Чтение онлайн

В частности, невозможность отдельного контроля над взаимодействием между атомными объектами и приборами, необходимыми для фиксирования условий опыта, не допускает неограниченного сочетания локализации в пространстве-времени с применением динамических законов сохранения — сочетания, на котором основано детерминистическое описание классической физики. В самом деле, всякое однозначное применение понятий пространства и времени предполагает такую экспериментальную установку, в которой происходит принципиально не поддающийся контролю перенос количества движения и энергии к неподвижным шкалам и синхронизованным часам, нужным для определения системы отсчёта. И наоборот, отчёт о явлениях, которые характеризуются законами сохранения количества движения и энергии, предполагает принципиальный отказ от детальной локализации в пространстве и времени. Эти обстоятельства находят количественное выражение в соотношениях неопределённости Гейзенберга, которые устанавливают связь между допусками в значениях кинематических и динамических переменных, фиксирующих состояние физической системы. По самому характеру формального аппарата квантовой механики такие соотношения не могут быть, однако, истолкованы как «модельные» свойства объектов, т. е. свойства, опирающиеся на классические наглядные представления. Мы имеем здесь дело со взаимоисключающими друг друга условиями однозначного применения самих понятий пространства и времени, с одной стороны, и динамических законов сохранения, с другой.

В связи с этим иногда говорят: «Наблюдение нарушает ход явления» или «Физические свойства атомных объектов создаются их измерением». Однако такие высказывания способны лишь внести путаницу, так как слова «явления» и «наблюдения», равно как и слова «свойства» и «измерения», употребляются здесь в смысле, несовместимом с обычным языком и с практическим их определением. Действительно, с позиций объективного описания лучше употреблять слово «явление», только если речь идёт о наблюдениях, полученных при определённых условиях, т. е. таких, в описание которых входят данные обо всей экспериментальной установке. При такой терминологии проблема наблюдения в квантовой физике освобождается от всякой запутанности. Кроме того, эта терминология напоминает нам о том, что всякое атомное явление цельно и законченно. Это значит, что наблюдение такого явления основано на регистрации его при помощи усилительных устройств, действующих необратимо; таковы, например, наблюдения, в которых используются неисчезающие пятна на фотопластинке, вызванные проникновением электронов в эмульсию. Здесь важно уяснить себе, что формальный аппарат квантовой механики допускает однозначное применение только к такого рода завершённым явлениям. И в этом отношении он является рациональным обобщением классической физики, в которой не только завершённое явление, но и каждый этап хода событий описывается измеримыми величинами.

Свобода экспериментирования, сама собой разумевшаяся в классической физике, конечно, сохраняется и в квантовой физике; она соответствует здесь свободному выбору экспериментальной установки, что предусмотрено и математической структурой применяемого в квантовой физике формального аппарата. То обстоятельство, что в общем случае одна и та же экспериментальная установка может дать разные отсчёты, иногда картинно описывают как «выбор природы» между такими возможностями. Само собой разумеется, что такая фраза не содержит намёка на одухотворение природы, а просто указывает на невозможность обеспечить (как это считалось возможным раньше) желаемое направление законченного неделимого процесса. Здесь логический подход не может пойти дальше вывода относительных вероятностей для появления того или иного индивидуального явления при данных экспериментальных условиях. В этом отношении квантовая механика представляет собой последовательное обобщение детерминистического механического описания; последнее содержится в ней как асимптотический предел для случая, когда масштаб физических явлений достаточно велик, чтобы можно было пренебречь квантом действия.

Чрезвычайно характерную черту атомной физики представляет новое соотношение между явлениями, наблюдаемыми при разных экспериментальных условиях, для описания которых приходится применять разные элементарные понятия. В самом деле, какими бы противоречивыми ни казались, при попытке изобразить ход атомных процессов в классическом духе, получаемые при таких условиях опытные данные, их надо рассматривать как дополнительные, в том смысле, что они представляют одинаково существенные сведения об атомных системах и взятые вместе исчерпывают эти сведения. Понятие дополнительности ни в коем случае не предполагает отказа от нашего положения независимых наблюдателей природы; это понятие нужно рассматривать как логическое выражение нашей ситуации по отношению к объективному описанию в этой области опытного знания. Взаимодействие между измерительными приборами и исследуемыми физическими системами составляет неотъемлемую часть квантовых явлений. Признание этого факта не только обнаружило не подозревавшуюся раньше ограниченность механистического понимания природы (в котором физическим системам приписываются самостоятельные свойства), но и заставило нас при упорядочении опыта обращать должное внимание на условия наблюдения.

