CREDO NEW теоретический журнал

Поиск по сайту

Главная arrow Подшивка arrow 2013 arrow Теоретический журнал "Credo new" arrow Нугаев.Максвелловская методология синтеза теоретических схем оптики
Нугаев.Максвелловская методология синтеза теоретических схем оптики

 

Нугаев Ринат Магдиевич

Российский университет кооперации

(Казанский филиал)

доктор философских наук, профессор

кафедры гуманитарных дисциплин

Nugayev Rinat  Magdievich

Russian University of Cooperation

(Kazan branch)

PhD, professor of the humanities department

E-Mail: rinatnugaev @mail.ru

УДК – 001

Максвелловская методология синтеза теоретических схем оптики, оптики, электричества и магнетизма.

Аннотация: Максвелловская электродинамика возникла  «на стыке» исследовательских программ, относящихся к домаксвелловской физике: электродинамики Ампера-Вебера, волновой теории света Юнга-Френеля и программы Фарадея. «Нейтральным языком», сконструированным Максвеллом для сравнения выводов теорий из этих программ и установления связей между ними явилась механика сплошных сред с ее богатым набором аналоговых моделей – от трубок с несжимаемой жидкостью до молекулярных вихрей. Утверждается, что ключевым моментом рассматриваемой таким образом максвелловской методологии   синтеза послужили идеи кантовской эпистемологии  в интерпретации таких представителей шотландского Просвещения как Томас Рид и Уильям Гамильтон.

Ключевые слова: Максвелл, методология, синтез, оптика, электромагнетизм, кантовская эпистемология. 

Maxwell’s  Methodology of Unifying Theories of Optics, Electricity and Magnetism. 

Summary : Maxwellian electrodynamics was a result of the old pre-maxwellian programmes meeting: the electrodynamics of Ampere-Weber, the wave theory of Fresnel and Young and Faraday’s programme. The “neutral language” constructed for the comparison of the consequences of the theories from these programmes consisted in the language of hydrodynamics with its rich content of analogous models  ranging from the uncompressible fluid  up to molecular vortices. It is argued that the core of Maxwell’s unification strategy was formed by Kantian epistemology  looked through the prism of such representatives of Scottish Enlightenment as Thomas Reid and William Hamilton.

Key words: Maxwell, methodology, unification, optics, electromagnetism, Kantian epistemology.  

Максвелловская методология синтеза теоретических схем оптики, оптики, электричества и магнетизма.

1.Введение.

Принято считать, что объединившая электричество и магнетизм максвелловская электродинамика явилась этапом развертывания фарадеевской научно-исследовательской программы, основанной на концепции близкодействия (см., например, ссылки в обзоре историко-научной литературы [1]). Последняя, обеспечив и предсказание, и опытное подтверждение явления излучения электромагнитных волн, победила, наконец,  весьма успешно конкурировавшую с ней  - на первых порах  - исследовательскую программу Ампера-Вебера, основанную на альтернативной близкодействию концепции  дальнодействия.
Тем не менее, более пристальный взгляд на историю и методологию физики  второй половины XIX в., ставший возможным прежде всего благодаря исследованиям Дэниела Сигела [2], Маргарет Моррисон [3] и Оливье Дарриголя [1], позволяет поставить эту точку зрения под сомнение как слишком большое упрощение  - и предложить ее определенную модификацию -   на основе учета  следующих аргументов. 

(1) Во-первых, сам создатель максвелловской электродинамики неоднократно – с самой первой работы и до конца своих дней  - подчеркивал, что ключевые идеи электродинамики Ампера-Вебера не столько альтернативны, сколько дополнительны по отношению к концепции полевого взаимодействия.

Еще в начале своих исследований в области электродинамики, в мае 1855г., аспирант кембриджского университета, прилежный студент профессора математики Габриэля  Стокса и ректора Тринити-колледжа философа науки кантианца Уильяма Уэвелла,  постоянный корреспондент Вильяма Томсона  с гордостью сообщает отцу: «Я продолжаю  работать над электричеством, стремясь проложить  свой путь сквозь работы солидных  (heavy) немецких авторов. Привести в порядок все их понятия потребует много времени, но я надеюсь выработать свой взгляд на этот предмет и придти в конце концов к чему-то интеллигибельному (intelligible) в виде теории» (цит. по работе [4], p.105).

А в конце своей жизни, описывая процесс создания своей системы уравнений, Максвелл отмечает,  что

«я отдавал себе отчет в том, что в то время полагали, что существует определенная разница между фарадеевским способом понимания явлений и способом понимания математиков, так что ни те, ни другой не были удовлетворены языками друг друга. Я был также убежден в том, что эти расхождения не были результатом того, что одна из партий ошибалась» ([5],  С.599). 

