Текст книги "Удивительная философия"

Ньютоновская (классическая) научная картина мира

Первая научная революция, как мы уже знаем, произошла приблизительно в V–IV вв. до н. э. в Древней Греции. Ее результатом стало появление науки. Тогда же сформировалась первая научная картина мира, которую можно назвать древней, или античной, или геоцентрической, или пантеистической, или аристотелевской. Эта картина мира с небольшими изменениями, вносимыми в нее по ходу дальнейшего развития науки, существовала приблизительно две тысячи лет. В эпоху Возрождения и особенно Нового времени древняя научная картина мира сменилась новыми представлениями. Примерно в XVI–XVII вв. произошла вторая научная революция, результатом которой стало появление второй в истории человечества научной картины мира. Когда мы говорим о науке, то речь идет прежде всего о естествознании, то есть о науках, которые изучают природу (астрономия, физика, химия, биология). Вторая научная картина мира часто называется классическим естествознанием. Ведь в древности никакого естествознания в полном смысле слова не было, так как не было отдельных наук (их заменяла философия). В Новое время эти науки появились, а значит, появилось естествознание, которое быстрыми темпами достигло больших успехов, заложило прочный фундамент всего последующего научного знания. Поэтому оно и называется классическим, то есть первым, основным, исходным, образцовым, эталонным (эталон – это какая-либо мерка, с которой сравнивается или по которой мерится все остальное). Какими же были основные черты классического естествознания, или второй научной картины мира?

Наиболее важными в научной картине мира являются астрономические и физические представления, потому что они рисуют цельный образ мироздания, охватывают своим вниманием всю Вселенную. Поэтому в естествознании главными науками являются астрономия и физика. Картина мира начинается, как мы помним, именно с астрономических идей. Так, одной из основных черт первой, или древней, научной картины мира был геоцентризм, созданный греческим ученым Птолемеем. Вспомним, что по геоцентрическим представлениям мироздание – это грандиозная сфера, в центре которой находится неподвижная шарообразная Земля, а все планеты и звезды движутся вокруг Земли во внутренней пустоте этой сферы.

Николай Коперник (1473–1543)

Вторая научная картина мира ознаменовалась открытием и даже, как говорили современники и последователи, переворотом в астрономии, который был сделан польским ученым Николаем Коперником в начале XVI в. Старые геоцентрические представления о мире на протяжении многих столетий были весьма убедительными.

Они с успехом все объясняли и отвечали на все вопросы. Но человеческий разум не стоит на месте, он постоянно устремляется к новому, неизвестному, задает новые вопросы, ставит новые проблемы. Поэтому настало время, когда старая геоцентрическая картина мира не все уже могла объяснить и не со всеми вопросами справиться. Она пришла в противоречие с новыми обнаруженными людьми фактами. Так, Коперник, долгое время наблюдая за движением небесных тел, заметил, что некоторые из них движутся по четким круговым орбитам, а некоторые совершают какие-то странные петлеобразные движения. Он выяснил, что первые объекты – это звезды, а вторые – планеты, подобные нашей Земле. Почему движения планет и звезд отличаются друг от друга? Ведь геоцентрическая теория говорила о том, что вокруг неподвижной Земли вращаются все небесные тела, а это значит, что мы должны наблюдать одинаковые траектории (направления движения) как планет, так и звезд. Но мы видим другое, следовательно, геоцентризм неправильно объясняет происходящее.

Коперник сделал необыкновенно смелое для своего времени предположение о том, что Земля – это не неподвижный центр мира, а одна из планет, которая вместе с другими вращается вокруг настоящего неподвижного центра мироздания – Солнца. Совместное движение Земли и других планет вокруг Солнца и приводит к тому, что мы видим не ровные круговые, а петлеобразные траектории этих планет. Или, говоря иначе, движение Земли искажает реальную картину их вращения вокруг Солнца. Дальнейшие наблюдения и размышления убедили Коперника в верности его первоначального предположения. Как мы уже знаем, его теория стала называться гелиоцентризмом и сменила древний геоцентризм. Она многое объяснила по-новому и гораздо лучше, чем геоцентрическая теория; она смогла ответить на те вопросы и снять те проблемы, с которыми не справлялась птолемеевская картина мира. До сих пор наши представления о Солнечной системе являются по преимуществу коперниковскими.

