной реальности в физике, как полагали одно время многие, снималась позитивизмом, который — безразлично, идет ли речь о Махе или логических позитивистах — объявил существующим только мир ощущений без объективной реальности. С этой точки зрения у современного американского философа Г. Маргенау, например, природа перестает существовать независимо от опыта и оказывается состоящей из чувственных данных и понятийных «конструктов» (вещи обычной жизни, атомы, электроны п т. и.), поскольку последние образуются в опыте. Реальность, по Маргенау, есть то, что действует либо па другие объекты, либо па психику человека, и вне этого действия не есть реальность. «Бог, — утверждает Маргенау, — согласно этой версии, реален для тех, кто в него верит»^[15]. В данном случае, несомненно, прав Борн, который, возражая позитивистам, сказал: «Кто думает, что единственно важная реальность — область идей, духовное, тот не должен заниматься естествознанием»^[16].

Развитие современной физики совершается через переходы одних теорий в другие, более общие (и глубокие), качественно отличающиеся от первых. С такого рода обобщением теории необходимо связано исчезновение определенных понятий (фигурирующих в исходной теории) и образование новых понятий (без которых новая теория не есть теория). Исчезновение старых и возникновение новых понятий — единый процесс, в котором старые понятия (в исходной теории они являются своего рода абсолютными понятиями, или инвариантами) подвергаются своеобразной релятивизации, становятся аспектами новых абсолютных понятий, или инвариантов, в более общей теории. Например, в теории относительности исчезли понятия абсолютной длины и абсолютной продолжительности, принятые в классической механике, и утвердились релятивистские понятия длины и продолжительности, которые являются аспектами одного из важнейших инвариантов теории относительности — интервала, представляющего особого рода «соединение» длины и продолжительности. В квантовой механике теряется абсолютный характер корпускулярных и волновых понятий, присущий им в классической теории; эти понятия становятся относительными, являясь аспектами более широкого (нежели классическое) понятия частицы с определенными инвариантными характеристиками.

Два этих примера позволяют высказать несколько соображений гносеологического характера об идее инвариантности. Прежде всего нельзя согласиться с Борном, который приписывает реальность только инвариантам и, так сказать, отказывает в реальности аспектам инвариантов. Основание признания объективного значения физических понятий, утверждений и т. и. заключается не в идее инвариантности. Достаточно напомнить, что релятивистские понятия длины и продолжительности соответствуют объективной реальности (это подтверждено ныне прямыми экспериментами), а ведь они, как известно, совсем не являются инвариантами теории относительности. Другими словами, не только инварианты, но также их аспекты суть образы объективной реальности.

Вместе с тем в вопросе о переходе от субъективности к объективному знанию идее инвариантности нельзя отказать в важном значении. Необходимо, например, признать, что понятия классической механики — и вся она в целом — по существу являются приближенными (хотя в рамках своей применимости эти понятия являются абсолютными). Что дело обстоит именно таким образом, конкретно доказали с разных сторон теория относительности и квантовая механика, определив пределы применимости понятий классической механики и ее самой. Так соотношение неопределенностей в квантовой механике установило пределы применимости классического (в определенном смысле абсолютного) понятия частицы. В данном случае при установлении предела применимости классического понятия частицы было принято во внимание, что, скажем, электроны кроме корпускулярных обладают одновременно волновыми свойствами. Говоря более определенно, нахождение предела применимости классического понятия частицы означало более глубокое познание частиц материи, нежели это было возможно на основе классической механики. Естественно, что за этими пределами классическое понятие частицы не «работает», т. е. не имеет объективного значения и представляет субъективную конструкцию.

Вообще, имея в виду ряд современных физических теорий увеличивающейся степени общности: классическая механика — квантовая механика — квантовая электродинамика — квантовая теория полей (теория элементарных частиц), можно утверждать, что релятивизация старых абсолютных (инвариантных) понятий и введение новых абсолютных (инвариантных) понятий в процессе обобщения теории означает прогрессивное движение от субъективности к объективному знанию, означает все углубляющееся познание объективной реальности, в котором исчезают односторонности (и сопряженные с ними субъективные конструкции) отдельных физических теорий, а сами теории, сохраняя свое соответствующее объективной реальности содержание, обретают более высокую целостность.

