Возможно, лучший способ выразить это избирательное влияние разума на законы Природы — сказать, что ценности создаются разумом. Весь «свет и тень» в нашей концепции мира физики приходит таким образом от разума и не может быть объяснен без ссылки на характеристики сознания.
Мир, который мы построили из структуры отношений, несомненно, обречен на то, чтобы его изрядно перекраивали по мере развития наших знаний. Квантовая теория показывает, что назревают радикальные изменения. Но я думаю, что наше упражнение по строительству, по крайней мере, расширило наши умы до осознания возможностей и дало нам иную ориентацию в отношении идеи физического закона. Моменты, на которых я настаиваю:
Во-первых, строго количественная наука может возникнуть из базиса, который является чисто качественным. Сопоставимость, которую необходимо постулировать аксиоматически, — это лишь качественное различение подобия и неподобия.
Во-вторых, законы, которые мы до сих пор считали наиболее типичными законами природы, носят характер трюизмов, и окончательные управляющие законы базисной структуры (если они вообще существуют) скорее всего будут иного типа, чем все, что было задумано до сих пор.
В-третьих, разум своей избирательной силой вписал процессы Природы в рамки закона, узор которого в значительной степени выбран им самим; и в открытии этой системы закона разум можно рассматривать как возвращающий от Природы то, что сам разум вложил в Природу.
Три типа закона. Насколько мы можем судить, законы Природы делятся на три класса: (1) тождественные законы, (2) статистические законы, (3) трансцендентальные законы. Мы только что рассматривали тождественные законы, т. е. законы, которым подчиняются как математическим тождествам в силу того, как построены величины, подчиняющиеся им. Их нельзя рассматривать как подлинные законы управления базисным материалом мира. Статистические законы относятся к поведению толп и зависят от того факта, что, хотя поведение каждого индивида может быть крайне неопределенным, средние результаты можно предсказать с уверенностью. Большая часть кажущейся единообразия Природы — это единообразие средних величин. Наши грубые чувства воспринимают только средний эффект огромного числа отдельных частиц и процессов; и регулярность среднего вполне может быть совместима с высокой степенью беззакония индивида. Я не думаю, что возможно отбросить статистические законы (такие как второй закон термодинамики) как просто математические адаптации других классов законов к определенным практическим проблемам. Они включают в себя свой собственный специфический элемент, связанный с понятием априорной вероятности; но мы пока не можем найти для этого места ни в одной из текущих концепций мирового субстрата.
Если существуют какие-либо подлинные законы управления физическим миром, их следует искать в третьей группе — трансцендентальных законах. Трансцендентальные законы включают все те, которые не стали очевидными тождествами, подразумеваемыми в схеме построения мира. Они касаются конкретного поведения атомов, электронов и квантов — то есть законов атомарности материи, электричества и действия. Мы, кажется, делаем некоторые успехи в их формулировании, но ясно, что разум ведет гораздо более тяжелую борьбу за получение рациональной концепции о них, чем это было с классическими законами поля. Мы видели, что законы поля, особенно законы сохранения, косвенно навязаны разумом, который, так сказать, продиктовал план построения мира, чтобы удовлетворить им. Естественно предположить, что большая трудность в прояснении трансцендентальных законов обусловлена тем фактом, что мы больше не заняты извлечением из Природы того, что сами вложили в Природу, а наконец столкнулись с ее собственной внутренней системой управления. Но я едва ли знаю, что думать. Мы не должны предполагать, что возможные развития нового отношения к закону природы были исчерпаны за несколько коротких лет. Может быть, законы атомарности, подобно законам сохранения, возникают только при представлении мира нам и могут быть признаны тождествами при некотором расширении аргумента, которому мы следовали. Но, возможно, столь же вероятно, что после того, как мы очистим все привнесенные законы, которые возникают исключительно в нашем способе восприятия окружающего мира, останется внешний мир, развивающийся по подлинным законам управления.
В настоящее время мы можем заметить контраст: законы, которые мы теперь признаем созданными человеком, характеризуются непрерывностью, тогда как законы, на которые разум пока не претендует, характеризуются атомарностью. Квантовая теория с ее избеганием дробей и настаиванием на целых единицах кажется чуждой любой схеме, которую мы, вероятно, подсознательно навязали бы в качестве рамки для природных явлений. Возможно, наш окончательный вывод относительно мира физики будет напоминать взгляд Кронекера на чистую математику.
