Объективное содержание метода мысленного эксперимента

Выдающиеся теоретики естествознания, широко пользуясь методом мысленного эксперимента, подчеркивали необходимость выполнения таких условий, которые обеспечивали бы его объективное значение. К числу таких условий прежде всего относится согласие с объективными законами природы. Свободное комбинирование и варьирование условий, включающие даже элементы фантазии, должны происходить на основе объективно возможного, т. е. допустимого с точки зрения научной теории и соответствия наблюдаемым, твердо установленным фактам. В этом отношении весьма характерным является мнение А. Эйнштейна о принципах умственного экспериментирования. Согласно свидетельству А. Мошковского, Эйнштейн, не жалея самых резких выражений, категорически возражал против таких «умственных экспериментов», которые оперируют с процессами, невозможными с научной 4 точки зрения. Так, например, он считал всякое перенесение в физику рассуждений о Люме-не (герое одноименной фантастической повести Фламмариона), которому приписываются сверхсветовая скорость и возможность путешествий в прошлое, чистейшим шарлатанством. «Это не умственный эксперимент, — возмущался Эйнштейн, — а фарс. Скажу точнее: это чистое шарлатанство. С относительностью времени, как она вытекает из учения новой механики, все эти приключения и поставленные вверх ногами восприятия имеют не больше, а пожалуй, даже меньше общего, чем рассуждения о том, что в зависимости от наших субъективных ощущений — веселья и горя, удовольствия и с.^уки — время кажется то короче, то длиннее. Здесь по крайней мере сами-то субъективные ощущения суть нечто реальное, чего никак нельзя сказать о Люмене, потому что его существование покоится на бессмысленной предпосылке. Люмену приписывается сверхсветовая скорость. Но это не просто невозможное, это бессмысленное предположение, потому что теорией относительности доказано, что

скорость света есть величина предельная».333 Таким образом, Эйнштейн предъявляет к умственному эксперименту вполне материалистические требования — строгий учет объективно возможного, изгнание всяких допущений или посылок, которые находятся в противоречии с объективными законами действительности.

Эйнштейн понимал, что мысленный эксперимент представляет собой такое мысленное построение, такое воображаемое сочетание условий, которое может и не наблюдаться или даже быть практически неосуществимым, но он подчеркивал, что все типичные для такого мысленного эксперимента способы рассуждения должны проводиться в рамках объективно возможного. «Дозволительно оперировать в мысли с вещами, невозможными практически, т. е. такими, которые противоречат нашему повседневному опыту, но не с полнейшей бессмыслицей».334

Очевидно, что под бессмыслицей здесь имеются в виду такие мысленные построения или операции, которые вообще не согласуются, находятся в противоречии с законами природы, не только действующими в рассматриваемой области, но и являющимися для нее существенными, определяющими или во всяком случае обязательными. Бессмысленными с этой точки зрения будут, например, всякие мысленные операции над атомными объектами, находящиеся в противоречии с принципом неопределенности, или мысленное экспериментирование с любыми физическими объектами и процессами, нарушающее закон сохранения энергии, и т. п. Это значит, что термин «бессмысленный» в данном контексте равносилен по значению термину «объективно невозможное». С другой стороны, практически невозможное следует понимать в смысле практически неосуществимого либо вследствие технических трудностей временного характера, связанных с достигнутым уровнем техники (например, невозможность до определенного времени, т. е. до 4 октября 1957 г., запуска на орбиту искусственных спутников и т. п.), либо вследствие принципиальной невозможности достижения или уничтожения какого-нибудь эффекта, но возможности неограниченно приближаться к этому на практике (например, невозможность практически реализовать абсолютно инерциальную систему или построить абсолютно гладкую поверхность и т. п.), либо вследствие того, что неизвестна область явлений, где действуют законы, в рамках которых данное событие является возможным.

Ясно, что эти три смысла понятия практически неосуществимого существенно различаются, и эти различия имеют большое значение для понимания природы мысленного эксперимента и его различных видов. Однако при всем различии общим является то, что в мысленном эксперименте не только допустимо, но и необходимо оперировать практически неосуществимыми ' ситуациями и осуществимыми лишь в мысленных моделях и совершенно недопустимо оперировать объективно невозможными ситуациями.

