Евгений Седов - Одна формула и весь мир
За неимением микроскопов, телескопов, измеряющих различные физические параметры приборов, мыслители Древней Эллады могли предаваться лишь размышлению и созерцанию, довольствуясь информацией, получаемой непосредственно из окружающего мира и полагаясь только на подаренные человеку природой пять органов чувств. Но и этого оказалось достаточно для постановки таких проблемных вопросов, над решением которых наука бьется и по сей день.
«... В многообразных формах греческой философии,— замечает по этому поводу Энгельс,— уже имеются в зародыше, в процессе возникновения почти все позднейшие типы мировоззрений. Поэтому и теоретическое естествознание, если оно хочет проследить историю возникновения и развития своих теперешних общих положений, вынуждено возвращаться к грекам». Вклад древнегреческой философии в мировую науку Энгельс считал величайшим достижением «маленького народа, универсальная одаренность и деятельность которого обеспечили ему в истории развития человечества место, на какое не может претендовать ни один другой народ».
Каждый из античных философов по-своему постигает и объясняет мир. Без ускорителей и фазотронов Демокрит проникает умственным взором в первозданный мир атомов. Без рентгеновских аппаратов и даже без хирургических скальпелей Эмпедокл и Анаксагор пытаются объяснить, как устроен человеческий организм. Не обходится без издержек. Например, древние греки считали, что вместилищем человеческого разума является... диафрагма. Что поделаешь! Не подтвержденная опытом чисто умозрительная методика постижения истин где-нибудь обязательно дает сбой.
Но были и поразительные прозрения. К их числу в первую очередь следует отнести гениальную гипотезу об атомном строении мира. Лишь 24 века спустя наука сумела создать технические средства, благодаря которым эта гипотеза получила экспериментальное подтверждение.
Однако и она была не без изъяна. Изъян в теории Демокрита уловил Эпикур — глубокий и разносторонний мыслитель, почему-то прославившийся среди далеких потомков в первую очередь как певец беззаботности и наслаждений. Эпикур первым сказал, что, приняв безоговорочно гипотезу Демокрита, придется признать и вытекающий из нее жестко детерминированный и полностью запрограммированный мир.
Правда, во времена Эпикура таких слов еще не знали, но суть разногласий между ним и Демокритом была именно в них. Дело в том, что согласно теории Демокрита траектории движения атомов определялись лишь силой тяжести и столкновениями друг с другом. Поскольку все состоит из атомов («Существуют лишь атомы и пустота»,— констатировал Демокрит), а движение каждого атома подчиняется строгим законам, значит, им же подчиняется весь окружающий мир. Эпикур позволил себе усомниться в такой жесткой предопределенности мира. Смысл сомнений Эпикура выразил в своей известной поэме «О природе вещей» Лукреций Кар:
Если ж движения все непрерывную цепь образуют
И возникают одно из другого в известном порядке,
И коль не могут путем отклонения первоначала
Вызвать движений иных, разрушающих рока законы,
Чтобы причина не шла за причиною испокон века,
Как у созданий живых на земле не подвластная року,
Как и откуда, скажи, появилась свободная воля,
Что позволяет идти, куда каждого манит желанье,
И допускает менять направленье не в месте известном
И не в положенный срок, а согласно ума побужденью?
Ибо сомнения нет, что во всем этом каждому воля
Служит начальным толчком и по членам движенья проводит.
Эпикур пришел к выводу, что непрерывную цепь причин природа должна разрывать у самого основания: на атомном уровне. Атомам, утверждал Эпикур, присущи не только те движения, которые обусловлены действием силы их тяжести и взаимными столкновениями друг с другом, но и иные, спонтанные, то есть самопроизвольные, непредсказуемые и не подчиняющиеся никаким законам движения (Эпикур называл их clinamen), возникающие как бы «по внутренним побуждениям» самих атомов, отражающие присущую атомам «свободную волю». В спонтанных движениях атомов и заключается то самое «отклонение первоначала», избавляющее весь мир от действия «рока законов», о котором говорит в своей поэме Лукреций Кар:
Если ж, как капли дождя, они вниз продолжали бы
падать,
Не отклоняясь ничуть на пути в пустоте необъятной,
То никаких бы ни встреч, ни толчков у начал
не рождалось,
И ничего никогда породить не могла бы природа.