(2) Основное экспериментальное подтверждение максвелловской электродинамики было получено не сотрудниками созданной самим Максвеллом, долгое время им руководившейся  и прекрасно оборудованной кавендишской лаборатории, не британскими учениками и последователями Максвелла,  а учеником Германа Гельмгольца немецким физиком Генрихом Герцем (1888), который сторонником теории Максвелла себя не считал [1] . Как позже отмечал Людвиг Больцман, Герц рассматривал уравнения Максвелла «просто как феноменологическое описание фактов».  

(3) Влияние идей Фарадея и на юного, и особенно на зрелого Максвелла сильно преувеличено, не в последнюю очередь самим создателем электромагнитной теории света (возможно, отчасти из патриотических побуждений). Вне всякого сомнения, влияние фарадеевских «Экспериментальных исследований» (1839-1855), опытов не только по электромагнитной индукции (1831) но и особенно по вращению плоскости поляризации света в магнитном поле (1845)  на создание максвелловской теории трудно переоценить. Но и в этом случае следует разделять сами экспериментальные исследования и те философские идеи, которые за их интерпретацией стоят. Для самоучки, не имевшего не только высшего, но и полноценного среднего образования, сына деревенского кузнеца, зятя старосты находившейся в весьма непростых отношениях с англиканской церковью,  «фундаменталистской» сандаманианской христианской общины, который впоследствии сам эту же общину и возглавил, была характерна твердая вера в целесообразность и разумность устроения мира Творцом. 

Отвечая в 1844г. на вопросы о  своих религиозных взглядах, Майкл Фарадей отмечал: «на мой взгляд, дискуссия по религиозным вопросам  – пустое дело. В моей религии никакой философии нет. Я принадлежу к очень маленькой и презираемой (despised) секте христиан, известной, если вообще известной кому-нибудь, как сандаманиане, и наша надежда – в  вере в Христа» (цит. по  [6],  p.195) .

Один из современных исследователей творчества Майкла Фарадея – английский историк науки Колин Рассел – утверждает, что несколько лет назад в библиотеке Института Электрических Инженеров был найден любопытный документ – приватный меморандум Фарадея, не предназначенный его автором для публикации. Документ был посвящен разъяснению взглядов Фарадея на актуальные в то время проблемы атомов  и полей. В отличие от его научных публикаций, он содержал несколько упоминаний Бога, в частности, выражал удивление по поводу того, почему Господь не  размещал «энергию» вокруг точечных центров сил (Р. Бошкович) с той же легкостью, с которой он делал это вокруг материальных ядер. Именно теология всемогущего Творца привела Фарадея к идее о точечных центрах сил и, в конечном счете, о полях, которые их окружают ( см. также :[7],[8]). 

Но блестящему студенту эдинбургского университета и выпускнику, а затем аспиранту  Кембриджа, сыну преуспевающего юриста  лорду Джеймсу Клерку Максвеллу был присущ глубокий скептицизм Юма, Беркли и Канта, впитанный на лекциях сэра Уильяма Гамильтона по философии сознания, читавшихся в эдинбургском университете. Эти лекции, которые «интересовали его чрезвычайно»,  не только оказали на лорда Максвелла  «сильное впечатление», но  и развили его «любовь к спекуляциям, к которым он в итоге оказался весьма склонен».  

Именно сэр Гамильтон с его релятивизмом и глубокими сомнениями в возможностях познания сущностей вещей привил Максвеллу вкус к основам кантианской философии. Например,  в одном из упражнений по курсу философии Максвелл отмечает, что утверждения, согласно которым длина, ширина и толщина принадлежат исключительно материи, «неверны, поскольку они принадлежат также к геометрическим фигурам, в свою очередь являющимся формами мысли» ([4], p. 65). Уже после Эдинбурга, приступая к занятиям в Кембридже и разрабатывая «обычное обилие планов на будущее», под пунктом 4 (метафизика) Максвелл намечает «прочтение кантовской “Критики чистого разума” на немецком с целью  согласования ее с сэром У. Гамильтоном» (цит. по : [9], p. 77). 

Об отношении к другому классику британской философии свидетельствует следующее замечание в одном из писем юного Максвелла к отцу, отправленное 25 марта 1854г. : «Я читаю “ Теорию зрительного восприятия“ Беркли и чрезвычайно ею восхищен, равно как и другими его нематематическими работами; правда, я был весьма разочарован, когда обнаружил, что он в конце концов попал в капкан, который сам же своими парадоксами и расставил» ([4],p. 109). Неслучайно  «у Конта имеются хорошие идеи о научном методе, но никакого понятия о человеке» ([4], p.108). 

