<<
>>

5. Явления и промежуточные явления

Те, кого не удовлетворяет предсказание экспериментальных результатов с помощью математического аппарата, пытались интерполировать ненаблюдаемые цепи событий такого типа, который был известен нам из традиционных объяснений оптических явлений, происходящих между исходными устройствами и наблюдаемыми результатами. Такие события являются главным образом движением частиц и распространением волн в среде. Рейхенбах ввел для этих ненаблюдаемых цепей событий названия «промежуточных явлений» в противоположность наблюдаемым явлениям, экспериментальным устройствам и наблюдаемым результатам.

Утверждения об этих «промежуточных явлениях», конечно, не без двусмысленности, определяются описанием эксперимента: исходных устройств и начальных результатов.

Можно считать поэтому правдоподобным, что мы можем интерполировать несколько цепей «промежуточных явлений», не изменяя ничето в экспериментальном устройстве и в наблюдаемых результатах. Кроме того, нельзя интерполировать на все эксперименты с атомными объектами один и тот же тип промежуточных явлений. Если бы это было возможно, мы могли бы объяснить все явления атомной и ядерной физики с помощью традиционных законов оптики и механики. Но мы знаем, что это не так и что существует необходимость в законах, коренным образом отличающихся от ньютоновских классических законов. Поэтому, по-видимому, можно интерполировать промежуточные явления для каждого конкретного эксперимента в атомной физике, но не может существовать такой системы промежуточных явлений, какую можно использовать для всех возможных экспериментов.

Чтобы легче понять ту роль, которую играют промежуточные явления, продемонстрируем ее на простом примере, взятом у Рейхенбаха. Как и в предыдущих параграфах, рассмотрим прохождение атомных объектов через щель в диафрагме и наблюдаемые ре- зультаты в этом экспериментальном устройстве. Мы здесь рассматриваем диффракцию от одной щели, имеющей ширину Ь. Первый и второй максимумы в числе вспышек появляются под углами ф = 0 (центр) и ф — Х/6 = h/mvb. Единственным наблюдаемым явлением служит распределение вспышек на экране; согласно Рейхенбаху, мы можем интерполировать промежуточное явление^ соответствующее интерпретации с точки зрения корпускулярной теории. Мы можем предположить, что частицы проходят через щель и отклоняются согласно вероятностному закону, который определяет распределение, имеющее максимумы при 9 — 0, <р = hjmvb, 9 — = 2h/mvb и т. д. Это закон, относящийся к движению реальных частиц, хотя он и очень сильно отличается от традиционных законов, В каждый момент времени частицы имеют определенное положение и скорость, как в ньютоновской механике.

«Промежуточные явления» могут быть описаны отдельно, без связи с экспериментальными устройствами, частью которых они являются. Рейхенбах называет такую интерполяцию промежуточных явлений «нормальной» системой. Согласно ему, представленная выше интерпретация с точки зрения корпускулярной теории является описанием при помощи «нормальной» системы промежуточных явлений, потому что она представляет собой описание объективных событий, или, как говорит Рейхенбах, законы этих промежуточных явлений одни и те же независимо от того, наблюдаются эти объекты или нет. На языке данной книги мы скорее сказали бы, что законы этих промежуточных явлений (движущихся частиц) могут формулироваться без знания всего экспериментального устройства; у нас нет необходимости, например, знать, является ли диафрагма закрепленной или подвижной относительно инерциальной системы.

Рейхенбах подчеркивает также то, что законы промежуточных явлений находятся в согласии с законами, которым подчиняются явления атомной физики. Закон, согласно которому частицы отклоняются, представляет собой статистический закон; закон, согласно ко- торому наблюдаемый источник электронов производит вспышки на экране, есть тоже статистический закон, но это закон явлений. Поэтому можно рассматривать интерпретацию с точки зрения корпускулярной теории как закономерную цепь промежуточных явлений.

Если же мы введем интерпретацию с точки зрения волновой теории, то будем иметь волны, проходящие через щель. Если мы захотим получить появление единичной вспышки, то мы должны проследить движение врлн от щели до экрана согласно законам интерференции. Мы получим максимумы амплитуды» при 9 = 0 и 9 = h/mvb. Однако для получения формулы для вспышки в определенной точке экрана мы должны допустить, что волны поглощаются экраном именно в этой точке и не могут распространяться дальше. Здесь мы опять имеем «объективную» цепь событий, «реальные» волны; но это «поглощение» волн никогда не происходит в области наблюдаемых явлений. Следовательно, согласно Рейхенбаху, эта интерпретация с точки зрения волновой теории не является законной интерполяцией промежуточных явлений.

Если мы имеем две щели на расстоянии а друг от друга и снова сделаем попытку рассмотреть интерпретацию с точки зрения корпускулярной теории, то необходимо ввести закон движения, по которому частицы отклоняются в согласии со статистическим законом, то есть большинство частиц отклоняется под углом 9 = 'О и 9 = hlmav. Это означало бы, что частица, проходящая через щель Si, отклонялась бы под углом 9, который зависит от расстояния между щелью Si и щелью S2, то есть допускалось бы действие на расстоянии. Это был бы закон движения частиц, который имел бы силу и для промежуточных частиц, но отличался бы от всех законов, справедливых в области известных нам явлений. Поэтому Рейхенбах отвергает «корпускулярную интерпретацию» в этом случае потому, что она не является «нормальной системой». Волновая интерпретация имеет тот же недостаток, что и в случае единичной щели; она предполагала бы поглощение сферической волны небольшой областью экрана. Рейхенбах предлагает поэтому измененную интерпретацию с точки зрения волновой теории, в которой волны не являются сферическими, а движутся по каналам, начинающимся в Представление, которое предлагается Бором, не нуждается во введении каких-либо промежуточных явлений. Не вводятся ни «реальные» частицы, ни «реальные» волны, состояние которых могло бы быть описано независимо от окружающего экспериментального устройства.

