Философские вопросы научных представлений о пространстве и времени - Головко Н. В

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ НОВОСИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ФИЛОСОФСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ КАФЕДРА ГНОСЕОЛОГИИ И ИСТОРИИ ФИЛОСОФИИ

Н. В. Головко

ФИЛОСОФСКИЕ ВОПРОСЫ НАУЧНЫХ ПРЕДСТАВЛЕНИЙ О ПРОСТРАНСТВЕ И ВРЕМЕНИ

КОНЦЕПТУАЛЬНОЕ ПРОСТРАНСТВО-ВРЕМЯ И РЕАЛЬНОСТЬ

Учебное пособие

Новосибирск

2006

ББК Ю 251.4: В31я73-1 УДК 115.4 Г 612

Головко Н. В. Философские вопросы научных представлений о пространстве и времени. Концептуальное пространство-время и реальность: Учеб. пособие / Новосиб. гос. ун-т. Новосибирск, 2006. 226 с.

ISBN 5-94356-368-7

Пособие посвящено анализу методологических проблем познания физической реальности, возникающих в связи с необходимостью применения в науке концептуального пространства и времени. Являясь основными элементами научной картины мира, эти представления оказывают определяющее воздействие на методологию научного поиска, развитие теоретического знания и мировоззрение исследователя. В центре внимания классические проблемы фундаментальных естественно-научных представлений о пространстве и времени в рамках программы научного реализма.

Пособие предназначено для слушателей спецкурса «Философские вопросы научных представлений о пространстве и времени», читаемого в магистратуре философского факультета НГУ, – магистрантов, проходящих подготовку по специализациям «Онтология и теория познания» и «Философия и методология науки и техники» в рамках дисциплины «Философия науки», а также для студентов, магистрантов и аспирантов других специальностей, слушающих курсы «Философия», «Философия науки», «История и философия физики», «История и философия математики», «История и философия естествознания» и другие курсы, предусматривающие обращение к вопросам философско-методологического сопровождения теоретического ядра современного естествознания.

Работа выполнена при частичной финансовой поддержке Программы грантов Президента Российской Федерации для государственной поддержки молодых российских ученых (проект МК-1862.2005.6), а также грантов Лаврентьевского конкурса молодежных проектов СО РАН – 2006 (проект № 153) и Российского гуманитарного научного фонда (проект № 06-03-90305 а/Б).

Ответственный редактор

д-р филос. наук, проф. А. Л. Симанов

Рецензенты:

д-р филос. наук В. В. Корухов, д-р филос. наук, д-р физ.-мат. наук О. В. Шарыпов

	Пособие печатается по решению
ученого совета философского факультета НГУ.
ISBN 5-94356-368-7	© Новосибирский государственный
	университет, 2006
	© Н. В. Головко, 2006

Ошибочно думать, что задача физики – найти, какова природа на самом деле? Фи- зика касается вопроса – что мы можем сказать о природе?

Нильс Бор

Физика является попыткой концептуально «охватить» реальность, мыслимую суще- ствующей независимо от нас. Именно в этом смысле можно говорить о физиче- ской реальности.

Альберт Эйнштейн

ПРЕДИСЛОВИЕ

Настоящее пособие продолжает серию учебных пособий, раскрывающих проблемы, методологию, предпосылки и основные результаты современ- ных философско-методологических исследований неклассических пред- ставлений о природе пространства и времени. Необходимость примене- ния в науке концептуального пространства и времени, определяющая роль представлений о пространстве и времени в рамках современной на- учной картины мира обусловливают актуальность анализа проблемы со- отношения концептуального пространства-времени и реальности.

Рискну предположить, что за пять лет, прошедшие с момента выхода первого пособия (методическое пособие О. В. Шарыпова «Философские вопросы научных представлений о пространстве и времени. Введение» издано в 2000 г.), произошли значительные перемены, в первую очередь,

вотношении научного сообщества к этой достаточно традиционной, ко- нечно, натурфилософской и, вне всякого сомнения, маргинальной (как для естествоиспытателя, так и для философа) теме. Перемены были вы- званы, в первую очередь, изменением понимания конкретной (а не мета- физической, как ранее) роли представлений о структуре пространства в современной физической картине мира. Успехи теории струн наконец подтолкнули серьезных теоретиков к открытому исследованию тех об- ластей, которые традиционно считались уделом лишь академиков или студентов.