Весьма либеральная религиозность Максвелла предполагала не только жесткое разграничение научного разума и веры, но и также  характеризовалась следующим, не менее известным его утверждением : «Я полагаю, что те результаты, к которым человек приходит в своих попытках гармонизировать свою науку с христианством, не должны рассматриваться как имеющие какое-либо другое значение, кроме самого человека, да и для него только в течение определенного время, но общество не должно накладывать на него свой отпечаток» ([4],p.465).

И , будучи «сыном своего времени», он никогда не принадлежал в течение долгого времени ни к какой церкви; он сам отмечал, что «моя вера слишком глубока для того, чтобы находиться в оковах какого-либо одного множества мнений».

Далее, как указывает один из отечественных знатоков творчества Максвелла (И.С. Шапиро,[10]), объяснение принятия полевой концепции симпатией к близкодействию не подтверждается анализом работ Максвелла. Из них следует, что относиться к полю как к физической реальности автор «Трактата об электричестве и магнетизме» начал довольно поздно: лишь после того, как вывел из своих уравнений существование (электро) магнитных волн, т.е. после введения «тока смещения». До этого понятие поля он использовал с «откровенно иллюстративной» целью – для построения наглядных образов весьма и весьма сложных векторных дифференциальных уравнений.  

Например, в одной и той же работе для разъяснения разных аналитических соотношений Максвелл использует значительно отличающиеся друг от друга модели. Так, в работе «О фарадеевых силовых линиях» он замечает: «На эту субстанцию не следует смотреть так же, как на гипотетическую жидкость в смысле, который допускался старыми теориями для объяснения явлений. Она представляет собой исключительно совокупность фиктивных свойств, составленную с целью представить некоторые теоремы математики в форме более наглядной и с большей легкостью применяемой к физическим задачам, чем форма, использующая чисто алгебраические символы…» (цит. по : [10], С.327).

Далее, специфические черты фарадеевского понятия поля состоят в том, что сила – это субстанция, причем субстанция единственная, и что все силы способны ко взаимопревращениям посредством различных движений силовых линий. Но Максвелл, пытаясь найти математическое выражение непрерывных преобразований электрических и магнитных сил, рассматривал последние как стрессы и натяжения в механическом эфире  . 

Цель данной работы – рассмотреть основные принципы максвелловской методологии научного познания для того, чтобы в дальнейшем предложить такую рациональную реконструкцию генезиса и становления максвелловской электродинамики, которая принимает во внимание обстоятельства (1) – (3). Тем самым будет  обеспечен  , выражаясь языком Имре Лакатоса,  «теоретически - прогрессивный сдвиг решаемых проблем»  по отношению к другим «внутренним»  объяснениям.  

В общем случае, я полагаю, что основной недостаток работ Д. Сигела , М. Моррисон и О. Дарриголя – недооценка значения собственной методологии Максвелла, разработанной им для своего беспрецедентного проекта синтеза механики, электродинамики и оптики. Ведь чем бы Максвелл не занимался – метафизикой, эпистемологией, математикой, физикой, химией – везде он пытался найти свой путь, как правило независимый от подходов других исследователей, как это впрочем отмечали близко знавшие его люди, такие, например, как Питер Тэт.  Да и как сам Максвелл неоднократно отмечал - например, в инаугурационной речи перед вступлением в должность профессора маришальского колледжа, «хорошо, если каждый человек живет своим умом, и не принуждается к принятию способов мышления других людей под внешне благопристойным предлогом изучения науки» (цит. по :[11],  p. 70). 

Как отмечал и сам автор «Трактата об электричестве и магнетизме» в одном из писем, «в последнее время метафизика удается мне лучше, чем вычисления». Как тут не вспомнить ироничный отзыв Гельмгольца : «Максвелл, конечно гений, но все его вычисления надо перепроверять». Мне представляется, что эти комментарии заставляют более внимательно отнестись к замечаниям такого современника Максвелла и знатока его творчества как один из основателей статистической механики Людвиг Больцман. И в лекциях по максвелловской теории, и особенно в примечаниях к статьям Максвелла по электродинамике, переведенным Больцманом на немецкий язык, последний справедливо указывал, что многие произведения Максвелла, но особенно его ранние статьи по электродинамике «не были достаточно поняты»; возможно, это объясняется тем, что эти работы, «написанные по хорошо обдуманному заранее плану» показывают, что их автор  «был столь же крупным творцом в теории познания, как и в области теоретической физики» ([12], С.90). 

