CC BY
54
их подтверждения или опровержения. Поэтому рассмотрение проблемы истинности непосредственно будет продолжено в течение длительного времени при анализе экспериментальных основ теории. Последующее столетие даст нам новые подходы и новые трактовки истинности научного знания, но для этого и наука, и философия должны пройти длительный путь развития. Но явной заслугой рассмотренного периода является то, что в современной философии ставится только проблема адекватности познания, т. к. относительность его форм не вызывает сомнений.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Ауэрбах, Ф. Пространство и время. Материя и энергия / Ф. Ауэрбах. - М., 1923.
2. Борель, Э. Пространство и время / Э. Борель. - М.,1924.
3. Борн, М. Физика в жизни моего поколения / М. Борн. - М., 1993.
4. Борн, М. Эйнштейновская теория относительности / М. Борн. - М., 2002.
5. Ланцош, К. Альберт Эйнштейн и строение космоса / К. Ланцош. - М., 1922.
6. Пункаре, А. Последние мысли / А. Пуанкаре. - Петроград, 1923.
7. Рей, А. Общий дух современной физики // Новые идеи в философии. - СПб., 1912.
8. Эйнштейн, А. Сб. науч. тр. / А. Эйнштейн. - М., 2004. - Т. IV.
9. Reichenbach, H. The Philosophical Significance of the Theory of Relativity // Readings in Ph. of Sc. - N.Y., 1933.
УДК 165.413 ББК 87.22.
Л. Г. Интымакова, Н. П. Чередникова
ГНОСЕОЛОГИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ГИПОТЕЗЫ КОНТРАКЦИИ И ТЕОРИЯ ОТНОСИТЕЛЬНОСТИ
Аннотация. Авторы анализируют вопросы влияния экспериментальных исследований на оценку теории относительности с точки зрения философии и выясняют эпистемологическую ценность философии для решения фундаментальных проблем физики.
Ключевые слова: наука, гносеология, познание, теория относительности, гипотеза контракции.
L. G. Intymakova, N. P. Cherednikova
EPISTEMOLOGICAL ANALYSIS OF CONTRACTION HYPOTHESIS АND THE THEORY OF RELATIVITY
Abstract. The authors analyze the impact of pilot studies to evaluate the theory of relativity in terms of philosophy and find out the epistemological value of philosophy to solve fundamental problems of physics.
Key words: science, epistemology, cognition, theory of relativity, contraction hypothesis.
Доказательство истинности новых представлений о пространстве, времени и тяготении в начале прошлого века с необходимостью требовало проведения большого количества экспериментов, основной задачей которых было их подтверждение или опровержение. Известно, что отрицательный результат опыта Майкельсона в 1881 году и Майкельсона - Морли, проведенного в 1887 году, пытались объяснить и до возникновения теории относительности Эйнштейна. В связи с этим наиболее известна гипотеза контракции Лоренца.
Противники новой релятивистской механики, особенно А. А. Максимов, А. К. Тимирязев и другие, пытались в борьбе против теории относительности использовать контракционную гипотезу Лоренца. Они пытались доказать, что истинной научной теорией, которая объясняет природу отрицательного результата опытов, аналогичных опыту Майкельсона - Морли, является гипотеза крупнейшего голландского физика Г. А. Лоренца о сокращении тел в направлении своего движения. Эта позиция наиболее четко сформулирована в начале 20-х годов А. А. Максимовым, который утверждал: «Теория относительности Лоренца - Фицжеральда кладет в основу объяснения упомянутых отрицательных опытов (опыты Майкельсона - Морли,) гипотезу о том, что как размеры масштабов, так и ход часов зависят от скорости движения их вместе с наблюдателем. Это допущение, чрезвычайно естественное и вполне согласующееся с материалистическим мировоззрением, получило не только дальнейшее развитие в трудах Эйнштейна и других релятивистов,... но получило вместо материалистической трактовки идеалистическую. ...Из этого идеалистического извращения проистекает тот туман и шум, который опутывает имя Эйнштейна. Об истинных же
творцах теории относительности, Лоренце и Фицжеральде, помнят, да и то недостаточно крепко, лишь специалисты...» [6, 149]. А. А. Максимов приходит к выводу, что «гипотеза Лоренца и Фиц-жеральда объяснила и объясняет отрицательный результат опытов Майкельсона по определению скорости движения Земли в мировом пространстве эфира» [6, 151].
