Комбинированный барьер как разобщение

Противоположностей

Разобщение вещества и света, прерывности и непрерывности. До сих пор мы рассмотрели два различных рода барьеров и их эволюции и соответственно этому эволюции способов их преодоления.

В главе 2 мы говорили о смене трех основных типов ППБ, каждый из которых относился к определенному уровню развития научного познания, причем в пределах каждого такого тина мы обнаруживали различное проявление одного и того же барьера в различных отраслях научного знания. В главе 3, по сути дела, мы прослеживали эволюцию одного и того же барьера, которая совершалась через отрицание отрицания, но так, что изменялось каждый раз конкретное выражение этого барьера. Теперь же мы обратимся к эволюции барьера третьего рода, который предполагает многосторонность, или многогранность самого ППБ, его как бы комбинированный характер. В силу такой его природы его преодоление осуществляется не сразу во всем его объеме, а как бы по частям, расчлененно. Собственно говоря, к этому, в сущности, и сводится вся «новейшая революция в естествознании».

Рассмотрим детальнее процесс расчлененного преодо-ления такого рода барьера.

История науки свидетельствует, что такие противоположности, как вещество и свет, были издавна разобщены, причем веществу приписывалось дискретное, атомистическое строение, а свету — волнообразное, континуальное. Правда, временами в эти представления вносились известные поправки. Так, в XVII—XVIII веках одно время сосуществовали в оптике две противоположные концепции: корпускулярная гипотеза И. Ньютона и волновая — X. Гюйгенса. Однако открытие Френелем явлений интерференции и дифракции света надолго укрепило волновую теорию в оптике, вплоть до начала XIX века. В это же время в химии и молекулярной физике столь же прочно господствовали идеи атомизма. Можно сказать поэтому, что между понятиями «вещество» и «свет», равно как и между их свойствами прерывности и непрерывности, в течение долгого времени складывался и укреплялся познавательно-психологический барьер, резко обособлявший обе противоположности.

Вместе с тем каждая из обеих противоположностей изучалась физикой или химией как ступень особенности в познании материи. О том же, что за этими ступенями особенности может последовать единая ступень всеобщности, включающая в себя обе ступени особенности, практически никто не догадывался. И так продолжалось до самого конца XIX века, когда началась «новейшая революция в естествознании».

Великим событием в физике и во всем естествознании явилось создание М. Планком квантовой теории. Согласно этой теории излучение и поглощение света происходит дискретными порциями (квантами), а его распространение в электромагнитном поле — волнами, то есть как непрерывный процесс. Оба противоположных свойства света продолжали оставаться разобщенными и сосуществовать рядом друг с другом, так что ранее возникший барьер между ними так и оставался непреодоленным.

Такое противоречие усилилось в большей степени, когда в 1905 году А. Эйнштейн ввел понятие фотона как «частицы» света. С другой стороны, открытие электрона в 1897 году Дж. Дж. Томсоном и атомного ядра в 1911 году Э. Резерфордом привело к созданию квантово-элек-тронной модели атома Н. Бором. Впоследствии эта бо-ровская модель постоянно усложнялась, причем для

электрона вводились дополнительно все новые физические свойства (магнитный момент, спин и др.) и ему приписывались все новые виды движения внутри атома вплоть до розеточного.

Однако никакие новые дополнения не могли объяснить тонкие детали оптических спектров атомов, так что известная часть этого опытного материала неизменно оставалась за пределами выдвигаемой теории. Другими словами, сохранялись противоречие и разрыв между теорией и экспериментальными наблюдениями. Так продолжалось до конца первой четверти XX века.

Создание квантовой механики как преодоление барьера между разобщенными противоположностями в физике. В 1923— 1924 годах молодой тогда Луи де Бройль выдвинул идею, благодаря которой был преодолен наконец барьер между прерывностью и непрерывностью, между веществом и светом. После переписки с А. Эйнштейном, который поощрил его на дальнейшее исследование в начатом направлении, Л. де Бройль выдвинул кардинальное положение, что в области микропроцессов любой частицы соответствует волна определенной длины, а любой волне — определенная микрочастица. Такое их соотношение было названо суперпозицией волн и частиц.

