CC BY
74
ЭПИСТЕМОЛОГИЯ & ФИЛОСОФИЯ НАУКИ, T. XVII, № 3
структурный реализм и концептуальные вопросы квантовой хромодинамики1
iftffi
В 1950-е годы в качестве элементарных рассматривались все адроны, т.е. частицы, участвующие в сильных взаимодействиях, в том числе протон и нейтрон (нуклоны), другие ба-рионы вместе с пионами, као-нами и другими мезонами. Делались попытки рассматривать некоторые частицы - такие как протон, нейтрон и А -частица, в качестве более фунда-
ТИАНЮ ЦАО
ментальных, с тем чтобы все другие адроны могли быть получены из фундаментальных".
Но всё же преобладала точка зрения, что все элементарные частицы равно элементарны, ни одна из них не является более элементарной, нежели другие. Этот общий консенсус был резюмирован в понятии «ядерной демократии» или «адронного эгалитаризма»3.
1 Тиан Ю Цао - профессор философии науки отделения философии Бостонского университета США. Основные труды: Сао Т. Y. Conceptual Developments of 20th Century Field Theories. Cambridge, 1997; Cao T. Y. (Ed.) Conceptual Foundations of Quantum Field Theory. Cambridge, 1999; Цао Тиан Ю. Предпосылки создания непротиворечивой теории квантовой гравитации // Философия науки. Ежегодник. Вып. 7. 2001; Он же. Замечания о возможной системе понятий квантовой гравитации // Труды Международной конференции: 100 лет квантовой теории (история, физика, философия). М, 2002. - Примечание переводчика.
Fermi Е., Yang C.N. Are Mesons Elementary Particles? // Physical Review. 1949. Vol. 76. P. 1739-43; Sakata S. On the Composite Model for the New Particles // Progress of Theoretical Physics. 1956. № 6. P. 686-688.
? Chew G. F., Frautschi S. C. Potential Scattering as Opposed to Scattering Associated with Independent Particles in the S-matrix Theory of Strong Interactions // Physical Review. 1961. Vol. 124, P. 264-268; Principle of Equivalence for all Strongly interacting Particles within the S-matrix Framework // Physical Review Letters. 1961. № 8. P. 41-44.
Нш
Что касается динамики, которая управляет поведением адронов в процессе сильных взаимодействий, то ранние попытки смоделировать мезон-ную теорию на основе успешной теории квантовой электродинамики провалились, и провалились без всякой надежды достигнуть успеха. Рассматривались и специальная версия, версия квантовой электродинамики (КЭД), и теория поля в рамках электромагнетизма. Более общие возражения против того, чтобы использовать квантовую теорию поля (КТП) в вопросе понимания сильных взаимодействий, выдвигались со стороны Ландау и его сотрудников. Эти возражения основывались на серьёзных динамических соображениях"1.
Сложившаяся с средины 1950-х годов ситуация характеризовалась отступлением от фундаментальных исследований в сторону исследований феноменологических. Феноменологическая установка на исследования в адронной физике возникла потому, что никакого детального понимания того, что происходит при сильных взаимодействиях, не предлагалось, да к нему и не стремились. Хотя, конечно, приходилось апеллировать к некоторым общим
принципам (таким, как кроссинг-симметрия, аналитичность, унитарность и симметрия). Речь идёт о принципах, абстрагированных от теоретико-динамических моделей. Ведь надо было связать соответствующими суждениями входы и выходы (реакций). Так что исследования обладали некоторым достоинством в плане объяснения и предсказания.
Однако в конце 1970-х годов ни один из адронов больше не рассматривался в качестве элементарного. В физическом сообществе и в более широких кругах, знакомых с популярной литературой, установился следующий единодушный взгляд. Во-первых, все адроны составлены из кварков, которые удерживаются вместе посредством глюонов; во-вторых, динамика кварк-глюонных взаимодействий была понята в новом, оригинальном смысле и математически сформулирована в квантовой хромодинамике (КХД). Что касается собственно сильного взаимодействия между адронами, то его можно было бы понять как неаннулируе-мый остаток сверхсильного кварк-глюонного взаимодействия типа Ван-дер-Ваальсов-ской5 силы адронов.
