Свет и время. Размышления на границе естествознания и Богопознания - [9]
Законы природы и причинность
Что такое закон природы?
Всякий исследователь регистрирует и измеряет природные процессы. Те явления, которые регулярно повторяются и происходят достаточно часто, можно разделить на группы по сходству. Вникая глубже, можно отыскать некоторые явные соотношения между отдельными элементами некоего процесса. Так возникает гипотеза, то есть предварительная попытка объяснить данное явление или указать на его закономерности. Если новые опыты и наблюдения подтвердят гипотезу, то ее можно назвать теорией. И если результаты постоянных проверок теории ни разу не отвергли ее, то эта теория возводится в ранг закона.
Итак, единственный путь к установлению закона природы проходит через наблюдения тех явлений, которые либо часто повторяются сами по себе, либо легко повторимы в эксперименте. Отсюда ясно, что законы природы не охватывают всего существующего и даже всего известного.
В жизненно важной области изучения света и атомов мы встретились с обстоятельствами, имеющими огромную важность. Именно они формируют современный подход к понятию причинности.
Закон причинности гласит, что все происходящее имеет причину. На этом законе основана физика и вообще всякое мышление. Каждое явление мыслится частью причинного ряда, звеном в неразрывной цепи причин и следствий. Законом причинности утверждается детерминизм — уверенность в том, что данное состояние физического мира полностью определяет его будущие состояния.
Выясняется, однако, что такая физическая предопределенность, следующая классическим понятиям о причинности, не вполне осуществляется в самой сердцевине материи — атомной физике. Известная причина не всегда вызывает определенный результат. Иными словами, не всегда есть возможность заранее рассчитать исход элементарного атомного процесса. Такое положение называется индетерминизмом.
В своих лекциях («Наука и человеческая мысль», 1954, стр. 41) Роберт Оппенгеймер говорит: «Мы научились принимать, а со временем и понимать, что поведение атомной системы не вполне предсказуемо; что для многих атомных систем с одинаковым прошлым и, скажем, с одинаковым нынешним состоянием, возможно статистическое предсказание того, что с ними будет, если их оставят в покое или как они будут реагировать на вмешательство извне. Но во всем наборе наших средств нет ни одного, способного показать, что в действительности будет делать один отдельно взятый атом. В самом сердце физического мира мы находим конец той полной причинности, что была существеннейшей чертой ньютоновской физики».
А вот как высказался профессор Л. Розенфельд, читая свою вступительную лекцию в Утрехтском университете в 1942 году: «Открытие квантовых законов (выполняющихся в атомной физике), которые для классической причинности кажутся иррациональными, вынудило нас отказаться от ненарушаемой причинности. Но этот отказ, навязанный нам именно увеличением наших познаний, никак не значит ничего похожего на поражение. Мы приняли этот отказ, продолжая стремиться к новому синтезу».
Эти характерные признания сделаны двумя из числа пионеров атомной физики. Конец строгой причинности потряс Их обоих.
Другие, как Эрвин Шредингер и прежде всего Эйнштейн, так и не смогли принять новую точку зрения. Между Эйнштейном и Бором происходила глубокая дискуссия на эту тему.
В наши дни новые знания не создают больших проблем для физиков. То, что в принципе невозможно одновременно определить, например, скорость электрона и его положение в пространстве, исключает точные и причинно-следственные описания атомных явлений. Можно сказать, что некоторые атомные процессы просто не имеют причин. Только при рассмотрении большого числа таких процессов можно статистически рассчитать, что может случиться. Следовательно, в атомной физике причинность, то есть отношение типа причина -* следствие, должна быть заменена вероятностью.
Далее Розенфельд показывает, как по ходу развития науки пере-осмыслилось само понятие причинности. Незаметным образом принцип причинности превратился в научном арсенале в нечто иное, чем простая логическая схема, которая позволяла сжато группировать явления при изучении их взаимных отношений. Он также упомянул, что с понятием причинности бывали связаны иллюзии и заблуждения, возводившие в ранг вечной истины то, что было просто временным подспорьем мышления.
Тот факт, что природные явления в целом, и в повседневной жизни, и при изучении макрокосма, выглядят зависящими от причин, объясняется тем, что все эти явления состоят из бесчисленных единичных процессов. Но даже если и можно проследить за одним из единичных процессов, то самое их множество вынуждает к вероятностным расчетам возможных результатов.
Попробуем разъяснить этот вопрос еще отчетливей, ссылаясь на статью Трюгве Хольтебека, доктора физики университета в Осло («Церковь и культура», № 3, 1977).
