Мысленные эксперименты используются во многих областях знания. В философии это излюбленный инструмент «кабинетных философов»: действительно, для проведения мысленного эксперимента не нужно даже выходить из дома. Как следует из названия, все совершается в уме. Не пытаясь дать словарное определение мысленного эксперимента, я предлагаю сравнить его с обычным экспериментом и кейсом и разобрать пару примеров.

Как и реальный эксперимент, мысленный эксперимент должен подтверждать или опровергать какую-то гипотезу, теорию или любое требующее проверки утверждение. Однако, в отличие от реальных, большинство мысленных экспериментов таковы, что реализовать их в действительности невозможно. Да это и не требуется, поскольку истинность заключения, основанного на мысленном эксперименте, следует только из условий самого эксперимента, а не на эмпирической проверке. Как и кейс, мысленный эксперимент представляет собой некоторую воображаемую ситуацию. В случае с кейсами, такая ситуация часто реально возможна, поэтому в кейсах учитывается множество второстепенных факторов. В мысленном эксперименте всегда представляется идеализированная ситуация без учета внешних влияний. К тому же, по поводу одного и того же кейса могут существовать противоположные точки зрения. Результат же мысленного эксперимента должен быть очевиден для любого.

Парадигмальным примером мысленного эксперимента является эксперимент Галилея. В нем проверяется положение аристотелевской физики «скорость падения тела зависит от его массы». Галилей рассуждал так: представим себе пушечное ядро и мушкетную пулю, падающие с одной высоты. Согласно проверяемому положению, ядро должно падать быстрее, чем пуля. Представим теперь, что ядро и пуля связаны. Поскольку пуля падает медленнее ядра, она должна замедлять его падение. Значит, пуля, связанная с ядром, будет падать медленнее одного ядра. Однако пуля и ядро вместе имеют большую массу, чем только ядро. Значит, они вместе будут падать быстрее ядра. Из проверяемого положения следует противоречие, следовательно, оно ложно.

Это рассуждение прекрасно демонстрирует ряд свойств мысленных экспериментов. Во-первых, для того, чтобы убедиться в истинности результата, не требуется проводить реальный эксперимент: результат следует из заданных нами условий. Во-вторых, мысленный эксперимент Галилея опровергает одно из положений аристотелевской физики, показывая, что оно противоречит здравому смыслу.

Философские мысленные эксперименты отличаются от мысленных экспериментов в других сферах тем, что их в подавляющем большинстве случаев в принципе невозможно реализовать. К тому же, положения, исследуемые в философских мысленных экспериментах, являются не положениями отдельных теорий, а нашими базовыми интуициями.

Очень важен для современной философии мысленный эксперимент Юма, направленный на прояснение нашего представления о причинности. Юм предлагает нам представить два бильярдных шара, один из которых ударяется о другой и приводит его в движение. Удар первого шара о второй является причиной движения. Однако мы могли бы себе представить, что после удара второй шар остался бы на месте или улетел вверх. Юм делает из этого вывод, что действие не следует логически из причины и заключает, что причинность – это не более чем вера в повторение событий, однотипных с прошедшими, в будущем. (Говоря современным философским языком, Юм показывает, что причинность логически не супервентна на физическом.)

Наиболее важные мысленные эксперименты, созданные в последние десятилетия, посвящены проблеме сознания, находящейся на острие философии и науки. Пожалуй, самый обсуждаемый из них – это мысленный эксперимент Чалмерса, нацеленный против физикализма – попытки объяснить сознание исключительно в естественно-научных терминах. Согласно физикализму, все, что существует в мире, имеет физическую природу. Значит, если мы представим себе мир физически идентичный нашему, в нем должно быть все, что есть в нашем мире. Однако, как указывает Чалмерс, мы можем представить себе мир, физически идентичный нашему, но населенный философскими зомби – нашими физическими копиями, лишенными сознания. Значит, в мире физически идентичном нашему может не быть чего-то, что есть в нашем мире, а именно сознания. Следовательно, сознание не может быть описано исключительно в естественно-научных терминах.

Откуда мысленные эксперименты черпают свою убедительность? Значительная часть экспериментов, как эксперимент Галилея, представляют собой иллюстрированное логическое рассуждение, опирающееся на определенные положения произвольной теории и приводящее к определенным выводам о ее истинности или ложности. Другие мысленные эксперименты, например Юма, исследуют наши базовые представления о мире. В этом случае убедительность рассуждений основана (позвольте воспользоваться старомодным и неопределенным термином) на человеческой природе.

Этот мысленный эксперимент родился в споре между философами Джоном Локком и Уильямом Молинье.

