Коллектив авторов - Новые идеи в философии. Сборник номер 2

Конечно, было бы неумно и несправедливо выдвигать эту несообразность в качестве доказательства принципиальной негодности механического мировоззрения. Больцман не так давно вполне основательно опроверг аналогичный довод 44, выдвинутый против кинетической теории газов, простою ссылкою на число. Автор этого довода Цермело исходил из одной теоремы Пуанкаре 45, которой он сам придал следующую формулировку:

«В системе материальных точек, подверженных действию сил, зависящих только от положения в пространстве, некоторое состояние, характеризуемое положением и скоростями, должно повториться (если и не математически точно, то с любой степенью приближения) любое число раз, при том условии, что ни число координат, ни скорости не возрастут беспредельно». Согласно этой теореме, на точной формулировке которой (этой формулировки придерживается и Больцман) здесь не место останавливаться и доказательство которой изложено Больцманом 46в еще более сжатой форм, чем оно развито самим Пуанкаре, – обратимость всех явлений должна считаться необходимым следствием механического мировоззрения. Впрочем, Пуанкаре и в другой связи 47показал, что возрастание энтропии, вообще говоря, не имеет места в Гельмгольцевых циклических системах со скрытыми движениями; он приходит к заключению, что «необратимые явления и теория Клаузиуса не могут быть объяснимы уравнениями Лагранжа» или, короче: «механическое мировоззрение несогласимо с теоремой Клаузиуса».

Итак, у механического воззрения есть только один способ объяснить необратимость, – а именно, указание на то, что хотя возвращение однажды уже пройденного состояния и не является теоретически невозможным, – тем не менее такое возвращение применительно с наблюдаемым в опыте необратимым событиям представляло бы исчезающе малую долю вероятности. В частности, чтобы опровергнуть довод Цермело 48против кинетической теории газов, Больцманн представляет себе сосуд вместимостью в 1 куб. сантиметр, заключающий в себе воздух обычной плотности, т. е. около триллиона молекул; предполагает, что исходная скорость молекулы равна 50 метров в секунду, среднее расстояние между молекулами 10- 6сантиметров и, наконец, допускает, что каждая молекула испытывает 4.10 9столкновений в секунду. По теореме Пуанкаре приближенное возвращение исходного состояния должно последовать не ранее того, как скорости молекул образуют всю серию возможных сочетаний, каждое же столкновение создает возможность новых сочетаний. Из этих допущений Больцман на основании теории вероятностей заключает, что до наступления некоторого распределения скоростей, приближенно (в границах, установленных самим Больцманном) воспроизводящего исходное распределение, т. е. короче говоря, до приближенного возвращения исходного состояния должно протечь число секунд, выражаемое цифрой в много триллионов знаков. – «Допустим – продолжает он, – что около каждой звезды, которую можно еще различить в лучшие наши телескопы, обращается столько же планет, как вокруг солнца, и на каждой из этих планет живет столько же людей как на земле; если бы каждый из этих людей прожил триллион лет, то число секунд, прожитых совместно всеми этими людьми, далеко не обладало бы 50 знаками». Конец этого примера, правда, не совсем удачен: это необозримое множество людей за триллион лет своей жизни имели бы случай исследовать необратимость не одного кубического сантиметра воздуха, а чудовищного числа таких кубических сантиметров, и вероятность встроиться когда-либо с «возвратным» процессом не так уже ничтожна, как могло бы показаться при чтении Больцманнова примера. Но допустим, что она столь мала, что границы нашего опыта исключают возможность наблюдения и уменьшения энтропии; допустим, что столь же нелепо отвергать кинетическую теорию газов ради упомянутого нами вывода из нее, как объявлять игральную кость фальшивой на том только основании, что не удалось наблюдать, что при бросании ее тысячу раз подряд выходило одно очко, хотя вероятность этих событий не точно равна нулю. Ведь и помимо данного вопроса, есть немало случаев, когда мы на практике совершенно игнорируем некоторую величину, признаваемую в теории только весьма малой, но не исчезающей; наконец можно и в том согласиться с Больцманном, что и выводы закона возрастания энтропии мало удовлетворяют при перенесении их, по примеру Клаузиуса, на вселенную.

Но из всего этого – даже в наиболее благоприятном случае – можно заключить только, что механическое мировоззрение не просто никуда негодно, что оно может отстоять свое существование, несмотря на факт необратимости. Другой вопрос, целесообразно ли поступают, стараясь защитить механизм, т. е. дает ли последовательно проведенный атомизм целесообразную картину мира.

По-видимому, неизбежная судьба механической гипотезы повсюду такова, что она для описания опытов должна взвалить на себя непосильное бремя представлений, не имеющих ничего общего с опытом. Средства, которые так хороши для доставления механической модели небольшой части опыта, становятся тем менее целесообразными, чем обширнее область опыта, которую они должны изобразить, и под конец они перестают совершенно служить. Дело обстоит здесь так, как с изображениями, которые дает диоптрика или которыми пользуется картография. Механическое мировоззрение – это универсальный метод отображения, но оно не дает универсального образа мира; вместе с расширением его теряется и его сила.

4. В недавно появившейся статье 49Больцманн нашел удачное выражение, характеризующее точку зрения атомизма и механического мировоззрения: атомы существуют. Мы приписываем определенным вещам окружающей нас среды существование для того, чтобы в потоке явлений найти для себя точки отдохновения. Наши наблюдения дают нам всегда отношения, одна вещь зависит от другой, мы нуждаемся поэтому в вещах, к которым мы можем относить другие вещи и о собственной относительности которых мы можем не всегда думать. И мы приписываем этим вещам объективное существование, когда мы не сомневаемся, что существа, которые мы признаем в этом отношении равноправными нам, считают эти самые вещи подходящими точками опоры для мышления. В этом смысле существует Венера, существует ньютонова сила притяжения, или же это дерево подле меня, или небо надо мной. Все это такие выражения, под рубрикой которых можно удобно найти результаты нашего опыта.

Но наука оказывается нередко неосторожной в употреблении подобных оборотов речи, гораздо более неосторожной, чем обычное словоупотребление; она начинает думать, что, приписывая атому силу, подобную силе человеческой руки, она тем самым может знать его так же хорошо, как человек знает самого себя. Поэтому-то опасно говорить, что атомы существуют. Конечно, атом это удачное выражение; под рубрикой его легко найти результаты опытов стехиометрии, состава тел, теплоты трения и т. п., – но он оказывается уже мало пригодным для термодинамики и для многих других областей опыта. Атом существует так, как, примерно, существует небесный свод: для большинства людей это самый подходящий способ выражения, хотя правильнее думать, что небесный свод не существует.