Думается, в этом заключается философская роль идеи инвариантности при рассмотрении проблемы объективной реальности в неклассических физических теориях. В современной физике находит свое яркое выражение вскрытая В. И. Лениным диалектика взаимоотношения материи и сознания, его мысли о соотношении объективного и субъективного. Материя и сознание, объективное и субъективное противостоят друг другу только в пределах основного вопроса философии, т. е. вопроса об отношении сознания и материи, ибо вне и независимо от материи сознания не существует и не может существовать. «За этими пределами, — говорит Ленин, — оперировать с противоположностью материи и духа, физического и психического, как с абсолютной противоположностью, было бы громадной ошибкой»^[17]. Что дело обстоит именно так, а не иначе, и в современной физике, подтверждается применением в ней идеи инвариантности.

Идея диалектического противоречия в квантовой теории

Экспериментальные данные о корпускулярных, а также волновых свойствах микрообъектов (треки частиц в камере Вильсона и диффракция частиц, например электронов или молекул) несомненны и не отрицаются ни одним физиком. Но как осмыслить эти данные — корпускулярно-волновой дуализм — в теории? Указанная задача тем более нетривиальна, что в классической физике корпускулярные и волновые теоретические конструкции рассматриваются как исключающие друг друга.

В философском плане прежде всего возникает вопрос об онтологическом статусе «волн» и «частиц»: экспериментальным данным о микрообъектах, которые мы обозначаем словами, относящимися к «волнам» и «частицам», отвечает ли объективно реальное? Прав ли, скажем, американский «философ науки» Ф. Франк, считающий, что электрон только совокупность физических величин, вводимых нами для установления принципов, из которых мы можем логически заключить о показаниях стрелки измерительного прибора^[18].

Можно говорить об определенной аналогии между апориями Зенона, относящимися к движению, и корпускулярно-волновым дуализмом. В первом случае речь идет не столько о чувственной достоверности движения, сколько о том, как движение выразить в логике понятий. Во втором случае тоже имеется в виду необходимость понимания эмпирической достоверности корпускулярных и волновых свойств микрообъектов, так как одной этой достоверностью нельзя удовлетвориться. Соответствующие проблемы и в первом и во втором случае решает диалектика, но эти случаи отличаются в отношении характера возникающих диалектических единств. В случае движения (механического перемещения) последнее непосредственно не вызывает идеи противоречивости, и по сей день приходится удивляться виртуозности диалектического ума Зенона (эта виртуозность далеко не доходит до многих современных ученых)^[19], с которой он, так сказать, «раздваивал единое». В случае корпускулярно-волнового дуализма, наоборот, «раздвоение» обычно, а вызывают удивление эмпирический факт диффракции электронов или визуальные опыты со светом при слабых интенсивностях, означающие, что корпускулярный и волновой аспекты сливаются воедино.

Как соединить вместе противоречащие друг другу корпускулярный и волновой аспекты? Возможен не один подход к решению этой проблемы.

В свое время предпринимались попытки рассматривать волновое явление как явление в среде, образованное частицами. Примером может служить теория Дж. Дж. Томсона, согласно которой электрон ведет себя так, как если бы он проходил через атмосферу, насыщенную электрическими зарядами^[20]. Такая теория, в которой только частице приписывается фундаментальное значение, а волны представляются чем-то производным, воскресает в современной физике в той или другой форме.

Когда создавалась квантовая механика, Шредингер пытался истолковать корпускулы как «волновые пакеты». Это истолкование не согласовывалось с фактами («волновые пакеты», как можно показать, должны «расплываться» с течением времени, чего не происходит с микрочастицами) и, кроме того, наталкивалось на непреодолимую трудность при объяснении взаимодействия между двумя «волновыми пакетами» в физическом трехмерном пространстве.

В последнее время предлагаются теории (Д. Бом и другие авторы), в которых корпускулы и волны рассматриваются как одинаково фундаментальные аспекты материи. В них подчеркивается прежде всего идея совместного существования корпускулярных и волновых свойств движущихся объектов в некоторой классического типа модели. В этой модели сохраняется классическое понятие траектории движения и по существу устраняется симметрия между частицами и волнами, присущая квантовой теории.