4 Ср.: Cao T.Y. Conceptual Developments of 20th Century Field Theories. Section 8.2.
5 Ван-дер-Ваальсовское взаимодействие — это межмолекулярное взаимодействие электрически нейтральных молекул и атомов. Характеризуется тем, что на малых расстояниях между молекулами действуют силы отталкивания, которые с увеличением расстояния сменяются силами при-
Такое радикальное изменение в концепции фундаментальной онтологии физического мира и его динамики было одним из немногих величайших достижений в истории науки. Концептуальное путешествие, демонстрирующее, как эта концепция была сформулирована, намного богаче и сложнее, чем чисто концептуальный пугь, на котором одни идеи просто замещаются другими. Путешествие было восхитительным, но полным трудностей; оно заслуживает исчерпывающих исторических исследований. Однако даже концептуальная часть рассказа является достаточной, чтобы высветить некоторые исторические и философские моменты в вопросе объективности и прогресса научного знания, которые (объективность и прогресс) являются центральным предметом в современной дискуссии о природе научного знания и его исторических изменений.
Центральным моментом в дискуссии предстаёт, конечно, статус ненаблюдаемых теоретических сущностей, таких как кварки и глюоны. Действительно ли они существуют в физическом мире как объективные сущности, независимо от человеческой воли, или же они существуют лишь как человеческие конструкции для исполь-
зовании их в организации нашего опыта и для предсказания будущих событий? Если первое имеет место, тогда возникает родственный вопрос: можем ли мы иметь о них истинное знание и каким образом? В свете этих вопросов природа ненаблюдаемой сущности обретает центральное значение для метафизики, эпистемологии и методологии теоретических наук. В дебатах по ним принимают участие, грубо говоря, два лагеря.
Один - лагерь реалистов, другой - лагерь антиреалистов. Реалисты уверены в объективном существовании ненаблюдаемых сущностей, ибо эти сущности, указывают они, дают нам возможность получать успешное объяснение, иметь соответствующие предсказания. Хотя реалисты могут расходиться между собой во мнении относительно того, как мы можем знать эти сущности, все они оптимисты в вопросе человеческой возможности их познания. В качестве некоторого вывода скажем, что, согласно реалистам, исторические изменения научного знания являются прогрессивными по своей природе. То есть изменение означает аккумуляцию истинного знания об объективном мире, состоящего как из наблюдаемых, так и из ненаблю-
тяжения. Аналогия с кварками в сильных взаимодействиях состоит в том, что по мере удаления друг от друга кварков, расположенных в адроне, силы притяжения между ними возрастают. - Примечание переводчика.
10 Зак. 2482
М®
щ
мрг
I:
О
"О з
ч-»
(Л
I
о
(Л
с
ф
0 со
1
(Л ф
■ ятш
-О 3
(П
I
ф
(/) ГО
145
ii
Щ! Ш
4
0
и шшт
■С 3
(Л
1
о
(Л
с
ф
0 со
1
W
0
1 ■■
"D 3
(/) I
о со гс
даемых сущностей, структурированных определённым образом. Необходимость (принятия) ненаблюдаемой сущности проистекает из гипотетико-дедук-тивной методологии, которая, в свою очередь, имеет глубокие объяснения на основании человеческих устремлений.
Для антиреалистов статус ненаблюдаемой сущности, по меньшей мере, двусмыслен. Они не находят оправдания тому, чтобы допустить её в качестве чего-то большего, нежели принятое ради удобства фиктивное приспособление. Они отвергают аргументацию реалистов, приводимых в пользу её объективного существования, игнорируют, главным образом, указание на успех объяснения и предсказаний, считая данный успех чем-то слишком наивным. Они развёртывают свои собственные «софистические» аргументы -один логический, другой исторический, - чтобы удалить понятие ненаблюдаемых сущностей из нашего базового понимания теоретических наук.