Чтобы оценить объективность данных высказываний, необходимо выяснить суть гипотезы Лоренца - Фицжеральда. Ирландский физик Фицжеральд из Дублина в 1891 году выдвинул гипотезу о том, что силы, связывающие молекулы в твердом теле, могут изменяться при движении тела сквозь эфир. Они изменяются таким образом, что размеры тела должны укорачиваться в направлении движения, и это сокращение может быть таким, что оно нейтрализует оптический эффект, отыскиваемый в эксперименте Майкельсона - Морли.
В 1895 году профессор Лоренц из Лейдена развил теорию, придав ей системный характер, имея в виду, что частицы всех твердых тел удерживаются вместе электрическими силами и что движение тела как целого должно изменять электрические силы между атомами за счет появления магнитных эффектов, вызванных движением. Результатом этого должно быть сокращение размера тела в направлении движения, и это сокращение пропорционально квадрату отношения скоростей перемещения и света. Аналогично вводится и понятие замедления времени («местное время»). В основе этой гипотезы лежит физическая идея о действительном сокращении (сжатии) длины и замедлении временного процесса в результате изменения электромагнитных сил тела, которое зависит не от структуры движущегося объекта, а от его скорости. При выдвижении своей гипотезы Г. А. Лоренц хотел дать удовлетворительную физическую интерпретацию опыта Майкельсона - Морли, совершенно естественным считая существование абсолютно неподвижного эфира.
Впоследствии А. Эйнштейн при создании своей теории использовал те же формулы преобразования Лоренца. Этот факт тождества математического аппарата был использован антиреля-тивистски настроенными физиками для доказательства истинности гипотезы Лоренца - Фицже-ральда. При этом часто происходила подмена идей Энштейна идеями Лоренца. Так как Эйнштейн применяет те же формулы преобразования Лоренца, то многие исследователи недостаточно отчетливо различали теорию относительности Эйнштейна и точку зрения Лоренца, которая по существу диаметрально противоположна теории относительности, поскольку Лоренц принимает абсолютно неподвижный эфир, в котором происходят абсолютные движения тел.
Противники теории относительности в рассматриваемый период из тождества математического аппарата делали вывод о преимуществе физической теории Лоренца над абстрактными (математическими для общей теории относительности) утверждениями Эйнштейна. Некоторые противники теории относительности к этому добавляли, что преимущество философской платформы тоже на стороне голландского ученого. Только потому, утверждали антирелятивисты, что Лоренц - материалист, а Эйнштейн - идеалист, теория относительности получила такой резонанс в физике и философии. Однако большинство как философов, так и естествоиспытателей отвергали с самого начала подобную оценку, например, А. К. Тимирязевым философских взглядов Лоренца и Эйнштейна как ошибочную. Проанализируем философский аспект гипотезы Лоренца и теории Эйнштейна.
Научная деятельность Г. А. Лоренца начиналась в период торжества механического мировоззрения. С точки зрения механики истолковывались многие явления физики, астрономии, химии, естествознания вообще. Реализация общей философской и физической механистической программы была продолжена Лоренцом по отношению к свету и электричеству. Введенный специально в физику для избавления от actio in distans светоносный эфир приобрел статус физической реальности в творчестве таких выдающихся предшественников Лоренца, как Гюйгенс, Френель, Максвелл, Томпсон, которых он считал своими учителями. Молекулярная теория, кинетическая теория газов, механическая теория теплоты - это далеко не полный перечень областей, которые были объяснены с помощью механистического миропредставления. Такая «всесильность» механики способствовала возникновению у многих ученых конца XIX - начала XX веков представлений о неограниченных возможностях механистического метода исследования при некоторой модификации отдельных его положений. Внутренняя убежденность в принципиальной возможности объяснения всех явлений природы с помощью механических представлений не покидала большинство оппонентов нового этапа развития физического знания - О. Лоджа, Г. Лоренца, В. Вина, В. Ф. Миткевича, А. К. Тимирязева, Н. П. Кастерина и других до конца их научной деятельности.
Подобная теоретико-познавательная установка, механистическая в философском смысле, предопределила их отношение к тем трудностям, которые возникли в физике на рубеже XIX и XX веков при объяснении некоторых оптических явлений, в частности результатов опыта Майкельсона -Морли. Узость механистической методологии особенно проявилась при попытке объяснить природу отрицательного результата опыта Майкельсона - Морли. Этот вопрос занимал значительное место в научной деятельности таких известных ученых, как Г. А. Лоренц. Ему Лоренц специально посвятил ряд статей, таких как «Интерференционный опыт Майкельсона», «Электромагнитные явления в системе, движущейся с любой скоростью, меньшей скорости света» и другие. Разделяя
идеи Френеля о природе эфира, Лоренц попытался устранить противоречие между теорией Френеля и результатом Майкельсона, отказываясь, в отличие от Френеля, от какого бы то ни было представления об увлечении эфира движущимися телами. Для этого Лоренц выдвинул гипотезу контракции.