Представьте слепого с рождения человека, который знает, чем на ощупь отличается шар от куба. Если он внезапно прозреет, сможет ли он визуально отличить эти предметы? Не сможет. До тех пор, пока тактильное восприятие не будет связано с визуальным, он не будет знать, где находится шар, а где - куб.

Эксперимент показывает, что до определённого момента у нас нет никаких знаний о мире, даже тех, которые кажутся нам «естественными» и врождёнными.

Теорема о бесконечных обезьянах

deviantart.net

Мы считаем, что Шекспир, Толстой, Моцарт - гении, ибо их творения уникальны и совершенны. А если бы вам сказали, что их произведения не могли не появиться?

Теория вероятности утверждает, что всё, что может произойти, обязательно произойдёт в бесконечности. Если бесконечное количество обезьян посадить за печатные машинки и дать им бесконечное количество времени, то когда-нибудь одна из них обязательно слово в слово повторит какую-нибудь пьесу Шекспира.

Всё, что может случиться, должно случиться - какое тут место личному таланту и достижениям?

Столкновение шаров

Мы знаем, что утро сменится ночью, что стекло разбивается при сильном ударе, а падающее с дерева яблоко полетит вниз. Но что порождает в нас эту убеждённость? Реальные связи между вещами или наша вера в эту реальность?

Философ Дэвид Юм показал, что наша убеждённость в причинно-следственных связях между вещами не более чем вера, которая порождена нашим предыдущим опытом.

Мы убеждены, что вечер сменит день, только потому, что всегда до этого момента вечер сменял день. Абсолютной уверенности у нас быть не может.

Представим два бильярдных шара. Один бьётся о другой, и мы считаем, что первый шар является причиной движения второго. Однако мы можем представить, что второй шар останется на месте после столкновения с первым. Нам ничто не запрещает сделать это. Значит, из самого движения первого шара логически не вытекает движение второго и причинно-следственная связь основана исключительно на нашем предыдущем опыте (ранее мы множество раз сталкивали шары и видели результат).

Донорская лотерея

Философ Джон Харрис предложил вообразить мир, отличающийся от нашего двумя вещами. Во-первых, в нём считается, что позволить человеку умереть - то же самое, что и убить его. Во-вторых, операции по пересадке органов в нём всегда выполняются удачно. Что из этого следует? В таком обществе донорство станет этической нормой, ведь один донор может спасти множество людей. Тогда в нём проводится лотерея, которая в случайном порядке определяет человека, который должен будет пожертвовать собой, чтобы не дать умереть нескольким больным.

Одна смерть вместо многих - с точки зрения логики это оправданная жертва. Однако в нашем мире это звучит кощунственно. Эксперимент помогает понять, что наша этика построена не на рациональном базисе.

Философский зомби

Философ Дэвид Чалмерс в 1996 году в одном из своих докладов озадачил мир понятием «философского зомби». Это воображаемое существо, которое во всём идентично человеку. Оно встаёт по утрам под звук будильника, идёт на работу, улыбается знакомым. Его желудок, сердце, мозг работают так же, как у человека. Но при этом у него нет одного компонента - внутренних переживаний происходящего. Упав и повредив колено, зомби закричит как человек, но боли он не почувствует. В нём нет сознания. Зомби действует как компьютер.

Если человеческое сознание - результат биохимических реакций в мозге, то чем в таком случае человек будет отличаться от такого зомби? Если зомби и человек на физическом уровне ничем не отличаются, что же тогда такое сознание? Иначе говоря, есть ли в человеке что-то такое, что не обусловлено материальными взаимодействиями?

Мозг в колбе

Этот эксперимент предложил философ Хилари Патнэм.

wikimedia.org

Наше восприятие устроено следующим образом: органы чувств воспринимают данные извне и преобразуют их в электрический сигнал, который отправляется в мозг и расшифровывается им. Представим следующую ситуацию: мы берём мозг, размещаем его в специальном поддерживающем жизнедеятельность растворе, а электрические сигналы посылаем посредством электродов точно таким же образом, как это делали бы органы чувств.

Что бы переживал такой мозг? То же самое, что и мозг в черепной коробке: ему бы казалось, что он человек, он «видел» и «слышал» бы что-то, размышлял бы о чём-то.

Эксперимент показывает, что у нас нет достаточных оснований утверждать, что наш опыт - окончательная реальность.

Вполне возможно, что все мы находимся в колбе, а вокруг нас нечто вроде виртуального пространства.

Китайская комната

Чем отличается компьютер от человека? Можно ли представить будущее, в котором машины заменят людей во всех сферах деятельности? Мысленный эксперимент философа Джона Сёрля даёт понять, что нет.