Возвращаясь к неоднократно обсуждавшемуся вопросу о том, чего следует требовать от физического объяснения явлений, нужно иметь в виду следующее. Уже классическая механика обходится без понятия причины при рассмотрении равномерного движения; далее, теория относительности научила нас тому, что соображения инвариантности и эквивалентности могут рассматриваться как категории рационального объяснения. Подобно этому в дополнительном описании квантовой физики мы имеем дело с дальнейшим самосогласованным обобщением. Это обобщение допускает включение закономерностей, которые играют решающую роль в описании фундаментальных свойств материи, но выходят за пределы детерминистического описания. Таким образом, история физической науки наглядно показывает, как исследование всё более широких областей опытного знания, с одной стороны, обнаруживает неожиданные ограничения для привычных идей, но тем самым указывает, с другой стороны, новые пути для восстановления логического порядка. Как мы теперь покажем, гносеологический урок, содержащийся в ходе развития атомной физики, напоминает нам о подобных же ситуациях, возникающих при описании и толковании опытных данных в других областях, лежащих далеко за пределами физической науки. Этот урок позволяет нам подметить в разных областях общие черты и тем самым содействовать стремлению к единству знания.

Когда мы покидаем область собственно физики, мы прежде всего наталкиваемся на вопрос о месте живых организмов в описании природы. Раньше не проводили резкого разграничения между живой и неживой материей. Известно, что Аристотель, противопоставляя свою точку зрения идеям атомистов, подчёркивал цельность индивидуальных живых организмов; даже в рассуждениях об основах механики он сохранял такие идеи, как назначение и потенция. Однако в результате великих открытий эпохи Возрождения в области анатомии и физиологии и в особенности благодаря появлению классической механики, использующей детерминистическое описание, из которого исключена всякая ссылка на цель, естественно возникло такое представление о природе, которое является полностью механистическим. Большое число органических процессов могло быть и в самом деле истолковано на основе тех физико-химических свойств материи, объяснение которых опирается на простые атомистические идеи. Правда, структура и отправления живых организмов предполагают упорядоченность атомных процессов, которую, казалось, трудно согласовать с законами термодинамики; последние требуют ведь, чтобы состояние атомов, составляющих изолированную физическую систему, постепенно приближалось к беспорядочному. Однако если надлежащим образом учесть то обстоятельство, что необходимая для сохранения и развития живых организмов свободная энергия непрерывно пополняется из окружающей среды дыханием и питанием организма, то станет ясно, что здесь нет и речи о каком-либо нарушении общих физических законов.

В последние десятилетия наши знания о строении и отправлениях живых организмов значительно пополнились; в частности, стало очевидным, что квантовые закономерности играют здесь во многих отношениях фундаментальную роль. Такие закономерности являются основой замечательной устойчивости чрезвычайно сложных молекулярных структур, образующих существенные составные части тех клеток, которые ответственны за наследственные свойства вида. Далее, исследования мутаций, возникающих после облучения живого организма проникающей радиацией, дают яркие примеры приложения статистических законов квантовой физики. Наконец, оказалось, что чувствительность воспринимающих органов, столь важная для сохранности живого организма, приближается к уровню отдельных квантовых процессов, причём усилительные механизмы играют важную роль, в особенности в передаче нервных сигналов. В результате всех этих открытий снова выдвинулся на первый план механистический подход к проблемам биологии, понимаемый, впрочем, в новом смысле. Но в то же время стал очень острым вопрос о том, допустимо ли сравнение живых организмов со сложными и усовершенствованными механическими системами вроде современных промышленных агрегатов или электронных счётных машин и может ли такое сравнение служить подходящей основой для объективного описания саморегулирующихся образований, каковыми являются живые организмы.

Возвращаясь к общему гносеологическому уроку, преподанному нам атомной физикой, мы прежде всего должны ясно себе представить, что изучаемые в квантовой физике замкнутые процессы не представляют прямой аналогии с биологическими отправлениями, для поддержания которых нужен непрерывный обмен материей и энергией между живым организмом и окружающей средой. Кроме того, всякая экспериментальная установка, которая позволила бы контролировать такие отправления с той же степенью точности, какая требуется для чёткого их описания на языке физики, будет препятствовать свободному течению жизни. Но именно это обстоятельство и наводит на мысль о таком понимании органической жизни, которое было бы в состоянии сбалансировать механистический подход с телеологическим. В самом деле, в описании атомных явлений в качестве первичного элемента, для которого объяснение невозможно и не нужно, выступает квант действия, и совершенно так же в биологической науке первичным элементом является понятие жизни; в существовании и эволюции живых организмов мы имеем дело скорее с проявлением возможностей той природы, к которой мы принадлежим, а не с результатами опытов, которые мы сами можем произвести. Мы должны признать, что требования объективного описания выполняются (или должны выполняться) в силу той характерной дополнительности, которая существует между практически применяемыми в биологии соображениями физико-химического характера и понятиями, прямо связанными с целостностью организма и выходящими за рамки физики и химии. Главное здесь в том, что, только отказавшись от объяснения жизни (объяснения в обычном смысле), мы приобретаем возможность учитывать её особенности.