Логический аргумент основывается на понятии недоопре-делённости (ипёегс^ептипаНоп). В тезисе о недоопределённости утверждается, что в общем ни теоретические термины, ни ненаблюдаемые сущности в особенности не могут быть определены единственным образом на основе эмпирических данных. То есть при данном наборе очевидных элементов мы уже мо-
жем конструировать более чем одну теорию; каждая из них базируется на некоторых ненаблюдаемых сущностях, рассматриваемых как её основная онтология, принятая для объяснения и предсказаний. В то время как эти теории совместимы с опытными данными (with evidence), гипотетические сущности, предполагаемые ими, могут иметь конфликтные черты и тем самым не могут все целиком быть истинными в отношении реальности. А раз так, т.е. если логически необходимая связь между ненаблюдаемыми сущностями и опытными данными затруднительна (severed) и основание для заключения о реальности этих сущностей из опытных данных устраняется, статус их никогда не может быть установлен, - он может быть принят скорее, как условный, нежели объективный.
В последние четыре года антиреалисты стали больше делать акцент на исторический аргумент, который основывается на понятии научной революции, ставшем популярным, главным образом, благодаря Томасу Куну. Если тезис недоопределённости допускает существование множественности конфликтующих теоретических онтологий и тем самым аннулирует вопрос о том, какую онтологию следует принять в качестве реальной, то Кун отвергает реальность любой теоретической онтологии. Аргументация его такова: если лю-
бая онтология, формулируемая научной теорией (не имеет значения, сколь успешной она была в объяснении и предсказании) всегда замещается другой онтологией, формулируемой позднейшей теорией (а история науки показывает нам часто отличие и несовместимость таких онтологий), да к тому же отсуг-ствует согласованное направление онтологического развития в истории науки, то как же мы можем принять некоторую теоретическую онтологию как реальную онтологию мира'?6 А если, вдобавок к этому риторическому вопросу, нет резона верить, что будет конец научной революции в будущем, тогда, согласно индуктивному выводу, привилегированный статус ненаблюдаемых сущностей, раскрываемых или конструируемых нашими нынешними успешными теориями, теряет всякий смысл (deprived)7.
Таким образом, отвержение объективности ненаблюдаемых сущностей усиливается требованием разрывности в истории науки, что придаёт только что упомянутому индуктивному аргументу самую воинственную форму. Антиреалисты делают вывод, что никакая претензия на прогресс не могла бы быть сформулирована в терминах кумуляции истинного знания объ-
ективного мира. Истинная роль ненаблюдаемых сущностей, в которые упаковывается наше знание, не должна состоять в описании и объяснении того, что фактически существует и происходит в мире. Скорее, полагают антиреалисты, они конструируются для нашего удобства в деле достижения успешных предсказаний.
Антиреалисты стоят, однако, перед следующим затруднительным вопросом: почему некоторые конструкции успешны, а другие - нет? Ведь реалист доказывает, что если успех науки не есть чудо, тогда успешная теория и её гипотетические, ненаблюдаемые сущности должны быть чем-то таким, что (действительно) соотносится с реальностью. Если, допустим, позиция, согласно которой принятая в успешной теории ненаблюдаемая сущность признаётся в качестве того, что действительно существует в мире, выглядит как слишком наивная, то всё же можно доказывать, что реляционные и структурные аспекты успешной теории должны быть реальными в том смысле, что некоторые подобные аспекты существуют в мире. Но тогда может быть раскрыта связь между теорией и опытными данными и может быть, собственно,
6 Kuhn T. S. The Structure of Scientific Revolutions. 2nd enlarged ed. Chicago, 1970.
1 Putnam H. Meaning and the Moral Sciences. L., 1978.
удостоверена непрерывность научного развития. А это уже более устойчивая и, одновременно, более тонкая реалистская позиция.
Структурный реализм был впервые сформулирован Анри Пуанкаре8, а затем иродумывал-ся Бертраном Расселом9, Эрнстом Кассирером"' и некоторыми другими мыслителями. В последние десятилетия над ним размышляли и такие философы науки, как Г. Максвелл", Д. Уор-рел12, Е. Зэхер13, С. Френч и Д. Ледиман14, Т. Ю Цао15.