Методология Максвелла, выросшая из стремления найти разумный эпистемологический компромисс между крайностями кантианства и шотландского « реализма здравого смысла» (common sense realism), явилась не только вполне самостоятельной, но и необходимой компонентой его творчества. Без нее его синтез оптики и теории электромагнетизма никогда бы не состоялся (см. также :[13]).
 

2. ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ МАКСВЕЛЛОВСКОЙ МЕТОДОЛОГИИ НАУЧНОГО ПОЗНАНИЯ.

Непосредственными предшественниками Максвелла в деле создания теории электромагнетизма были Ганс Христиан Эрстед (1777 – 1851), Андре-Мари Ампер (1775-1836), Майкл Фарадей (1791-1867) и Вильям Томсон (1824-1907). Но мировоззрение Максвелла резко отличается от взглядов упомянутых выше исследователей прежде всего несопоставимо  более высоким уровнем философской культуры, подчеркнутой ориентацией на взгляды Канта критического периода. Несомненно, что его источником были лекции по философии, читавшиеся ведущим шотландским философом того времени, заведующим кафедрой моральной философии эдинбургского университета сэром Вильямом Гамильтоном (1788 – 1856). Гамильтон был одним из выдающихся представителей шотландской философии «здравого смысла», наследником традиции Рида и Стюарта. Но его «философия обусловленного» носила явно кантианский оттенок. 

Подобно Канту, он полагал, что  мы можем обладать достоверным знанием  только об «относительных проявлениях вещей, и именно «наша глубочайшая мудрость состоит в признании того, что сами эти вещи находятся за пределами достижимости философии». Но, в отличие от Канта, он развивал основные положения «естественного реализма» в традициях школы Томаса Рида. При этом многие его критики – и в частности Джон Стюарт Милль, посвятивший его философии целую книгу, - полагали, что гамильтоновский релятивизм плохо согласуется с  ридовским реализмом. Но для Гамильтона согласование этих действительно значительно отличающихся друг от друга позиций было возможно на основе некоей разновидности интуиционизма, выделяющего определенные состояния сознания как одновременно примитивные и лежащие вне сферы понимания, «являющиеся в меньшей мере когнитивными актами чем верованиями» (цит. по:[14],  p.360). 

Шотландская философия здравого смысла была основана преподобным Томасом Ридом (1710-1796) в конце XVIII в. Ее исток – жесткая критика скептицизма другого шотландского философа – Давида Юма (1711-1776), автора «Трактата о человеческом познании» (3тт., 1739-1740). Концентрируясь на анализе «восприятий» - тех объектов, которые непосредственно присутствуют в сознании, Юм подразделяет их на две группы – «впечатления» и «идеи». Суть его концепции состояла в утверждении о том, что впечатления (которые также в свою очередь подразделяются на элементы чувственного и рефлексивного порядков) гораздо сильнее и «живее» идей; идеи всегда каузально зависят от впечатлений. 

Но именно против этой идеи и следовавших из нее скептических выводов  и была направлена критика Рида. В главном труде «Исследование человеческого сознания, исходящее  из принципов здравого смысла» (1764) он усматривал истоки юмовского скептицизма в тезисе Декарта, разделявшимся также и Джоном Локком, согласно которому мы не воспринимаем объекты внешнего мира непосредственно; непосредственный объект восприятия всегда находится в сознании. Против этой точки зрения он выдвигал возражение, согласно которому восприятие включает как ощущения, так и некоторые интуитивные общие истины или принципы, дающие вместе знание объектов внешнего мира. Он также настаивал на том, что существуют также и другие данные нам интуитивно общие принципы, включающие моральные принципы, доступные всем людям. В итоге он заключал, что если какие-либо философские аргументы ведут к следствиям, которые противоречат здравому смыслу, то тем хуже для аргументов. 

Согласно Риду, юмовские умозаключения абсурдны потому, что они противоречат утверждениям о существовании как нашего тела, так и нашего сознания. Источник этого ошибочного вывода – юмовский тезис о том, что идеи – это «выцветшие впечатления ощущений». Ощущения  - это не свойства материальных вещей, и тем более не сами вещи. 

Отрицая юмовский скептицизм, Гамильтон колебался между релятивизмом Канта и реализмом Рида, и именно это обстоятельство и отметил Максвелл в качестве основного пункта своей метафизической программы - «прочтение кантовской “Критики чистого разума” под углом согласования ее с сэром Уильямом Гамильтоном». Более подробное изложение основных пунктов этой программы дают две философские в своей основе работы Максвелла – эссе «Об аналогиях», прочитанное на заседании кембриджского «Клуба Апостолов» в 1856г., после публикации самой фундаментальной в мировоззренческом и методологическом отношениях статьи Максвелла «О фарадеевских линиях сил» (1855-1856) и гораздо более поздняя статья «Гельмгольц». 