Представьте человека, запертого в комнате. Он не знает китайского языка. В комнате есть щель, через которую человек получает вопросы, записанные на китайском. Он не может ответить на них сам, он даже прочитать их не может. Однако в комнате имеются инструкции по преобразованию одних иероглифов в другие. То есть там говорится, что если вы видите на бумаге такое-то сочетание иероглифов, то вам следует ответить таким-то иероглифом.

Таким образом, благодаря инструкциям по преобразованию иероглифов человек сможет отвечать на вопросы на китайском языке, не понимая ни смысла вопросов, ни своих собственных ответов. Это и есть принцип работы искусственного интеллекта.

Занавес неведения

Философ Джон Ролз предложил вообразить группу людей, которым предстоит создать некое общество: законы, государственные структуры, социальный порядок. Эти люди не имеют ни гражданства, ни пола, ни какого-либо опыта - то есть, проектируя общество, они не могут исходить из собственных интересов. Они не знают, какая роль выпадет каждому в новом социуме. Какое общество они построят в результате, из каких теоретических предпосылок будут исходить?

Вряд ли им оказалось бы хоть одно из существующих сегодня обществ. Эксперимент показывает, что все социальные организации на практике так или иначе действуют в интересах определённых групп людей.

способ размышления, при котором исследователь пытается мысленно представить себе возможные результаты тех операций, которые реально могут быть предприняты в определенной ситуации.

ЭКСПЕРИМЕНТ, МЫСЛЕННЫЙ

Вид не экспериментального размышления, при котором исследователь рассматривает возможные результаты тех операций, которые могут быть сделаны. Вообще, такие мысленные эксперименты являются полезными эвристическими приемами для исследования значения определенных теоретических моделей или для размышления относительно значения накопленных фактов. Также называется Gedanken эксперименты, от немецкого слова, означающего мысль.

МЫСЛЕННЫЙ ЭКСПЕРИМЕНТ

вид познавательной деятельности, строящийся по типу реального эксперимента и имеющий его структуру, но развивающийся целиком в идеальном плане. Именно в этом принципиальном положении проявляется здесь деятельность воображения, что и дает основание называть данную структуру воображаемым экспериментом. К М. э. обращался еще Аристотель, доказывая невозможность пустоты в природе. Широкое применение М. э. начинается с Галилея, который первым дал достаточное методологическое указание на М. э. как на особое познавательное образование, квалифицируя его как воображаемый эксперимент. М. э. не сводит к оперированию понятиями, но представляет собой познавательное образование, возникающее на основе воображения в процессе рационального познания. М. э.- деятельность, осуществляемая в идеальном плане, способствующая появлению у познающего субъекта новых эвристических возможностей как в логико-понятийном, так и в чувственно-образном отражении действительности. М. э. замещая в некотором роде реальный, служит его продолжением и развитием. Субъект может произвести, напр., косвенную проверку истинности знания, не прибегая к реальному экспериментированию там, где это затруднительно или невозможно. Кроме того, М. э. позволяет исследовать ситуации, не реализуемые практически, хотя и принципиально возможные. Поскольку М. э. протекает в идеальном плане, особую роль в обеспечении реальной значимости его результатов играет корректность форм мысленной деятельности. При этом очевидно, что мысленное экспериментирование подчиняется логическим законам. Нарушение логики в оперировании образами в М. э. ведет к его разрушению. В М. э. активность разворачивается в идеальном плане, и специфическими основаниями объективности в данном случае является логическая корректность оперирования с образами, с одной стороны, и активность воображения - с другой. Причем решающая роль, как и должно быть в эксперименте, принадлежит здесь «чувственной» стороне, т. е. воображению. Таким образом, М. э. отличается от реального эксперимента, с одной стороны, своей идеальностью, а с другой присутствием в нем элементов воображения как базиса оценки идеальных конструкций (Л. Д. Столяренко).

