По мнению Эйнштейна, предчувствие того, что открытие может иметь практическое применение в будущем, может реагировать на чистое исследование. Он привел бактериологию как доказательство этого. В ряду выдающихся бактериологов, начиная от Спалланцани до Шванна и Пастера, были, конечно, некоторые, чье желание знания было направлено прежде всего на открытие чисто научных связей. Пастер сам исходил из теоретического вопроса о создании жизни, то есть из проблемы происхождения органических существ из неорганической материи без посредства родительских организмов. Как панспермист он занял отрицательную позицию, то есть он пытался доказать, что невозможно обнаружить мост между органической и неорганической материей. Тем не менее, он, несомненно, знал, что его теоретические усилия простирались в практические регионы, и он мог легко предвидеть, что они окажут очень важное влияние на медицину и гигиену, хотя он не мог измерить его полный масштаб. В этом случае, тогда, мы не можем не признать, что определенная связь между желанием чистого знания и импульсом применить его практически возможна, полезна и оправдана сама по себе.
Влияние в противоположном направлении также возможно, и когда в ходе нашего разговора мы отправились на поиски примеров, мы наткнулись на один из большого интереса. Он показывает нам, что вопрос может возникнуть из обычной практики, который может открыть необъятное поле чистого знания, более того, он может привести к науке очень широкого охвата. Поскольку этот пример не является хорошо известным, я упомяну его здесь; я делаю это с дополнительным удовольствием, так как вовлеченный ученый является одним из тех, кого Эйнштейн цитирует наиболее часто и к кому он питает величайшее восхищение, а именно, Иоганн Кеплер. Во-первых, у нас есть удивительный факт, что Кеплер, который даже будучи на вершине своей славы, не был свободен от забот, был однажды обладателем некоторых денег. В 1615 году, его благословенном году удачи, великий астроном владел комфортабельным домом в Линце и даже осмелился зачать идею размещения некоторых хорошо наполненных бочек в своем погребе; более того, он был в состоянии опубликовать новую научную работу за свой собственный счет и, таким образом, предстать как свой собственный издатель.
Это произведение Кеплера и его бочки с вином напрямую связаны, как мы видим ясно из названия: Doliometrie, буквально, «Измерение бочек». Но название работы не дает ни малейшего намека на ее важность. Ибо эти исследования, относящиеся к винным бочкам, фактически стали фундаментом науки суверенной силы, исчисления бесконечно малых.
Какова была цель Кеплера? Это было что-то совершенно практическое и направленное на определенную цель, совершенно независимое от «удовольствий теории», чтобы повторить выражение Эйнштейна. Его проблема была вопросом экономии, использования материала экономно и уместно, в соответствии с требованиями заботливого главы дома. Как должна быть сконструирована такая бочка из минимума дерева, чтобы дать наибольшее кубическое содержание?
Его размышления начались с рассмотрения вина как драгоценного содержимого, заключенного фигурой в пространстве, а затем с представления бочки как представляющей особый класс «тел вращения», то есть фигур в пространстве, которые могут рассматриваться как произведенные вращением кривой линии вокруг оси. В этот момент он сначала попытался получить полный обзор вопроса. Он варьировал доски вдоль сторон, клепки, и сформировал последовательно девяносто два таких тела вращения, некоторые из которых он назвал в честь фруктов, которые они напоминали по форме, как, например, яблокообразные, лимонообразные, оливкообразные тела. Он начал с измерения бочек, и конечным результатом было то, что его работа, Doliometrie, стала источником всех будущих кубатур или измерений объема.
Теперь мы подходим к решающему моменту. Каким условиям должна удовлетворять ограничивающая поверхность такого бочкообразного тела вращения, если тело должно иметь максимальный объем? Эпохальное открытие здесь вышло на свет. Практичный глава дома взлетает в возвышенные сферы теории величин. Кеплер открыл концепцию изменений в функциях и их особенности в максимальной точке. (Он не использовал, конечно, эти современные термины.) С помощью этого, задолго до Ньютона и Лейбница, он заложил фундаменты исчисления бесконечно малых, которое позже стало сердцем и душой математики, астрономии, теоретической физики и технической науки, в той мере, в какой она основана на механических отношениях.
С другой стороны, Эйнштейн, который теперь, триста лет спустя, установил свои дифференциальные уравнения и с ними новую мировую систему, стоит перед нами как чистый первооткрыватель, лишенный практических целей. Но в этих уравнениях есть элементы анализа, которые однажды вышли на свет в счастливой идиллии. Это событие не вышло из серой неясности абстракции, но из региона земного счастья, когда луч света нашел свой путь в мрачное существование Кеплера. Ни один поэт еще не выразил этот любопытный комплекс событий в балладе, рассказывающей, как Истина, единственный объект Науки, была выжата из винограда, и как Практика, вдохновленная запросом бондаря, нашла свой путь к Теории, которая простирается до пределов Вселенной.
