Традиционное понимание вещи и современная физика

Публикуем главу из книги Авенира Ивановича Уёмова «Вещи, свойства и отношения» — фактически, это его докторская диссертация 1963 года, однако, выпущенная издательством Академии наук СССР, она стала просто паранормально популярной. Добавим к этому, что философ, родившийся в Ивановской области, в 36 лет стал профессором Одесского университета (1964-1973) после защиты своей диссертации с подзаголовком «Отношения и теория выводов по аналогии». После организованной компартийными органами травли за свободомыслие он был вынужден оставить университет и до 1996 года работал заведующим отделом теории управления и системного анализа Одесского отделения Института экономики (Институт проблем рынка и экономико-экологических исследований) НАН Украины. Затем он снова вернулся в университет, стал основателем и председателем Одесского философского общества. 

• 

• 

Современная физика заставляет пересмотреть положение о невозможности нахождения двух вещей в одном месте пространства, лежащее, как указывалось, в основе традиционного понимания вещи. 

Среди объектов, которые изучает физика в настоящее время, большое место занимают волны. Классическая физика также изучала волны, но она рассматривала их как формы протекания процессов, совершающихся с вещами, а не как вещи. Волнам противопоставлялись вещи, такие, например, как частицы материи — атомы. Квантовая механика доказала несостоятельность этого’ противопоставления. Волны являются в известном отношении частицами, и, наоборот, частицу можно рассматривать как совокупность волн. С электронами, протонами и всеми другими частицами могут происходить все явления, характерные для волн (интерференция, дифракция и др.). Эти выводы квантовой механики нашли блестящее экспериментальное подтверждение. 

Поскольку частицы являются вещами, постольку и те волны, через которые их можно представить, также являются вещами. Разные волны — разные вещи. Но различные волны могут находиться в одном и том же месте. при этом каждая волна ведет себя так, как будто никаких других волн в этом месте нет (принцип суперпозиции). Следовательно, они не сливаются в одну вещь, а представляют собой различные вещи, реально существующие в одной и той же области пространства. 

Вместе с тем современная физика заставляет отказаться и от другого фундаментального для традиционного понимания вещи положения о том, что одна и та же вещь не может одновременно находиться в разных местах. 

Для того чтобы разобраться в этом, рассмотрим две частицы а и b находящиеся в изолированных друг от друга участках пространства: [a] | [b] 

Поскольку частицы находятся в различных частях пространства, классическая статистическая физика считала их различными вещами и поэтому отличала состояние системы, при котором частица A находилась в левой области пространства, а частица B в правой, от того состояния, при котором в левой области находилась частица B, а в правой — частица A: [a] | [b] ¹ [b] | [a] 

Исходя из этого положения, строились формулы статистической физики. Однако они не соответствовали новым опытным данным. Построить статистическую теорию, соответствующую данным эксперимента, удалось лишь после того, как было выдвинуто положение о принципиальной неразличимости состояний, отличающихся друг от друга лишь местоположением одинаковых частиц: [a] | [b] = [b] | [a]. 

Строго говоря, вследствие тождественности обоих состояний системы частицы нельзя даже обозначать различными буквами. 

Основанные на этом положении квантовые статистики Бозе — Эйнштейна и Ферми — Дирака позволили каждая в своей области объяснить многие физические факты, например, знаменитую формулу Планка, которая положила начало квантовой физике. Это явилось подтверждением принципа, лежащего в основе указанных квантовых статистик. Но он подтверждается не только через свои следствия. Видный советский физик Я. И. Френкель отмечает, что этот принцип вытекает из основ волновой, т. е. квантовой, механики, утверждающей, что движение частиц не обладает той пространственно-временной непрерывностью, которая является основой традиционного понимания тождественности вещи: «В классической механике тождественные частицы, образующие рассматриваемую систему, считаются различными. Пронумеровав их каким-нибудь образом в произвольный начальный момент времени и непрерывно следя за их перемещением в пространстве, мы можем всегда опознать каждую из них в любой конфигурации, образуемой ими в позднейший момент времени. 

Подобное «опознание» предполагает непрерывное движение каждой частицы по определенной траектории — в соответствии с принципами классической механики. 

В волновой механике движение как отдельной частицы, так и системы частиц не может быть описано. Если начальная конфигурация системы известна, то, согласно соотношению неопределенности, скорости частиц остаются совершенно неопределенными. 

Таким образом, оказывается невозможным проследить за изменением конфигурации частиц. Вместо кинофильма о движении частиц волновая механика дает картину некоторой туманности (в конфигурационном пространстве), плотность которой определяет вероятность обнаружения частиц в соответствующих местах. 

В лучшем случае она дает нам моментальный снимок конфигурации частиц в рассматриваемый момент. при этом, однако, мы не имеем никаких оснований для «персонального» опознания этих частиц, если по своей природе (массе, заряду и т. д.) они совершенно одинаковы. 

Отсюда следует, что волно-механическое описание системы тождественных частиц должно иметь обезличенный характер, исключающий возможность различения частиц хотя бы присвоением им определенных наименований или номеров. Этот принцип мы будем называть «принципом обезлички». Название «принцип обезлички» нельзя считать удачным, так же как и название «принцип тождественности частиц», используемое другим советским физиком Д.И. Блохинцевым. И в классической физике частицы обезличены и тождественны, но это не мешало там считать их различными, так как они занимали различные места пространства. Поскольку суть принципа, о котором идет речь, заключается в том, что и различие по положению в пространстве не может служить основой для различения тождественных частиц, его, на наш взгляд, лучше всего назвать «принципом неразличимости». 