Так из критики гениальной гипотезы Демокрита родилось не менее гениальное предвидение Эпикура: ведь более 20 веков спустя к подобному выводу пришли создатели квантовой физики де Бройль, Шредингер, Гейзенберг. Согласно квантовой теории поведение электронов и других частиц микромира имеет вероятностный, статистический характер. Движение частиц здесь описывается волновым уравнением Шредингера, которое говорит о том, что электрон как бы размазан, размыт по пространству. Нельзя сказать определенно (а можно лишь предполагать с некоторой вероятностью), где он находится в данное мгновение и где он окажется в следующий момент. О том же самом говорит и соотношение неопределенностей Гейзенберга: нельзя точно измерить координаты и импульс элементарной частицы. Если точно известен импульс, то в тайне содержится «место жительства» (координаты частицы). Если точно известны координаты, то неизвестен импульс, а значит, нельзя предвидеть, куда частица переместится в следующий момент.
Опять все та же непредсказуемая спонтанность, заложенная природой в самый фундамент материи и исключающая какую бы то ни было программу («рока законы»), подчиняющую себе окружающий мир. Этой спонтанности, рождающейся на уровне мельчайших материальных частиц и обусловливающей весь процесс диалектического развития мира, большое значение придавал В. И. Ленин. Конспектируя лекции Гегеля по истории философии, в том месте, где речь шла о традиционных нападках на эпикуровскую идею спонтанных отклонений атомов, он сделал всего лишь одну коротенькую, но многозначительную пометку: «а электроны?»
И вся последующая история развития физики явилась развернутым ответом на этот короткий, но очень глубокий вопрос Ленина. Пока мельчайшей частицей материи считался атом, спонтанность «поведения» приписывалась ему. Затем обнаружили, что атом не является неделимым, а состоит из более мелких элементарных частиц. Атом распался, но непредсказуемая спонтанность осталась — она переместилась на уровень элементарных частиц. В самом фундаменте мира, в кирпичиках, из которых весь наш мир сложен, гнездится та самая непредсказуемая спонтанная энтропия, благодаря которой мир не повторяет, как механизм, одних и тех же движений, а обновляется, непрерывно рождая новые формы, в общем, ведет себя не как запрограммированный механический, а как диалектически развивающийся мир.
Надо заметить, что на протяжении всей истории развития науки идея изначальной спонтанности, заложенной в самый фундамент материального мира, вызывала ожесточенные споры.
«Ничего более позорного не может случиться с физиком»,— сказал об Эпикуре Цицерон. Великий оратор хотел подчеркнуть, что физик должен стараться найти во всех явлениях строго причинные связи, а не вводить в теорию какие-то непонятные отклонения от траектории, возникающие без всяких причин. А много веков спустя примерно такую же точку зрения отстаивал великий Эйнштейн (который, кстати сказать, сам же и ввел впервые случайность в теоретические исследования поведения элементарных частиц). Полемизируя с Бором по поводу природы вероятностных законов квантовой физики, Эйнштейн заявил, что признание объективного характера этих законов было бы равносильно утверждению о том, что судьба мира зависит от количества случайно выпавших очков подбрасываемой самим господом богом игральной кости.
Но, несмотря на все попытки опровержения идеи спонтанности, она дожила со времен Эпикура до наших дней.
Был еще один античный мыслитель, который, размышляя о законах развития мира, в конце концов пришел к заключению, что в процессе развития обязательное участие принимают случайности. Имя его — Эмпедокл.
Согласно теории Эмпедокла в определенный период развития мира из земли начали вырастать отдельные органы и части тела животных: ноги, хвосты, глаза и т. д. Затем эти части стали случайным образом соединяться друг с другом. Так, например, возникли кентавры — существа с головой человека и с телом коня. На этой стадии развития мир изобиловал чудовищными, нелепыми, нежизнеспособными существами, и неизвестно, что же в конце концов получилось бы из нашего мира, если бы на следующем этапе его развития не вмешались противоборствующие силы — Любовь и Вражда. Вражда безжалостно уничтожала все неудачные комбинации (скажем, те существа, у которых глаза оказались на пятке). А все удачные и гармоничные комбинации («цельноприродные существа», если придерживаться терминологии самого Эмпедокла) взяла под свою защиту Любовь. В следующий период (четвертый, поскольку первым у Эмпедокла является общий хаос), спасенные существа приобрели признаки пола, и Любовь стала обучать их любви. С тех пор Любовь и Природа не допускают случайных возникновений живых существ путем комбинаций органов. «Цельноприродные» существа рождают себе подобных, на чем и зиждется окружающий мир.
