Физика и контркультура в Амстердаме 6 страница
Каждый, кто сталкивается с Джефом Чу, находит в нем мягкого и доброго человека, а вступая с ним в серьезный разговор поражается глубине его мышления. У него есть привычка рассматривать каждый вопрос и каждую проблему на глубочайше возможном уровне. Вновь и вновь я сталкивался с тем, что он обсуждает вопросы, на которые у меня был бы заранее готовый ответ, медленно произнося, после небольшой паузы: "Вы задаете очень важный вопрос" - и затем раскрывает широкий контекст вопроса, давая гипотетический ответ на глубочайшем и наиболее значительном уровне.
Мышление Чу - медленное, осторожное и очень интуитивное, и наблюдать, как он размышляет над проблемам, было для меня очень увлекательно. Я часто видел, как мысль из глубин его ума поднимается до сознательного уровня, и наблюдал, как он очерчивает ее побуждающими жестами своих больших выразительных рук, прежде чем медленно и осторожно сформулировать словами. Я всегда чувствовал, что S-матрица у Чу в костях, и он использует язык тела, чтобы придать этим крайне абстрактным идеям ощутимое очертание.
С самого начала нашего знакомства меня интересовало, какой философской подготовкой обладает Чу. Я знал, что мышление Бора подвергалось влиянию Кьеркегора и Уильяма Джеймса, что Гейзенберг изучал Платона, Шредингер читал Упанишады. В Чу я видел склонность к глубокому философствованию; природа его "бутстрэпной" методологии казалась весьма радикальной, поэтому мне было очень интересно, какие влияния испытывало его мышление со стороны философии, искусства и религии. Но, разговаривая с Чу, я каждый раз настолько погружался прежде всего в физические проблемы, что казалось неуместным терять время, прерывая ход дискуссии, задавая Чу эти вопросы; когда же я наконец их задал, ответ поразил меня.
|
|
|
Он рассказал, что в юности старался подражать своему учителю, Энрико Ферми, известному своим прагматическим подходом в физике. "Ферми был крайним прагматиком, которого философия вообще не интересовала, - объяснял Чу. - Он просто хотел знать правила, которое позволили бы ему предсказывать результаты эксперимента. Я помню, как, говоря о квантовой механике, он презрительно смеялся над людьми, которые могли терять время на заботы об интерпретации теории; ему было достаточно того, что он знал, как пользоваться уравнениями и делать предсказания.
И долгое время я старался думать, что собираюсь вести себя в духе Ферми, насколько это возможно".
Лишь много позже, как рассказывал Чу, когда он начал писать и читать лекции, он начал думать о философских вопросах. Когда я спросил его, кто оказал влияние на его мышление, он мог назвать лишь имена физиков, когда же я в удивлении спросил, влияли ли на него какие-нибудь философские школы, или что-либо еще за пределами физики, он ответил лишь: "Ну, во всяком случае я не могу ничего такого вспомнить".
|
|
|
По-видимому, Чу действительно оригинальный мыслитель, извлекший свой революционный подход к физике и свою глубокую философию природы из собственного опыта в мире субатомных явлений - опыта, который, разумеется, может быть лишь косвенным, связанным со сложными и тонкими инструментами наблюдения и измерения, но для Чу, тем не менее, весьма реального и значимого. Один из секретов Чу состоял в том, что он был целиком погружен в свою работу и способен на глубочайшую концентрацию в течение длительного времени. Он говорил мне, что его концентрация была почти непрерывной. "Одна из особенностей моей работы состоит в том, что я почти не перестаю думать о текущей проблеме. Я редко отрываюсь, если только не происходит чего-то действительно требующего моего внимания, вроде ведения машины в опасном месте. Тогда приходится прерываться, но непрерывность для меня кажется очень важной, - мне нужно продолжать работу мысли".
|
|
|
Чу так же сказал, что он редко читает что-либо выходящее за пределы области его исследования, и припомнил по этому поводу анекдот о Поле Дираке, знаменитом физике, который однажды на вопрос, читал ли он такую-то книгу, ответил с совершенной прямотой и серьезностью: "Я никогда не читаю. Это мешает мне думать". "Что касается меня, - продолжал Чу смеясь, - я могу прочесть кое-что, но мне для этого нужна особая мотивация".