Для этих и подобных истолкований характерно применение тех или других классических понятий и схем к явлениям атомного масштаба. Тем самым п соответствующих концепциях классические понятия и схемы толкуются как неизменные и абсолютные. В методологическом плане эта черта указанных концепций является основным источником их слабости: в лучшем случае они «объясняют» задним числом результаты, уже полученные на основе концепции Вора, покоящейся на неклассических принципах. Обратимся теперь к точке зрения на проблему объединения корпускулярного и волнового аспектов, которая в принципе отличается от отмеченных выше.

Бор назвал «иррациональностью» способ объединения корпускулярного и волнового аспектов, основанный па идее перенесения понятия волны из классической оптики в корпускулярную механику. Хотя и по настоящее время продолжаются нападки на боровскую концепцию объединения корпускулярной и волновой точек зрения и па применение Бором в данном случае термина «иррациональность»^[21], все же с Бором по существу дела нельзя не согласиться. Объединение корпускулярного и волнового аспектов в квантовой механике очень напоминает введение иррациональных и мнимых чисел в математике или понятия интервала в теории относительности. На основе любой логической формальной системы не удается далеко пойти в разборе относящихся к такому объединению вопросов.

На сцену выступает диалектическая логика, которая может показаться и действительно представляется рассудочному мышлению иррациональной, хотя па деле в логическом плане она безупречна.

Каждый из отмеченных выше («рациональных») подходов к решению проблемы соединения корпускулярного и волнового аспектов односторонне выпячивает частичку той линии познания, которая отражает положение вещей как оно есть. Материалистическая диалектика, напротив, исключает одностороннее познание; она дает все необходимое и достаточное для выяснения задачи: имеют ли объективное значение взаимоисключающие — корпускулярная и волновая — картины поведения микрообъектов.

Материя, т. е. вещество и поле, не есть в целом ни частицы, ни волны в смысле классических теорий, ни объединение этих последних в некоторой макроскопической (классической) модели. Корпускулярные и волновые свойства в своей противоположности едины. Иными словами, материя обладает одновременно свойствами частиц и волн. Движение микрообъектов лишь приближенно можно рассматривать как перемещение частиц и распространение волн. Если принять во внимание предельные случаи, то в одних экспериментальных условиях микрообъекты ведут себя подобно волнам, а в других — подобно частицам. Так называемая относительность к средствам наблюдения (последние реализуют условия, в которых проявляются взаимоисключающие свойства микрообъектов) составляет характерную черту описания в квантовой теории, вытекающую из признания двуединой корпускулярно-волновой природы микрообъектов.

Эти идеи в наиболее отчетливой и систематической форме были разработаны учеными — сознательными сторонниками диалектического материализма^[22]. Влияния идеалистических и метафизических воззрений на квантовую теорию сказались в первую очередь в определенном толковании проблемы объединения корпускулярной и волновой картин поведения микрообъектов: в отрицании объективно реального характера единства корпускулярных и волновых свойств материи на ее атомном уровне и в субъективизации относительности к средствам наблюдения. В идее принципиально неконтролируемого взаимодействия микрообъекта и средств наблюдения эта трактовка выражается во всей рельефности.

«Принципиальная неконтролируемость» в собственном смысле слова не выражает никакой истины, ибо процессы и явления в природе в принципе познаваемы и, следовательно, в принципе контролируемы. Но у физиков, применявших этот термин, он зачастую не имел определенного значения и являлся своеобразным обозначением того обстоятельства, что квантовые законы качественно отличаются от законов классической механики. Однако противники материализма использовали этот философски ошибочный термин в субъективистском духе.