II
Разговор коснулся знаменитых выражений, слов, высеченных в камне, в частности изречения Канта, которое стремится зафиксировать фундамент и пределы знания. «Каждая наука о природе, — сказал великий философ из Кенигсберга, — содержит столько же Истины, сколько она содержит математики». И поскольку, в конечном счете, Природа включает в себя все — ибо разграничение между физической и ментальной наукой больше не кажется возможным — тогда, если мы следуем Канту, мы должны были бы рассматривать математику как единственную меру науки.
Конечно, еще невозможно вступить в дискуссию по этому пункту с историками, медицинскими или юридическими практиками. Они были бы оправданы в отказе от нее, поскольку в их предметах «истина» не является единственным фактором, и потому что мы не можем видеть в настоящее время, как концепция всеобъемлющей математической истины должна найти место в них. Но когда мы спрашиваем физика по этому пункту, который непрестанно использует математику как свой главный инструмент, мы должны, конечно, ожидать, что он ответит безусловным утверждением. По крайней мере, я не был бы удивлен, если бы Эйнштейн ответил таким образом, и если бы он действительно заявил о ее действительности для каждой отрасли науки.
Но Эйнштейн считал эту цитату верной только условно, в том, что он принимал ее как принцип, но не рассматривал ее как универсальную. То есть, он не признает математику как единственный тест истины.
«Суверенитет математики, — сказал Эйнштейн, — основан на очень простых предположениях; он укоренен в концепции самой величины. Его доминирующая позиция обусловлена тем фактом, что он дает нам гораздо более тонкие средства различения между бесконечно разнообразными возможностями, чем любой другой метод мышления, который выражает себя в языке и ограничен использованием слов. Чем больше поле, принимаемое во внимание, тем яснее это становится; но даже в таком узком диапазоне, как от 1 до 100, оценка, такая как 27, несравненно более точна, чем может быть выражена словами любым другим способом. Если мы думаем о ряде ощущений, варьирующихся от удовольствия до боли, или от сладкого до горького, мы обнаруживаем, что слова оставляют нас в неопределенном, запутанном состоянии, и мы не преуспеваем в фиксации на точке ряда с той же точностью, как мы выше зафиксировали на 27 из 100. Но когда теория величины играет роль в вопросе, как, например, в ряде тонов, чьи вибрации обнаруживают математическую последовательность, мы немедленно достигаем гораздо более высокого порядка точности, используя числа...»
Вот почему существует своего рода научное удовольствие в последовательности тонов, так бежали мои мысли. Лейбниц отмечает, что «Музыка — это удовольствие человеческой души, которое возникает от счета, не зная, что она считает». Здесь верифицируется пифагорейское «Число есть сущность всех вещей». Как только мы приходим к стадии, на которой мы чувствуем психологическую сущность числа, мы впадаем в своего рода экстаз, потому что в наших подсознательных умах мы испытываем не только удовольствие чувства, но и лежащую в основе истину.
Эйнштейн возобновил: «Замечание Канта верно в том смысле, что оно устанавливает две вещи в ясном противоречии друг другу. С одной стороны, он имеет в виду плоды знания обычной жизни, в которых наши обычные восприятия и опыты переплетены и не могут быть распутаны индуктивными методами и дедуктивными соображениями. Противопоставленные им, и рассматриваемые как более высокого ранга, являются должным образом научные конструкции — то есть такие, в которых мы находим аккуратную дифференциацию связанных мыслей, которые основаны на регулярных фундаментах и которые формируют звенья цепи дедукции. Всякий раз, когда наша наука преуспевает в отделении этого логически упорядоченного знания от его чувственных источников, оно имеет математический характер, и количество истины, содержащееся в нем, будет, соответственно, определяться критерием Канта. Но Кант требует слишком многого, когда он просит нас применить эту шкалу ко всему достижимому знанию науки. Казалось бы целесообразным провести ограничения, если его замечание должно служить регулятивной мерой. Большая часть биологической науки будет в будущем все еще обязана прокладывать свой путь независимо от чисто математических соображений».
«Ваши размышления, профессор, тогда также относились бы к изречению Галилея: Книга Природы лежит открытой перед нами, но написана буквами, отличными от тех, что в нашем алфавите; ее символы составлены из треугольников, четырехугольников, кругов и сфер».