«Бог создал целые числа, всё остальное — дело рук человеческих». [40]
[37] Математически мы свертываем исходный тензор четвертого ранга в тензор второго ранга.
[38] Один закон, обычно группируемый с ними, а именно закон пондеромоторной силы электрического поля, не включен. Похоже, невозможно добраться до истоков этого закона, не занявшись структурой электрона, что выходит за рамки нашего текущего упражнения по построению мира.
[39] Это не предназначалось для намека на некоторые косвенные эффекты волн; это верно, я думаю, в отношении более счастливых впечатлений от путешествия.
[40] Die ganzen Zahlen hat Gott gemacht; alles anderes ist Menschenwerk.
Глава XII ПОКАЗАНИЯ ПРИБОРОВ
Привычные концепции и научные символы. Мы сказали во Введении, что сырой материал научного мира не заимствован из привычного мира. Только недавно физик сознательно отделился от привычных концепций. Он не собирался открывать новый мир, а хотел подправить старый. Как и все остальные, он начал с идеи, что вещи более или менее таковы, какими они кажутся, и что наше яркое впечатление об окружающей среде может быть принято в качестве основы для работы. Постепенно выяснилось, что некоторые из ее наиболее очевидных черт должны быть отвергнуты. Мы узнаем, что вместо того, чтобы стоять на твердой неподвижной земле, гордо подняв головы к небесному своду, мы висим вниз головой на шаре, несущемся через пространство со скоростью много миль в секунду. Но это новое знание все еще может быть усвоено путем перегруппировки привычных концепций. Я могу довольно ярко представить себе описанное положение дел; если и есть какое-то напряжение, то оно ложится на мою доверчивость, а не на мои способности к концептуализации. Другие достижения знания могут быть размещены с помощью того очень полезного подспорья для понимания — «как это, только больше». Например, если вы думаете о чем-то вроде пылинки, только больше, вы получаете атом, как его представляли до довольно недавнего времени.
В дополнение к привычным сущностям физику приходилось считаться с таинственными агентами, такими как гравитация или электрическая сила; но это не нарушало его общего взгляда. Мы не можем сказать, на что «похоже» электричество; но поначалу его отчужденность не принималась как окончательная. Одной из главных целей исследования считалось открытие того, как свести эти агенты к чему-то, описываемому в терминах привычных концепций — короче говоря, «объяснить» их. Например, истинная природа электрической силы могла быть своего рода смещением эфира. (Эфир был в то время привычной концепцией — как какой-то экстремальный вид материи, только больше.) Таким образом, вырос список ожидания сущностей, которые однажды должны были занять свое законное место в отношении концепций привычного мира. Тем временем физике приходилось обходиться с ними как можно лучше, не зная их природы.
Она справлялась на удивление хорошо. Незнание природы этих сущностей не было препятствием для успешного предсказания поведения. Мы постепенно осознали тот факт, что схема обращения с величинами из списка ожидания становилась более точной и более удовлетворительной, чем наше знание привычных вещей. Привычные концепции не поглотили список ожидания, но список ожидания начал поглощать привычные концепции. Эфиру, после того как он по очереди был упругим твердым телом, желе, пеной, конгломератом гиростатов, было отказано в материальной и субстанциальной природе и он был возвращен в список ожидания. Было обнаружено, что наука может достичь так многого с сущностями, природа которых оставалась в подвешенном состоянии, что начали задаваться вопросом, есть ли какая-либо польза в устранении этой неопределенности. Кризис наступил, когда мы начали конструировать привычные сущности, такие как материя и свет, из вещей, находящихся в списке ожидания. Тогда наконец стало ясно, что связь с привычными концепциями должна осуществляться через продвинутые конструкты физики, а не в начале алфавита. Мы страдали и до сих пор страдаем от ожиданий, что электроны и кванты должны быть в некоторых фундаментальных отношениях похожи на материалы или силы, привычные в мастерской — что все, что нам нужно сделать, — это представить обычный вид вещей в бесконечно меньшем масштабе. Нашей целью должно быть избегание таких предвзятых мнений, которые, безусловно, нелогичны; и поскольку мы должны перестать использовать привычные концепции, символы стали единственной возможной альтернативой.
