Роберт Оппенгеймер. Аналогия в науке

Антон Вольтман
13:37, 17 ноября 20165153
Добавить в закладкиДобавить в коллекцию

Предлагаем вашему вниманию перевод речи Роберта Оппенгеймера, «отца атомной бомбы», прочитанной на 63-м ежегодном собрании Американской Психологической Ассоциации (АПА) в Сан-Франциско, Калифорния, 4 сетября 1955. Русскоязычная версия речи публикуется впервые.

В тексте затрагиваются пограничные для философии науки и эпистемологии темы; вкратце раскрываются основные понятия естественнонаучной революции середины прошлого века, — открытие атомной механики, квантового принципипа неопределенности и фундаментальной недетерменированности физических процессов.

Лейтмотивом речи является тема как тормозящего, так и направляющего развитие науки ригидного отношения научного сообщества к смелым аналогиям. Интересным образом, неявно разрешая это противоречие, Оппенгеймер призывает к методологическому плюрализму, сохраняя конструктивную составляющую консервативного настроя.

Физик-теоретик заботливо оберегает слушателя от заумной терминологии и выражает довольно сложные мысли максимально доступным языком, который, мы надеемся, был верным образом передан в переводе и сохранил свою открытость для каждого, кто заинтересуется данным текстом.

Корректор: Айгуль Вольтман

Редактор: Алексей Огнев

Перевод: Антон Вольтман

Актуальную версию текста читайте в авторском блоге по ссылке: http://anton.voltman.ru/robert-oppenheimer-analogy-in-science

Президент Ньюкомб, члены АПА, леди и джентльмены:

Я только что выслушал речь президента Нькомба и его объяснение причин, по которым меня попросили выступить здесь, но для меня этот вопрос остался все же не до конца разъяснен. Я думал об этом с тех пор, как с честью и удовольствием принял приглашение выступить перед вами. Я пытался представить, какова моя роль, чего могут ждать от староватого профессионального, хотя, может, уже и не столь профессионального, но все еще физика.

В первую очередь я подумал о том, что приглашение может быть связано с Институтом перспективных исследований. Я сотрудничал с несколькими учеными-психологами, также у нас есть консультативный комитет, состоящий из членов АПА, которых мы любим и всецело им доверяем, и мы надеемся на то, что так будет и впредь. Я многому у них научился, некоторые из них — мои друзья.

Но у нас нет программы по психологии, нет департамента психологии. У нас, по факту, только две школы. Одна называется Школой математики, другая — Школой исторических исследований. Я расскажу вкратце об этих школах, это может помочь выявить ограниченность моей компетенции. Вы сами сможете распознать слепые пятна, которые прояснятся с течением моей речи.

Обе Школы — математики и исторических исследований — испытывают определенные сложности с обработкой гигантского массива нашего захватывающего, неуправляемо сложного опыта. Каждая Школа справляется с этим по-своему. Школа математики сконцентрирована на отношениях, на форме, на логической структуре, на применении этих паттернов и новых разработок в эмпирических науках. И так сложилось, что несколько ученых-психологов являются членами Школы математики.

<b>Льюис Бернстей Нэмир, </b><i>английский историк.</i>

Льюис Бернстей Нэмир, английский историк.

У Школы исторических исследований цели несколько иные. Не так давно я был в Англии и разговаривал с Нэмиром, который сейчас занимается составлением биографий всех членов Парламента с момента основания по сегодняшний день. По первым парламентам нет практически никаких записей о большинстве их участников, поэтому очень сложно писать об этом. В настоящее время сложно писать и актуальные биографии, уже потому что обо всех можно найти невероятные объемы информации, и только с материалом XVI, XVII, XVIII веков можно работать свободно. Отбор исторического материала, — безусловно, очень своеобразный процесс. Объем свидетельств прошлого и опыт сокращаются, но происходит это благодаря тем, кто жил до нас и своими действиями, оценками, традициями, выбирал то, что должно оставаться значимыми на протяжении многих лет.

В истории часто случается так, что наибольший интерес вызывает уникальная точка зрения, не имеющая удовлетворительного, исчерпывающего, формального отношения к более общим закономерностям. В Школе математики признают только структуры достаточно всеобщего характера. Здесь, правда, стоит вспомнить слова одного математика, внесшего существенный вклад в развитие логики, — Геделя, — о математике как о чистой исторической случайности, которая развивалась в области исчислимого. Это и будет одной из тем моей речи сегодня, которая в некоторой степени должна сгладить острые углы двух школ. Я расскажу небольшую историю, которая призвана описать связь нашего института с психологией.

<b>Исидор Айзек Раби, </b><i>американский физик, лауреат Нобелевской премии по физике в 1944 г</i>

Исидор Айзек Раби, американский физик, лауреат Нобелевской премии по физике в 1944 г

Около 20 лет назад я впервые посетил большую лабораторию в Нью-Йорке, где профессор Раби с коллегами только начинали свои захватывающие эксперименты с молекулярными пучками. Я прекрасно провел это время, но когда я уходил, я заметил, что над дверью красовалась пыльная табличка «Лаборатория Космический Лучей». Я спросил Раби: «Какого черта?» — «Ну, — ответил он, — нам от них все равно никуда не деться».

На этом я закончу говорить об Институте, и моя вторая мысль будет значительно проще. Остается сказать несколько слов о физике, которые, как мне кажется, будут интересны и которые, если не воспринимать их слишком буквально и всерьез, я надеюсь, могут быть полезны в различных областях психологии. Я в курсе: говорить о философии науки, — все равно, что лезть в капкан, но я буду очень-очень осторожен.