Сегодня структурный реализм принимает различные
формы. Но общим для всех них является признание того, что структура, понимаемая как система устойчивых отношений во множестве элементов или как система саморегулирующегося целого, оказывается эпистеми-чески достижимой и может быть определена единственным способом (конечно, с точностью до изоморфизма ввиду её реляционной природы) на основании опытных данных; а посему она реальна и объективна.
Очевидно, что структурный реализм имеет привкус феноменализма. Решающее значение здесь имеет акцентирование вни-
Poincare H. La science et I'hypothese. P., 1902.
9 Russell B. The Analysis of Matter. L. 1927.
10 Cassirer E. Determinism and Indeterminism in Modern Physics. Yale, 1936; Group Concept and Perception Theory // Philosophy and Phe-nomenological Research. 1944. Vol. 5. P. 1-35.
" Maxwell G. Structural Realism and the Meaning of Theoretical Terms // S. Winokur and M. Radner (eds.). Analyses of Theories and Methods of Physics and Psychology / Minnesota Studies in the Philosophy of Science. Vol. IV. Minnesota, 1970. P. 181-192; Theories, Perception and Structural Realism // R. Colodny (ed.). Nature and Function of Scientific Theories. Pittsburgh, 1970. Vol. IV. P. 3-34.
12 Worrell J. Structural Realism: the Best of Both Worlds? // Dialectica. 1989. Vol. 43. P. 99-124.
13 Zahar E. Poincare's Structural Realism and his Logic of Discovery // J.-L. Greffe, G. Heinzmann, K. Lorenz (eds). Henri Poincare: Science and philosophy. B., P., 1996; Poincare's Philosophy: From Conventionalism to Phenomenology. Open Court, 2001.
14 French S., Ladyman J. Remodelling Structural Realism: Quantum Physics and the Metaphysics of Structure // Synthese. Vol. 136 (1). July 2003. P. 31-56; The Dissolution of Objects: Between Platonism and Phenomenalism // Ibid. P. 73-77.
15 Cao T. Y. Conceptual Developments of 20th Century Field Theories; Structural Realism and the Interpretation of Quantum Field Theory// Synthese. Vol. 136 (1). July 2003. P. 3-24; Can We Dissolve Physical Entities into Mathematical Structures? // Ibid. P. 57-71; What is Ontological Synthesis? A Reply to Simon Saunders // Ibid. P. 107-126.
мания на структуре. А между тем описание опознаваемого образца в явлениях типа тех, что имеют место в современном алгебраическом подходе к ад-ронной физике16, указывает на более глубокий пласт реальности - такой, как кварки. Всё это представляется как в терминах глубокой структуры, выражаемой в виде паттерна, наводящего на мысль о составной кварко-вой модели адронов, так и в терминах скрытых структурированных факторов, удерживающих компоненты вместе, в связном виде. Речь идёт о факторах, называемых глюонами (переносчиками взаимодействий между адронами). Я остановлюсь на случае КХД, чтобы осмыслить эти пункты.
Досадный вопрос для структурализма во всех областях, за исключением, быть может, некоторых ветвей математики, состоит в том, что структура имеет отношение к реальному миру только тогда, когда она интерпретируется посредством спецификации природы свойств лежащих в её основе элементов. Так как структура может быть интерпретирована различными способами, мы сталкиваемся
снова с недоопределенностью. При обращении к этому затруднительному вопросу возникают три различные версии структурного реализма.
Первая версия17, известная как эпистемический структурный реализм, характеризуется агностическим отношением к предполагаемой в качестве основы ненаблюдаемой сущности, а также тем, что он ограничивает область заслуживающего доверия научного знания сугубо структурными аспектами реальности. Эти последние обычно реализуются в математических структурах и не требуют того, чтобы затрагивать природу и содержание лежащих в основе вещей сущностей, отношения между которыми и составляют структуру. С таким пониманием структурности знания эта позиция корреспондирует с пессимистическим индуктивным аргументом. В нём признаётся, что история науки представляет собой процесс, в котором аккумулируется структурное знание, и одновременно она является непрерывной и прогрессивной. Но если речь заходит о ненаблюдаемой сущности, то в этом отношении данная позиция, вме-
16 Алгебраический подход к адронной физике связан с понятием алгебры токов. Ток в квантовой теории поля есть математическое выражение, описывающее превращение одной частицы в другую или рождение частицы и античастицы. Алгебра токов выступает как проявление ки-ральной симметрии и используется для нахождения связей между амплитудами различных процессов в области низких энергий.