Синтетический метод, с помощью которого мы строим из его собственных символических элементов мир, который будет имитировать фактическое поведение мира привычного опыта, принят почти повсеместно в научных теориях. Любая обычная теоретическая статья в научных журналах молчаливо предполагает, что этот подход принят. Он оказался наиболее успешной процедурой; и это фактическая процедура, лежащая в основе достижений, изложенных в научной части этой книги. Но я не стал бы утверждать, что никакой другой способ работы недопустим. Мы согласны с тем, что в конце синтеза должна быть связь с привычным миром сознания, и мы не обязательно против попыток достичь физического мира с этого конца. С точки зрения философии желательно, чтобы этот вход был исследован, и вполне возможно, что он может быть плодотворным научно. Если я правильно понял философию доктора Уайтхеда, то это тот путь, который он выбирает. Это включает в себя определенное количество работы в обратном направлении (как мы обычно это описываем); но его метод «экстенсивной абстракции» предназначен для преодоления некоторых трудностей такой процедуры. Я не квалифицирован, чтобы сформировать критическое суждение об этой работе, но в принципе она кажется весьма интересной. Хотя эта книга может во многих отношениях казаться диаметрально противоположной широко читаемой философии Природы доктора Уайтхеда, я думаю, было бы вернее рассматривать его как союзника, который с противоположной стороны горы прокладывает туннель навстречу своим менее философски настроенным коллегам. Важно не перепутать два входа.
Природа точной науки. Одной из характеристик физики является то, что это точная наука, и я обычно отождествлял область физики с областью точной науки. Строго говоря, они не синонимичны. Мы можем представить себе науку, возникающую без контакта с обычными явлениями и законами физики, которая тем не менее допускает тот же вид точного обращения. Вполне возможно, что менделевская теория наследственности может вырасти в независимую науку такого рода, ибо она, по-видимому, занимает в биологии то же положение, которое атомная теория занимала в химии сто лет назад. Тенденция теории состоит в анализе сложных индивидов на «единичные признаки». Они подобны неделимым атомам со сродством и отталкиванием; их спаривания управляются теми же законами случая, которые играют столь большую роль в химической термодинамике; и числовая статистика признаков популяции предсказуема таким же образом, как результаты химической реакции.
Теперь эффект такой теории на наши философские взгляды о значимости жизни не зависит от того, допускает ли менделевский атом строго физическое объяснение или нет. Единичный признак может содержаться в некоторой конфигурации физических молекул носителя и, возможно, даже буквально соответствовать химическому соединению; или это может быть нечто привнесенное, что присуще живой материи и еще не включено в перечень физических сущностей. Это побочный вопрос. Мы приближаемся к великому вопросу о том, существует ли какая-либо область деятельности — жизни, сознания, божества — которая не будет поглощена прогрессом точной науки; и наше опасение направлено не против конкретных сущностей физики, а против всех сущностей категории, к которой может быть применена точная наука. Ибо точная наука взывает, или, казалось, взывала, к типу закона, неизбежному и бездушному, против которого восстает человеческий дух. Если наука окончательно объявит, что человек — не более чем случайное скопление атомов, удар не будет смягчен объяснением, что рассматриваемые атомы — это менделевские единичные признаки, а не материальные атомы химика.