Кроме того, были достигнуты важные научные результаты в области исследования структуры пространства на планковских масштабах. Стали видны проблемы, решение которых приведет нас к завершению (хотя, конечно, трудно говорить заранее) построения расширенной специальной теории относительности, основными характеристиками которой являются планковские величины (планковская длина и планковское время, если говорить о структуре пространства). К числу наиболее значительных со- бытий последнего времени, получающих отражение в пособии и затраги- вающих непосредственную тематику пособия, следует отнести появление

вотечественной литературе ряда важных работ по проблемам философ- ско-методологических исследований структуры пространства-времени на планковских масштабах, в частности по «проблеме планковских вели- чин», таких авторов, как В. В. Корухов, О. В. Шарыпов и А. Л. Симанов,

4

а также фактическое признание мировой общественностью важности и необходимости разработки расширенной специальной теории относи- тельности, прежде всего мы имеем в виду работы Дж. Амелино-Камелиа, Дж. Ковальски-Гликмана, Дж. Магеджо, Л. Смолина и других известных зарубежных авторов. Впервые на конкретную научную основу ставятся вопросы об эмпирической проверке свойств пространства-времени, за- трагивается одна из самых «нерушимых» прежде характеристик – кон- венциональный характер физической геометрии. Все это предполагает новый виток философской рефлексии.

Традиционно представления о структуре пространства претерпевали значительные изменения именно в период смены фундаментальных фи- зических представлений, а то и научной картины мира в целом. Является ли современный период именно таким, покажут будущие исследования,

однако успехи фундаментальной науки сейчас заставляют нас вновь «выйти из тени» и «перетрясти скелет» традиционным постановкам во- просов, дополнив их новым содержанием.

Специфика данного пособия «Концептуальное пространство-время и реальность» состоит в том, что основные вопросы традиционной пробле- матики философско-методологических исследований пространства- времени перемежаются с вопросами исключительно философского харак- тера: в каком смысле возможно знание о реальности, способна ли физика предложить нам объективное знание или только знание о реальности «как она открывается нам», насколько полно концептуальные модели структу- ры пространства-времени принятых в настоящее время фундаментальных теорий (специальной и общей теорий относительности) отражают объек- тивную реальность? Впервые в отечественной литературе поднимается проблема реализма как адекватного философского подхода к исследова- нию философско-методологических проблем структуры пространства- времени. Традиционно в своих исследованиях подавляющее большинство отечественных авторов (в нашей стране интерес к проблемам философ- ско-методологических исследований физики и геометрии пространства никогда не иссякал, достаточно обратиться к списку литературы, приве- денному в конце пособия) опирается на канон диалектического материа- лизма и в целом материалистических (энгельсовских) представлений о сути пространства и времени. Автор данной работы отдает себе отчет в том, что по ряду вопросов, которые по-разному трактуются в диалектико- материалистической и реалистской1 традициях, мнение читателя может не совпадать ни с той, ни с другой весьма уважаемыми философскими доктринами. Хочется выразить надежду, что необходимый компромисс (который, на наш взгляд, возможен, поскольку материализм – одно из необходимых условий реализма) все же будет найден.

5

Пособие представляет собой самостоятельную авторскую точку зре- ния на постановку проблем и новейшие результаты в области исследова- ния философских вопросов современных научных представлений о про- странстве и времени. По нашему мнению, оно может быть полезно как для специалистов в известных областях, так и для всех интересующихся философскими и конкретно-научными проблемами исследования струк- туры пространства-времени.

Взаключение хотелось бы выразить особую благодарность рецензен-

там и ответственному редактору за оказанную поддержку и высказанные замечания.