Теория Коперника нанесла сокрушительный удар по религиозным средневековым представлениям. Ведь, согласно теории Птолемея, Земля являлась неподвижным центром мироздания. Считалось, что ад, куда попадают после смерти грешники, находится под землей, а рай, где блаженствуют праведники, – на небе, то есть ад и рай расположены на противоположных концах мироздания. У Коперника же получилось, что Земля сама движется по небу вокруг Солнца, а значит, ад, который находится под землей, расположен на небе, рядом с раем, чего никак не могло быть по религиозным представлениям. Церковники сожгли книгу Коперника, а его самого принудили отречься от своих взглядов. Но открытие было сделано, и новые идеи неумолимо шли вперед, попирая старые. Искусственно сдержать научную мысль было невозможно. Теория Коперника ознаменовала начало новой эпохи в развитии науки, глобальной смены научных представлений, явилась исходным пунктом второй научной революции.

Вспомним: одной из основных особенностей первой, или древней, научной картины мира был пантеизм – представление о мироздании как об огромном живом и разумном организме, подобном человеку, только намного превосходящем его временными и пространственными масштабами. В мире все разумно, целесообразно и гармонично, считали древние. Вселенную пронизывает некая духовная сила, которая и делает все вокруг прекрасным и упорядоченным, думали они.

В Новое время наука гордо заявила, что теперь она знает больше, чем в древности, продвинулась в своем развитии далеко вперед и поэтому может объяснить мир без всяких фантазий и вымыслов о каких-то невидимых силах или скрытых основаниях, якобы растворенных в нем. Мироздание можно объяснить одними только естественными (природными) причинами и решительно изгнать из картины мира все сверхъестественное и таинственное, считали представители классического естествознания.

Наука Нового времени утвердила иной взгляд на мир, по которому он представляет собой не живой и разумный, а грандиозный неживой и неразумный механизм. А стройность, упорядоченность и гармония мироздания объясняются тем же, чем гармония и стройность любого механизма: четкой подгонкой всех его частей, точными размерами, правильным расчетом, грамотным устройством и безупречной работой. Представьте себе часовой механизм – он работает отлаженно и четко, хотя никакой души и никакого разума в часах нет. Неодушевленный механизм способен быть таким же безупречным и гармоничным, как и одушевленный организм. Откуда же это в механизме? Все очень просто: любой механизм состоит из каких-то тел, между которыми действуют неизменные силы, подчиняющиеся определенным законам. Эти тела, силы и неизменные законы делают механизм упорядоченным и гармоничным. Надо только открыть механические законы взаимодействия тел и все объяснить с помощью этих естественных законов, без всяких вымыслов и фантазий. Данные законы должна открывать и исследовать специальная наука – механика, которая поэтому и стала одной из главных в классическом естествознании.

Исаак Ньютон (1643–1727)

Наиболее выдающимся представителем механики и вообще – второй научной картины мира был английский ученый XVII–XVIII вв. Исаак Ньютон. И если первую научную картину мира часто называют аристотелевской, то вторую считают ньютоновской. Зачем нам какие-либо вымыслы для объяснения мира, спрашивает Ньютон. Ведь мироздание – это физические тела и механические силы, действующие между ними. Найдем законы этих сил и объясним все только одной механикой. Если бы мы спросили Аристотеля, почему небесные тела движутся так четко и упорядоченно, он бы, наверное, ответил, что у каждого небесного тела есть разумная душа, которая и направляет это движение. Если бы мы задали тот же вопрос Ньютону, он, скорее всего, не стал бы ссылаться на разумную душу небесных тел, а сказал, что вся упорядоченность и разумность небесного движения объясняется тем, что оно подчиняется закону всемирного тяготения, по которому два любых физических тела взаимно притягиваются с определенной физической силой. Говоря проще, чем больше массы двух тел и меньше расстояние между ними, тем с большей силой они притягиваются. Эта сила всеобщего взаимного притяжения тел и обусловливает стройность, четкость и как бы разумность их движения. Ньютон сформулировал три закона механики, которыми, по его мнению, можно описать и исчерпать все происходящее в мире. Эти законы являются классическими, до сих пор составляют основу механики и изучаются в школьном курсе физики.