На первый взгляд науки вряд ли могут быть дальше друг от друга, чем эти две. Все иерархические классификации ставят их порознь. Психология для всех, кто работает в этой области, воспринимается как молодая дисциплина, в которой реальный прогресс и реальная объективность стали ощущаться недавно. Физика, возможно, стара так же, как и сама наука; она славится большим, ясным и прочным сводом знаний. В психологии такого нет, и сейчас перед нами только начальные балки этого свода, только отдельные знания, которые позже будут соединены.

Но я всегда чувствовал, что у этих двух наук есть что-то общее, конечно, как и у всех наук в некотором смысле. Один очень простой пример состоит в том, что каждая из наук отвечает нашему примитивному, постоянному и всеобъемлющему человеческому любопытству: что такое материальные тела и как они себя ведут, — с одной стороны, и, с другой стороны, — как люди и человекоподобные животные ведут себя, как они чувствуют, думают, учатся. Это любопытство, возникающее в обыденной жизни, присутствует во всем, и оно никогда не иссякнет. Таким образом, обе науки вряд ли могут высказывать предположения технического характера без того, чтобы не встать в отношение к нашим взглядам на реальность, к метафизике. Обе науки производят и продолжают производить свежий и вдохновляющий эффект на нашу теорию познания, — эпистемологию.

Есть и другие пути, по которым мы обнаруживаем наше братское родство. В последние десять лет физики наделали много шума на почве тех огромных сил, которые, во многом благодаря их усилиям, но не ограничиваясь ими, оказались во власти человека. Сил, предназначенных во многом только для того, чтобы сеять массовое и устрашающее разрушение. Мы обсуждали нашу ответственности и наши обязательства перед обществом только с той точки зрения, которая кажется мне крайней поверхностной, ведь психолог вряд ли сможет сделать что-нибудь без осознания того факта, что приобретение знаний открывает самые страшные перспективы управления тем, что люди делают, как они думают, как ведут себя и что чувствуют. Это истинно для всех практикующих психологов, — в то время, как свод психологии выигрывает от определенности, тонкости и мастерства, я вижу, что призывы физиков к гуманному и мудрому использованию их открытий покажутся весьма тривиальными по сравнению с тем призывами, которые предстоит сделать вам и за которые вам придется нести ответственность.

В большей степени, конечно, речь о том, что значимость того, что мы обнаруживаем ради блага человечества и человеческой судьбы высвечивает нам более остро нашу собственную возрастающую ответственность по объяснению, интерпретации, налаживанию связей и обучению. Наша ответственность состоит больше в том, чтобы удостовериться, что мы поняты, нежели в принимаемых нами решениях, наша ответственность — заложить фундамент для понимания этих решений.

Есть и другие пути, по которым мы обнаруживаем наше сходство. Практическая полезность наших профессий создает впечатление, что наша правота исходит из ошибочных предпосылок, и что наша истинная природа очень сильно отличается от нашего общественного позиционирования. Обе дисциплины столкнулись с проблемой необходимости сохранять чистоту академических, абстрактных исследований, и в то же время обогащаться практической работой, вкладываясь в нее саму. Безусловно, долг физики перед технологиями и техникой безграничен. Я думаю, что так будет и в психологии.

Обе науки, — все науки — возникают как уточнения, исправления и адаптации здравого смысла. Нет уникальных простых научных методов, которые можно предписать; но, безусловно, существуют определенные черты, которая любая наука с необходимостью должна иметь, чтобы считаться таковой. Одной из таких черт является стремление к объективности. Я имею это в виду не в метафизическом, но в сугубо практическом плане, — как стремление к уверенности в том, что мы действительно понимаем друг друга, и что все квалифицированные практики имеют в виду по сути одно и то же. Язык здравого смысла по своей природе неоднозначен; когда поэт или ритор использует его, он использует эту двусмысленность, и даже когда мы просто общаемся, мы почти с необходимостью используем ее, чтобы быть понятыми. Но в науке мы пытаемся избавиться от этой двусмысленности, мы пытаемся выражаться в очень простых терминах, сопрягая нашу мысль с делами таким образом, чтобы, хоть и расходясь в фактах, быть в состоянии урегулировать противоречия. Безусловно, это первый шаг в стремлении к определенности. Но определенность — это еще не все. Когда мы переходим от здравого смысла к науке, мы также двигаемся к обобщению через анализ, через наблюдения и, в конце концов, через эксперимент. И, что еще более характерно, мы ищем новизны, мы ищем трансцендентное, запредельное, мы ищем такие особенности опыта, которые не доступны в обычной жизни. Для физики характерными инструментами являются те, которые позволяют нам выйти за пределы элементарного, ежедневного опыта: телескоп, позволяющий заглянуть в глубины неба, огромные ускорители, на сегодняшний день являющиеся логическим продолжением микроскопа, позволяющие нам на все меньших масштабах углубиться в структуру материи.

Мне нужно быть осторожным в проведении параллелей с психологией, но, бесспорно, использование гипноза и психоактивных веществ — типичные средства, позволяющие погрузиться в непривычные сферы человеческого опыта, которые высвечивают определенные характеристики психологических феноменов, которые в основном затеряны в нашем бытовом ежедневном опыте.

Один пример отражает идею физиков об идеальном эксперименте. Это работа, которая была проделана в последние годы в Университете МакГилла. Она посвящена эффекту снижения сенсорных стимулов с помощью очень простых механизмов изменения уровня стимуляции, производящих яркие и почти пугающие мощные, хоть и временные, изменения в памяти, в интеллектуальной и познавательной жизни испытуемых. Это опять-таки пример доведения до экстремальных крайностей того, что хоть и встречается в обыденном опыте, но что только терпение и абстрактность экспериментального запроса способны сделать явным.