По сути дела, речь шла о раскрытии единства противоположностей волны и частицы, непрерывности и прерывности, дискретности и континуальности в области физических микроявлений. И это единство раскрывалось одновременно и для света (фотонов) и для вещества (электронов) и др. Тем самым преодолевался прежний барьер, разделявший вещество и свет.

Здесь произошло то, о чем писал В. И. Ленин в «Философских тетрадях», цитируя «Науку логики» Г. Гегеля. По поводу континуальности и дискретности Г. Гегель предупреждал, и В. И. Ленин это выписывает, «что ни одно из этих определений, взятое отдельно, не истинно, а истинно лишь их единство. Таково истинно диалектическое рассмотрение их, так же как истинный результат». Дважды отчеркнув эту запись, В. И. Ленин на полях написал: «Истипная диалектика».

Таким образом, мы видим, что за десять лет до создания квантовой механики В. И. Ленин в общем виде указал на то, каким образом должен сниматься в познании барьер, разделяющий разобщенные между собой противоположности.

Добавлю, что в 1965 году мне пришлось участвовать в научном симпозиуме, который был проведен ЮНЕСКО по случаю десятилетия со дня смерти А. Эйнштейна. На этом симпозиуме с воспоминаниями выступил Л. де Бройль. Он рассказал о своей переписке с А. Эйнштейном, о том, как тот ему настойчиво советовал найти путь к объединению волновых и дискретных концепций, сосуществовавших до тех пор раздельно в оптике. Л. де Бройль вспоминал, как он размышлял об этом, гуляя по берегу Женевского озера, и как он в конце концов пришел к выводу, что любая микрочастица как вещества, так и света представляет собою суперпозицию (в смысле единства) волны и корпускулы, прерывности и непрерывности. Но это и означало, что мысль Л. де Бройля нашла-

путь к преодолению существовавшего здесь барьера, разделявшего обе эти противоположности, равно как и противоположности вещества и света. Из этой основной исходной позиции Л. де Бройля выросла впоследствии вся квантовая механика.

Снятие барьера между пространством и временем. В течение долгого времени механицизм разрывал пространство и время между собой и отрывал их как внешние формы бытия от самой движущейся материи. В механике Ньютона они рассматриваются, по сути дела, как внешние формы бытия, иначе говоря, как своеобразные арены, на которых происходят те или иные действия, обусловленные движением материи. Сами пространство и время остаются всегда постоянными, неизменными, они считаются независимыми друг от друга и от движущейся материи. В этом смысле И. Ньютон именует их абсолютпыми.

Такие взгляды просуществовали до начала XX века, когда А. Эйнштейн создал свою теорию относительности — ее специальный принцип.

Согласно этой теории при скоростях, близких к скорости света, обнаруживается взаимозависимость пространства и времени у движущегося тела. Дело происходит так, что пространство способно сокращаться, а время при этом удлиняется. Или же наоборот, время как бы сжимается, а пространство расширяется. Следовательно, обе формы бытия обнаруживают взаимозависимость и зависимость своей метрики от скорости движения тела, а это значит, что они способны переходить друг в друга при скоростях движения, близких к скорости света. Тем самым А. Эйнштейн преодолел их разобщенность как противоположных форм бытия и вместе с тем барьер, который отрывал их от движущейся материи.

Снятие барьера между массой и энергией. Подобно тому как механицизм в течение нескольких веков расчленял материю и движение и ставил между ними барьер в познании человека, так это же самое он делал в отношении массы и энергии как фундаментальных физических свойств движущейся материи. При этом масса рассматривалась как физическое выражение материи, а энергия — как физическое выражение движения.

Во второй половине XVIII века М. Ломоносов, а за ним А. Лавуазье открыли закон сохранения массы вещества при химических реакциях. С этих пор открытый ими закон лег в основу всей химии.

В 40-х годах XVIII века был открыт закон сохранения и превращения энергии, который лег в основу физики и фактически всего естествознания.