Галилео Галилей (1564–1642)

Поскольку главным в объяснении мира стало установление его механических законов, а они выражаются и записываются математически, то естествознание Нового времени заговорило на языке математики. «Книга природы, – говорил известный итальянский ученый XVI–XVII вв. Галилео Галилей, – написана на языке математики, и кто хочет прочитать ее, тот должен знать эту науку». Вспомним, еще Пифагор с учениками заметили, что в мире действуют количественные закономерности, что все можно посчитать или выразить численно. Эта идея была продолжена и развита в Новое время. Математическим языком можно описать вообще все существующее, считали представители классического естествознания. К тому же язык этот более прост, краток и им легче пользоваться. Пусть перед нами три какихлибо предмета. Эту ситуацию (независимо от предметов, о которых идет речь) можно описать кратким и простым математическим выражением: 1 + 1 + 1 = 3. Оно является математической схемой, или моделью, под которую можно подвести огромное множество конкретных ситуаций. Древняя наука говорила о мире преимущественно на естественном (разговорном) языке, естествознание Нового времени стало более часто употреблять язык математический, и это позволило ему продвинуться гораздо дальше в познании мира и получить намного больше информации о нем, чем это могла сделать античная наука.

С ростом объема научных знаний происходит разветвление прежде единой науки на разные направления и разделы. И если в античности роль всех наук, как правило, выполняла философия, то в Новое время появились физика, химия, биология и многие другие дисциплины. Вот почему мы говорим, что естествознание как таковое родилось именно в Новое время.

Представление, по которому мироздание – это грандиозный механизм, пришедший на смену античному пантеизму, называется механицизмом. Вспомним, что древний пантеизм обусловливал бережное отношение его представителей к окружающей природе. Нельзя вредить живым существам, считали они, потому что у них, как и у человека, есть душа. Механицизмом Нового времени всякие представления об одушевленности природы были безжалостно изгнаны. Любой объект окружающего мира, как и мир в целом, считали представители механицизма, является более или менее сложным механизмом, бездушной и неразумной машиной, и поэтому вовсе не обязательно относиться к природным объектам бережно. Наоборот, можно делать по отношению к ним что угодно. Известный французский философ Рене Декарт считал, что душа есть только у человека, а все животные – это всего лишь механические роботы, или автоматы, по отношению к которым мы вправе делать что хотим. А другой французский философ – Жюльен Ламетри пошел дальше Декарта и утверждал, что души нет и у человека, что человек – тоже механизм, только очень сложный. Он даже написал книгу под названием «Человекмашина». Неудивительно поэтому, что именно в Новое время начинается активное завоевание, покорение и преобразование природы человеком. (Через несколько столетий мы получили ужасающие результаты этой деятельности, которая поставила и природу, и человечество на грань уничтожения.)

Отказавшись от древних представлений о пантеистической силе, растворенной в мире, наука Нового времени стала рассматривать его в качестве огромного механизма, а мировое совершенство объяснять неизменными законами, действующими во Вселенной. Однако при таком взгляде на мироздание естественно возникают вопросы: откуда взялись эти законы, почему они именно такие, а не другие, в силу чего они неизменны, каким образом появился грандиозный механизм мира, что было его причиной? Не мог же он возникнуть из ничего! Естествознание Нового времени не могло не отвечать на вопрос о происхождении мира. Но отвечало оно на него очень кратко, формально.

Таким ответом был деизм. Мы уже знаем, что это представление, по которому мир создан Богом. Однако после создания грандиозного мирового механизма и наделения его всеми необходимыми законами, говорят деисты, Бог самоустранился, мир существует сам по себе, управляется своими естественными законами, а Бога после его самоустранения нигде, никак и никогда нет и не может быть. Да и зачем он нужен миру, если механические законы вечны, неизменны и всегда будут поддерживать мироздание в одном и том же состоянии? Мир, управляемый этими законами, самодостаточен, то есть для его существования никто и ничто не требуется. Это в Средние века считалось, что материальный, физический мир без ежесекундного контроля потустороннего, или внешнего, теистического Бога рассыплется в прах, превратится в Хаос, поэтому Бог постоянно держит в своих руках несовершенное мироздание, не позволяя ему погибнуть. Но если мир – это совершенный и безупречный механизм, как считалось в Новое время, тогда его не надо контролировать и оберегать (точно так же, как и часовой механизм, – он работает сам по себе точно и безупречно без всякого вмешательства часовщика – Бога).