Мысленный эксперимент

Одной из наиболее очевидных форм проявления деятельности воображения в науке является мысленный эксперимент. К мысленному эксперименту обращался еще Аристотель, доказывая невозможность пустоты в природе, т.е. используя мысленный эксперимент, чтобы отвергнуть существование тех или иных явлений. Широкое применение мысленного эксперимента начинается, видимо, с Галилея. Во всяком случае Э. Мах в своей "Механике" полагает, что именно Галилей первым дал достаточное методологическое указание на мысленный эксперимент как на особое познавательное образование, квалифицируя его как воображаемый эксперимент. Мысленный эксперимент не сводим к оперированию понятиями, но представляет собой познавательное образование, возникающее на основе воображения в процессе рационального познания Мысленный эксперимент – это вид познавательной деятельности, строящийся по типу реального эксперимента и принимающий структуру последнего, но развивающийся целиком в идеальном плане. Именно в этом принципиальном пункте проявляется здесь деятельность воображения, что и дает основание называть данную процедуру воображаемым экспериментом. Мысленный эксперимент – деятельность, осуществляемая в идеальном плане, способствующая появлению у познающего субъекта новых эвристических возможностей как в логико-понятийном, так и в чувственно-образном отображении действительности. Мысленный эксперимент, замещая в некотором роде материальный, служит его продолжением и развитием. Субъект может произвести, например, косвенную проверку истинности знания, не прибегая к реальному экспериментированию там, где это затруднительно или невозможно. Кроме того, мысленный эксперимент позволяет исследовать ситуации, не реализуемые практически, хотя и принципиально возможные. Поскольку мысленный эксперимент протекает в идеальном плане, особую роль в обеспечении реальной значимости его результатов играет корректность форм мысленной деятельности. При этом очевидно, что мысленное экспериментирование подчиняется логическим законам. Нарушение логики в оперировании образами в мысленном эксперименте ведет к его разрушению. В мысленном эксперименте активность развертывается в идеальном плане, и специфическими основаниями объективности в данное случае являются логическая корректность оперирования с образами, с одной стороны, и активность воображения – с другой. Причем решающая роль, как и должно быть в эксперименте, принадлежит здесь "чувственной" стороне, т.е. воображению. Мысленный эксперимент, таким образом, отличается от реального эксперимента, с одной стороны, своей, так сказать, идеальностью, а с другой – присутствием в нем элементов воображения как базиса оценки идеальных конструкций. Так с помощью воображения, достаточно жестко направляемого логикой, Галилей представляет ситуацию, в которой причины, мешающие свободному движению тела, полностью устранены. Тем самым он преступает грань реально возможного, но зато со всей возможной очевидностью демонстрирует осуществимость инерциального движения – тело будет сохранять свое движение бесконечно долго. Продуктивная мощь воображения представила здесь ситуацию, невозможную с точки зрения аристотелевской физики. И Галилей отдавал себе отчет в том, что аристотелевской физике противостоит воображаемый результат мысленного эксперимента – тело, продолжающее движение в отсутствие движущих его сил, есть нечто невозможное с точки зрения физики. Таким образом, именно логическая оппозиция конкурирующих теорий образует контекст, в котором вполне допустимыми оказываются недопустимые (с какой-либо из конкурирующих позиций) предположения и "сумасшедшие" гипотезы. Короче, допустимым оказывается воображение во всех смыслах этого слова.

Поставим теперь вопрос о том, в чем специфика мысленного эксперимента по сравнению с другими формами познания, каково" место среди других средств познания, какова его познавательная ценность?

Некоторые авторы склонны усматривать ценность мысленного эксперимента в его способности служить иллюстрацией физических принципов, сделать их наглядными; другие авторы видят значение умственного эксперимента в мысленном предварении реального эксперимента.

Действительно, мысленный эксперимент выполняет эти функции, но этим его значение и ценность не исчерпываются.

Ценность мысленного эксперимента в том, что он, будучи про* явлением творческой активности мышления, позволяет исследовать ситуации, неосуществимые практически, хотя и возможные с научной, материалистической точки зрения. Это обстоятельство * отметил еще М. Планк: «Нет ничего ошибочнее, чем утверждение, что мысленный эксперимент имеет значение лишь постольку, поскольку он каждый раз может быть осуществлен через измерение. Если бы это было верно, то не существовало бы, например, никакого точного доказательства геометрии. Ибо каждая черта, которую можно нанести на бумагу, в действительности является не линией, а более или менее узкой полоской и каждая нарисованная точка есть в действительности небольшое пятно... В мысленном эксперименте дух исследования поднимается над миром действительных средств измерения, помогающих ему создавать гипотезы и формулировать вопросы, исследование (Priifung) которых посредством различных экспериментов открывает взору новые закономерные связи, а также такие связи, которые недоступны прямому измерению».338

Познавательное значение мысленного эксперимента аналогично значению мысленных моделей. Более того, оно в значительной степени совпадает с последним в силу того обстоятельства, что модель включена в мысленный эксперимент в качестве его воображаемого объекта. Этим, в частности, и определяется отмеченная способность умственного эксперимента выполнять роль иллюстрации к тем или иным абстрактно-теоретическим положениям. Однако модель как элемент мысленного эксперимента привносит с собой и другие познавательные функции. Она является средством закрепления тех идеализаций и упрощений, которые столь характерны для него. О них-то собственно и говорит Планк в вышеприведенной цитате.