17 См. сноску 12.
Щ.
ii
НИ
т
Ф
л яшт
■О
3 -*->
У)
I
о
(Л
с
ф
0 со
1
</> ф
■ ■■
тз
3 ■+•>
(Л ф
С/>
а
сте с индуктивным аргументом, не отличается от антиреалист-ской. По этой причине нет необходимости ссылаться на оригинальное заявление Куна относительно отсутствия направленности онтологического развития в истории науки, ибо под онтологией в области научных исследований мы понимаем фундаментальные сущности, из которых все остальные сущности могут быть дедуцированы.
Вторая версия'\ известная как онтический структурный реализм, чрезвычайно радикальна в отношении метафизики и семантики. Она утверждает, что реальны только структуры, а объекты реально не существуют; и, далее, что феноменологическое существование объектов и их свойств заново концептуализируется в структурных терминах. Например, электрический заряд следует понимать в качестве субсистентных и перманентных отношений, и элементарные частицы должны пониматься в терминах групповых структур и представлений. Теперь, когда структуры принимаются в качестве единственной онтологии, тезис о непрерывности и прогрессе в историческом развитии науки можно защитить вопреки куновскому утверждению об онтологической разрыв-
ности. Но цена такой выгоды сводится к тому, что само понятие ненаблюдаемой сущности растворяется или вовсе элиминируется из научного дискурса.
Третья версия19 - назовём её конструктивным структурным реализмом - является более сложной. Я ещё разверну её в деталях. А пока достаточно указать на два основных допущения: 1) физический мир состоит из сущностей, которые структурированы и/или включены в большие структуры; и 2) к сущностям любого вида можно приближаться через их внутренние и внешние свойства и отношения, которые эпистемически доступны нам. Ясно, что центральная идея, отличающая эту версию от других версий структурного реализма, состоит в том, что реальность ненаблюдаемой сущности может быть выведена из реальности её структуры.
В метафизическом плане из этого следует, что конструктивная версия отличается от оптической тем, что сохраняется фундаментальный статус сущностной онтологии, в то время как в плане эпистемологии подчёркивается, что эта фундаментальная онтология исторически конструируется из нашего структурного знания реальности. На этом основании фунда-
См. сноску 14.
19 См. сноску 15; а также: Сао Т. Y. Structural Realism and Quantum Gravity // Structural Foundation of Quantum Gravity / Ed. by S. French. Oxford, 2006. P. 42-55.
ментальная онтология мира имеет открытую ткань и тем самым подвержена пересмотру с прогрессом науки. Например, конструктивная версия проливает новый свет на то, что было достигнуто при формулировании КХД; это нечто большее, нежели просто открытие новых сущностей и сил; это, скорее, открытие более глубокого уровня реальности, новый вид сущности, новая категория существования. (Пример того, как Гелл-Манн бился над задачей реальности кварков, показывает, что такое понимание является далеко не тривиальным.) Конструктивная версия может помочь историкам науки понять, что данное открытие было сделано фактически благодаря структурному подходу. Для понимания тут существенны четыре шага.
Но прежде чем развернуть их, позвольте мне сделать одно общее замечание о структуралистском понимании алгебры токов, т.е. сказать о том, что алгебра, в данном случае алгебра Ли, взятая без физической интерпретации, как чисто математическая структура, не имеет эмпирического содержания. Если мы интерпретируем алгебру Ли на уровне физических структур, а именно связываем её с физическими токами - электромагнитными, слабыми, - то мы тогда имеем физическое содержание, но только на феноменологическом уровне. Для того
чтобы понять физические структуры, в данном случае токи, мы должны искать глубже: погрузиться на уровень их составляющих - кварков и лептонов. Тогда можно обрести динамическое понимание поведения токов и тем самым понять многие черты алгебры токов, а также то, почему алгебра токов успешно применяется.