«При всем должном уважении к красоте этого наблюдения, я не могу удержаться от сомнения в его универсальной действительности. Если бы мы приняли его безоговорочно, мы должны были бы рассматривать пути всех исследований как чисто математические, и это исключило бы определенные очень важные возможности, прежде всего, определенные формы интуиции, которые показали себя чрезвычайно плодотворными. Таким образом, согласно интерпретации Галилея, книга Природы была бы нечитаемой для Гете, ибо его дух был совершенно нематематическим, более того, антиматематическим. Но он обладал особой формой интуиции, которая выражалась как чувство, которое поставило его в прямой контакт с Природой, с результатом, что он получил более ясное видение, чем многие точные исследователи».
«Считаете ли вы тогда интуитивные дары вообще разделимыми по форме и по виду?»
«Было бы педантично пытаться установить фундаментальное различие, даже если мы можем рассматривать нематематическую интуицию Гете как очень поразительный случай. Более того, как я часто подчеркивал, все великие достижения науки начинаются с интуитивного знания, а именно, в аксиомах, из которых затем делаются дедукции. Возможно прийти к таким аксиомам, только если мы получим истинный обзор мыслительных комплексов, которые еще не логически упорядочены; так что, в общем, интуиция является необходимым условием для открытия таких аксиом. И нельзя отрицать, что в подавляющем большинстве умов с математической тенденцией эта интуиция проявляется как характеристика их творческой силы».
«Судя по этим замечаниям, вы цените дедукцию значительно выше индукции. Возможно, используя эти расхожие термины, я выражаюсь несколько неясно; мне кажется, что великие вещи были достигнуты также и с помощью индуктивных процессов».
«Давайте сначала определим, что означает каждый из этих терминов. Дедукция — это выведение частного из общего, тогда как индукция — это процесс выведения общего из частного случая. Приведите какой-нибудь пример блестящего достижения, который, по вашему мнению, иллюстрирует силу индуктивного метода. Каким бы ни был ваш пример, вы вскоре осознаете разницу в значимости этих двух процессов».
«Для меня самым совершенным примером индукции являются определенные рассуждения Евклида. Вопрос заключался в том, конечное или бесконечное число простых чисел (то есть чисел, которые нельзя разделить без остатка ни на что, кроме единицы) существует. Евклид нашел изящное доказательство того, что общее число бесконечно, с помощью следующего строго индуктивного рассуждения. Если бы общее число было конечным, должно было бы существовать наибольшее простое число. Назовем его n, а затем составим произведение всех простых чисел до n включительно и прибавим единицу, таким образом: 2 x 3 x 5 x 7 x 11 x 13 ... n, плюс 1. Это новое число, скажем Y, безусловно больше n, и теперь есть две возможности: либо n является простым числом, либо оно не является простым».
«Если оно не является простым, оно должно делиться на какое-то существующее простое число. Но простые числа до n включительно не могут делить Y без остатка, так как всегда остается остаток, а именно 1. Следовательно, Y должно делиться на существующее простое число X, которое больше n. Это противоречит предположению, что n — наибольшее простое число, так как X оказывается больше n».
«Во-вторых, если Y является простым числом, то сразу следует, что n не может быть наибольшим простым числом, так как Y больше n. Следовательно, каким бы большим ни было любое простое число, которое мы можем предположить, всегда найдется число, которое больше него, и даже если нам не удастся выразить его в цифрах, мы видим, что оно определенно должно существовать. Таким образом, тщательно изучив частный случай — простое число n, которое считалось максимально возможным, — мы пришли к общей теореме, которая гласит, что число простых чисел не ограничено. Разве это тоже не триумф интуиции?»
«Безусловно, — сказал Эйнштейн. — Но вы не должны упускать из виду тот факт, что теорема такого рода не может быть поставлена в один ряд с теоремой фундаментально аксиоматического характера. Та, которую вы обсудили, была выведена с помощью остроумного процесса рассуждения, но она не обладает характеристикой эпохального открытия. Эту теорему Евклида можно представить отсутствующей в науке, и содержание истины в науке от этого существенно не изменится. Сравните с ней теорему аксиоматического значения, такую как закон инерции Галилея или закон всемирного тяготения Ньютона. Такие теоремы характеризуются тем, что они являются отправными точками познания, неисчерпаемыми по следствиям, которые могут быть из них выведены. Ваш вопрос, заданный ранее, о том, считаю ли я дедуктивный метод превосходящим индуктивный, был сформулирован не совсем корректно. На это я ответил выше, что индуктивный метод как средство открытия общих истин обычно переоценивается. Правильная постановка вопроса такова: какие истины относятся к более высокому порядку — те, что найдены индуктивно, или те, что ведут к дальнейшей дедукции? В ответе на это вряд ли могут быть сомнения».