Мы отталкиваемся от здравого смысла, долго и упорно работаем, чтобы снова прийти к нему, обогатить его очищенными, оригинальными и странными понятиями, расширяющими наши представления о жизни и мире. И здесь, я полагаю, главным героем выступает педагог.

Своей темой я выбрал «аналогию в науке». Я собираюсь рассказать об аналогии как об инструменте науки и, в меньше степени, о некоторых незначительных чертах аналогии между науками. Во многом именно вторая тема привела к недопониманию и ограниченности, но что касается первой темы, то аналогия выступает необходимым и неизбежным инструментом научного прогресса. Возможно, мне лучше сразу пояснить, что я под этим подразумеваю. Я не имею в виду метафору или аллегорию, я не имею в виду даже подобие, но я подразумеваю определенного рода структурную общность, схожесть форм, констелляционную схожесть между двумя наборами структур, двумя наборами сведений, которые хоть и являются явно различными, но имеют структурные параллели. Это связано с отношениями и взаимосвязями. Я бы хотел процитировать вам схоластический комментарий Пениду на тему аналогии:

«В самом общем смысле каждая аналогия предполагает два онтологических условия. Во-первых, множественность реальных существ, которая предполагает среди них, таким образом, существенное разнообразие. Монизм — прирожденный враг аналогии. И, во-вторых, сердцем этой множественности, этого неравенства, выступает определенное единство».

В сущности это вопрос о том, являются ли структурные элементы лишь нашей выдумкой или они все же имеют место быть в мире. Я нахожу крайне натянутой точку зрения о том, что они придуманы в том смысле, в каком они более искусственны, чем те сведения, которые они объединяют и описывают. Я могу рассказать об одном случае из долгой истории астрономии и физики, который весьма ярко высвечивает эту мысль для меня. Сугубо практические цели предсказаний, пророчества и ритуалов подтолкнули вавилонян к разработке методов прогнозирования лунных циклов, затмений и некоторых более редких астрономических событий. Их методология была чисто математической. Они наблюдали различные явления и выделили определенный паттерн. Они были хороши. Настолько хороши, что их методы возрастом более двух тысяч лет использовались в прошлом веке в Индии для предсказания затмения с точностью в тридцать минут. Вавилоняне не просто стали хороши в этом, они получали от этого удовольствие и делали это ради развлечения; значительно позже, когда любая практическая нужда в этих методах отпала, они сделали публичными эти таблицы и вычисления, по-видимому, так же, как мы публикуем статьи о внутреннем строении звезд, — просто потому, что это интересно. Они сделали все это без какой-либо небесной механики, без геометрии, — ничего не двигалось, — не было никаких объектов, циркулирующих по орбитам, никаких законов движения, не было никакой динамики, — все было только в области чисел.

Вы знаете, как сейчас мы предсказываем затмения и восход/заход солнца. Мне кажется крайне неверным делать вид, что математические закономерности, которые легли в основу вавилонских предсказаний, лишь их выдумка; столь же неверным мне кажется не признавать за небесной механикой в том виде, в котором она существует сейчас, гораздо более глубокое и более полной описание закономерностей физического мира. Я думаю, что причины этого кроются не только в ее несколько большей полезности или в более всеобщем, объединяющем характере, но в том, что она раскрывает те аспекты закономерностей, которые были полностью невидимыми для вавилонян.

Возможно, имеет смысл процитировать Чарльза Пирса, чтобы продолжить:

«Однако, так как метафизика является предметом значительно более любопытным, нежели полезным, знание которого подобно знанию об ушедшем под воду рифе служит главным образом тому, чтобы дать нам возможность держаться подальше от него, то я не буду более на данный момент беспокоить читателя какой-либо Онтологией».

Независимо от того, говорим ли мы об открытиях или изобретениях или нет, аналогия неизбежна для человеческой мысли, т.к. к новому в науке мы приходим с тем инструментарием, который у нас есть, — а это именно то, как мы научились думать и, прежде всего, то, как мы научились думать о взаимосвязи вещей. Мы не можем взаимодействовать с чем-то неизведанным никаким другим образом, кроме как на почве знакомого и старомодного. Консерватизм научного исследования не произвольная вещь; это рычаг, с помощью которого мы действуем; это единственное оборудование, которое мы имеем. Мы не можем научиться удивляться или поражаться чему-то, если у нас нет представления о том, как это «что-то» должно выглядеть; и это представление, — наверняка, — аналогия. Мы не сможем распознать ошибку, если у нас нет возможности ее сделать; и наша ошибка почти всегда проявляется в форме аналогии с какой-либо другой частью опыта.

<b>Уильям Джеймс</b> в молодости. 

Уильям Джеймс в молодости. 

Это не означает, что аналогия является критерием истины. Никто никогда не сможет установить верность теории через указание на сходство с другой верной теорией. Критерий истинности должен исходить из анализа, он должен исходить из опыта, — из этого рождается особый вид объективности, который и характеризует науку, а именно тот факт, что мы вполне уверены, что понимаем друг друга, что мы можем проверить друг друга. Но истинность это еще не все, определенность — это еще не вся наука. Наука — это чрезвычайно творческий и обогащающий процесс, она полна новизны и исследовательского духа, и для того, чтобы достичь этого, аналогия является незаменимым инструментом. Даже анализ, даже способность планировать эксперименты, даже способность упорядочивать и раскладывать предполагает определенное видение общей структуры, которая сама по себе аналогична.

