Ринат Нугаев - Максвелловская научная революция

Поэтому его глобальная программа и могла свободно парить в пространстве опыта – расширяться, присоединяя к себе и перерабатывая в своем духе куски весьма разнородного материала, относившегося к другим исследовательским программам – Френеля, Ампера-Вебера («эффект Фарадея») и Фарадея («опыты Герца»). Мета-программа Максвелла, эпистемологическая «программа над программами» задавала не столько конкретные результаты, сколько способ теоретического развертыванияэлектродинамики, в котором методология имела теперь ключевое значение. Максвелл вел себя в данном случае в соответствии с рецептами своего наставника, ректора кембриджского Тринити Колледжа Уильяма Уэвелла: «физики-первооткрыватели отличались от фантазеров (barren speculators) не тем, что в их головах не было никакой метафизики, но тем, что у них была, в отличие от их оппонентов, хорошая метафизика, а также тем, что они связывалисвою физику со своей метафизикой вместо того, чтобы держать их вдали друг от друга» (Whewell 1847, vol. 1, p. X).

Генезис максвелловской электродинамики был гармонично встроен ее создателем в общий процесс нововременной деонтологизации,начавшийся еще в XVI – XVII вв. с отказа от аристотелевской онтологии: «поиск сущностей я считаю занятием суетным и бесперспективным» (Галилей). В силу того, что истина постигается в опыте, и мы познаем не столько вещи «сами по себе», сколько феномены, необходимо отказаться от допущения самой возможности абсолютного знания. Согласно духу науки нового времени, зафиксированному Кантом, сама «являемость вещей в опыте» заключает в себе истинно-сущностный характер. Феномены не есть просто сущностные явления, сквозь которые «проглядывает» так или иначе замутненная сущность; они есть прежде всего сущее в своем собственном состоянии. Феномены человеческого опыта заключают в себе всюполноту постигаемой достоверности.

Следующий серьезный шаг в реализации этой «галилеевской» эпистемологической программы был сделан Ньютоном, наотрез отказавшимся от поиска природы всемирного тяготения и давшим вместо раскрытия сущности тяготения и объяснения причин того, почему тела притягиваются друг к другу, просто математически точное описание того, с какой силой стремятся друг к другу разнообразные тела (hypothesis non fingo). Правда, в частной переписке (письмо к Бентли) создатель классической механики вовсе не отказывался от спекуляций о природе тяготения, связывая последнюю с декартовским эфиром, что свидетельствует в пользу неустойчивости его мировоззренческой позиции.

Но уже сам Максвелл принципиальноотказывался, с высоты своей кантианской эпистемологической позиции, от выяснения природы электричества и магнетизма и рассматривал эфир, в отличие от своего старшего товарища Уильяма Томсона, лишь как элемент модельных представлений, способствующих классификации и аккумулированию соответствующих «фактов» из области электромагнетизма.

Герц пошел еще дальше, пытаясь обосновать точку зрения, согласно которой эфир, как носитель электромагнитных взаимодействий, излишен. Он выбрал теорию Максвелла лишь как самую простую из всех имевшихся альтернативных описаний.

Но оставалась еще другая «онтологическая» функция эфира – быть вместилищем абсолютной системы отсчета. От этой функции освободил физику Альберт Эйнштейн, продемонстрировавший, что именно эфир препятствует единому рассмотрению электричества и магнетизма и выявлению их симметрии, так много значившей для таких его современников, как Оливер Хевисайд. Эйнштейн и сделал первый шаг (1905) в направлении отказа от рассуждений о природе пространства и времени.

Следующий шаг (1915) состоял в сведении природы гравитационного поля к искривлению пространства-времени, когда компоненты напряженности гравитационного поля стали выражаться через сугубо геометрические величины – метрику, символы Кристоффеля, тензор кривизны и т.д. Последовавшие вслед за этим попытки создания «единой теории поля», наглядным представителем которой является модель КалуцыКлейна, увенчались современной теорией суперструн.

Но сказанное выше в то же время не означает, что я во всем согласен с выводами упомянутых выше М. Моррисон, Д. Сигела и О. Дарриголя. В частности, я полагаю, что одним из основных недостатков исследования М. Моррисон является недооценка ею роли механистического мировоззрения для получения максвелловских результатов 1854—1855, 1861 и 1864 гг. Ведь уравнения Максвелла представляют собой, по словам И. С. Шапиро, пример фундаментального физического закона, явно угаданного , а не «выведенного», в ригористском смысле слова, из экспериментальных данных (Шапиро, 1972, С. 319).

Скажем, в 1861 г. в процессе работы над частями статьи « О физических силовых линиях » Максвелл сообщает в письме одному из своих товарищей по Кембриджу о том, что «сейчас я пытаюсь придать точную математическую форму всему тому, что известно об электромагнетизме без помощи гипотез, а также выяснить, какие изменения формулы Ампера, не противоречащие ей, возможны » (цит. по: Campbell & Garnett, 1882, p. 63).

Тем самым Максвелл подчеркивает, что можно получить самые разные варианты, делающие систему его уравнений самосогласованной, и только следующие из вихревой модели соображения однозначно ведут к тому выражению для тока смещения, которое сохранилось и доныне.Конечно, впоследствии он переполучил свои уравнения из лагранжева формализма, не прибегая к «модельным» представлениям, но это уже был вывод post hoc. Лагранжиан (как это знают современные специалисты по физике элементарных частиц) заранее выбирался таким, чтобы еще раз получить выражения, содержащие ток смещения, первоначально полученный на основе модельных соображений. Как справедливо отмечает, говоря о функциях аналоговых моделей, В. С. Степин «последние же были не просто вспомогательными средствами, чем-то вроде строительных лесов, которые должны быть убраны, когда построено здание теории. Они служили особыми каркасами,часть которых становилась арматурой для возводимых стен теоретической постройки, входила в само «тело» создаваемой теории, а вторая, внешняя часть, связанная с наглядно-образной формой модели, оставалась лесами, которые облегчали создание теории и были устранены после ее создания» (Степин, 2000, С. 371).

С нашей точки зрения, тем «каркасом», о котором говорится в приведенной выше цитате, был в случае максвелловской электродинамики « ток смещения », установивший такие связи между встретившимися исследовательскими программами, что любое продвижение в рамках одной из них неминуемо вело к изменению содержания другой. В общем случае именно гибридные объекты – узлытеоретических традиций – связывают встретившиеся программы, обеспечивая поиск и установление плодотворных связей между ними, когда новые результаты, полученные в рамках одной программы, помогают получению новых результатов в рамках другой.