Кто-нибудь может подумать, что это постоянная и интенсивная сосредоточенность на мире своих понятий делает его холодным и несколько одержимым человеком, но на самом деле это совсем не так. Чу - теплый и открытый человек. Он редко бывает напряженным или недовольным и часто разражается во время разговора счастливым смехом. Сколько я его знаю, я вижу его в мире с самим собой и с миром. Он очень добр и тактичен, и в повседневной жизни проявляет ту терпимость, которая характерна и для его "бутстрэпной" философии. "Физик, который способен рассматривать любое количество различных частично удовлетворительных моделей без каких-либо предпочтений, - писал он в одной из статей, -тем самым уже "бутстрэпщик". Меня всегда поражала гармония между научным подходом Чу, его философией и его личностью, и хотя он считает себя христианином, близким к католической традиции, я не могу удержаться от мысли, что его подход к жизни является по-существу буддийским.
|
|
|
"Бутстрэпное" пространство-время Поскольку "бутстрэпная" физика не основывается ни на каких фундаментальных единицах, процесс теоретического исследования здесь во многих отношениях отличается от того, что происходит в ортодоксальной физике. В противоположность большинству физиков, Чу не мечтает о единственном решающем открытии, которое раз и навсегда дало бы обоснование его теории; он видит свою задачу в медленном и постепенном создании сети взаимосвязанных понятий, ни одно из которых не более фундаментально, чем другие. По мере развития теории взаимосвязи в этой сети становятся все более и более определенными; вся сеть становится, так сказать, все более и более фокусированной.
Этот процесс становится все более интересным по мере того, как "пришнуровывается" все большее число понятий. Чу полагает, что это "пришнуровывание" должно охватить основные принципы квантовой теории, наши понятия о микрокосмическом пространстве-времени и, по-видимому, даже наше понятие о человеческом сознании. "Бутстрэпная" идея, - пишет Чу, - доведенная до своего логического конца, предполагает, что существование сознания, наряду с другими аспектами природы, необходимо общей связи целого".
В настоящее время наиболее интересная часть теории Чу - это перспектива "пришнуровывания" пространства-времени, которое кажется осуществимым в ближайшее время. В "бутстрэпной" теории частиц нет непрерывного пространства-времени. Физическая реальность описывается в терминах изолированных событий, причинно связанных, но не вписанных в непрерывное пространство-время. Пространство-время вводится макроскопически, в связи с экспериментальным аппаратом, но это не подразумевает микроскопической пространственно-временной непрерывности.
Отсутствие непрерывного пространства и времени - может быть наиболее радикальный и наиболее трудный аспект теории Чу как для физиков, так и для непосвященных. Мы с Чу недавно обсуждали вопрос о том, как наш повседневный опыт отдельных объектов, движущихся в непрерывном пространстве и времени, может быть объяснен такой теорией. Наш разговор был вызван обсуждением хорошо известных парадоксов квантовой теории.
"Я полагаю, что это один из наиболее интригующих аспектов физики, - начал Чу, - и я могу лишь высказать свою точку зрения, не предполагая, что ее кто-либо разделяет. Я полагаю, что принципы квантовой механики, как они сформулированы, неудовлетворительны, и что развитие "бутстрэпной" теории должно привести к другим формулировкам.
Я думаю, что они должны, в частности, включать утверждение, что не следует выражать принципы квантовой механики в априори принимаемом пространстве-времени. Это недостаток современного положения дел. Квантовая механика содержит в своем существе дискретные представления, в то время как идея пространства-времени - континуальна. Я полагал, что если вы попытаетесь утверждать принципы квантовой механики, приняв пространство-время как абсолютную истину, вы столкнетесь с трудностями. Я полагаю, что "бутстрэпный" подход в конце концов даст нам одновременное объяснение пространства-времени, квантовой механики и значения картезианской реальности. Все это определенным образом будет объединено, но невозможно будет начинать с пространства-времени как ясного, недвусмысленного основания, на котором покоились бы остальные идеи".
"Тем не менее, - возразил я, - кажется очевидным, что атомные явления принадлежат пространству-времени. Мы с вами принадлежим пространству-времени, следовательно так же и атомы, из которых мы состоим. Пространство-время - чрезвычайно полезное представление; что вы имеете в виду, утверждая, что не следует предполагать атомные явление принадлежащими пространству-времени".
"Прежде всего я считаю очевидным, что квантовые принципы неизбежно ведут к мысли, что объективная ньютоно-картезианская реальность - это аппроксимация. Невозможно придерживаться принципов квантовой механики и в то же время полагать, что обыденное представление о внешней реальности - это точное ее описание. Можно привести достаточно примеров, показывающих, как система, описываемая в квантовых принципах, проявляет классическое поведение, если становится достаточно сложной. Это постоянно делается. Можно показать, что классическое поведение оказывается аппроксимацией квантового поведения. Таким образом, картезианское представление об объектах и вся ньютоновская физика - это аппроксимации. Я не могу себе представить, как они могли бы быть точными. Они должны зависеть от сложности тех явлений, которые описываются. Высокая степень сложности может в конце концов усредниться таким образом, чтобы создать эффективную простоту. Этот эффект делает возможной классическую физику".