В последнее время понятие «принципиальная неконтролируемость» исчезает в научной литературе, особенно у тех физиков, которые возражают против установок позитивизма в естествознании (речь здесь идет не только о тех ученых, которые являются сознательными сторонниками диалектического материализма). Так, Бор в своих поздних работах по философским проблемам атомной физики не применял понятие «принципиальная неконтролируемость», подчеркивая, что описание атомных явлений имеет объективный характер. Термин «дополнительность», сохраненный Бором, обозначает своеобразное отношение опытных данных о микрообъектах, полученных при помощи взаимоисключающих средств наблюдения. Эти данные, отмечает Бор, хотя и кажутся противоречащими друг другу, на самом деле исчерпывают все, что можно узнать об объекте^[23].

Нам предстоит теперь рассмотреть ближе некоторые стороны содержания концепции, которая исходит из признания двуединой корпускулярно-волновой природы микрообъектов.

Частица — основное понятие классической механики (подобно другим ее основным понятиям) — может быть определена косвенным образом через ньютоновы аксиомы. Такое определение означает, что частица характеризуется совместно посредством импульса и координаты. Но классическое понятие частицы нельзя применять в условиях атомного масштаба, поскольку оно не соответствует установленным на опыте квантовым закономерностям, которые выражаются квантовым формализмом. Здесь важнейшую роль играет соотношение неопределенностей. Оно не только устанавливает пределы применимости классического понятия частицы, но также позволяет обобщить и углубить понятие частицы, насыщая его новым, неизвестным классическим теориям содержанием. Это новое проистекает из необходимости учитывать в теории волновые свойства микрообъектов.

В квантовом формализме (который качественно отличается от формализмов классических теорий) математически описывается положение вещей в физике, внутренне связанное с признанием двуединой корпускулярно-волновой природы микрообъектов. В нем фигурируют символы, которые обозначают не числа (как в формализме классических теорий), а более абстрактные математические понятия (операторы), вообще говоря не подчиняющиеся коммутативному закону умножения. Каждой физической величине в квантовой механике сопоставляется ее оператор так, чтобы собственные значения последнего давали возможные значения этой величины, а собственные его функции описывали соответствующие состояния объекта (системы). Уже в определениях операторов импульса и координаты содержится в потенциальной форме соотношение неопределенностей (для импульса и координаты)^[24], в котором раскрывается, что в квантовом состоянии (оно математически описывается волновой функцией) не существует совместно собственных значений операторов координаты и импульса, т. е. по существу утверждается, что квантовая механика не имеет дела с «классической» частицей.

Таким образом, в квантовой механике — и это демонстрирует квантовый формализм прежде всего — не могут совместиться на классический манер корпускулярные и волновые идеи. С точки зрения классической физики выражение «корпускулярно-волновой дуализм» может применяться, как явствует из сказанного выше, в следующих значениях: 1) или частица, или волна; 2) как частица, так и волна. Однако с точки зрения квантового формализма оба этих значения отпадают. Остается найти, говоря словами Бора, «иррациональную» форму объединения корпускулярных и волновых понятий. Если такая форма существует, то в чем заключается ее логический смысл?

Своеобразие соединения корпускулярных и волновых понятий в квантовой механике концентрируется в своеобразии квантовой вероятности — одного из фундаментальных понятий квантовой теории. Введенное Борном и развитое далее Бором, оно означает, что процессы в материальных системах подчиняются вероятностным законам. Согласно такой интерпретации, процесс перемещения частицы сопряжен с волновым процессом, представляющим процесс распространения вероятностной волны. Уравнение Шредингера управляет вероятностной волной, т. е. позволяет определить вероятность какой угодно вариации течения явления во времени в корпускулярном процессе.

Вероятности в квантовой механике отличаются коренным образом от вероятностей в классических теориях. В последних они выражают существование случайных для исследуемых явлений обстоятельств и потому непосредственно не входят в законы этих явлений. Гипертрофия такого положения вещей, характерная для метафизического воззрения, ведет к субъективистской трактовке случайности и вероятности (лапласовский детерминизм). В квантовой механике дело обстоит совсем но-другому: в ней вероятности рассматриваются входящими в основные законы природы (отмеченное выше уравнение Шредингера) и введение их отражает объективно существующее при определенных реальных условиях потенциально возможное. Вероятностные законы квантовой механики — это законы поведения не «классических» частиц и не «классических» полей, а материальных систем, своеобразно объединяющих свойства частиц и полей.