Д.И. Блохинцев подчеркивает, что без этого принципа нельзя получить из квантовой механики выводы, согласующиеся с опытом. Таким образом, отказ от него привел бы к отказу от основных положений современной теоретической физики. Д.И. Блохинцев дает весьма общую формулировку принципа неразличимости, или, по его терминологии, принципа тождественности частиц, выходящую в качестве предположения за рамки квантовой механики и непосредственно направленную против традиционного понимания вещи. Так, он пишет: «Таким образом, в квантовой области единственный способ, по которому можно различать одинаковые частицы, — различие по состояниям отказывается служить. В этой связи мыслимо предположение, что встречающиеся в природе системы устроены так, что вообще проблема различения одинаковых частиц является надуманной, т. е. что состояния совокупности одинаковых частиц всегда таковы, что можно говорить лишь о состоянии всей совокупности в целом, а не о распределении частиц по состояниям. Это предположение оправдывается на самом деле. Его мы формулируем в форме принципа тождественности частиц: в совокупности одинаковых частиц реализуются лишь такие состояния, которые не меняются при обмене одинаковых частиц». 

Итак, если частицы тождественны по своим свойствам, то различное положение в пространстве не может служить основанием для их различения. Вообще их нельзя различить. Следовательно, они представляют собой одну и ту же частицу, одновременно находящуюся в различных местах пространства. 

Если оставаться на позициях традиционного понимания вещи, то это воспринимается как нарушение закона противоречия. Поэтому некоторые зарубежные авторы считают, что новая физика опровергает не только старую физику, но и старую логику. Отождествляя основные законы мышления аристотелевской логики с положениями ньютоновской физики, О. Рейзер в своей работе «Non-аristotеlian Logic and the crisis in science»предлагает отказаться от аристотелевской логики и построить новую, неаристотелевскую логику, отвергающую законы тождества, противоречия и исключенного третьего. 

Конечно, аристотелевская система логики не является единственно возможной. Запросы современной науки требуют разработки новых логических теорий, приспособленных для решения сложных проблем, непосильных для логики Аристотеля. В настоящее время такие логические теории созданы и успешно разрабатываются, прежде всего в форме различных направлений символической логики. Однако достижения символической логики получены не путем отказа от основных законов мышления.

В многозначной логике формулируются законы, отличные от законов логики Аристотеля. Но, как справедливо отмечает А. Зиновьев, отрицание законов Аристотеля не имеет силы и в многозначной логике: «…из рассмотренного в данной работе материала следует, что законы двухзначной логики не отрицаются законами многозначной логики, как и законы второй не отрицаются законами первой. Так что понимать неуниверсальность законов логики как членение мира на сферы, в одних из которых действуют одни логические законы, а в других — их отрицания, будет грубейшей ошибкой». 

Развитие логики идет путем выявления неисследованных ранее форм мысли. Новые логические теории разрабатывают новые методы анализа таких форм, которые не поддаются анализу с помощью старых методов. Но поскольку любые новые формы мысли являются все же формами мысли, существуют какие-то общие законы, которые свойственны им именно как формам мысли.

К их числу относится и закон противоречия. Обоснование универсального характера этого закона в настоящее время дается не только в формальной, но и в диалектической логике. Однако если закон противоречия абсолютен, то как же осмыслить существование одной и той же вещи одновременно в разных местах и другие парадоксы, возникающие в связи с открытиями современной физики?

Рассматривая аналогичную проблему в связи с анализом парадоксов Зенона, А.С. Ахманов писал: «Логический интерес этих парадоксов состоит в том, что в основе этих парадоксов, как и многих других парадоксов современной логики, лежит попытка осмыслить новый факт в категориях и понятиях, отражающих старый иной опыт и старые иные факты. Поэтому новое осмысливается в понятиях недостаточных или даже категориально чуждых новому опыту и новым фактам. Вследствие этого возникают мнимые возможности зараз утверждать и отрицать одно и то же или зараз признавать ложным утверждение и отрицание… Смысл этих парадоксов заключается не в том, что якобы зараз одно и то же утверждается и отрицается, а в том, что они демонстрируют невозможность осмыслить многообразие и движение в понятиях, категориально чуждых осмысливаемым фактам. Таково свойство наших понятий, что они всегда отражают какой-то определенный и ограниченный опыт и потому не способны к бесконечному расширению. Попытка расширить их приложение за пределами того опыта, отражением которого они являются, часто оказывается причиной того, что этот новый опыт осмысливается в чуждых ему категориях, что порождает парадоксы, устраняемые в том случае, если будут найдены новые понятия, отражающие новый опыт» (курсив мой.— А. У.). 

Эта мысль А.С. Ахманова mutatis mutandis применима и к рассматриваемому нами случаю, где парадокс возникает потому, что мы пытаемся осмыслить опыт с помощью неприспособленного к нему понятия — традиционного понятия вещи. Специфика данного случая состоит только в том, что это понятие уже с самого начала противоречиво. Но если применительно к обычному опыту это противоречие выступает в завуалированной форме и не является большой помехой к использованию традиционного понятия вещи, то новый опыт, который дает нам современная физика, делает это противоречие очевидным и требует решительного пересмотра старого понятия вещи.

— Слова «вещь», «предмет» и «объект» везде ниже будут употребляться как равнозначные и заменяться друг другом
— Здравый смысл основан на таких положениях, которые представляются очевидными
— Качественно различные вещи могут совсем не иметь пространственной границы
— Вещь — это система качеств