Позвольте мне зачитать вам сейчас несколько подходящих и красноречивых слов Уильяма Джеймса. Он написал их в одном из своих поздних размышлений на тему прагматизма, в то время, когда его собственная рассудительность, проницательная наблюдательность, мудрость и человечность помогли ему осознать тот факт, что попытка судить об истинности идеи только исходя из того, что она работает, довольно бедно описывает то, что происходит в науке, и что-то в этом ракурсе упускается из виду. Вот что он пишет по этому поводу:

«Теперь я вас попрошу обратить особенное внимание на роль, которую играют старые истины. Источником многих несправедливых обвинений, направленных против прагматизма, является то, что с этим обстоятельством не считаются. Значение этих старых истин вещь первостепенной важности. Верность и уважение к ним — это первый принцип, и в большинство случаев даже единственный принцип; ибо весьма часто, когда приходится иметь дело с явлениями, настолько новыми, что они требуют серьезного изменения в наших прежних мнениях, люди игнорируют эти последние целиком или же дурно обращаются с теми, кто стоит за них».*

* Цитата из лекции Уильяма Джеймса «Что такое прагматизм?»

Дальше я хочу привести пять примеров использования аналогии в атомной физике. Не все они будут одинаково знакомы; возможно, это даже мягко сказано, т.к. некоторые из них очень новы, даже до такой степени новы, что я не знаю, насколько они хороши как аналогии, ведь мы еще не обнаружили поворотный пункт, где они могут быть ошибочны.

Аналогии в физике вполне могут ввести в заблуждение биологов и психологов из–за той огромной части, которую занимает в физике довольно жесткая формальная структура. Эта структура не обязательно вычислительная, хотя на самом деле большая часть ее — вычислительная. Наша способность записывать общие отношения в символической форме, наше использование формул позволяют нам описывать обширное количество опыта, очень разнообразного и подробного, в сокращенном виде, точно выявлять ошибки, и, в некоторых случаях, исправлять их коррекцией всего одной буквы, которая в итоге меняет все. Эти примеры в данном случае не являются чем-то парадигмальным, они, скорее, служат иллюстрациями того факта, что даже в той науке, которая считается одной из самых строгих и определенных, мы используем инструменты, которые возымели дурную славу, поскольку их некритическое использование способно выдать измышление за доказательство и истину.

Позвольте мне привести первый пример. Он не из атомной физики, он практически из протофизики, т.к. в нем описываются очень знакомые вещи, но все же он хорошо иллюстрирует характер и роль формы в использовании аналогии в физике. Пример связан с Жаном Буриданом, парижской школой XIV в., и теорией импетуса. Каким было их классическое воззрение? В физике существует особое значение слова «классический»; классическое означает неправильное, неправильную точку зрения, которая считалась правильной некоторое время назад. Классическая точка зрения рассматривала естественное состояние материи как состояние покоя, поэтому там, где вы находили движение, следовало искать причину. Это был схоластический концепт, который схоласты унаследовали от Аристотеля. Он и в самом деле подтверждается большим количеством наблюдений. Но концепт несколько расходится с наблюдениями в случае полета снарядов; чем дольше вы смотрите, тем менее правдоподобным становится то, что воздух толкает пулю. Буридан и его коллеги совершили шаг вперед, проведя новую аналогию, — возможно, самый большой шаг в истории Западной науки. Они сказали: материя действительно имеет естественное состояние, но это не состояние покоя. Верно, что когда материя выходит из этого состояния, то стоит приписать этому вмешательство причины. Но естественное состояние характеризует постоянный импетус, постоянный импульс, постоянная скорость. Так были положены начала рациональной механики и рациональной физики. Замена координаты скоростью кажется незначительным изменением, и это действительно так, но это небольшое изменение полностью преобразило наш способ представления физического мира.

Позвольте перечислить пять иллюстраций из атомной физики. Они о том, что случилось с идеей волн; с идеями классической физики на уровне атомов, в так называемом принципе соответствия; об аналогии между радиоактивным распадом и испусканием света, которой мы обязаны Ферми; об аналогии между электромагнитными и ядерными силами, между электродинамикой и мезодинамикой; и под конец еще кое о чем, что я назову просто «странность», потому что больше ничего об этом не знаю.

Возьмем теорию волн. Она возникла в результате наблюдения за регулярными, ритмичными изменениями в веществе, за волнами на воде, и была разработана благодаря с легкостью проведенному физическому исследованию звуковых волн, когда периодически изменяется плотность воздуха или других сред. Оба этих феномена проявляют определенную характеристику. Если две волны сталкиваются, то они могут либо глушить, либо усиливать друг друга. Они демонстрируют интерференцию. У них есть еще одно абстрактное свойство: если волны проходят через отверстие или огибают препятствие, чей размер меньше длины волны, то полученное изображение отверстия или отбрасываемая тень препятствия теряют резкость, появляется характерный эффект размытости, который называется дифракцией. Это волновая суперпозиция: сумма двух волн — это то, что получается их алгебраической, но не арифметической суммой; вы можете получить ноль, если сложите негативную и позитивную волны; это тоже интерференция.

Этот абстрактный набор свойств является постоянным. Свет также является волновым движением, но в этом движении нет вещества, нет никакого субстрата. Это было явным знаком большого прогресса в физике — признать здесь расхождение в аналогии. Но здесь все же есть движение, а то, что движется — физически измеримо, даже такие абстрактные вещи, как электрические и магнитные поля. В этих случаях мы также обнаруживаем интерференцию, дифракцию и суперпозицию, одни и те же абстрактные характеристики, и снова в самом принципе, бесконечном и регулярном, — бесконечно повторяющийся паттерн как особый случай волны.