По этой причине большинство физиков восприняло идею кварков реалистически и, несмотря на возражения Гелл-Манна - крупнейшего в то время авторитета в физике и изобретателя алгебры токов и квар-ковой модели, - пыталось постигнуть новый вид природы с помощью структурного знания (масштабирование Бьеркена). Результат был плодотворным, и взору ученых предстала детальная картина микроскопического мира с кварками в качестве важных ингредиентов.
Теперь о четырёх упомянутых выше шагах.
Во-первых, понятие ненаблюдаемых сущностей, таких как кварки и глюоны, было гипотетически сконструировано в результате требований со стороны накапливаемого структурного знания о феноменах (таких как различные образцы свойств симметрии в данной области). Речь идёт о требовании, связанном с достижениями алгебраического подхода к адронной физике, с особенностями симмет-
iii |
1ии1
1
®
0
ш тот
■О 3
У)
1
0
с
ф
1 вшт
0
со
1
(Л
0
ш^т
"О 3
<л
1
ф
</>
а
®
рии 8и(3). Принималось во внимание допущение, что, в сущности, не имеется (не должно быть) такого взаимодействия среди кварков, которое вытекало бы из структуры бесконечного количества движения, адаптированного посредством подхода, определяемого алгеброй локальных токов20.
Следует, однако, упомянуть, что на данной стадии развития наибольшим достижением в алгебре токов было суммарное правило для нейтринных процессов, предложенное Стефаном Адлером в 1966 году. Концептуально правило Адлера впервые в истории привело к возможности заглянуть внутрь адронов посредством лептон-адронных столкновений, что дало основание для дальнейшего теоретического развития, включая гипотезу масштабирования Бьеркена и фейнмановскую идею партонов в анализе экспериментов на БЬАС.
Метафизическая вовлечённость алгебры токов немедленно натолкнулась на вызов Джеффри Чу с его перспективной философией бутстрапа. Вызов Чу есть типичный пример соревнования между двумя фундаментальными исследовательскими программами относительно природы научного знания в физике
(высоких энергий): программой дискриптивной и программой объяснительной.
Во-вторых, реальность некоторых из определяемых черт этих сущностей была установлена вследствие экспериментов, - таких как глубоко неупругое рассеяние электронов на протонах, выполненное на линейном ускорителе Стэнфордского центра (SLAC). Речь идёт о соответствующей черте масштабирования, которая указывает на структурное свойство адронов, представленное наличием то-чечно-подобных ингредиентов и асимптотической свободой этих ингредиентов.
В-третьих, имела место попытка согласовать различные экспериментальные и теоретические положения (асимптотическая свобода и удержание (confinement), а они - решающий фактор для удовлетворения требований со стороны опытных данных), которые составляют релевантное этим ненаблюдаемым сущностям структурное знание, а именно: наблюдаемое масштабирование (в экспериментах SLAC), скорость двух-у-мового распада в первом случае и инфракрасная сингулярность во втором случае, в тех же согласованных концептуальных рамках - в рамках КХД.
Эта фраза не поддаётся адекватному переводу; возможно, речь идёт об асимптотической свободе кварков. - Примечание переводчика.
структурный реализм
и концептуальные вопросы квантовой хромодинамики
И, наконец, специфические выводы (предсказания) теории (такие, как логарифмическое нарушение масштабирования и трёхструйная структрура процесса электрон-позитронной аннигиляции) совпали с экспериментами, что устанавливает полную реальность наблюдаемых сущностей - кварков и глюонов. Хотя эти частицы не могут быть поняты как Вигне-ровские частицы с хорошо определёнными спином и массой и новыми правилами суперотбора (освобождённый цвет), физическая реальность этих структур, согласно критерию алгебраического подхода, остаётся несомненной.