Идея «вероятностной волны» квантовой механики как способ объединения корпускулярных и волновых понятий может показаться искусственной. Между тем ее естественность бросается в глаза, если проанализировать некоторые, отнюдь не мысленные эксперименты. В опыте, скажем, со стрельбой из пулемета мы можем судить о статистике летящих пуль по картине беспорядочных попаданий пуль в мишень. В опыте по диффракции поочередно летящих электронов мы узнаём о статистике поведения электронов по беспорядочно располагающимся на экране пятнышкам (следы попадания электронов), которые при достаточной продолжительности опыта образуют диффракционную картину. Сравнивая первый и второй опыты, мы вправе сказать, что вероятностное поведение электрона подчиняется волновому закону (чего нельзя сказать о поведении пули). Диффракционная картина, образованная следами электронов, говорит, что электрон не движется как «классическая частица, а движется как частица, обладающая (одновременно с корпускулярными) волновыми свойствами. Действительно, по пятнышку на экране мы заключаем, что электрон обладает корпускулярными свойствами; по диффракционной картине, образованной пятнышками, мы заключаем, что электрон, прошедший через диффрагирующую систему, взаимодействует не с одним или небольшим числом атомов (как взаимодействовала бы «классическая» частица), а с диффрагирующей системой в целом (т. о. ведет себя как волновое образование). Таким образом, электрон проходит через диффрагирующую систему не подобно только частице пли только волне, а как объект, которому присущи нераздельные корпускулярно-волновые свойства.

Очень важно уяснить, что означает нераздельность корпускулярно- волновых свойств электрона или что понимается под диалектическим единством корпускулярных и волновых свойств материи, если поставить вопрос шире. Это можно показать на следующем примере. Рассматривая интерференционный опыт Юнга (допускается, что экран установки сделан из вещества, дающего заметный фотоэлектрический эффект), в котором демонстрируется корпускулярная природа света даже на полосах интерференции, Борн отрицает, что в этом опыте «свет одновременно выступает в обоих своих обличьях — и в виде корпускул, и в виде волн»^[25]. Однако если вдуматься в аргументацию Борна (он утверждает, в частности, что «говорить о частице абсолютно лишено смысла, пока не определены экспериментально по крайней мере две точки ее траектории», и также «совершенно бессмысленно говорить о волне, пока не зарегистрированы по крайней мере два интерференционных максимума»)^[26], то становится ясно, что в высказываниях Борна по существу дела имеются в виду «классические» частицы и волна. Действительно, для понимания соответствующих явлений в опыте Юнга нельзя применять понятия частицы и волны классической физики, — это, собственно, и показал Борн в своих рассуждениях, хотя он думал показать нечто другое. Здесь должны применяться уже понятия квантовой теории, качественно отличающиеся от классических понятий. Понятие частицы в квантовой теории, несомненно, отличается от своего классического аналога, и опыт Юнга по-своему демонстрирует это обстоятельство.

Отличие квантовых понятий частицы и волны от аналогичных классических понятий заключается в том, что квантовые понятия частицы и волны в пределах своей теории относительны, а классические понятия в пределах своей теории абсолютны. Это означает, что для описания поведения микрообъекта необходимо вводить в рассмотрение средства наблюдения (относительность к средствам наблюдения), тогда как для описания в классической физике от такого введения можно отвлекаться^[27]. Отмечаемое отличие покоится на признании того, что в квантовой теории движущиеся объекты рассматриваются с точки зрения единства их противоположных корпускулярных и волновых свойств, а в классической теории если и допускается единство волн и частиц, то только с точки зрения их сосуществования, или параллельного существования в некоторой, подчиняющейся законам классической теории модели.