Крайне более абстрактный пример, — это волны атомной механики, волновой механики, в первую очередь потому, что эти волны находятся в многомерном пространстве, более того, их описывают комплексными числами, потому они не могут быть измерены непосредственно, они в целом практически ненаблюдаемы. В физическом мире нельзя измерить ничего, что соответствовало бы этим волнам. Они только косвенно связаны с наблюдениями, но и здесь мы опять встречаем все те же абстрактные свойства: интерференцию, линейность, суперпозицию, дифракцию. И когда кто-то говорит о них, он использует в большей степени ту же математику, что и для звуковых и световых волн. Хотя и не факт, что можно вообще использовать математику, но структура и отношения те же, — что говорит нам о том, что это действительно решающее открытие. Эти волны, если попытаться описать их, представляют собой по сути не вещество, не силы, не электрические поля, а состояние информации об атомной системе.

В каждом случае ученые пытались сделать теорию похожей на более ранние теории. Свет уподобляли звуку, материальной волне; волну материи световой волне, реальной, физической волне. И каждый раз обнаруживалась необходимость расширить границы теории и выделить то расхождение в аналогии, которое как раз позволяет сохранить ее продуктивную сторону.

<b>Вернер Гейзенберг,</b><i>немецкий физик-теоретик, один из создателей квантовой механики, лауреат Нобелевской премии по

Вернер Гейзенберг,немецкий физик-теоретик, один из создателей квантовой механики, лауреат Нобелевской премии по физике (1932)

Второй пример аналогии довольно существенный. Это, на мой взгляд, величайший опыт для физика в этом столетии, даже более величественный, чем относительность, — открытие атомной механики. И здесь, опять же, что довольно характерно для научной теории, большая доля консерватизма предопределяла и направляла развитие. В чем заключается этот пример? Когда мы попадаем на атомный уровень, а это уровень небольших действий, ограниченных расстояний и импульсов, — все это мы наблюдаем в атомах и ядрах, — то впервые начинает проявлять себя грубость, шероховатость всего физического мира, его зернистая атомная структура. Это пока не зернистость фундаментальных частиц, но это зернистость атомной физики самой по себе, кванта действия. То, что выявляется при этом, — определенные аспекты, которые возникают при попытках изучить подобную систему. Эти аспекты хоть и доступны для экспериментов, но не одновременно и не совместимым образом. Известным примером тут послужит принцип неопределенности; можно определить позицию чего-то во времени и пространстве, но как только мы делаем это, используя экспериментальную установку, определение импульса, скорости или энергии системы становится невозможным. Можно сделать наоборот: изучать импульс и потерять все сведения о том, где находится объект. Можно, безусловно, выбрать компромиссный вариант ограниченного знания об обеих переменных. Но совместить все невозможно, — мы называем это комплементарными, взаимодополняющими аспектами атомной системы, комплементарным характером фундаментальных наблюдений. Это означает, что мы не можем рассуждать об атоме как о классической механической системе. Мы не можем говорить, что объекты в системе находятся там-то, они вращаются по определенным орбитам и т.д. На самом деле в обычных атомах никаких орбит нет. В атомах, которые обычно нам встречаются, все совершенно иначе; существуют стационарные состояния, которые имеют стабильность, уникальность, воспроизводимость, — у всего этого нет никаких аналогов в классической физике вообще, и всего этого могло не существовать, если бы не одна революционно новая особенность.

Можно рассуждать об этих стационарных состояниях более последовательно, можно точно их описать и предсказать, но придется очень сильно отойти от своего прежнего опыта восприятия движимых тел, от вещества в движении. Иногда говорят, что атомная теория характеризуется тем, что мы не можем наблюдать систему, не вторгаясь в нее. Но это не совсем верно. Проблема состоит не во вторжении, а в том факте, что средства наблюдения не смогут быть таковыми, если мы попытаемся учесть то влияние, которое они производят. Это, таким образом, несколько более тонкие материи. Иногда говорят, что у электрона есть положение и импульс, но мы не можем измерить их одновременно, что тоже неверно, т.к. только сам факт наблюдения, взаимодействия между атомом и физическим измерительным оборудованием, дает возможность логически допустимо приписать электрону положение в пространстве. Мы не можем получить правильный ответ, сказав, что электрон имеет место, и т.к. мы не знаем, что это такое, — давайте просто будем округлять. Если же мы все же скажем, что у электрона есть место, то мы получим неправильный ответ. Мы должны признать, что если это не та ситуация, которая целенаправленно создается нашим физическим воздействием на атомную систему, чтобы понять, проявить, объективировать локализацию электрона, то он не будет локализован; по большому счету, он вообще не будет иметь каких-либо свойств, кроме тех, которые связаны с нашем влиянием на него.

Все это чрезвычайно радикально и исключительно необычно для ньютоновской механики. Но что говорят физики? Даже до того, как конечный ответ был найден, говорили, что здесь происходит что-то, выходящее за рамки классических идей. Эти идеи не вполне применимы. Какие бы законы ни действовали на атомном уровне, они должны быть совместимы с законами классической механики. Должно быть взаимно-однозначное соответствие, аналогия; в противном случае встраивание тех или иных догадок в новую область приведет к тому, что мы просто вынуждены будем отбросить все, что мы знаем, все, что истинно. Подобная установка называется принципом соответствия. Позвольте мне привести пример чрезвычайной компактности этой коррекции аналогии, которая произвела настоящую революцию. Это пример того, как происходит работа с аналогиями в высоко формализированных науках.

Каждый закон классической механики может быть написан так, что он будет истинен и в атомной механике: скорость пропорциональна импульсу, изменение импульса во времени пропорционально силе, энергия сохраняется. Все эти утверждения продолжают быть верными при условии, что мы делаем одно формальное изменение: мы говорим, что импульс и позиция не имеют числовых значений, — это объекты; умножение импульса на координату и умножение координаты на импульс не дает одинаковые результаты. Разница между двумя ответами — мнимое число, универсальная атомная константа. Если мы просто пишем одну эту формулу, то все, что было раньше, формально совпадает с тем, что мы имеем сейчас. Это не только мощная иллюстрация использования аналогии и расхождения в формальной науке, — это сыграло решающую роль в исследовании и открытии атомного мира. Мы должны вернуться к другим аспектам этой великой разработки. Позвольте мне значительно более кратко пробежать по трем другим примерам.