Правда, и в реальном эксперименте осуществляется практически работа по устранению всевозможных случайных влияний и условий, затемняющих суть изучаемого процесса. Но в таком эксперименте экспериментатор всегда ограничен либо конкретно- историческим уровнем техники эксперимента (скажем, вакуумной техники, как например в опытах П. Н. Лебедева по исследованию светового давления), либо практической невозможностью осуществить вообще такое отвлечение (например, в случае инер- циальной системы). Степень же приближения к желаемым условиям опять-таки зависит от конкретно-исторических конструктивных возможностей человека, а мысленный эксперимент уже на стадии построения модели дает возможность преодолеть эти ограничения и осуществить абстракцию потенциальной осуществимости, т.

е. отвлечься от практически ограниченных конструктивных возможностей человека, о чем говорилось уже выше.

Абстракция потенциальной осуществимости в мысленном эксперименте характерна не только для объекта-модели, но и для средств воздействия на эту модель, а также воображаемых измерительных или регистрирующих инструментов.

Следует обратить внимание на то, что в мысленном эксперименте стирается различие между «внешними условиями» существования «объекта» и «приборами». В то время как в реальном эксперименте приборы в отличие от естественных условий изготовляются человеком и свидетельствуют о реализации его технических возможностей, в мысленном эксперименте от последних отвлекаются и учитывают лишь физические или вообще соответствующие объективные закономерности. Поэтому становится безразличным. (хотя в известном смысле это имеет место и в реальном эксперименте), сделан ли «прибор» человеческими руками, или же он представляет собой идеализированные внешние условия, с которыми взаимодействует «объект».

Рассмотрим в качестве примера идеализированную фотопластинку.339 Суть идеализации здесь состоит в том, что эмульсия пластинки отождествляется с системой закрепленных атомов, а ионизация такого атома - с образованием на фотопластинке изображения. Основанием для правомерности этой идеализации является тот факт, что ионизация одного из активных атомов есть начало процессов, ведущих в конце концов к образованию на фотопластинке проявленного зерна (пятнышка), которое и наблюдают в реальном эксперименте. Идеализация состоит также и в том, что атому приписывается бесконечно большая масса при достаточно малых его размерах, подходящих для определения области, в которой происходит ионизация.

Из этого примера видно, что подобная идеализация снимает всякие различия между «прибором», изготовленным человеком, и естественными условиями, поскольку она как раз и заключается в отвлечении от конструктивных особенностей пластинки - стекло или пленка, эмульсия, зерна, изображение и т. п.

Так же обстоит дело и с любым другим «прибором». Это значит попросту, что под «прибором» в идеализированном эксперименте имеют в виду некоторые идеальные и идеализированные условия, в которых выполняются некоторые положения теории или, что в данном случае одно и то же, существуют некоторые объективные законы. Таким образом, структура «эксперимента» здесь значительно упрощается, что позволяет выделить сущность изучаемого явления для того, чтобы подвергнуть его дальнейшему теоретическому обсуждению, анализу всевозможных следствий и, если это возможно или необходимо, наметить пути к реальному эксперименту.

Достигнутые упрощения делают структуру мысленного эксперимента во многих случаях такой, что она мало чем отличается от модели. Действительно, если наблюдатель в мысленном эксперименте -? элемент совсем необязательный, а различия между измерительными приборами и внешними условиями стираются, то остается некоторая схематическая картина, некий образ взаимодействия объекта с внешними условиями. Получается некая динамическая, структурно-функциональная или просто функциональная модель. Отсюда следует, что в пределе понятие мысленного эксперимента и понятие мысленной модели (мысленного моделирования) совпадают. А это значит, что все отмеченные выше познавательные функции мысленных моделей, так же как и свойственная им наглядность, выполняются в конечном счете и мысленным экспериментом. В связи с вопросом об абстракции, идеализации и упрощениях, применяемых в мысленных моделях и экспериментах, остановимся на одном частном моменте, имеющем, однако, существенное методологическое значение. От чего можно абстрагироваться при построении модели и проведении мысленного эксперимента, до какой степени упрощения следует идти, как далеко можно провести идеализацию? Эти вопросы возникают не случайно, а в связи с некоторыми высказываниями о природе мысленного моделирования и экспериментирования и дискуссиями на эту тему.,

Так, М. Планк, касаясь преимуществ и познавательных возможностей мысленного эксперимента, между прочим, говорил: «Мысленный эксперимент не связан с пределами точности (Ge- nauigkeitgrenze), ибо мысли тоньше (feiner) атомов и электронов, кроме того, при этом нет опасности причинного воздействия измерительного инструмента на измеряемый процесс»..340

Можно ли считать это мнение немецкого физика справедливым? Нам кажется, что нет. В нем не учтено гносеологическое значение тех трудностей, с которыми столкнулась квантовая физика с самого начала ее возникновения в 20-30-х годах. В результате их анализа в квантовой механике была обнаружена в качестве ее существенной методологической особенности невозможность при изучении некоторых явлений и при постановке некоторых мысленных экспериментов полностью отвлекаться от принципиального устройства приборов, с которыми взаимодействуют микрообъекты, для того чтобы получить сведения об объективных свойствах последних.