Вцелях унификации изложения часть материала гл. 1 заимствована из пособия О. В. Шарыпова (с любезного согласия автора) и дополнена пе- реработанными сведениями, соответствующими задачам, поставленным в настоящем пособии. Надеемся, что наша переработка материала не вызо- вет нареканий, а наоборот, это будет расценено как приглашение к совместной работе над следующим пособием в серии «Развитие представлений о пространстве и времени в естествознании и философии». Гл. 3 пособия не была бы написана без помощи В. В. Корухова, который

любезно разрешил воспользоваться своими наработками и прокомментировал ряд возникших вопросов. Во всех случаях даны ссылки на авторство заимствованного материала.

Часть материала, представленного в данном пособии, уже была нами опубликована, в частности в журналах «Философия науки» и «Вестник НГУ. Философия». Автор выражает благодарность редакциям журналов за предоставленную возможность перепечатать материалы, которые со- ставили отдельные параграфы гл. 1, 4. Кроме того, необходимо отметить, что в ходе работы над пособием автор не раз обращался к фондам биб-

лиотек Oxford Scholarship Online и Questia Media America, а также Алтай-

ской краевой универсальной научной библиотеки им. В. Я. Шишкова. Наконец, сама работа была выполнена на философском факультете НГУ

инеоднократно обсуждалась на философско-методологических семина- рах в Институте философии и права СО РАН. Конечно, хотелось бы вы- разить благодарность всем, кто принимал участие в дискуссиях.

Н.Г.

Новосибирск, Академгородок декабрь 2005

6

ВВЕДЕНИЕ

Нельзя понять, что наука представляет со- бой на самом деле, если у тебя в голове не сложилось идеи о том, какой науке следу- ет быть.

Карл Поппер

Утверждение Нильса Бора можно легко проинтерпретировать в терминах соотношения реальности «как таковой» и реальности «как она открывает- ся нам в ощущениях». Неверно, утверждает он, думать, что физика спо- собна раскрыть перед нами саму реальность, физика лишь раскрывает перед нами только то, как реальность «открывается нам». Последнее крайне важно, поскольку подчеркивается, что принципиальный субъек-

тивный характер наших ощущений невозможно исключить из контекста даже самых точных и проверенных научных теорий. В самом общем слу- чае мы можем предположить, что то, какой реальность предстает перед нами, «открываясь нам» в ощущениях, может существенно отличаться от того, какой она является «на самом деле». Таким образом, первая реаль- ность является безнадежно субъективной, а вторая, согласно Бору, отве- чая фундаментальному уровню нашего физического знания, также явля- ется в некотором роде всего лишь результатом более сложного «приот- крывания», физическое знание не является подлинным знанием о реаль- ности.

Основной философский вопрос, экспликации которого посвящено по- собие и который будет разбираться ниже, – это вопрос о том, способна ли (и насколько) физика, в частности занимающаяся проблемами физики пространства-времени, предоставить нам знание именно об объективной реальности? Вопрос состоит не в том, что следует считать собственно задачей физики в смысле наиболее желанной цели исследования или дос- тижения практического результата, скорее вопрос в том, какое знание о реальности фактически «раскрывает» физика. Каковы пределы физиче- ского знания, ограниченные обоснованным доказательством выдвигаемо- го знания? Как далеко мы можем зайти, следуя за физическими представ- лениями, прежде чем погрузимся в мистицизм и оккультизм? Сколько

7

угодно можно спекулировать понятиями типа «объективная реальность», «базовое знание», «теоретическая нагруженность», «недоопределен- ность» и т. д., но как только мы попадаем в область философии науки, нам необходимы достаточно веские основания – аргументы, для того что- бы опираться на физику как на науку, изучающую реальность. Если все данные, которые мы можем почерпнуть о природе, исключительно субъ- ективны, то тогда не окажется ли так, что все, что мы можем знать о ней, – это лишь рефлексия по поводу собранных данных: мы можем гово- рить о независимых данных, о независимой реальности, но эти рассужде- ния будут бездоказательны.