Радиоактивные ядра, практически все, что получены искусственным путем, и многие природные, распадаются, испуская электроны. Мы ломали голову и гадали над этим, поскольку было довольно очевидно, что в ядрах нет никаких электронов. Тогда Ферми предположил, что подобное явление можно попробовать описать так же, как описывают излучение света или испускание световых квантов атомом. Никто не стал бы утверждать, что кванты света были в атоме, но все же мы наблюдаем исходящий свет, и на основе этого Ферми построил теорию. Она была не совсем правильной, аналогия была не вполне совершенна, но с очень небольшой корректировкой, для формулировки которой потребовалось около пятнадцати лет соотнесения с деталями эксперимента, мы получили описание и теорию, которые прекрасно работают.

<b>Хидэки Юкава,</b> <i>японский физик-теоретик, лауреат Нобелевской премии (1949)</i>

Хидэки Юкава, японский физик-теоретик, лауреат Нобелевской премии (1949)

Японский физик Юкава предложил несколько более смелую аналогию, чья судьба еще не до конца ясна. Он предположил сходство между электрическими и ядерными силами. Описание сил, действующих между электрически заряженными телами, дает нам понимание того, что заряженное тело имеет электрическое поле; эти поля распространяются и на другие тела, передают им определенный импульс, расталкивая их. Ядерные силы, которые не являются электромагнитными, тем не менее впечатляюще сильны. Юкава сказала, что это, вероятно, связано с полем иного вида, — заменяя электрическое поле, мы получаем этот новый вид поля, заменяя кванты света, мы получаем новый вид частиц. Используя общие аргументы относительности и комплементарности из квантовой теории, он пришел к выводу, что, поскольку силы между нуклонами имеют короткий диапазон, то эти новые частицы будут иметь массу в несколько сотен раз больше массы электрона. Другие особенности ядерных сил помогли ему сделать вывод о природе этих частиц. Они были обнаружены в космических лучах; их назвали мезонами. Изначальная аналогия Юкавы была усовершенствована, было обнаружено множество различий между мезодинамикой и электродинамикой. Кто-то до сих пор не до конца понимает, насколько эти различия ключевые, что значат все эти расхождения в аналогиях. Какие-то из них были обнаружены, но они скорее более тривиальные. Во всяком случае, теория, как она выглядит сейчас, уже имеет некоторую прогностическую ценность. Она упорядочила и прояснила по крайне мере одну область ядерной физики. Она обеспечила работой людей, которые двадцать лет были заняты курьезной, напряженной и бесполезной деятельностью. В любом случае, для физики это большое событие, и я не знаю, как на данный момент можно описать недостатки этой аналогии, почему она не совершенна. Если бы у нас был семинар по физике, я бы мог говорить об этом целый час, но этот вопрос все равно бы оставался для меня открытым.

Вероятно, настоящие неприятности связаны именно с моими пятым примером. Мезоны Юкавы действительно были обнаружены, но спустя некоторое время, в последние пять лет, была обнаружена целая масса других объектов — около шести явно различных частиц, возможно, даже больше. Они также достаточно стабильны довольно долгое время и не вписываются в характеристику простых мезонов, которую предусмотрел Юкава. Почти наверняка их вмешательство в модель, образованную нашей изначальной аналогией, даст нам ключ к новой ступени понимания. Но на данный момент их существование вызывает еще одну проблему. Всякий раз, когда в физике что-то не происходит или происходит очень медленно, это вызывает большой интерес. Возник большой вопрос, почему эти новые частицы не распадаются быстро. Они распадаются, но этот процесс занимает у них невероятно много времени, а ведь продукты их распада должны появляться мгновенно.

У нас довольно много данных о реакциях, которые протекают медленно или не протекают вовсе. Характерной причиной для этого является отсутствие тенденции к изменению, — как это происходит, например, с энергией системы или полного заряда: что-то сохраняется. Всякий раз, когда это происходит, оказывается, что инвариантность и неизменность определенной величины математически идентична утверждению об отсутствии влияния на поведение системы. Примером того, что не оказывает влияния на систему, может быть ее положение или ориентация в пространстве, или какая-то еще более абстрактная величина. Таким образом, первое, что мы сделали, — попытались выявить основные характеристики этих новых не склонных к изменению частиц. Это было не сложно; была разработана довольно успешная теория, объясняющая большую часть особенностей в этой области. У нас нет хорошего названия для того, что не склонно к изменениям, а первооткрыватель назвал это «странностью».

Эти пять примеров не исчерпывают, но неплохо иллюстрируют мощь и неизбежность использования аналогии в хорошо развитых, высоко организованных, высоко формализованных и высоко согласованных науках. Необходимо отметить, что в каждом случае огромное количество опыта, измерений, наблюдений и анализа было использовано для коррекции аналогий и их подтверждения.

Я перехожу к вопросу об аналогиях между науками, и здесь я говорю о чем-то совершенно другом. В первую очередь, существуют ситуации, где нет вовсе никаких аналогий. Но бывает конгруэнция, когда в двух разных науках, благодаря двум различным методам, различным языкам, различным концепциям, вдруг обнаруживается один и тот же объект, который просто исследуется с двух разных сторон. Вследствии этого может обнаружиться отражение одного описания — другим, с другой стороны. Обычно то описание, которое содержит большее число элементов, — богаче, другое же может быть более экономичным и удобным. Например, химическая теория валентности и атомная физика идентичны с той лишь поправкой, что атомная физика учитывает некоторые феномены, такие как резонанс, которые трудно рассматривать в рамках классической химической теории. Другой пример, более новый, и, возможно, еще не так хорошо исследованный и понятый, лежит в области классической генетики, с одной стороны, и, с другой стороны, в обнаружении генетических структур ДНК, РНК и т.д. Эти области на данный момент очень близки к взаимно однозначному соответствию, но биохимическое описание окажется значительно богаче, тоньше и релевантнее к внутренней динамике.