«Нет, это безусловно верно. Если я правильно понимаю вашу мысль, ответ можно выразить аллегорией. Интуиция высшего порядка создает сокровищницы, интуиция меньшей степени — отдельные предметы ценности, которые значимы сами по себе, хотя их нельзя сравнить с неоценимой ценностью самих сокровищниц. Тот факт, что высшая интуиция встречается у умов с математическим складом, делает возможным то, что замечание Канта в будущем будет вызывать все больше доверия. Оно уже в некоторой мере применимо к предметам, к которым оно казалось неприменимым при жизни Канта, например, в психологии, где отношения между стимулом и реакцией были установлены математически только после того, как был сформулирован закон Вебера-Фехнера; а также, со времен Кетле, в науках о морали и социологии мы узнаем из математических методов статистики и теории вероятностей, что даже человек как активное существо подчинен механической причинности. Во всяком случае, кажется очевидным, что замечание Канта о том, что в каждой науке столько истины, сколько в ней математики, получило дополнительное подтверждение в последнее время».
«Это можно признать, — заключил Эйнштейн, — не признавая его замечание аксиомой. Оно все еще далеко от того, чтобы сделать возможными неоспоримые дедукции, и никогда не сможет этого сделать полностью; однако оно может претендовать на равную значимость как прекрасно выраженная идея, подобно идее Пифагора, который утверждал, что число есть природа всех вещей».
III
«Линии разграничения между "понятийным знанием" (Erkennen) и "перцептивным знанием" (Kennen) в наши дни проводятся все более четко. Первое рассматривается как исключительное достояние высокоразвитого человеческого разума, а второе — как характеристика более низкого интеллекта других живых существ. Не является ли это ярко выраженным случаем антропоморфизма и не вводит ли это нас в заблуждение, заставляя формировать мнения, от которых мы бы сразу отказались, если бы нам удалось хотя бы на мгновение выйти за рамки нашего человеческого восприятия?»
«Мы должны раз и навсегда смириться с антропоморфизмом, — ответил Эйнштейн, — и нет смысла желать избежать его, ибо аргументы об антропоморфизме неизбежно пронизаны им самим. Таким образом, мы движемся по кругу, если воображаем, что можем вывести что-то за пределами человеческого знания. Как только мы проходим круг, мы снова оказываемся в исходной точке, и поэтому мы вынуждены проводить четкие линии разделения между инстинктивным знанием, полученным непосредственно через восприятие, и понятийным знанием, полученным путем процессов абстракции и рефлексии; таким образом, мы отдаем пальму первенства человеческому разуму».
«Но что, если проявится следующее противоречие? Предположим, что логический "круг" — это вовсе не круг, а спираль, так что конечная точка аргументации лежит чуть выше начальной. Я инстинктивно чувствую, что такие, казалось бы, бесплодные окольные рассуждения могли бы в конечном итоге привести к определенному знанию. Например, определенное насекомое, наездник, хотя и лишено знания науки в нашем понимании, безошибочно вонзает свое жало в определенную точку колец гусеницы, именно в ту точку, которая служит его цели — парализовать гусеницу, не убивая ее. Оно действует инстинктивно, и я могу интерпретировать это событие другими словами. Муха показывает, что она "знает" анатомию чужого существа, хотя у нее нет понятийного знания о ней в нашем смысле. Но из этой аналогии сразу следует, что с точки зрения мухи ее перцептивный интеллект стоит выше нашего понятийного интеллекта — то есть, изменив перспективу, я прихожу к выводу, что анатомические знания мухи выше аналогичных знаний самого ученого анатома. Точно так же я мог бы убедить себя, что математика перелетной птицы стоит выше картографических знаний любого исследователя-человека. Перелетная птица, которая летит из глубины Африки по прямой линии к своему гнезду в Мекленбурге, должна иметь в своем организме нечто вроде системы координат. Истинная причина, по которой мы отводим более высокое положение нашему понятийному знанию, заключается в том, что мы одинаково гордимся как своим интеллектом, так и своей наукой; это, возможно, обман, зависящий от некоторого компромисса, своего рода незаконная сделка, в которой разум выдает векселя на науку, а наука, в свою очередь, выполняет свои обязательства, расплачиваясь чеками, выписанными на разум!»