"Таким образом, есть квантовый уровень, где нет жестких объек тов и классические представления не работают; и затем, по мере продвижения ко все большей сложности, классические представле ния появляются?" "Да." "И вы утверждаете, что пространс тво-время - такое классическое представление?" "Именно так.
Оно появляется с областью классической физики, и его не следу ет принимать вначале." "И у вас есть идеи по поводу того, как пространство-время появится на уровне высокой сложности?" "Да.
Ключевой является идея "мягких" событий, все это уникальным образом связано с фотонами". Чу пояснил далее, что фотоны - частицы электромагнетизма и света - обладают уникальными свойствами, в частности, не имеют массы, что позволяет им вза имодействовать с другими частицами, создавая лишь небольшие возмущения. Может быть, бесконечное количество таких "мягких событий", накапливаясь, в аппроксимации по рождает локализацию других взаимодействий частиц, и таким об разом возникает классическое представление об изолированных объектах. "Но что же относительно пространства и времени?" - спросил я. "Видите ли, представление о том, что такое класси ческий объект, что такое наблюдатель, что такое электромагне тизм, пространство-время - все это тесно связано между собой.
Если в вашей картине есть идея "мягких" фотонов, вы можете от нести определенные паттерны событий к представлению о наблюдателе, смотрящем на что-то. В этом смысле, я бы сказал, что можно надеяться создать теорию объективной реальности. И пространство-время появиться сразу же.
Не следует начинать с пространства-времени и затем пытаться развивать теорию объективной реальности".
Чу и Дэвид Бом
Этот разговор прояснил для меня грандиозность замысла Чу. Он надеялся осуществить выведение принципов квантовой механики (включая, например, принцип неопределенности Гейзенберга), понятия о макроскопическом пространстве-времени (и вместе с ними основные формулы теории относительности), характеристики наблюдения и измерения, - выведение всего этого из общей логической связности топологической "бутстрэпной" теории.
Я уже имел некоторое представление об этой программе, потому что в течение нескольких лет Чу постепенно упоминал различные ее аспекты, даже до того, как "пришнуровывание" пространства-времени превратилось в конкретную возможность. Когда он упоминал об этом грандиозном проекте, я думал о другом физике, Дэвиде Боме, который разрабатывал похожую программу. Я знал о Дэвиде Боме, одном из наиболее ярких оппонентов общепринятой, так называемой копенгагенской интерпретации квантовой теории, со студенческих дней. В 1974 году я увидел его на броквудской встрече с Кришнамурти, и там состоялся наш первый разговор. Я сразу отметил, что Бом, как и Чу, был глубоким и проницательным мыслителем, и что он, как и Чу несколькими годами позже, поставил перед собой трудную задачу выведения основных принципов как квантовой механики, так и теории относительности из более глубоких, лежащих за ними представлений. Он так же рассматривал свою теорию в широком философском контексте, но, в отличии от Чу, Бом испытывал на себе определенное философское влияние; в течение многих лет его духовным наставником был Кришнамурти.
Начальной точкой для Бома является понятие "ненарушенной целостности", и цель его состоит в исследовании того порядка, который, как он полагает, присущ космической ткани отношений на более глубоком "непроявленном" уровне. Он называет этот порядок "подразумеваемым" или "включенным" и описывает его, пользуясь аналогией голограммы, в которой каждая часть в некотором смысле содержит целое. Если осветить любую часть голограммы, будет восстановлен весь образ, хотя, может быть, и с меньшей подробностью деталей, нежели то, что можно получить из полной голограммы. С точки зрения Бома реальный мир структурирован в соответствии с тем же общим принципом, когда целое может быть развернуто из каждой части.
Бом учитывает, что голограмма слишком статична, чтобы ее можно было использовать в качестве модели подразумеваемого порядка на субатомном уровне. Для выражения существенно динамической природы субатомной реальности он создал термин "голодвижение". По его представлениям, это динамический феномен, из которого вытекают все формы материальной Вселенной. Цель его подхода состоит в исследовании порядка, запечатленного в этом "голодвижении", рассматривая не структуру объектов, а структуру движений; таким образом принимается во внимание как единство, так и динамическая природа Вселенной.
Представления Бома все еще остаются гипотезой, даже на предварительной стадии, его теории подразумеваемого порядка и "бутстрэпной" теории Чу. Оба подхода основываются на рассмотрении мира как сети динамических отношений; оба приписывают центральную роль представлению о порядке; обе используют матрицы для представления изменений и трансформации, и топологию для классификации категорий порядка.