Если мы признаём, что наша концепция сущности конституируется нашим знанием структурных свойств и отношений, тех свойств и отношений, которые сущность демонстрирует в разных ситуациях, тогда сдвиг от признания реальности структуры (здесь: алгебра токов) к признанию реальности сущностей - носителей структуры -представляет собой лишь малый шаг, ибо в истории или на практике может пройти длительный период, чтобы согласие внутри научного сообщества, если в нём происходит обмен мнениями, было достигнуто. Трудность состоит в наличии множества проявлений структуры сущностей; например, токи могуг быть объяснены как на основании
кварковои модели, так и на основании сигма-модели.
Наблюдая совпадение квар-ковой модели и опытных данных в случае КХД, мы обнаруживаем, что это есть путь, на котором признаётся реальность кварков: кварки, как мы понимаем их, теперь представляют единственный выбор среди других кандидатов. И это первоначально предполагалось как набором структурных характеристик, так и требованиями, выдвигаемыми со стороны кварко-вовой модели.
Абсурдно заявлять, что физическая сущность натурального вида, в данном случае кварки, может растворяться в математических структурах алгебры Ли, хотя верно, что кварки первоначально были постигнуты в терминах алгебры Ли. Теперь же они представлены в терминах более богатых математических структур (таких, как группа ароматов или калибровочная группа) вместе с перенормировочной группой уравнений, ответственных за их поведение как на уровне высоких энергий (асимптотическая свобода), так и на уровне низких энергий (удержание, или конфайнмент).
Ясно, что реальность ненаблюдаемых сущностей - кварков и глюонов - очень тесно связана с характером теории. Если теория КХД является прочной в отношении наблюдений и экспериментов, реаль-
ность кварков и глюонов подтверждается. А что если завтра или в следующей декаде КХД окажется неверной?
Здесь мы должны заметить, что, согласно структуралистскому пониманию сущностей, соответствие ненаблюдаемых сущностей - кварков и глюонов -реальности может быть лишь частичным, а никак не полным или тотальным; оно зависит от информации, и на основании имеющейся информации понятие кварка пока подтверждается. Таким образом, структурный реализм придаёт понятиям, или концептуальной структуре, научных теорий конструктивный и исторический смысл.
Невозможно переоценить важность следствий последнего утверждения для понимания КХД и КТП в общем. Многие философы правильно показы-
вают, что, в качестве специального варианта квантовой механики, квантовая теория поля, при реалистической интерпретации её формализма, наследует трудности, связанные с измерением и со сцеплением («перепу-тыванием»)21. То есть если мы пытаемся интерпретировать формализм как объективное описание того, что существует и происходит в мире, тогда мы сталкиваемся с затруднением по поводу противоречивости наблюдений. Наибольшее, что мы могли бы требовать, - это чтобы формализм описывал то, что могло бы являться нам в различных экспериментальных ситуациях. Как однажды заметил Бернард д'Эспанья, то, чему учит нас квантовая физика, сводится к следующему: мы можем получать некоторое вероятностное знание о феноменальной
Автор затрагивает здесь, может быть, самый важный момент в вопросе о кварковой структуре адронов. Кварки, в отличие от лептонов, не локализуются в процессе измерения, - не локализуются в том смысле, что их свойства не отделяются от свойств (конфигурационного) пространства. Необходимым условием такого отделения служит единичный электрический заряд, присущий заряженной частице в соответствии с правилами суперотбора. Кварки не подчиняются классическим правилам суперотбора ввиду наличия у них дробных электрических зарядов. Части лептонов «склеены» между собой только несиловыми связями (сцепление, «перепутывание»), части адронов (кварки) склеены силовыми связями. О феномене сцепления между кварками судить пока трудно, поскольку невозможно фиксировать между ними пространственное расстояние. Похоже, однако, что «точечность» лептонов и самих кварков имеет одну и ту же природу, объясняется наличием несиловых связей между их компонентами. Подробнее см.: Антипенко Л.Г. А. Эйнштейн и понятие физической реальности: современные представления // Эйнштейн и перспективы развития науки. М., 2007. - Примечание переводчика.
реальности или ее проявлениях; можем, но не часто, получать некоторое знание и о независимой реальности, о реальности самой по себе: но последнее возможно только в контексте классической физики.
