Валентин Ирхин - Уставы небес, 16 глав о науке и вере

В японском городе Никко есть ворота, которые японцы называют самыми красивыми воротами страны... Это необычайно сложные ворота, со множеством фронтонов, изумительной резьбой и большим количеством колонн, на основании которых вырезаны драконьи головы, божества и т.д. Но, приглядевшись, можно заметить, что в сложном и искусном рисунке на одной из колонн некоторые из его мелких деталей вырезаны вверх ногами. В остальном рисунок полностью симметричен... Как говорит предание, это было сделано для того, чтобы боги не заподозрили человека в совершенстве... Мы можем, вообще говоря, подхватить эту мысль и сказать, что... боги сотворили свои законы только приближенно симметричными, чтобы мы не завидовали их совершенству! (Фейнмановские лекции по физике, вып. 3-4, М.: Мир, 1976, с.492)

Все это, в общем, не противоречит кардинальной идее европейской науки о том, что законы тем точнее и совершеннее, чем они ближе к "основам". Грубо приближенный характер законов химии и биологии, по сравнению с точностью физических теорий класса "superb", принято объяснять их недостаточно фундаментальным характером. Предполагается, что законы химии сводятся к более фундаментальным законам квантовой механики и электродинамики: современные методы расчета электронной структуры в принципе позволяют объяснить все закономерности образования химических соединений из атомов. Такое объяснение должно вести к большему пониманию и демистификации химических процессов, которые раньше казались совершенно таинственными.

Повседневный опыт показывает, что если кислород соединить в известных пропорциях с водородом, то получается вода, а если с азотом - воздух. Но ведь это явно невозможная вещь. С чего это из кислорода и водорода быть воде? ... Химия есть наука о разлитом в природе бесконечном произволе, о том, что что угодно происходит из чего угодно. И только одно ограничение: угодно не нам, которые химию изучают, а кому-то или чему-то, чего мы и по имени назвать не умеем... Откуда эта неумолимая принудительность научной истины или даже опытной истины? (Л.Шестов, Афины и Иерусалим)

Впрочем, в действительности при реальных попытках расчета химических процессов исходя из законов квантовой механики используется огромное количество приближений, которые сами по себе нуждаются в объяснении и выглядят иногда не менее загадочными, чем само объясняемое явление например, так называемое приближение локального функционала электронной плотности, и т.д.

Что же касается законов геологии или тем более биологии, их количественная формулировка совсем затруднительна, так что в целом, по стандартам физики, в этих науках надо говорить скорее об эвристических правилах и тенденциях. Конечно, и в этих науках существует возможность делать достоверные предсказания (например, о невозможности рождения кошки от лошади), но, в отличие от физики, здесь нет достаточно полного списка фундаментальных, математически формулируемых общих законов. Впрочем, как уже отмечалось, и в физике помимо фундаментальных ("superb") законов используется множество нестрогих правил, моделей, эмпирических закономерностей, и т. д. Тем не менее, в профессиональный "символ веры" большинства научных работников входит утверждение, что все эти правила, а также законы химии, геологии и биологии не могут противоречить фундаментальным физическим законам и в принципе выводимы из них. Этим и объясняется уникальное положение физики в современном естествознании. Как и любая вера, вера во всемогущество физических законов не может быть обоснована строго логически:

Процесс индукции состоит в том, что предполагается простейший закон, который требуется привести в соответствие с нашим опытом. Но этот процесс имеет не логическое, а чисто психологическое обоснование. Разумеется, нет оснований предполагать, что в действительности осуществится этот простейший случай. Что утром взойдет солнце - гипотеза; а это значит, мы не знаем, взойдет оно или нет.

Из того, что произошло одно, принудительно не следует, что должно произойти другое. Существует только логическая необходимость. В основе всего современного мировоззрения лежит иллюзия, будто бы так называемые законы природы суть объяснения природных явлений. Так, перед законами природы останавливаются, как перед чем-то неприкосновенным, - словно древние перед Богом и Судьбой. Причем в обоих подходах есть верное и неверное. Старый, конечно, ясней, поскольку он признает некий четкий предел, в то время как в новых системах может создаться впечатление, будто все объяснено (Л. Витгенштейн, Логико-философский трактат, 6.363, 6.37).

В действительности, для успешной практической деятельности металлурга или химика-органика, или тем более биофизика и биохимика не слишком существенно утверждение (само по себе, вероятно, правильное), что в принципе можно вывести все их правила и рецепты из уравнений квантовой электродинамики. На уровне мировоззрения вопрос о границах применимости физических законов может решаться по-разному (химия - безусловно; биология вероятно; социология, психология... - здесь, видимо, о сводимости к физике будут говорить лишь "сциентистские фундаменталисты"). Приведем очень показательные слова крупнейшего американского физика Р. Фейнмана:

Грядущая великая эра пробуждения человеческого разума принесет с собой метод понимания качественного содержания уравнений. Сегодня мы еще неспособны на это... Сегодня мы не можем сказать с уверенностью, содержит ли уравнение Шредингера и лягушек, и композиторов, и даже мораль или там ничего похожего даже и быть не может... Поэтому каждый из нас может иметь на этот счет свое особое мнение (Фейнмановские лекции по физике, вып.7, М., Мир, 1977, с.270).

Здесь следует различать два уровня: вера в существование какого-то конечного "перечня" фундаментальных законов природы, из которого выводятся все остальные утверждения науки, и вера в то, что такой перечень уже известен и сформулирован. Подавляющее большинство физиков, математиков и астрономов до начала XX века верило в то, что этот список содержится в "Математических началах натуральной философии":

Счастливец Ньютон, ибо систему мира можно установить лишь однажды (Ж. Лагранж).

Значение трудов Ньютона заключается не только в том, что им была создана практически применимая и логически удовлетворительная основа собственно механики, но и в том, что до конца XIX века эти труды служили программой всех теоретических исследований в физике. Все физические идеи сводились к массам, подчиняющимся законам движения Ньютона. Следовало только расширить закон силы, приспосабливая его к рассматриваемому кругу явлений. Сам Ньютон пытался осуществить эту программу в оптике... Исключительно на законах Ньютона основывалась и кинетическая теория тепла... Учение об электричестве и магнетизме до новейшего времени также всецело развивалось под направляющим влиянием идей Ньютона... Максвелл, Больцман, лорд Кельвин неустанно пытались сводить электромагнитные поля и их динамические взаимодействия к механическим явлениям в непрерывно распределенных гипотетических массах (А. Эйнштейн, Собр. научн. трудов, т.4, с.84, 85).