Каждый из этих законов охватывал свою особую область или ступень познания и разрабатывался в рамках своей особенности. Между обоими законами образовался своего рода барьер, который закреплял их разобщенность, хотя были уже известны многочисленные факты, говорившие об их взаимосвязанности. Так, еще в 70-х годах XIX века Д. Менделеев предвидел гипотетическую возможность изменения массы атомов в результате реакции образования более сложного и тяжелого элемента путем синтеза более простых и легких.

Как уже говорилось, в 1905 году А. Эйнштейн, разрабатывая специальный принцип теории относительности, вывел из него соотношение, гласившее, что общая энергия системы (Е) равна массе ее (т), помноженной на квадрат скорости света (с²):£= тс².

Открытием этого нового фундаментального закона физики был впервые снят барьер, разделявший оба закона сохранения. Отныне оба они выступали в единстве: суммарная масса системы сохраняется столь же строго и постоянно, как суммарная энергия той же системы. Отсюда логически следовало признание неразрывности массы и энергии.

Указание на путь преодоления существовавшего тут ранее барьера мы видим в книге Ф. Энгельса «Анти-Дюринг». Он писал, что материя и движение неотделимы друг от друга и как нет движения без материи, так нет материи без движения. Это означало, что путь преодоления барьера между ними, возведенного механицизмом, лежит через раскрытие их единства как единства противоположностей. Отсюда прямо следовало, что тот же путь должен вести к раскрытию единства массы и энергии и тем самым к преодолению разделяющего их барьера.

Таким образом, и в данном случае задача решалась путем перехода от особенности в форме их разобщенных противоположностей ко всеобщности в форме их единства.

Пример ложного барьера и его ликвидация. Закон сохранения энергии заранее исключал возможность ее сотворения из ничего и ее уничтожения, то есть превращения в ничто. Между тем в истории науки имели место случаи, когда этот закон, казалось бы, не

соблюдался и от него предлагалось отказаться. Делалось это так, что закону сохранения приписывалась тормозящая функция барьера, и требовалось отказаться от него якобы ради дальнейшего развития научной мысли. Следовательно, надо отказаться от допущения подобного барьера, ликвидировать его и признать возможность уничтожения энергии и сотворения ее из ничего.

Приведем реальный случай, имевший место в истории науки. В начале второй четверти XX века было обнаружено, что бета-радиоактивное ядро атома, испуская электроны (бета-частицы), теряет больше суммарной энергии, нежели уносят вылетающие из нее электроны. Куда же девается остальная часть теряемой ядром энергии?

Было предложено два обьяснения этого явления. Одно было самым простым. Оно состояло в том, что надо устранить барьер, объявляемый при этом ложным, который, дескать, заставлял признать сохранение энергии, ее несотворимость и неразрушимость. Другое объяснение, которое дал В. Паули, основывалось на безусловной правильности закона сохранения энергии и отвергало допущение существования какого-то ложного барьера.

Но если энергия строго сохраняется, то, значит, вторая половина энергии, теряемой ядром при бета-излучении, уносится какими-то другими, еще неизвестными нам микрочастицами! Они должны быть очень маленькими, электронейтральными и не иметь массы покоя или же почти не иметь, так как иначе мы могли бы их обнаружить с помощью наших приборов. Таким частицам дали название «нейтрино», что значит маленькие нейтроны — нейтрончики.

Так показана несостоятельность попытки ввести в физику ложный барьер с последующим его преодолением, тогда как в действительности в данном пункте никакого барьера не было, а его фиктивное преодоление означало попросту отказ от закона сохранения энергии.

Итак, мы рассмотрели случаи, когда ступени особенного выступают в научном познании как разобщенные противоположности, а ступень всеобщего — как взаимо- ■ связывание их в виде единства противоположностей. Во всех этих случаях барьер, закрепляющий собой разобщение противоположностей, преодолевался в результате раскрытия их внутреннего единства.