С годами я постепенно осознавал это сходство, и мне очень хотелось устроить встречу между Бомом и Чу, которые не были в контакте друг с другом, чтобы они познакомились с теориями друг друга и обсудили их сходства и различия. Несколько тел тому назад мне удалось способствовать такой встрече в университете Беркли, которая привела к полезному обмену мыслями. После этой встречи, за которой последовали и другие, я потерял связь с Бомом и не знаю, до какой степени оказал на него влияние Чу. Но я знаю, что Чу хорошо познакомился с подходами Бома, и до некоторой степени подвергся его влиянию; он полагает, что эти подходы имеют столь много общего, что в будущем могут соединиться.
Сеть отношений Джефри Чу оказал огромное влияние на мое мировоззрение, на мои представления о науке и способы исследования. Хотя я постоянно уходил довольно далеко от первоначальной области своих исследований, мое мышление остается научным,и мой подход к самым различным проблемам является научным, - хотя и в очень широком понимании научности. Влияние Чу, больше чем чье-либо иное, помогло мне развить такой научный подход в наиболее общем смысле слова.
Продолжающаяся совместная работа и интенсивные дискуссии с Чу, наряду с изучение и практикой философии буддизма и даосизма, дали мне возможность полностью приспособиться к одному из наиболее радикальных аспектов новой научной парадигмы - отсутствию твердых оснований. На протяжении истории западной науки и философии всегда сохранялось предположение, что любая система знания должна иметь твердые описания.
Собственно ученые и философы постоянно пользовались архитектурными метафорами для описания знания*. (* Это наблюдение принадлежит моему брату, Бернту Капра, архитектору по образованию. - прим. авт.) Физики искали строительные блоки материи и выражали свои теории в терминах "основных" принципов, "фундаментальных" уравнений и констант. Значительные научные революции ощущались как сдвиги в основаниях науки.
Так, Декарт в знаменитом "Рассуждении о методе" писал: "Поскольку (науки) заимствуют свои принципы из философии, я полагаю, что ничего твердого нельзя построить на таких изменчивых основаниях". Тремя веками позже Гейзенберг писал в "Физике и философии", что основания классической физики, то есть того самого здания, которое начал строить Декарт, сдвинулось: "Бурная реакция на последние события в современной физике можно понять, только если иметь в виду, что пришли в движение сами основания физики; и это движение вызвало такое чувство, будто земля ушла из-под ног науки". Эйнштейн в своей автобиографии описывает свои чувства почти такими же словами: "Это было похоже на то, будто земля ушла из-под ног, и нигде не было видно твердого основания, на котором можно было бы строить".
По-видимому, наука будущего не будет нуждаться в твердых основания; строительные метафоры уступят место метафоре сети, в которой ни одна часть не более фундаментальна, чем другая. "Бутстрэпная" теория Чу - первая научная теория, в которой эта "философия сети" явно сформулирована, и недавно он согласился со мной, что уход от потребности в твердых основаниях - это, может быть, наибольшая сдвижка и глубочайшее изменение в естественных науках: "Я полагаю, что это так, но верно также и то, что из-за привязанности к длительно существовавшей в западной науке традиции "бутстрэпный" подход не всегда принимается даже среди ученых. Он не признается за научный как раз из-за отсутствия твердых оснований. Вся идея науки в некотором смысле противоречит "бутстрэпному" подходу, потому что ученый хочет, чтобы вопросы были ясно сформулированы и могли получить недвусмысленную экспериментальную проверку. "Бутстрэпной" же схеме свойственно не считать абсолютными никакие понятия; вы всегда готовы обнаружить слабости в старых понятиях. Мы постоянно развенчиваем понятия, которые в недавнем прошлом считались фундаментальными и использовались как основания для постановки вопросов". "Видите ли, -продолжал он, - когда вы формулируете вопрос, вы должны иметь основные понятия, которые вы принимаете, чтобы этот вопрос сформулировать.
Но в "бутстрэпном" подходе, где вся система представляет собой сеть отношений без каких-либо твердых оснований, описание нашего предмета может начаться во множестве различных мест. Здесь нет ясной начальной точки. И при том, как наша теория развивалась в последние годы, мы обычно не знали, какие вопросы нужно задавать. Мы используем в качестве путеводной нити идею связанности. Любая возможность возрастания связанности указывает на имеющуюся где-то неполноту, но это редко принимало форму определенного вопроса. Мы совершенно выходим за пределы вопрос-ответных рассуждений".
Дата добавления: 2018-09-23; просмотров: 208; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!