Избранное голландским физиком направление исследования природы отрицательного результата опыта Майкельсона - Морли хотя и дало важный математический результат в виде преобразований, названных его именем, но имело существенный методологический недостаток. Его эпистемологическая неудовлетворительность связана с тем обстоятельством, что гипотеза Лоренца о реальном сокращении размеров движущихся тел в направлении их движения является физически непроверяемой.
Появление в рамках существующей теории, в данном случае, электродинамики, парадоксов, нахождение факта, необъяснимого в данной теоретической системе, приводят к образованию отдельных, независимых теоретических утверждений, самостоятельных «островков» в той или иной целостной системе знания. Образование подобного рода различных несоответствий создает возможность появления новой теории в следующих смыслах. Во-первых, наличие необъясненного факта или парадокса говорит о неблагополучном состоянии существующей теории, о возможности наступления предела применимости идеализаций, лежащих в ее основе. Поэтому такие необъяс-ненные факты выступают как необходимый источник развития теории. Во-вторых, появление подобных противоречивых элементов в существующей системе знания позволяет вместе с тем ставить новый вопрос в рамках старой понятийной системы, еще работающей в науке. Последнее важно, ибо не всякий вопрос в ней может быть поставлен.
Эта ситуация, разрушая единство существующей системы, требуя введения множества поправок, специально придуманных для данного конкретного случая, заставляет вести поиски новой теории, где нет противоречий, и новая совокупность фактов объясняется с единой точки зрения. При этом известная совокупность явлений получает более глубокое естественнонаучное объяснение. В такой ситуации чрезвычайно существенно выяснить, о чем можно спрашивать в терминах данного языка (например, можно ли в квантовой механике спрашивать о том, какова траектория частицы).
Этот вопрос имеет важное философское значение, поскольку заставляет подвергнуть логико-гносеологическому анализу всю понятийную систему существующей теории. Кроме того, он способствует постановке и решению различных философских аспектов проблемы, так как затрагивает сущность объекта будущей теории, способствует его вычленению. И, наконец, подобная постановка проблемы снимает психологический налет непогрешимости с существующей системы утверждений.
В рассматриваемом случае шаг Лоренца был наиболее естественным. Но гипотеза, предложенная им, не уменьшала, а увеличивала число аксиом, лежащих в основе физического знания. В силу этого теория относительности гносеологически более предпочтительна, чем концепция Лоренца. Теория относительности естественнее и глубже объясняет тот же круг вопросов, что и концепция Лоренца. Этот аргумент приводился в пользу необходимости новых представлений о пространстве, времени и тяготении. В. Г. Фесенков специально подчеркивал этот факт в 1925 г. в работе «Астрономические доказательства принципа относительности». «Для утверждения теории относительности, - отмечал он, - важно не столько полное согласие ее с действительностью в тех или иных отдельных случаях, сколько способность ее охватить возможно большее число разнородных явлений, сколько возможность уменьшить с ее помощью общую сумму неувязок между наблюдаемой картиной мира и той, какую мы рисуем себе теоретически» [7, 200-201] .
Важное методологическое преимущество теории относительности заключается в том, что она, в отличие от концепции Лоренца, вводит законы движения, не прибегая к каким-либо специально придуманным гипотезам о строении и поведении электронов. Поэтому теория Эйнштейна гносеологически более предпочтительна. Она исключает необходимость введения привилегированной системы координат в виде эфира, внутренне более стройна и логична, в ней сокращение движущихся тел вытекает из исходных принципов теории. Лоренц сознавал определенную искусственность своей гипотезы: «Подобному введению обеих гипотез для каждого нового результата присуща, конечно, некоторая искусственность. Положение вещей было бы удовлетворительнее, если бы можно было с помощью определенных основных допущений показать, что многие электромагнитные явления строго, т.е. без какого-либо пренебрежения членами высших порядков, не зависят от движения системы» [5, 30].