<b>Френсис Крик, Джеймс Уотсон</b><i> и модель структуры двойной спирали ДНК.</i>

Френсис Крик, Джеймс Уотсон и модель структуры двойной спирали ДНК.

Это великие события науки. Когда подобное происходит, мы искренне радуемся, когда же этого нет, — мы продолжаем надеяться. Эти великие события привносят согласованность, последовательность, порядок и больше структуры в раскрывающуюся научную жизнь. Но, вероятно, между науками слишком различного характера прямые аналогии в их структуре не всегда полезны. Безусловно, то, что псевдоньютонианцы сделали с социологией, было смехотворно; подобным образом вышло и с экстраполяцией механистических представлений на психологические феномены. Я знаю, что когда физик входит в область биологии, его первые идеи о том, как все работает, чрезвычайно наивны и механистичны. Это представления о том, как все будет работать, если физик заставит это так работать, но не о том, как это происходит в реальной жизни. Я также знаю, что когда я слышу слово «поле», которое используется и в физике, и в психологии, то я замечаю за собой определенную нервозность, которую мне сложно всецело объяснить. Я думаю, что, особенно когда мы сравниваем такие вещи, в которых идеи кодирования, передачи информации или идеи о целесообразности являются неотъемлемыми и естественными, с теми вещами, в которых они не свойственны и не естественны, — формальные аналогии должны быть осмыслены с величайшей осторожностью.

В этом контексте мне хотелось бы сказать пару слов о том, что физика с необходимостью должна обогатить здравый смысл тем, что она сама чуть не потеряла. Не потому, что эти идеи очевидно важны для инструментария психологического исследования, но потому, что, по моему мнению, было бы худшим из всех возможных недоразумений, если психология начнет моделировать саму себя под влиянием тех физических идей, которые уже давно вышли из обихода физиков и потеряли всякую актуальность.

Мы унаследовали, скажем, от начала этого века, идеи о физическом мире, как мире причинности, где каждое событие, при условии нашей изобретательности, может быть высчитано, выведено и объяснено. Мир описывается числом, все интересное может быть измерено и разделено на части, это детерминированный мир, в котором нет места и применения индивидуальности. Объект исследования просто существовал, и то, как мы его изучали, никак не могло повлиять на него, — как бы мы с ним ни обращались, как бы мы его ни описывали. Мир, в котором возможность объективации выходила далеко за простые рамки нашего собственного соглашения о том, что мы понимаем под словами и о чем мы вообще говорим. В этом мире объективация имеет смысл вне какой-либо зависимости от наших попыток изучения рассматриваемой системы. Был дан только реальный объект, он просто был, и вам нечего было переживать по поводу эпистемологических вопросов. Это крайне ригидная картина, в которой мы теряем очень много здравого смысла. Я не знаю, возможно, эта потеря кажется полезной, но ее возвращение точно сможет расширить исследовательские возможности любой науки.

Корнелис Корт — «Геометрия», гравюра.

Корнелис Корт — «Геометрия», гравюра.

О каких же идеях идет речь? Говоря простым и естественным языком, и, по большому счету, говоря обычным языком о психологических проблемах, у нас есть около 5-6 идей, которые мы вернули в физику с полной строгостью, с полной объективностью, в том смысле, что мы понимаем друг друга без какой-либо двусмысленности, а также имея при этом феноменальный технический успех. Одна из этих идей заключается в понимании того, что наш физический мир не является полностью детерминированным. Существует возможность прогнозировать некоторые события, но все прогнозы — статистические; каждое событие по своей природе сюрприз, чудо, — нечто непостижимое. Физика предсказательна, но лишь в определенных пределах, ее мир упорядочен, но не полностью каузален.

Еще одна идея — это обнаружение границ того, что мы можем объективировать без ссылки на непосредственный предмет обсуждения в деятельном, практическим смысле. Мы можем утверждать, что электрон имеет определенный заряд и нам больше не нужно спорить при этом, видим ли мы его или нет, — у него всегда есть заряд. Мы не можем однозначно утверждать, что у него есть какое-то фиксированное место в пространстве или то, что он находится в движении. Если мы утверждаем это, то мы подразумеваем только то, что мы сами, — я не имею в виду людей в целом, я имею в виду физиков, — приписываем ему.

Третья идея тесно связана с этим положением, — неотделимость того, что конкретно мы изучаем и того, что мы используем для изучения этого, — органическая связь объекта с наблюдателем. Опять же, наблюдатель в данном случае не всегда человек, но в психологии в роли наблюдателя иногда выступает человек.

<b>Готфрид Вильгельм Лейбниц, </b><i>саксонский мыслитель заложивший основы дифференциального исчисления.</i>

Готфрид Вильгельм Лейбниц, саксонский мыслитель заложивший основы дифференциального исчисления.

Далее: логическое следствие этого идея тотальности, целостности. Ньютоновская физика, классическая наука, была дифференциальна. Все, что имело длительность, могло быть разбито на более и более мелкие элементы для последующего анализа. Если посмотреть на феномен атома в промежутке между началом и концом, то там не будет конца — это принципиально другой феномен. Каждая пара наблюдений, которая принимает форму «мы знаем это, и теперь можем предсказать то», представляет собой довольно глобальную вещь, — ее невозможно разрушить.