Конечно, мысленный эксперимент не ограничен и не должен быть ограничен трудностями практического характера, связанными с теми или иными конструктивными особенностями наших приборов: с их грубостью, с их относительным несовершенством (как например ограниченная разрешающая способность оптического микроскопа и т. п.). Но имеются такие стороны действительности, такие закономерности, отвлечение от которых лишает мысленный эксперимент всякого смысла, приводит не только к ложным следствиям из него, но и делает его вообще беспредметным с научной точки зрения. Мы уже упоминали выше о бессмысленности, с точки зрения Эйнштейна, воображаемых экспериментов, в которых движение происходит со сверхсветовой скоростью. Здесь происходит отвлечение от фундаментального закона природы, и неудивительно, что при помощи такого псевдоэксперимента можно «доказывать» всевозможные чудеса, вроде путешествия в прошлое. Поразительно только то, что до сих пор еще имеются теоретики, с серьезным видом пытающиеся строить модели и проводить мысленные эксперименты, нарушая принципы теории относительности именно в тех областях, где они должны выполняться. Представляется, что попытки, например, JI. Яноши341 выйти за рамки релятивистских требований при построении мысленных экспериментов и моделей для областей, где эти требования существенны, вступают в противоречие не только с теорией относительности (которую, впрочем, он про- должает оспаривать), но и с теорией мысленного эксперимента, развитой с позиций материалистической гносеологии.

Ошибка Яноши в методологическом отношении состоит в том, что он, строя свои модели и стараясь согласовывать их со всеми реальными экспериментами и не выходить за рамки бесспорных экспериментальных фактов, совершенно не желает считаться с теорией, подтвержденной всей совокупностью экспериментальных фактов, относящихся к области исследования квантовых явлений, следовательно, с законами этой области. Поэтому он с такой легкостью отбрасывает не только принцип предельности скорости света (допуская сверхсветовые скорости), но и принцип неопределенности342 - эту основную закономерность квантовых процессов. Предлагать подобные эксперименты в квантовой механике все равно, что при помощи мысленных экспериментов в области классической механики или термодинамики доказывать возможность вечного двигателя первого или второго рода.

Подобного же рода упреки можно сделать и в адрес других попыток построить мысленную модель и провести с ней мысленный эксперимент на основе представления о «скрытых» параметрах, отказа от принципа неопределенности. Другими словами, эти попытки основаны на предположении о возможности провести идеализацию, состоящую в отвлечении от конструктивных особенностей прибора и от его воздействий на микрообъект, так же полно, как в классической механике. Так, например, представляют себе модели и мысленные эксперименты в атомной физике Ж. Вижье и Д. Бом. Последний, выступая против положения Н. Бора о невозможности описать поведение индивидуальной системы в микромире на основе единой и точно определенной мысленной модели, считает, что «скрытые» параметры в принципе точно определяют результат любого индивидуального акта измерения и что искажение состояния системы измерительным аппаратом имеет не принципиальный, а только практический характер, что и выражается в соотношении неопределенностей.343 Д. Бом считает, что в принципе можно отвлечься от воздействия прибора на микрообъект и теоретически не принимать во внимание принцип неопределенности, который, как сказано, с его точки зрения, имеет только практическое зиаче- ниє, что, следовательно, «измерения, нарушающие соотношение неопределенности, являются, по крайней мере мыслимыми».344Отсюда и вытекает возможность в принципе точного предсказания будущего поведения системы, возможность мысленных экспериментов «на основе единой и точной мысленной модели».345

Такой моделью, являющейся базисом для «новой интерпретации» квантовой механики, выступает у Бома модель частицы, волновая функция которой истолковывается как описание некоего ф-поля, определяющего некоторую «квантовую силу», которая добавляется к обычной силе, действующей на частицу, рассматриваемую в виде материальной точки.346

Аналогичными методологическими особенностями характеризуются и модели, предложенные JI. де Бройле"м, Ж. Вижье, - «материальные частицы (а также фотоны) как сингулярности в метрике пространства-времени, окруженные волновым полем».347

Знаменитый мысленный эксперимент А. Эйнштейна, Р. Подольского п Н. Розена 348 также основан на идее о том, что идеализация и в области микровзаимодействий может быть доведена до полного отвлечения от возмущающего воздействия прибора, так что в конце концов путем некоторых остроумных приемов удается косвенно измерить одновременно скорость и координаты системы.