Пьер Лаплас (1749–1827)

Причем вселенский механизм не может сломаться, или испортиться, или дать хоть малейший сбой, потому что он создан совершенным Богом и навеки совершенен. Как видим, в деизме Бог представляет собой полную противоположность теистическому божеству. В теизме Бог – это надприродная всемогущая личность, Творец, или Господь (то есть – господин всего существующего), мироздания. Все с него начинается, им и заканчивается. Он находится в центре наших мыслей и чувств, в центре нашего внимания, незримо присутствуя во всем, что нас окружает, и руководя всем, что мы делаем. И наоборот, в деизме Бог превращается в формальную безличную первопричину мира, исходную точку существования, после декларации (заявления) которой мы напрочь о нем забываем и далее интересуемся только естественным миром и его законами, а не причиной его появления. Понятие о Боге нужно деизму только для того, чтобы один раз ответить на один-единственный вопрос: откуда взялся мир? «Создан Богом», – отвечает деизм и навсегда забывает о Боге, идея которого деизму, как видим, фактически не нужна. Следовательно, можно утверждать, что в деизме по чти нет Бога, и поэтому данное воззрение очень близко к атеизму.

История донесла до нас эпизод из беседы Наполеона с известным французским астрономом и математиком XVIII в. Пьером Лапласом. «Почему в своих сочинениях, – спросил его Наполеон, – вы ни в одном месте не упоминаете о Боге?» – «Я не нуждался в этой гипотезе», – гордо ответил ученый. Слова Лапласа можно понимать так. Если для объяснения мира потребовалось бы представление о сверхъестественном и всемогущем существе, если никак нельзя было бы объяснить мироздание без этого представления, тогда, конечно же, пришлось бы говорить о Боге. Но если можно описать мир одними только естественными причинами, постичь происходящее без ссылки на высшие и таинственные силы, якобы управляющие мирозданием, тогда представление о Боге мне вовсе ни к чему. Приблизительно то же самое утверждал деизм, все дальше уводя человеческую мысль от бездоказательной веры, умозрительных утверждений, фантазий и вымыслов, заставляя ее экспериментировать и доказывать, делая ее более научной и менее религиозной.

Важное место в научной картине мира занимает вопрос: как он существует – неизменно или же меняется? Вспомним, что в аристотелевской картине мира все меняется, однако это всеобщее изменение носит циклический характер: повторение одних и тех же этапов своего существования совершает и каждая отдельная вещь, и весь мир в целом.

Классическое естествознание Нового времени создало иной взгляд на мироздание, который вытекает из уже известных нам механицизма и деизма.

Вселенная – грандиозный механизм, существующий по неизменным законам и созданный деистически понимаемым Богом. Само понятие механизма предполагает нечто неизменное. Организм, в отличие от механизма, может меняться, ведь он растет, развивается. А как может меняться механизм? Он может сломаться или усовершенствоваться – вот два единственно возможных варианта его изменения.

Однако механизм Вселенной, созданный Богом, совершенен с точки зрения науки Нового времени. А это означает, что сломаться или испортиться он не может.

Кроме того, он не может и усовершенствоваться, потому что он и так предельно совершенен. Следовательно, мировой механизм является неизменным и существует всегда в одном и том же виде.

Мироздание стационарно (от лат. stationarius – «неподвижный»), утверждали ученые Нового времени. Оно, конечно же, в каких-то деталях и частностях может немного меняться, но, по большому счету, всегда пребывает в одном и том же состоянии. А если оно неизменно, значит, возможно нарисовать полную и законченную научную картину мира, к которой нечего будет добавить и в которой нечего будет исправлять.