Мы вправе сделать заключение: диалектическое единство, в котором должны соединиться и соединяются относительные противоположности, отличается коренным образом от объединения противоположностей, в котором последние сохраняются абсолютными и неподвижными. Соединение противоположностей в диалектическое единство не приводит ни к каким формальнологическим противоречиям (это явствует из определения диалектического единства). Такое соединение предполагает, что рождается или родилась более глубокая теория, нежели та, в которой фигурируют абсолютные противоположности, теория с соответствующими новыми основными понятиями и принципами. В этой теории соединяющиеся противоположности становятся аспектами нового понятия. Так, понятие частицы квантовой механики «сохраняет» от классического понятия частицы элемент дискретности, но «теряет» свойство движения по траектории и свойство индивидуальности. Эти «потери», собственно, и означают, что волновые свойства сочетаются с корпускулярными, когда говорится об объектах квантовой механики (что конкретно в самой квантовой механике выражает соотношение неопределенностей для импульса и координаты).

Резюмируя в логическом плане сказанное о диалектическом единстве, можно отметить, что этим единством управляет, вообще говоря, формула «и да и нет», а применительно к проблеме корпускулярно-волнового дуализма — формула «и частица и волна». Эта формула не может привести и не приводит к формальнологическим недоразумениям постольку, поскольку под понятиями «частица» и «волна» в квантовой механике имеются в виду взаимно относительные понятия, а в классической физике — абсолютные понятия. В терминах современной логики особенно явственно то, что формула «и частица и волна» не ведет ни к какой логической бессмыслице. Это выражение относится к метаязыку, тогда как выражение «или частица или волна» относится к языку классических теорий.

С этой точки зрения квантовая механика и есть в известном отношении метатеория классической механики. Именно квантовая механика позволяет устанавливать границы применимости классической механики, ее принципов и основных понятий, а также рассматривать другие вопросы, относящиеся к классической механике как теории в целом (например, вопрос об адекватности допустимых в классической механике понятий объективной реальности).

Таким образом, ограничения, которым подвергается в квантовой механике классическое понятие частицы, не есть ограничение познания и не есть также подтверждение позитивистского тезиса, будто вопрос об объективном значении эмпирически наблюдаемого не имеет смысла. Такое «ограничение» есть на деле более глубокое познание корпускулярных свойств материи с учетом присущих ей волновых свойств, от которых при исследовании частиц отвлекаются классические теории вещества. Соответственно с этим «ограничением» обобщается и углубляется понятие частицы, сбрасывая, так сказать, в этом обобщении свою классическую форму.

Подведем общий итог. Когда физическая наука переходит к познанию мира атомных явлений и субатомного мира или к познанию мира звездных систем и галактик, при синтезировании в подлинно философском смысле этого слова достигнутых физических знаний о макро- и микрокосмосе, необходима всесторонняя, универсальная гибкость понятий, отражающая вечное развитие объективно реального мира. Предельно сжатый и глубочайший по содержанию ленинский фрагмент «К вопросу о диалектике»^[28], в котором резюмируется все основное, сказанное В. И. Лениным в «Философских тетрадях», ясно показывает, что такая всесторонняя гибкость понятий присуща только диалектическому мышлению.

«Раздвоение единого и познание противоречивых частей его… есть суть… диалектики». «Условие познания всех процессов мира в их „самодвижении”, в их спонтанейном развитии, в их живой жизни, есть познание их как единства противоположностей. Развитие есть „борьба” противоположностей». «Только вторая (концепция развития как единства противоположностей. — М. О.) дает ключ к „самодвижению” всего сущего; только она дает ключ к „скачкам”, к „перерыву постепенности”, к „превращению в противоположность”, к уничтожению старого и возникновению нового».

Фрагмент «К вопросу о диалектике» как бы специально предназначен В. И. Лениным для новой физики, для разрешения возникающих в ней философских проблем. Тому яркое подтверждение превращение первоначальных квантовых идей в логически стройную развитую физическую теорию — квантовую механику.

* * *

В статье ставилась задача подчеркнуть прежде всего значение философских трудов В. И. Ленина для прогресса физической науки XX в. Чем дальше уходят в глубь истории годы их появления, тем полнее раскрывается их содержание. Ни одна идея Ленина, относящаяся к философским обобщениям и выводам из новой физики, не остается в наше время втуне. Найденные Лениным истины диалектики служат ныне прогрессивному развитию пауки и будут служить ему и впредь.