При рассмотрении промежуточных явлений, по-видимому, полезно подчеркнуть два пункта, которые часто неправильно истолковывались и понимались. Они играли большую роль в «философских следствиях», вытекавших из атомной физики, которые более подробно будут обсуждены в гл. 10. Здесь же мы изложили их под чисто научным углом зрения, в тесной связи с нашим изложением, даваемым в предыдущих параграфах.

Часто указывалось, что, в то время как в традиционной физике старая корпускулярная картина оптических явлений была решительно заменена волновой картиной, современная физика пользуется в одних случаях корпускулярной картиной, а в других — волновой. Некоторые авторы давали даже формулировку, по которой один и тот же объект атомной физики может рассматриваться то как частица, то как волна в зависимости от конкретного эксперимента. Другие авторы утверждали, что этот объект представляет собой род гибрида, имеющего два аспекта, а некоторые даже давали ему составное название, вроде «волна-частица». Мы видели, что на самом деле все эти формулировки двусмысленны. Интерпретация с точки зрения волновой теории и интерпретация с точки зрения корпускулярной теории представляют два типа промежуточных явлений, интерполируемые между наблюдаемыми явлениями атомной физики. Как мы узнали из примеров, рассмотренных Рейхенбахом, обе интерпретации могут использоваться в одном и том же случае, но, если следовать требованию, чтобы интерполируемая цепь была «нормальной системой», необходимо одну из них рассматривать как более предпочтительную. Это требование фактически не обеспечивает однозначного критерия; промежуточные явления никогда не подчиняются всем тем законам, которые справедливы для явлений. Мы всегда должны вводить особые новые законы, и дело вкуса говорить, что та или иная интерполированная система промежуточных явлений согласуется с законами, которые действуют в отношении явлений.

Альфред Ланде в своей книге говорит, что всякий эксперимент может быть*объяснен посредством и корпускулярной и волновой картин. Рейхенбах в общем согласен с этим взглядом, но выдвигает определенные критерии, согласно которым в каждом отдельном случае одна из картин будет более предпочтительной. Он пишет:

«В имеющийся мир явлений мы можем ввести мир промежуточных явлений разными способами; тогда мы получим класс эквивалентных описаний промежуточных явлений, каждое из которых одинаково истинно, а все принадлежат к одному и тому же миру явлений. Другими словами, если дан класс эквивалентных описаний мира, то промежуточные явления разные, тогда как явления будут инварианты класса».

Если мы, вместе с Рейхенбахом, введем понятие нормальной системы, то каждый класс эквивалентных промежуточных явлений будет представлен в описании мира членом, являющимся некоторой нормальной системой. Интерпретации с точки зрения волновой и корпускулярной теорий как раз и представляют собой примеры таких систем промежуточных явлений и оказываются столь же произвольными и определенными, какими такие системы бывают вообще.

Другой момент, который вводит иногда в заблуждение философов и других людей, не являющихся специалистами в теоретической физике, заключается в неудачных попытках провести различие между волновой интерпретацией, даваемой с помощью обычных трехмерных волн, и волнами де Бройля как математической схемой. Эта последняя охватывает математические формулы, которые пригодны для вычисления таких наблюдаемых результатов, как вспышки, исходя из наблюдаемого экспериментального устройства. Они не имеют никакого отношения к «промежуточным явлениям». Они определяют расположение вспышек согласно «операциональному значению» амплитуды и не требуют от нас использования таких физических законов, как поглощение волны на экране одной точкой. Все наблюдаемые факты атомной физики могут быть получены с помощью математических формул для. волн де Бройля, но из этого мы не можем заключить, как делают некоторые авторы, что «волновая картина» является более соответствующей атомной физике, чем картина корпускулярная.

<< | >>
Источник: Франк Филипп. Философия науки. Связь между наукой и философией: Пер. с англ. / Общ. ред. Г. А. Курсанова. Изд. 2-е. — М.: Издательство ЛКИ. — 512 с. (Из наследия мировой философской мысли; философия науки.). 2007

Еще по теме 5. Явления и промежуточные явления:

  1. Социальные явления
  2. ГЛАВА II СОЦИАЛЬНОЕ ЯВЛЕНИЕ
  3. § 1. Природа социального явления
  4. § 4. Классификация психических явлений
  5. ГЛАВА IV ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ЯВЛЕНИЕ
  6. Диалектическая связь сущности и явления
  7. ОПИСАНИЕ СОЦИАЛЬНЫХ ЯВЛЕНИЙ
  8. Культура как класс явлений
  9. Метеорологические явления
  10. §2. ЭЛЕМЕНТЫ ЯВЛЕНИЯ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ
  11. Опасные геологические процессы и явления