Не меняется мир, не меняются и научные представления о нем. Надо только до конца открыть и исчерпать все механические законы, по которым устроена и существует Вселенная. А поскольку законов этих не так уж много, то получение окончательного знания о мире и обретение полной истины не за горами, считали представители классического естествознания (еще и потому называемого классическим, что в нем знания о мире представлялись исчерпывающими, а научная картина его – завершенной, нарисованной до конца).

Первую, или древнюю, картину мира мы сравнивали с живописным полотном. Античный мир рисовал ее с большой долей выдумки и фантазии, поэтому она являлась прекрасной и завораживающей, но сходство с реальностью было минимальным. Так и художник, создавая свою композицию, более стремится выразить в ней свои мысли и чувства, а не с точностью воспроизвести изображаемый им объект. Его произведение поэтому получается красивым, но зачастую в очень малой степени сходным с реальностью.

Если продолжить наше сравнение, то вторую, или ньютоновскую, механистическую картину мира можно уподобить черно-белой фотографии: сродство с реальностью стало в сотни раз бо́льшим, однако все краски и оттенки исчезли, появилась какая-то скучная безжизненность, неинтересная статичность (неподвижность). Фотография, конечно же, точно воспроизводит объект, но, как уже говорилось, достаточно часто мы ей предпочитаем красочный рисунок.

Вторая научная картина мира, которая возникла приблизительно в XVI–XVII вв., явилась классическим естествознанием и с небольшими изменениями существовала до конца XIX в.

Механистический взгляд на природу оказался необычайно плодотворным. Вслед за ньютоновской механикой были созданы гидродинамика, термодинамика, теория упругости и множество других дисциплин, где физика достигла огромных успехов. Однако оставались две области, в которых механистической теорией мало что можно было описать и объяснить. Этими областями были свет и электричество.

Пытаясь объяснить свет с помощью своей механики, Ньютон говорил, что он представляет собой поток маленьких частиц, или, как часто говорят в науке, корпускул (от лат. corpusculum – «тельце»), которые несутся от источника света, взаимодействуют по механическим законам и вызывают ощущение света, попадая в человеческий глаз. Однако такое объяснение не было вполне удовлетворительным: ведь один луч света свободно проходит через другой, а если бы это были два потока частиц, как считал Ньютон, то они сталкивались бы и как-то изменяли направление своего движения, отклоняясь или изламываясь. Значит, свет – не поток корпускул, а что-то другое. Но что?

Христиан Гюйгенс (1629–1695)

На этот вопрос попытался ответить нидерландский ученый XVII в. Христиан Гюйгенс. Вполне возможно, говорил он, что свет – это не движение частиц. Представьте себе волны на поверхности воды. Нам кажется, что они движутся, но на самом деле никакого движения не происходит. Просто на неподвижной поверхности воды одна ее часть поднимается, а другая опускается, что и создает эффект волны и видимость ее движения.

На самом же деле происходит не движение воды, а колебание (вверх-вниз) ее поверхности. Возможно, что то же самое происходит и со светом, предположил Гюйгенс. Все пространство заполнено невидимым светоносным веществом – эфиром, который сам никуда не движется, но может колебаться, как и водная поверхность. Колебания этого эфира и вызывают свет, который, таким образом, представляет собой не движение частиц, а волны эфира. Ньютоновское представление о свете получило название корпускулярное, а теория Гюйгенса стала называться волновой.

Но и против волновой теории имелись возражения. Как известно, волны обтекают препятствия, а луч света, распространяясь по прямой линии, обтекать препятствия не может. Если на пути луча поместить непрозрачное тело с резкой границей, то его тень будет иметь резкую границу. Однако при более тонком наблюдении с использованием увеличительных линз обнаружилось, что на границах резких теней можно разглядеть участки освещенности, которые выглядят как перемежающиеся светлые и темные полоски. Это явление было названо дифракцией света (от лат. difractus – «разломанный или рассеянный, разбросанный»). Оно показало, что свет все же огибает препятствия, как и водяные волны, хотя мы этого не можем наблюдать невооруженным глазом. Открытие дифракции подтвердило идею Гюйгенса о том, что свет имеет не корпускулярную, а волновую природу. Однако авторитет Ньютона был настолько велик, что его корпускулярная теория все же осталась господствующей: в науке, как и в любом другом виде духовной деятельности, все новое не сразу заменяет старое, каким бы хорошим это новое ни было. Более того, если одни идеи высказал авторитетный (всем известный и всеми уважаемый) человек, а другие, которые намного лучше первых, высказал кто-нибудь менее известный, как правило, все доверяют более авторитетному.