С методологической точки зрения, теория электронов, в рамках которой Лоренц решает релятивистские проблемы, представляет собой компромисс между новыми идеями теории поля и классическими представлениями ньютоновской механики. Эта сторона проблемы подчеркивалась и некоторыми философами. Б. М. Гессен, сопоставляя теорию Эйнштейна и подход Лоренца, подчеркивал, что «предположение Лоренца о сокращении тел не есть предположение, основанное на
общих принципиальных соображениях. Гипотеза сокращения тел в направлении движения выступает как специальное предположение для объяснения отрицательного результата опыта Майкельсона» [2, 54]. Сам Лоренц более критически относился к своей гипотезе контракции, чем многочисленные физики и философы, которые с помощью самых разных аргументов старались сохранить ясное, наглядное, механистическое представление о природе сокращения тел и замедления времени.
Сопоставление исходных философских позиций Эйнштейна и Лоренца имеет важное эвристическое значение, ибо позволяет довести исследование до философских обобщений, показывая зависимость правильной постановки и решения конкретных физических проблем от философских, мировоззренческих позиций ученых. Теоретический анализ опыта Майкельсона - Морли, который проходит через многие статьи Г. А. Лоренца в рассматриваемый период, дает ясное представление о трудностях физического и философского характера, с которыми столкнулись физики в начале XX века при переходе от одной физической картины мира к другой, от одной формы мышления к другой.
В основе научного творчества большинства естествоиспытателей, в том числе и Лоренца, лежит признание реальности внешнего мира и возможности его познания. В статье «Научное предвидение» ученый неоднократно подчеркивает, что в принципе все явления в природе могут быть предвидены. Возможность познания объективной реальности Лоренц обосновывает, используя философскую аргументацию: «Я намеренно пользуюсь здесь такими осторожными выражениями, как «отражать» и «соответствовать». В самом деле, я прекрасно чувствую, что мы имеем здесь две вещи различной природы (явления материальные и идеальные,) или две весьма различные формы, которыми проявляется одна и та же вещь. Однако эти две вещи, как бы разнородны они ни были, вполне могут быть связаны нерасторжимым образом» [4, 154].
Анализ физических и философских работ этих ученых показывает, что их методологическая позиция была метафизико-материалистической. Являясь современниками теории относительности и квантовой физики и широкого их применения в различных областях научного знания, они оставались в принципе преданными классическим, дорелятивистским физическим представлениям. Как указывал Луи де Бройль по поводу позиции Г. А. Лоренца, «он предпочитал отказываться от введения постулата относительности и принимать законы теории относительности как в известной мере случайным образом оказывающиеся повсеместно справедливыми, чем отказаться от гипотезы субстанционального носителя световых волн и заодно привилегированной системы отсчета... Казалось, он сохранял надежду, что со временем каким-то образом будут найдены в качестве основы этого математического аппарата понятия, лучше, чем у Эйнштейна, согласующиеся с понятиями классической физики» [1, 31].
Из признания новых физических теорий большинство ученых не делало радикальных выводов философской значимости, приводящих к пересмотру классических идеализаций. В работе «Новые направления в физике», написанной в 1913 году, Г. А. Лоренц отмечал: «Как бы то ни было, но теория неподвижного эфира в достаточной степени надежна и вполне удовлетворяет меня, ибо не вынуждает идти на какой-либо радикальный пересмотр наших представлений» [5, 14]. Последняя фраза характерна для образа мышления ученых, чье мировоззрение сложилось до революции в физике. Так относились к новым теориям многие известные физики старшего поколения: Дж. Томсон, В. Нернст, О. Лодж, Ф. Ленард и другие. Перестройку атомистической теории электричества и традиционного способа мышления, основанного на жесткой детерминации, эти ученые встретили с недоверием. В беседе с А. Ф. Иоффе Г. А. Лоренц, например, говорил: «Я потерял уверенность, что моя научная работа вела к объективной истине, и я не знаю, зачем жил; жалею только, что не умер пять лет назад, когда мне еще все представлялось ясным» [3, 58].
В физической и философской литературе этого периода снова и снова делаются попытки доказать необходимость лоренцовского толкования его преобразований. В частности, такую позицию занимает известный венгерский физик Л. Яноши. Пытаясь доказать методологическое преимущество предлагаемого им понимания преобразований Лоренца, он смешивает различные стороны вопроса. Это относится, в частности, к пониманию Л. Яноши роли наблюдателя в теории относительности и концепции Лоренца. Гносеологический анализ концепции Лоренца, роли наблюдателя в ней показывает недостаточную физическую аргументацию тех утверждений, с помощью которых пытаются доказать преимущество гипотезы Лоренца и заменить ею принцип относительности Эйнштейна. «Преимущество принципа Лоренца состоит в том, что при его применении нет необходимости в запутанных идеалистических рассуждениях относительно того, что наблюдатель видит или делает» [8, 104]. Подобный подход основан на смешении различных аспектов проблемы: вопроса о научности, физической истинности принципа относительности Эйнштейна с вопросом о возможности его идеалистической интерпретации.