Бор репрезентирует одну из возможных точек зрения, которая остав- ляет рассуждения о реальности «за пределами» научного знания, за пре- делами того, чем занимается физика, и если он прав, тогда единственное, о чем способна рассказать нам физика, – это реальность «как она откры- вается нам». Точка зрения Бора не является случайной или неожиданной, он, вне всякого сомнения, один из гигантов физики начала ХХ в., и он, конечно, опирается на определенные представления о сути научного зна- ния, которые подкреплены определенными, принятыми в то время в оп- ределенном сообществе философскими воззрениями. Однако цель нашего анализа не столько история идей, сколько интерпретация современного состояния знания и уровня философской рефлексии, поэтому мы искусст-

венно будем использовать точку зрения Бора скорее как обозначение для представлений, принятых в достаточно широком направлении современ- ной философии науки, а именно в антиреализме. Аналогично точка зре- ния другого гиганта физики ХХ в. Альберта Эйнштейна будет обозначать противоположные боровским представления, соответствующие програм- ме научного реализма.

Отметим, что в свое время Бор и Эйнштейн придерживались сущест- венно различных точек зрения на природу квантовой механики. Однако в контексте пособия нас будет интересовать содержание не квантовой ме- ханики, а другой фундаментальной теории современной научной картины мира – теории относительности, и в особенности то, каким образом оно противоречит представлению Бора о физике. Эйнштейновское представ- ление о физике более оптимистично, он утверждает, что физика способна предоставить достаточно обоснованное знание о реальности «как тако- вой», а не только о нашем субъективном описании природы. Физика спо- собна предложить объективное знание о реальности, которая «находится за» той реальностью, которая «дана нам в ощущениях».

Таким образом, мы обозначили две основные точки зрения относи- тельно возможности построения знания о реальности. Соответственно цель нашего исследования – выяснить, что же все-таки отражает знание, принятое в рамках современных представлений о пространстве-времени,

8

что, собственно, отражает концептуальное пространство-время специаль- ной теории относительности (СТО) или общей теории относительности (ОТО), либо насколько оно отражает объективную реальность? Посколь- ку вопрос ставится в рамках философии науки, основное внимание будет уделяться вопросам обоснования доказательства знания о реальности, т. е. объектом нашего исследования является широко известная философ- ская проблема соотношения теории и реальности.

Предметом нашего исследования является представление о пределах объективного знания в физике, в частности в физике пространства- времени. Существуют ли эксперименты, способные четко указать нам на них, либо не является ли вопрос о пределах знания слишком философ- ским и лежащим за пределами физики как науки? Для Бора, Эйнштейна и многих других физика в состоянии дать обоснованный ответ на постав- ленный вопрос. В этом смысле отдельные части физического знания функционируют как основания для более общих и абстрактных философ- ских построений относительно природы научного знания. Что физика сама по себе может предположить относительно реальности, а еще лучше относительно соотношения реальности «как таковой» и реальности «как она открывается нам»? Еще более важен ответ на вопрос: что мы можем знать относительно каждого из аспектов реальности? В каком отношении физическое знание находится с физической реальностью, о которой гово- рит Эйнштейн? Придерживается ли современная физика точек зрения Бора или Эйнштейна относительно того, что мы можем и чего не можем знать о реальности?

Поскольку предмет нашего исследования тесно связан с самим физи- ческим знанием, нам не обойтись без краткого экскурса, например, в тео- рию относительности (см. дополнение А). В настоящий момент теория относительности (как СТО, так и ОТО) является основной теорией, опи- сывающей природу пространства, времени и движения вещества как на микро-, так и на макромасштабах. В рамках современной научной карти- ны мира, по-видимому, можно говорить лишь о двух «базовых», фунда- ментальных теориях, которые в самом общем виде полностью репрезен- тируют все современное физическое знание о мире, – это теория относи- тельности и квантовая механика. Данное пособие посвящено первой из них. В любом случае, мы будем исходить из представления о том, что корректные физические представления являются необходимым основани- ем для постановки философских вопросов. Последнее предположение нетривиально. Мы будем опираться на достаточно распространенную, особенно в отечественной философии науки, точку зрения, согласно ко-

торой, обращаясь к анализу концептуальных оснований научной теории, мы тем самым проясняем для себя ее философское содержание. Это очень тонкий момент, затрагивающий весьма болезненную точку сопри-

9