Конечно, в биологии, как и в физике, мы сохраняем наше положение независимых наблюдателей, и вопрос только в различии условий для логического согласования опыта. Это приложимо также и к изучению врождённого и обусловленного поведения животных и человека, где естественно напрашивается применение психологических понятий. Применения этих понятий едва ли можно избежать даже при таком подходе, когда за основу берётся поведение живого объекта. Когда же мы имеем дело с поведением столь сложным, что его описание требует привлечения понятия самоанализа со стороны индивидуального живого организма, то появляется понятие сознательности. Мы имеем здесь дело со взаимоисключающими друг друга применениями слов «инстинкт» и «разум»; это иллюстрируется тем, до какой степени инстинктивное поведение сдерживается и подавляется в человеческих обществах. Когда мы пытаемся описать свое собственное душевное состояние, мы встречаемся с ещё большими трудностями в смысле самонаблюдения. Тем не менее даже в психологии человека оказывается возможным в большой мере удовлетворить требованиям объективного описания. В этой связи интересно отметить, что в физической науке на ранних её стадиях можно было опираться на такие стороны событий повседневной жизни, которые допускают простое причинное объяснение, тогда как при описании нашего душевного состояния использовалось с самого возникновения языков такое описание, которое по существу является дополнительным. Богатая терминология, приспособленная для таких повествований, направлена не на то, чтобы проследить за непрерывным ходом событий, а скорее на то, чтобы указывать на взаимно исключающие переживания. Эти переживания характеризуются тем, что по-разному проводится граница между содержанием того, что мы узнали и на чем сосредоточено наше внимание, и тем фоном, который обозначается словами «мы сами».

Особенно ярким примером является взаимоотношение между теми ситуациями, в которых мы обдумываем мотивы наших действий, и теми, когда мы испытываем чувство решимости. В нормальной жизни такой переход от одного состояния к другому (сдвиг упомянутой выше границы) более или менее осознается интуитивно. Но психиатрам хорошо известны и симптомы, характеризуемые как «раздвоение личности», которое может привести к её распаду. Тот факт, что для описания различных, одинаково важных сторон человеческой души приходится применять различные, как бы исключающие друг друга характеристики, и в самом деле представляет замечательную аналогию с положением в атомной физике, где определение дополнительных явлений требует применения совсем разных элементарных понятий. Прежде всего самое слово «сознательный» относится к опыту, который может удержаться в памяти; это обстоятельство подсказывает нам сравнение между сознательным опытом и физическими наблюдениями. В этой аналогии невозможность придать недвусмысленное содержание идее подсознания соответствует невозможности наглядного (модельного) толкования квантовомеханического аппарата. Между прочим, можно сказать, что психоаналитическое лечение неврозов восстанавливает равновесие в содержании памяти пациента тем, что приносит ему новый сознательный опыт, а не тем, что помогает ему измерить бездны его подсознания.

С биологической точки зрения мы можем толковать признаки психических явлений, только считая, что всякий сознательный опыт соответствует остаточному следу в организме, сводящемуся к остающейся в нервной системе необратимой записи исхода процесса; самые же процессы не поддаются самоанализу, но их едва ли можно исчерпывающе определить и с механистической точки зрения. Такие записи, в которых принимает участие взаимодействие многих нервных клеток, конечно, существенно отличаются от неизменяемых структур в каждой из тех клеток организма, которые связаны с генетическим воспроизведением. Рассуждая с телеологической точки зрения, мы могли бы подчеркнуть не только полезность остаточных следов, сказывающуюся в их влиянии на наши реакции на последующие раздражители, но и важность того, что позднейшие поколения уже не обременены частными переживаниями отдельных индивидуумов; для этих поколений существенно только воспроизведение тех свойств организмов, которые оказались полезными для накопления и использования знаний. При всякой попытке продвинуть исследование дальше мы, конечно, должны быть готовы встретить всё возрастающие на каждом шагу трудности такого исследования. Надо думать, что простые понятия физической науки уже перестанут быть непосредственно приложимыми, и это в тем большей степени, чем ближе мы подойдём к тем чертам живых организмов, которые родственны свойствам нашего душевного мира.