Некоторые естествоиспытатели и большинство представителей философии, настроенные метафизически, рассматривали происходящий пересмотр основ науки («всеобщий разгром прин-
ципов», по выражению А. Пуанкаре) односторонне, разрывали различные ступени реального процесса познания, противопоставляя одно другому отдельные звенья познавательного процесса. Особенно остро стояла проблема объективного смысла математических символов, уравнений, в связи с продолжавшейся математизацией знания. Актуальной была также проблема научного понимания диалектики абсолютного и относительного в период смены различных естественнонаучных картин мира.
Таким образом, история становления современного физического знания, выработки его методологических принципов свидетельствует, во-первых, о том, что эвристическая ценность философии осознается явно только при решении фундаментальных проблем, коренным образом меняющих стиль мышления, суть, ценности теории, назначение и смысл ее, а не отдельных частных вопросов. Во-вторых, ученые отказываются от конкретных частнонаучных положений легче, чем от определенных философских принципов, лежащих в основе их научной деятельности. Последнее происходит, видимо, потому, что философские принципы складываются годами, в течение длительного периода. Руководствуясь ими, ученый получает определенные результаты, вследствие чего доверие к указанным теоретико-познавательным и мировоззренческим установкам растет. Такого рода философские принципы складываются не только под влиянием результатов одной отрасли знания (хотя какая-то наука играет решающую роль в формировании этих принципов), но и других теоретических принципов. Сюда включаются также различного рода ценностные моменты, и на все это оказывают влияние господствующие в данный момент в обществе философские идеи. Утрата веры в эти философские принципы часто воспринимается как личная трагедия и отказ от науки. Все это объясняет причину того факта, что крупнейшие естествоиспытатели легче отказываются от интерпретаций отдельных фактов, даже отдельных физических теорий, чем от философских идей, с которыми они свыклись.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Бройль, Л. По тропам науки / Л. Бройль. - М., 1962.
2. Гессен, Б. М. Основные идеи теории относительности / Б. М. Гессен. - М., 1928.
3. Иоффе, А. Ф. Встречи с физиками / А. Ф. Иоффе. - М., 1960.
4. Лоренц, Г. А. Научное предвидение // Новая и старая физика. - М., 1957.
5. Лоренц, Г. А. Новые направления в физике / Г. А. Лоренц. - М., 1951.
6. Максимов, А. Теория относительности / А. Максимов. - М., 1923.
7. Фесенков, В. Астрономические доказательства принципа относительности / В. Фесенков. - М., 1925.
8. Яноши, Л. Философский анализ специальной теории относительности // Успехи физических наук. - М., 1957. - Т. 62. - Вып. 1.
УДК 101.1: 316 ББК 60.022.2
Д. В. Ковтунова, О. А. Музыка
КООРДИНАЦИОННО-СУБОРДИНАЦИОННЫЕ СВЯЗИ ПОНЯТИЙ В РАМКАХ ТЕОРИИ САМООРГАНИЗАЦИИ И НЕЛИНЕЙНОСТИ
Аннотация. В статье рассматривается проблема исследования сущности и специфики нелинейного процесса развития современного общества. В контексте теории самоорганизации, синергетики показано расширение терминологии и уточнение концептов, раскрывающих специфику сложных самоорганизационных процессов в обществе. Показана координационно-субординационная связь таких понятий, как альтернативность, предпочтения, нелинейность, нестабильность и др.
Ключевые слова: теория самоорганизации, синергетика, связь концептов, нелинейность, нестабильность, альтернатива, предпочтения.
D. V. Kovtunova, О. А. Muzika
COORDINATION-SUBORDINATE COMMUNICATION CONCEPTS IN THE FRAMEWORK OF THE THEORY OF SELF-ORGANIZATION AND NONLINEAR
Abstract. The problem of studies of the nature and specifics of the nonlineardevelopment of modern society. In the context of the theory of selforganization, synergetics shows the expansion and clarification of terminology, concepts, revealing the specificity of complex samoorganizatsionnyh