Томас Юнг (1773–1829)

Волновая теория света была выдвинута вновь в XIX в. английским ученым Томасом Юнгом. Он дал объяснение явлению, при котором свет, добавленный к свету, необязательно дает более сильный свет, но может давать более слабый и даже темноту. Это явление было названо интерференцией света (от лат. inter – «между» и ferens – «несущий, переносящий»). Оно заключается в том, что при наложении двух волн таким образом, что гребень одной из них совмещается со впадиной другой, они взаимно уничтожаются. Вот почему при добавлении света к свету может возникать темнота. Интерференция подтвердила волновую теорию света.

Майкл Фарадей (1791–1867)

Джеймс Максвелл (1831–1879)

Механистические представления оказались неэффективными при объяснении электрических и электромагнитных явлений. Английские ученые XIX в. Майкл Фарадей и Джеймс Максвелл обнаружили, что вокруг физических тел, находящихся в электрическом или магнитном состоянии, существует особая среда, которую невозможно наблюдать зрительно или воспринимать с помощью осязания или других органов чувств, но которая фиксируется приборами и имеет определенные физические свойства. Эту среду никак нельзя было назвать веществом, потому что она полностью отличалась от любого вещества. Она была названа полем, или, правильнее, электромагнитным полем. Фарадей и Максвелл предположили, что электричество и свет имеют единую физическую природу, что свет – не что иное, как разновидность электромагнитного поля, а вернее – его колебания. Или, говоря иначе, свет – это колебания (волны) не частиц вещества (корпускул), а особой физической среды – поля. Раньше и в науке, и в философии считалось, что материя – это вещество в различных его состояниях, что материя – это тела и частицы. В XIX в. было установлено, что материя – это не только вещество, а вернее, что она может существовать в виде не только вещества, но и поля. Вещество и поле, таким образом, – это две различные формы материи. К такому выводу подошло классическое естествознание в эпоху своего расцвета. Оно также установило основные различия между ними: 1. Вещество – это корпускулярная сущность, а поле – волновая, то есть вещество состоит из частиц (или тел) и поэтому прерывно (в нем есть промежутки или пустоты), а поле ни из каких частиц не состоит и поэтому непрерывно. 2. Вещество обладает массой, а поле невесомо. 3. Вещество малопроницаемо (можно пройти сквозь пар, но труднее пройти сквозь воду и совсем невозможно – сквозь каменную стену), а поле, наоборот, проницаемо полностью (оно может нас окружать, а мы даже не ощущаем его существования). 4. Скорость распространения поля равна скорости света – это самая большая из всех известных и возможных скоростей (300 000 км/с), а скорость движения частиц вещества в сотни раз меньше.

В XIX в. считалось, что вещество и поле – это два противоположных или взаимоисключающих вида материи. Однако в результате крупных открытий в физике в конце XIX – начале XX в. обнаружилось, что физический мир един, нет пропасти между веществом и полем: поле, подобно веществу, обладает корпускулярными свойствами, а частицы вещества, подобно полю, – волновыми. Эту удивительную особенность материи назвали корпускулярно-волновым дуализмом (от лат. dualis – «двойственный»). Приведем пример: человек – единое существо, но у него есть физическое тело, или организм, как у любого животного, а также психика, разум, или мышление, духовность. Физическое тело и Мыслящий разум – совершенно разные вещи, однако человек невозможен без того и другого. Следовательно, мы можем сказать, что он характеризуется дуализмом тела и разума. Так и материя по современным представлениям характеризуется дуализмом корпускулярной и волновой природы. Однако это воззрение ХХ в. относится к третьей, или неклассической, научной картине мира, речь о которой впереди.