Давайте тогда исследуем вид знания, с которым имеет дело точная наука. Если мы поищем в экзаменационных билетах по физике и натурфилософии более понятные вопросы, мы можем наткнуться на один, начинающийся примерно так: «Слон скользит по травянистому склону холма...» Опытный кандидат знает, что ему не нужно обращать на это много внимания; это вставлено только для создания впечатления реализма. Он читает дальше: «Масса слона составляет две тонны». Теперь мы переходим к делу; слон исчезает из задачи, и его место занимает масса в две тонны. Что именно представляют собой эти две тонны, реальный предмет задачи? Это относится к некоторому свойству или состоянию, которое мы смутно описываем как «тяжеловесность», встречающемуся в конкретной области внешнего мира. Но мы не продвинемся далеко таким образом; природа внешнего мира непостижима, и мы только погрузимся в трясину неописуемого. Неважно, к чему относятся «две тонны»; что это такое? Как это на самом деле вошло столь определенным образом в наш опыт? Две тонны — это показание указателя, когда слона поместили на весы. Давайте пойдем дальше. «Уклон холма составляет 60°». Теперь склон холма исчезает из задачи, и его место занимает угол в 60°. Что такое 60°? Нет нужды бороться с мистическими концепциями направления; 60° — это показание отвеса относительно делений транспортира. Точно так же и для других данных задачи. Мягко податливый дерн, по которому скользил слон, заменяется коэффициентом трения, который, хотя, возможно, и не является непосредственно показанием прибора, имеет родственную природу. Несомненно, на практике используются более окольные пути для определения веса слонов и уклонов холмов, но они оправданы, потому что известно, что они дают те же результаты, что и прямые показания приборов.
И так мы видим, что поэзия исчезает из задачи, и к тому времени, когда начинается серьезное применение точной науки, у нас остаются только показания приборов. Если тогда в машину научного расчета вводятся только показания приборов или их эквиваленты, как мы можем получить что-либо, кроме показаний приборов? Но именно это мы и получаем. Вопрос, по-видимому, заключался в том, чтобы найти время спуска слона, и ответ — это показание указателя на секундном циферблате наших часов.
Триумф точной науки в предыдущей задаче состоял в установлении числовой связи между показанием указателя весов в одном эксперименте со слоном и показанием указателя часов в другом эксперименте. И когда мы критически рассматриваем другие проблемы физики, мы обнаруживаем, что это типично. Весь предмет точной науки состоит из показаний приборов и подобных индикаций. Мы не можем вдаваться здесь в определение того, что следует классифицировать как подобные индикации. Наблюдение приблизительного совпадения указателя с делением шкалы обычно может быть расширено, чтобы включить наблюдение любого вида совпадения — или, как это обычно выражается на языке общей теории относительности, пересечения мировых линий. Существенный момент заключается в том, что, хотя у нас, по-видимому, есть очень определенные концепции объектов во внешнем мире, эти концепции не входят в точную науку и никоим образом не подтверждаются ею. Прежде чем точная наука сможет начать решать задачу, они должны быть заменены величинами, представляющими результаты физического измерения.
Возможно, вы возразите, что, хотя в фактический расчет входят только показания приборов, было бы бессмыслицей исключать из задачи всякую ссылку на что-либо другое. Задача обязательно включает в себя некий связующий фон. Это не показание указателя весов скользило по холму! И все же с точки зрения точной науки вещь, которая действительно спустилась с холма, может быть описана только как пучок показаний приборов. (Следует помнить, что холм также был заменен показаниями приборов, и скольжение вниз — это уже не активное приключение, а функциональная связь мер пространства и времени.) Слово «слон» вызывает определенную ассоциацию ментальных впечатлений, но ясно, что ментальные впечатления как таковые не могут быть предметом, рассматриваемым в физической задаче. У нас, например, есть впечатление громоздкости. Для этого, по-видимому, есть некий прямой аналог во внешнем мире, но этот аналог должен быть по природе за пределами нашего восприятия, и наука ничего не может с ним поделать. Громоздкость входит в точную науку через еще одну подстановку; мы заменяем ее серией показаний пары штангенциркулей. Точно так же серовато-черный вид в нашем ментальном впечатлении заменяется в точной науке показаниями фотометра для различных длин волн света. И так далее, пока все характеристики слона не будут исчерпаны и он не сведется к расписанию мер. Всегда существует тройное соответствие —
(а) ментальный образ, который находится в наших умах, а не во внешнем мире;
(b) некий аналог во внешнем мире, который имеет непостижимую природу;
(c) набор показаний приборов, которые точная наука может изучать и связывать с другими показаниями приборов.
И так у нас есть наше расписание показаний приборов, готовое к спуску. И если вы все еще думаете, что эта подстановка лишила проблему всей реальности, я не огорчен тем, что вы получили предвкушение трудности, ожидающей тех, кто считает, что точная наука вполне достаточна для описания вселенной и что нет ничего в нашем опыте, что нельзя было бы включить в ее сферу.