Однако возникает вопрос, можем ли мы реально разделить феноменальный и ноуменальный миры? В контексте человеческого знания никакая реальность не существует независимо от человеческой деятельности. Но почему нам следует принимать нашу познавательную активность лишь как занавес, отделяющий ноуменальный мир от нас, а не как окно, через которое мы можем постигнуть его? Конечно, наше знание феноменального мира всегда конструируется под влиянием различных человеческих нужд. Но так как феноменальный мир есть единственная манифестация ноуменального мира в контексте нашего опыта, не отделённого всецело от мира ноуменального, эта конструкция всё же должна иметь свои корни в ноуменальном мире. Верно, что даже для феноменального мира может существовать много противоречивых конструкций, как утверждается так называемым тезисом недоопределённости, подразумевающим небезусловность объективности нашего знания феноменальной реальности. Однако общая структура этих эмпирико-эквивалентных, но онтологически противоречи-
вых, конструкций должна быть объективной, что значит: при данных условиях она не подвержена субъективному влиянию. Таким образом, было бы нелепо настаивать на том, что мы не можем получить объективное знание о реляционных и структурных аспектах ноуменальной реальности посредством накопления структурного знания о феноменальной реальности, разнообразно выражающей ноуменальную реальность.
Но если объективность структурного знания установлена, установлена концептуально, как я показывал раньше, остаётся лишь один шаг к тому, чтобы установить объективность нашего знания о сущностях. Если мы знаем о том, что в случае квантовой теории поля сущность, описываемая её формализмом, есть поле, и если, благодаря полевым уравнениям, мы знаем реляционные и структурные свойства поля и к тому же имеем точное знание о проявлениях поля в различных эмпирических ситуациях, тогда мы должны признать, что у нас есть объективное знание о поле как о реальности, существующей вовне, независимо от нас. Хотя это знание приобретается посредством нашей конструкции и реализуется как знание её эмпирических проявлений с учётом человеческой деятельности, а не как знание её собственного состояния, независимого от познавательной деятельности, оно
имеет, скорее, структурный характер, нежели характер буквально истинного описания. Но по мере совершенствования наших конструкций в процессе с открытой обратной связью между концептуальными конструкциями и эмпирическими исследованиями, по мере накопления нашего структурного знания о квантовой сущности, по мере рафинирования его - мы увидим, что во всём этом прогрессивном процессе покрывало квантовой реальности будет постепенно подниматься. В этом и состоит объективность нашего исторически конструируемого знания квантовой реальности. С другой стороны, конструктивная природа и структурный характер нашего объективного знания квантовой реальности не позволяет процессу познания прекратиться. И эта историчность объективности вместе с выше упомянутой объективностью исторически конструируемого знания, быть может, есть самый важный урок, который мы в целом могли бы усвоить из интерпретации КЖД и КТП.
Таким образом, если мы принимаем структурный реализм как позицию, располагающуюся между инструментализмом и традиционным реализмом, тогда моя версия структурного реализма находится между традиционным реализмом и другими версиями реализма. То есть, во-первых, я воспринимаю структурное зна-
ние как эпистемическии доступ к ненаблюдаемым сущностям. Так, в противоположность агностическому отношению к ненаблюдаемым сущностям, я заявляю, что как реальность сущностей, так и объективность знания их гарантируются нашим объективным знанием структуры и структурных отношений, включающих эти сущности. С другой стороны, я также принимаю, что только с этим ограничением может быть дана гарантия объективности. Сказанное означает, что дверь к любому прямому доступу к ненаблюдаемым сущностям, возможно, закрыта, и любая концепция (таких) сущностей должна быть конструирована и реконструирована посредством использования постоянно растущего структурного знания. Во-вторых, конструкция ненаблюдаемых сущностей в рамках структурного знания, хотя и надёжна, но подвержена ошибкам и подлежит пересмотру. Таким образом, объективное знание относительно лежащей в его основании онтологии может быть достигнуто только путем исторического переговорного процесса между эмпирическими исследователями, теоретическими резонёрами и метафизическими интерпретаторами. Когда мог бы закончиться процесс познания для отдельной науки? Это - эмпирический вопрос, и на него нельзя ответить a priori.
Перевод с английского Л. Г. Антипенко