Более того, все события, произошедшие на атомном уровне — индивидуальны. По сути, они не воспроизводимы.

Мы постоянно используем приблизительно именно такой набор идей: индивидуальность, цельность, тонкие отношения между тем, что мы наблюдаем, и как мы это наблюдаем, недетерминированность, аказуальность опыта. И я хочу добавить только то, что, если физика на протяжении трех столетий вытесняла эти идеи, а потом смогла осознать их всего за десять лет, то мы вполне можем утверждать, что все идеи, которые рождаются здравым смыслом, достойны быть точкой отсчета, не гарантированно рабочей, но более чем допустимой, и быть непосредственным материалом для построения аналогии, с которой все и начинается.

Научная деятельность не ограничивается проникновением в те сферы, которые недоступны в ежедневном опыте. Наука проделывает огромную работу по анализу, распознавания схожестей и аналогий, ощупыванию общего ландшафта, глубокое прочувствование отношений, таксономии, систематики. Не всегда уместно всему давать количественную оценку, — не всегда можно сказать, что благодаря попытке измерить что-то, было найдено нечто, что действительно стоило того. Действительно, вавилонянам стоило производить измерения, потому что новолуние имело практическое значение. Их предсказания, их пророчества и магия не работали бы без этих измерений, и я знаю, что желание измерять что-либо у многих психологов продиктовано схожими причинами. Вы измеряете реальные свойства реального мира, но это не обязательно лучший способ для того, чтобы продвигаться в понимании происходящего. И я настойчиво призываю к плюрализму относительно методологии, необходимость которого на ранних стадиях обработки чрезвычайно обширного опыта может быть крайне плодотворной и полезной. Не для достижения объективности и не для поисков определенности, которая никогда не будет в полной мере достигнута. Но существует место для натуралистических, описательных методологий. Я был чрезвычайно впечатлен работой одного человека, посетившего наш Институт в прошлом году, — Жана Пиаже. Когда вы смотрите на его работу, его статистика состоит всего из одного или двух случаев. Это только начало, но уже на этом этапе, я думаю, что он значительно расширил наше понимание вопроса. Дело не в том, что я уверен в его правоте, а в том, что он дал нам нечто достойное вопрошания об истинности этого. И мой призыв — не судить строго тех, кто повествует вам о своих наблюдениях, не удостоверившись в цельности и всеобщности своей истории.

<b>Жан Вильям Фриц Пиаже, </b><i>швейцарский психолог и философ.</i>

Жан Вильям Фриц Пиаже, швейцарский психолог и философ.

Разумеется, в свете этого я вижу серьезную дисциплинированную практику, со всеми ее подводными камнями, со всей той опасностью, что приводит к преждевременным и неверным решениям, — но дающую в итоге действительно невероятное количество опыта. Ни физика, ни психология не достигли бы нынешнего уровня, если не было бы того великого множества людей, которые готовы платить нам за мышление и работу над их проблемами.

Если что-то из сказанного истинно, то есть еще одно обстоятельство, где физика и психология сходятся: у нас будет довольно сложная жизнь. Призыв к множественному подходу в исследованиях, призыв к минимальному определению объективности, который я сделал, означают, что мы собираемся узнать ужасающе много. У нас будет множество различных способов говорить о вещах, диапазон от почти непонимаемой практики до заумных и абстрактных рассуждений будет невероятно насыщенным. Это означает, что потребуется больше психологов, т.к. станет больше физиком. Когда мы работаем в одиночку, пытаясь непосредственно решить что-то, то верным решением будет оставаться одному. Я думаю, что одиночество является неотъемлемой частью тех решающих идей, что способствуют развитию науки. Когда же мы пытаемся сделать что-то практическое, то лучше всего иметь избыток персонала, — больше моряков, чем нужно для того, чтобы корабль поплыл, больше поваров, чем нужно, чтобы приготовить пищу. Причина этого в том, что определенная элегантность и надлежащее взвешивание альтернатив руководят выполнением практических задач.

Все мы по разным причинам озабочены развитием научного сообщества и достаточным количеством квалифицированных профессионалов, достойных и заинтересованных работать с нами. Но, с другой стороны, мы столь же обеспокоены тем, как мы будем продолжать понимать друг друга, как не разочароваться, встретившись со всей сложностью и грандиозностью наших предприятий.

Я думаю, что существуют хорошие неотъемлемые причины, помимо конкурентного принуждения коммунистического мира, почему нам не помешало бы иметь более высокие показатели по количеству и качеству ученых. Я знаю, что увещевания, деньги, патронаж изменят эту ситуацию, но я не думаю, что этого будет достаточно.

Я считаю, что если мы добьемся определенного успеха, то это произойдет благодаря тому, что понимание, жизнь мысли, жизнь науки, — сами по себе, как часть нашей культуры, — и как цель и как средство, — будут ценны, заботливо взращены, и будут приносить радость. Я считаю, что эта идея должна осознаваться сообществом гораздо шире, если мы хотим вместе с сообществом как единым целым наслаждаться здоровыми отношениями, без которых развивающиеся силы научного понимания, прогнозирования и управления становятся по-настоящему чудовищной вещью.

Это может быть не так уж и просто, — чтобы в сообществе в целом был какой-то подлинный опыт удовольствия от понимания и открытий. Это требует не только того, чтобы опыт был приятным, — в нем должно быть прикосновение добродетели. Речь не просто о совокупности результатов, продуктов, достижений и статусов, — речь о текстуре самой жизни, о ее ускользающей красоте и благородстве, — это стоит некоторого внимания. Так пусть же среди вещей, что вносят вклад в наше подлинное удовольствие, будут жизнь ума и жизнь науки.

Позволим этому свершиться.

Добавить в закладки

Автор

File