Иногда вопрос об объективном значении мысленных экспериментов пытаются решать в зависимости от того, имеется ли в таком эксперименте упоминание об идеальном, воображаемом наблюдателе или нет. При этом в случае наличия такого наблюдателя отождествляют без дальнейших околичностей такой мысленный эксперимент с «принципиальной координацией» Авенариуса и приговор готов: субъективный идеализм. К сожалению, в такой критике Эйнштейна и теории относительности недостатка не было.

В связи с этим нужно сказать, что само по себе включение в мысленный эксперимент воображаемого наблюдателя еще никакого субъективизма, никакой «принципиальной координации субъекта и объекта» не означает. Все зависит от того, какая при этом наблюдателю приписывается роль/

В некоторых мысленных экспериментах Эйнштейна наряду с моделями (например, инерциальными системами в виде «поездов», «комнат» и т. п. или системами с ускорением в виде «падающего лифта» и т. п.),335 идеализированными инструментами, измерительными стержнями и часами имеется наблюдатель — воображаемый человек, который, находясь в системе или вне ее, мысленно наблюдает происходящие эффекты и регистрирует результаты.12 г

Легко заметить, что в таких опытах наблюдатель вводится вовсе не для идеалистического вывода о зависимости явлений от наблюдающего субъекта, а для того, чтобы сделать мысленный эксперимент нагляднее, максимально приблизить его к условиям и структуре реального эксперимента, в котором наблюдатель есть обязательное действующее лицо. Очевидно также, что в подобных умственных экспериментах, в которых выполняются вышеуказанные требования согласия с объективно возможными и установленными фактами, наблюдатель может фиксировать лишь такие результаты, которые представляют собой необходимые следствия исходных условий, являющихся либо опытными фактами, либо законами природы. Так, фиксируемые наблюдателем релятиви- стские эффекты, происходящие в ииерциальной системе, — сокращение длины стержня относительно другой ииерциальной системы, движущейся относительно первой с постоянной скоростью, и относительность промежутка времени между событиями — являются неизбежным результатом принципа предельности скорости света и ее независимости от движения источника и вытекают из принципа относительности. Аналогичным образом дело обстоит и с наблюдателем в «падающем лифте». Здесь наблюдаемые эффекты связаны, в частности, с таким твердо установленным и экспериментально проверенным фактом, как равенство тяжелой и инертной массы.

Поэтому в основном прав Б. Г. Кузнецов, когда он пишет по поводу роли наблюдателя в мысленных экспериментах Эйнштейна следующее: «Этот „наблюдатель" фигурирует почти во всех изложениях теории относительности, но можно было бы и обойтись без него, он представляет собой столь же воображаемую фигуру, как и координатные оси и измерительные стержни, прибитые к движущемуся телу и образующие движущуюся вместе с ним систему отсчета.. . „Наблюдатель" так же мало затушевывает объективный смысл теории относительности, как выражение „если вы протянете веревку от Земли до Солнца..." ставит объективный факт — определенное расстояние между небесными телами — в зависимость от реальных или воображаемых измерений».336 Следует, однако, заметить, что примысливаемый наблюдатель не является таким же необходимым структурным элементом, как модель и идеализированные приборы. Без наблюдателя действительно можно обойтись, и во многих мысленных экспериментах такой воображаемый наблюдатель действительно отсутствует.

Иногда отрицательное отношение к мысленным экспериментам в квантовой механике связано с неправильным пониманием роли прибора в исследовании микрообъекта. Необходимость рассматривать микрообъекты во взаимодействии с определенными приборами для выявления некоторых свойств этих объектов (относительность к средствам наблюдения) некоторыми авторами толкуется как иримысливание наблюдателя.337 Этому противопоставляется желание рассматривать микрообъект независимо от всякого рода приборов, роль которых отождествляется этими авторами с ролью наблюдателя.

Нужно обратить внимание на тот непреложный факт, что прибор и наблюдатель не одно и то же и гносеологически их роль различна. В то время как прибор составляет часть гносеологического объекта (наряду с объектом исследования), наблюдатель

представляет собой гносеологический субъект. Отсюда следует, что и в мысленных экспериментах учет характера взаимодействия микрообъектов с приборами определенного класса (дифракционные решетки, щели, фотоэмульсии и т. п.) и отражение этого взаимодействия в соответствующих моделях являются необходимыми условиями их объективного значения, и это взаимодействие не должно отождествляться с гносеологическим отношением между объектом и субъектом познания.