1. См., например, записи и заметки В. И. Ленина о прочитанных им книгах по естествознанию (Полн. собр. соч., т. 29, стр. 318—358, 475—525), статью «Памяти Герцена» (Полн. собр. соч., т. 21), замечание о значении открытия радия и электрона в письме Ленина М. Горькому (1913) (Поли. собр. соч., т. 48, стр. 161), статью «Три источника и три составных части марксизма» (Полн. собр. соч., т. 23). ↑
2. В. И. Ленин. Полн. собр. соч., т. 29, стр. 131. ↑
3. Н. Бор. Атомная физика и человеческое познание, стр. 93. ↑
4. См. М. Борн. Физика в жизни моего поколения, стр. 259—260. ↑
5. См. Б. И. Ленин. Полн. собр. соч., т. 18. стр. 296—297. ↑
6. См. П. Л. Капица. Жизнь для науки. М., 1965. ↑
7. М. Born. Symbol und Wirklichkeit. — «Physikalische Blatter», 1964, II. 12; 1965, H. 2, 3. ↑
8. См. А. Д. Александров. О смысле волновой функции. — «Доклады АН СССР», 1952, т. LXXXV, № 2; Д. И. Блохинцев. Основы квантовой механики. М.—Л., 1949; его же. Критика идеалистического понимания квантовой механики, — «Успехи физических наук», 1951, т. XLV, вып. 2; С. И. Вавилов. Развитие идеи вещества. — Собр. соч., т. III; см. также другие его работы по философским вопросам естествознания; В. А. Фок. Об интерпретации квантовой механики. — «Философские вопросы современной физики». М., 1959; его же. Квантовая физика и строение материи, — «Структура и формы материи». М., 1967; «Философские проблемы современного естествознания. Труды Всесоюзного совещания по философским вопросам естествознания». М., 1959. ↑
9. В. И. Ленин, Полн. собр. соч., т. 18, стр. 276, ↑
10. См. В. И. Ленин. Полн. собр. соч., т. 18, стр. 127—128. ↑
11. М. Born. Symbol und Wirklichkeit. — «Physikalische Blatter», 1965, H. 2. ↑
12. См., например, его статью «Физическая реальность» в кн.: М. Борн. Физика в жизни моего поколения. ↑
13. М. Born. Symbol und Wirklichkeit. — «Physikalische Blatter», 1965, H. 2, S. 59. ↑
14. К. Маркс и Ф. Энгельс. Соч., т. 20, стр. 519—520. ↑
15. Н. Margenau. The Nature of Physical Reality. — «Philosophy of Modern Physics». New York — Toronto — London, 1950, p. 9. ↑
16. M. Born. Physik und Metaphysik. — «Naturwissenschaftliche Rundschau», 1955, II 8, S. 301. ↑
17. В. И. Ленин. Полн. собр. соч., т. 18, стр. 259. ↑
18. Ph. Frank. Foundation of Physics. — «International Encyclopedia of Unified Science», 1, N 7. Chicago, 1946, p. 54. ↑
19. См. С. А. Яновская. Преодолены ли в современной науке трудности, известные под названием «апории Зенона»? — «Проблемы логики». М., 1963. ↑
20. См. Дж. Дж. Томсон. За пределами электрона. — «Успехи физических наук», 1928, т. VIII, вып. 5. ↑
21. См. М. Вунге. Причинность. М., 1962, стр. 427. ↑
22. См. литературу, указанную в сноске 2 на стр. 132 настоящего издания. ↑
23. См. Н. Бор. Квантовая физика и философия. — «Атомная физика и человеческое познание», стр. 143—144. ↑
24. См. об этом: В. А. Фок. Квантовая механика. — Физический энциклопедический словарь, т. 2. М., 1962, стр. 317. ↑
25. См. М. Борн. Атомная физика. М., 1965, стр. 125. ↑
26. Там же. ↑
27. О понятии относительности к средствам наблюдения см.: В. А. Фок. Об интерпретации квантовой механики. — «Философские проблемы современного естествознания. Труды Всесоюзного совещания по философским вопросам естествознания». ↑
28. См. В. И. Ленин. Полн. собр. соч., т. 29, стр. 316—322. ↑