Между тем объективное содержание квантовой механики заставляет нас прийти к другому выводу. Как вытекает из квантовой механики, изучаемые в ней микровзапмодействия по своей квантовой природе не позволяют провести такое же полное отвлечение от средств наблюдения (приборов), как в классической физике, имеющей в основном дело с макроскопическими объектами.

Как известно, в классической физике предполагалось, что средства наблюдения не оказывают возмущающего воздействия на изучаемый объект, а если и оказывают, то это воздействие всегда можно (по крайней мере в принципе) учесть и внести соответствующую поправку. На этом и основана идеализация, суть которой состоит в возможности отвлечения не только от конструктивных особенностей и недостатков приборов, от их практической осуществимости, но и вообще от средств наблюдения. Это позволяет рассуждать так, как если бы средств наблюдения вообще не было, т. е. говорить о движении объекта безот- носительно к средствам наблюдения. Такая идеализация приводит к абсолютизации «состояния движения». И хотя состояние движения имеет смысл только по отношению к определенной системе отсчета, от этого отношения можно абстрагироваться и в случае надобности всегда его учесть.

Как показал В. А. Фок, качественно новой чертой квантово- механического описания является необходимость «учитывать не только механическое движение средств наблюдения, но и в какой-то схематической форме их внутреннее устройство».349 Эту особенность квантовомеханического описания В. А. Фок называет относительностью к средствам наблюдения350 и придает ей важное методологическое значение. Легко показать, что эта особенность теснейшим образом связана с принципом неопределенности и является прямым следствием отмеченной Н. Бором специфической черты закономерности квантовых процессов: их своеобразной неделимости, целостности.

Характеризуя эту особенность, Бор указывал, что «поведение атомных объектов невозможно резко отграничить от их взаимодействия с измерительными приборами, фиксирующими условия, при которых происходят явления».351

Важно подчеркнуть, что относительность к средствам наблюдения не означает никакого субъективизма, ибо она не есть относительность к сознанию субъекта, т. е. она не есть зависимость микрообъекта от сознания наблюдателя. Относительность к средствам наблюдения есть выражение диалектической закономерности всеобщей взаимозависимости и взаимосвязи явлений, причем в такой форме, которая одновременно демонстрирует существенные черты специфичности микроявлений и микровзаимодействий.

Средство наблюдения или прибор, о котором речь идет в квантовой физике и которое употребляется в ее реальных экспериментах, представляет собой объективный материальный процесс, осуществляемый по законам природы, и с этой точки зрепия безразлично, сделан ли он руками человека или выбран из естественных условий, если они удобны для эксперимента. Естественно, что для идеализированных приборов, применяемых в мысленных экспериментах, это различие еще менее существенно вследствие того, что при этом абстрагируются от конструктивных возможностей человека и практических особенностей конструкции прибора, понимая под последним некое устройство, имеющее, однако, физический смысл, т. е. такую принципиально осуществимую систему, в которой действуют известные закономерности. Другой особенностью прибора в квантовой механике является его двухступенчатый характер. Его приготовляющая и рабочая части представляют собой микропроцессы и характеризуются протекающим на микроуровне взаимодействием, в буквальном смысле слова связанным с материальными полями, и превращением форм материи; его же регистрирующая часть является микроскопической системой. Отношения между той частью системы, которая описывается квантовомеханически, и той, которая допускает классическое описание, не есть взаимодействие в вышеуказанном смысле, хотя оно и представляет собой закономерный переход в рамках вероятностных законов. По В. А. Фоку, прибором следует считать «такое устройство, которое, с одной стороны, может взаимодействовать с микрообъектом и реагировать на его воздействия, а с другой стороны, допускает с точностью, достаточной для данной цели, классическое описание».352

Поэтому, поскольку умственные эксперименты в квантовой механике представляют собой оперирование моделями, а последние выступают как классические и наглядные структуры, элементы которых характеризуются такими микроскопическими чертами (и соответственно величинами), как координаты, скорости и т. п., отвлечение от тех закономерностей, благодаря которым поведение модели можно рассматривать как отражение свойств микрообъекта, недопустимо. К числу этих закономерностей относятся принцип неопределенности, связанная с ним относительность к средствам наблюдения, а также вероятностная характеристика состояний микрообъекта. Получаемую в умственном эксперименте картину следует всегда рассматривать как свидетельство возможности существования у микрообъекта свойств, фиксируемых в данной модели (и объективно реализуемых в определенных отношениях). Это вполне согласуется с тем объективным и фундаментальным фактом, что причинность в мире квантовых явлений осуществляется не в форме лап- ласовского детерминизма, а в форме статистической закономерности. Поэтому все мысленные эксперименты, в которых фигурируют классические модели, действующие по принципам классического детерминизма с его абсолютной (в принципе) точностью и однозначностью (в смысле Лапласа), обречены на неудачу, что и подтверждает история физики за последние тридцать лет.