Комбинированный барьер и расчлененность процесса его преодоления. Обратим теперь внимание на то, что в некоторых из приведенных

выше случаев действовал один и тот же усложненный (многогранный) барьер, выступавший в различных условиях различными своими сторонами.

По сути дела, речь шла о познании реальных противоречий, которое совершается таким образом, что исходное противоречие, существующее в природе, предварительно расчленяется нами на его противоречивые части. Эти последние сначала познаются в их обособлении и даже противопоставлении одна другой, причем ППБ на этой стадии играет оградительную роль. Он призван удерживать нашу мысль на данной ступени ее развития до тех пор, пока она не будет максимально или оптимально исчерпана. Иначе говоря, до того момента, когда назреет возможность (и необходимость) перейти к изучению обеих противоречивых сторон действительности не изолированно друг от друга, а в их единстве, в их взаимодействии.

Здесь конкретизируется общее ленинское положение, с рассмотрения которого В. И. Ленин начинает изложение своего фрагмента «К вопросу о диалектике»: «Раздвоение единого и познание противоречивых частей его... есть суть (одна из «сущностей», одна из основных, если не основная, особенностей или черт диалектики...)». В другом месте «Философских тетрадей» у Ленина сказано: «В собственном смысле диалектика есть изучение противоречия в самой сущности предметов».

Выше мы рассмотрели то, каким образом возник барьер, разделивший такие противоположные стороны действительности, как вещество и свет, прерывность и непрерывность, масса и энергия и др. Их расчленение на обособленные, противопоставленные одна другой стороны достигалось именно тем, что между ними прочно на долгое время устанавливался ППБ, дававший возможность изучать каждую сторону противоречия саму по себе, вне ее нераздельной связи с другой стороной.

«Новейшая революция в естествознании», начавшаяся на самом рубеже XIX и XX веков, начала ломать сложившийся ранее познавательно-психологический барьер, разделявший учение о веществе и о свете. Однако в самом процессе его преодоления выявилось отсутствие его цельности, его монолитности. Обнаружилось, что он как бы составлен из нескольких различных компонентов, которые способны преодолеваться не все сразу одноактно, но последовательно, один за другим. Более того, после создания М. Планком теории квантов (1900 юд) этот

барьер как бы распался на две части. Одна из них, разделявшая структуру вещества (дискретную) и структуру света, оказалась теперь преодоленной, ибо вместе с квантами и фотонами в учение о свете вошла та же идея дискретности, которая характеризовала до тех пор только учение о веществе. Что же касается волновых представлений, то они не только по-прежнему как барьер отделяли учение о свете от учения о веществе, но и раскололи теперь само учение о свете на две обособленные области знания.

Что же касается свойств объекта (вещества и света), то здесь преодоление прежнего барьера оказалось наиболее ощутимым. Изучение движения электрона доказало, что его масса не является постоянной величиной, но изменяется со скоростью, а в общем случае у движущегося тела масса возрастает, так что при движении она оказывается больше, чем в случае состояния покоя. Измерение давления света, произведенное П. Лебедевым в 1900 году, доказало, что свет обладает массой, а потому и может оказывать давление. Позднее ученик П. Лебедева С. Вавилов показал, что в опытных результатах его учителя применительно к свету содержались уже соотношения, которые можно рассматривать как частный случай закона А. Эйнштейна: электромагнитная масса света равна энергии света, деленной на квадрат его скорости:

Таким образом, свойство массы оказалось присуще не только веществу, но и свету. Для вещества и света в равной степени оказался общим закон Эйнштейна, выведенный из теории относительности: Е=тс².

В результате этого был преодолен соответствующий участок первоначального комбинированного ППБ.

Что же касается взаимной превращаемости вещества и света, то здесь продолжал действовать преяший барьер.

Последние остатки первоначального комбинированного ППБ были преодолены прежде всего благодаря созданию квантовой механики, которая раскрыла противоречивую корпускулярно-волновую природу всех физических микрообъектов как у вещества, так и у света. Из позднейших открытий здесь особенно важно подчеркнуть изучение волновой природы потока электронов, их дифракции, в качестве специфически оптического явления. Техническое использование такого рода явлений по-

зволило сконструировать электронный микроскоп, возможности которого значительно превышают разрешающую способность обычного микроскопа.