15 В. Л. Штофф

Отсюда следует, что открытия в квантовой механике имели огромное методологическое, принципиальное значение. Они указали на те новые закономерности, которые необходимо учитывать для получения адекватных образов микроявлений. Не только при характеристике содержания объекта, но и при разработке способов его познания (в частности, умственного эксперимента и моделирования) необходимо учитывать объективные качественные особенности самого объекта, в данном случае - закономерностей тех явлений, которые объединяются в понятии микрообъекта.

В этом смысле можно согласиться с выводом Н. Бора о том, что одним из методологических уроков, вытекающих из квантовой механики, является «урок об ограниченной применимости обычных идеализацию).353

С этой ограниченной применимостью обычных идеализации связан вопрос и об ограничениях, накладываемых вообще на метод моделей в квантовой механике. Однако этот вопрос требует специального рассмотрения.

Одной из наиболее очевидных форм проявления деятельности воображения в науке является мысленный эксперимент. К мысленному эксперименту обращался еще Аристотель, доказывая невозможность пустоты в природе, т. е. используя мысленный эксперимент, чтобы отвергнуть существование тех или иных явлений. Широкое применение мысленного эксперимента начинается, видимо, с Галилея. Во всяком случае, Э. Мах в своей «Механике » полагает, что именно Галилей первым дал достаточное методологическое указание на мысленный эксперимент как на особое познавательное образование, квалифицируя его как воображаемый эксперимент.

Мысленный эксперимент не сводим к оперированию понятиями, но представляет собой познавательное образование, возникающее на основе воображения в процессе рационального познания.

Мысленный эксперимент - это вид познавательной деятельности, строящийся по типу реального эксперимента и принимающий структуру последнего, но развивающийся целиком в идеальном плане . Именно в этом принципиальном пункте проявляется здесь деятельность воображения, что и дает основание называть данную процедуру воображаемым экспериментом.

Мысленный эксперимент - деятельность, осуществляемая в идеальном плане, способствующая появлению у познающего субъекта новых эвристических возможностей как в логикопонятийном, так и в чувственнообразном отображении действительности. Мысленный эксперимент, замещая в некотором роде материальный, служит его продолжением и развитием. Субъект может произвести, например, косвенную проверку истинности знания, не прибегая к реальному экспериментированию там, где это затруднительно или невозможно. Кроме того, мысленный эксперимент позволяет исследовать ситуации, нереализуемые практически, хотя и принципиально возможные.

Поскольку мысленный эксперимент протекает в идеальном плане, особую роль в обеспечении реальной значимости его результатов играет корректность форм мысленной деятельности. При этом очевидно, что мысленное экспериментирование подчиняется логическим законам. Нарушение логики в оперировании образами в мысленном эксперименте ведет к его разрушению. В мысленном эксперименте активность развертывается в идеальном плане, и специфическими основаниями объективности в данном случае являются логическая корректность оперирования с образами, с одной стороны, и активность воображения - с другой. Причем решающая роль, как и должно быть в эксперименте, принадлежит здесь «чувственной» стороне, т. е. воображению.

Мысленный эксперимент, таким образом, отличается от реального эксперимента, с одной стороны, своей, так сказать, идеальностью, а с другой - присутствием в нем элементов воображения как базиса оценки идеальных конструкций.

Так с помощью воображения, достаточно жестко направляемого логикой, Галилей представляет ситуацию, в которой причины, мешающие свободному движению тела, полностью устранены. Тем самым он преступает грань реально возможного, но зато со всей возможной очевидностью демонстрирует осуществимость инерциального движения - тело будет сохранять свое движение бесконечно долго.

Продуктивная мощь воображения представила здесь ситуацию, невозможную с точки зрения аристотелевской физики. И Галилей отдавал себе отчет в том, что аристотелевской физике противостоит воображаемый результат мысленного эксперимента - тело, продолжающее движение в отсутствии движущих его сил, есть нечто невозможное с точки зрения физики.

Таким образом, именно логическая оппозиция конкурирующих теорий образует контекст, в котором вполне допустимыми оказываются недопустимые (с какой-либо из конкурирующих позиций) предположения и сумасшедшие гипотезы. Короче, допустимым оказывается воображение во всех смыслах этого слова.

Плотность