Любопытно отметить, что в данной области существовал свой ППБ, который исходил из признания, что самыми короткими световыми волнами являются те, которые составляют видимый нашему глазу оптический спектр. В XIX веке не было абсолютно никаких оснований даже подозревать, что в природе могут существовать волны, длина которых будет меньше длины электромагнитных волн видимой части спектра. Поэтому в физике сложился прочный барьер. Его, в частности, сформулировал в «Анти-Дюринге» Ф. Энгельс, полностью опираясь на данные современной ему науки. Он писал по поводу атомов и молекул: «...если интерференция световых волн не вымысел, то у нас нет абсолютно никакой надежды увидеть эти интересные вещи своими глазами».

Это потому так, что размеры самих атомов и молекул значительно меньше длины волн видимого спектра, так что эти волны как бы обтекают микрочастицы материи и не способны нх фиксировать. С помощью же «электронных волн», длина которых значительно меньше размеров многих молекул, эти последние фиксируются в электронном микроскопе, и мы можем теперь их увидеть с его помощью.

Как уже говорилось выше, свойство массы оказалось общим для вещества и света: у вещества она выступила как масса покоя, а также масса движения, а у света — как электромагнитная масса. Та и другая в равной степени охватываются фундаментальным законом: Е — тс².

Наконец, с открытием позитрона в 1938 году было обнаружено явление аннигиляции пар — позитрона и электрона — с их превращением в свет, в жесткое электромагнитное гамма-излучение и их обратное образование из гамма-фотонов при прохождении последних в поле тяжелого ядра (рождение пары). Тем самым была экспериментально доказана взаимная превращаемость вещества и света.

Обобщая весь этот длительный процесс последовательного преодоления первоначального ППБ, С. Вавилов сформулировал замечательную мысль, что вещество и свет суть два основных физических вида материи, из которых вещество характеризуется массой покоя, а свет — отсутствием массы покоя и наличием одной лишь массы движения.

* * *

Так завершился процесс воссоединения первоначально разобщенных противоположностей, причем преодоление исходного ППБ происходило ступенеобразно, что свидетельствовало о его комбинированном характере, о его многогранности, которая позволяла преодолевать одни его стороны независимо от других.

Заканчивая первую часть нашего исследования, мы полагаем, что доказали с полной убедительностью, во-первых, действительное существование познавательно-психологических барьеров в разватии науки, во-вторых, наличие у них основной оградительной функции (формы развития) и, в-третьих, превращение этой их функции в тормозящую (оковы развития) после того, как исчерпается (максимально или оптимально) достигнутая ступень познания.

В порядке общего вывода отметим следующее исключительно важное обстоятельство: как мы видели, во всех без исключения случаях барьеры возникают самопроизвольно, автоматически, без какого-либо сознательного участия научной мысли, иначе говоря, бессознательно. Только после того, как ППБ, ставший уже тормозом (препятствием) для дальнейшего прогресса, преодолен, ученые осознают post factum, что он имел место, в чем он состоял и как он был преодолен.

Однако его преодоление не происходит автоматически, а требует активного действия со стороны научной мысли, которая, не зная, в чем конкретно состоит препятствие на ее пути к истине, призвана найти способ преодолеть это неизвестное препятствие. Такая своеобразная и глубоко противоречивая ситуация и составляет логически и психологически предпосылку я основу всякого научного открытия. При этом незначительное по масштабу открытие может оказаться незафиксированным даже в сознании самого автора. Великие же открытия, как правило, оставляют след в памяти целых поколений ученых, свидетельствуя о том, как процесс научного движения из сферы бессознательного выходит в сферу сознательного и выступает в виде научного открытия. Это последнее нередко образно именуется прозрением.

А теперь нам предстоит перейти ко второй части нашего исследования и рассмотреть познавательно-психологический механизм научного открытия, а также технического изобретения.