Согласно Канту, «непонятно, каким образом созерцание присутствующей вещи позволяет мне познать, какова она сама по себе: не могут же ее свойства переселиться в мою способность представления» ([15], С.171). На самом деле нам даны вещи как вне нас находящиеся предметы наших чувств. Но о том, каковы они сами по себе, мы ничего не знаем, а «знаем только их явления, т.е. представления, которые они в нас производят, воздействуя на наши чувства» ([15], С.177). 

Суть «коперниканской революции», которую только начал (но ни в коей мере не завершил)  в эпистемологии Кант, состоит в том, что мир повседневного, обычного опыта («жизненный мир», lebenswelt, как скажет впоследствии Э. Гуссерль), утрачивал право быть исходной точкой отсчета в истолковании чувственно-воспринимаемых вещей. У Канта мир привычного опыта заменяется галилеевской экспериментально-математической физикой, в основе которой лежит идеализация, абстрагирование от «жизненного мира». Поэтому истина уже не есть нечто непосредственное, себя являемое и раскрываемое, но результат постижения с помощью определенного метода. 

Особое место в процессе познания занимают т.н. «аналогии опыта». Они, согласно Канту, в отличие от основоположений о применении математики к естествознанию, касаются не порождения созерцаний, а связи их существования в опыте, не синтетического единства в связи вещей самих по себе, но лишь восприятий.

«…Познание по аналогии… не означает, как обычно понимают это слово, несовершенного сходства двух вещей, а означает совершенно сходство двух отношений между совершенно несходными вещами» (Кант, [15], С.236-237). 

Более детально, в «Критике чистого разума», рассматривая три аналогии опыта, которые суть не что иное, как принципы определения существований во времени согласно всем трем его модусам, Кант отмечает, что если понятие предшествует восприятию, то это означает лишь возможность его, и только восприятие, дающее материал для понятия, есть единственный признак действительности.

«Однако если вещь находится в связи с некоторыми восприятиями согласно принципам их эмпирического связывания (согласно аналогиям [опыта]), то существование ее можно познать также и до восприятия ее, стало быть, до некоторой степени a priori. В этом случае существование вещи все же связано с нашими восприятиями в возможном опыте, и мы можем дойти от своих действительных восприятий до вещи через ряд возможных восприятий, руководствуясь упомянутыми аналогиями [опыта]. Так, воспринимая притягиваемые железные опилки, мы познаем существование проникающей все тела магнитной материи , хотя непосредственное восприятие этого вещества для нас из-за устройства наших органов невозможно» ([16], С.222).  

Для нашего изложения важно то, что даже пример работы принципов аналогии в научном познании Кант приводит из области магнитных явлений, как бы прямо указывая дорогу Максвеллу. Последний неоднократно подчеркивал, что вещи, которые мы можем измерить непосредственно – скажем, разнообразные механические силы, - являются лишь внешними проявлениями тех более глубоких процессов (скажем, напряженности электромагнитного поля), которые лежат за пределами достижимости нашей способности к созданию зрительных образов. И главная философская статья Максвелла – эссе «Существуют ли действительные аналогии в природе?», написанное в 1856г. - «вышла» из «Критики чистого разума».  

Это эссе представляет собой своеобразную перекличку с теми частями творчества Канта, которые посвящены аналогиям. Но это - не ученическое воспроизведение «Критики чистого разума» и разъясняющих ее основные положения «Пролегомен», а напряженный спор Максвелла с «Кантом в самом себе». Не случайно сам заголовок статьи сформулирован не в виде утверждения, а в виде вопроса: «Существуют ли действительные аналогии в природе?»

В самом деле, «должны ли мы заключить, что все различные области природы, в которых существуют аналогичные законы, действительно связаны друг с другом; или же, что их взаимоотношение – только кажимость, обязанная своим существованием необходимым условиям (курсив мой – РМН) человеческого разума?»

– Максвелл не дает однозначного ответа на сформулированный в заголовке эссе вопрос, приводя аргументы как pro, так и contra – в полном соответствии с кантовскими антиномиями, которые, как известно, возникают при попытках разума выйти за пределы опыта. 

Действительно, с одной стороны, «касательно пространства и времени, любой Вам скажет, что сейчас ‘твердо установлено и общепризнано, что они – лишь модификации состояний нашего сознания’. У нас нет никаких оснований полагать, на основании данной в нашем сознании смены обычных ощущений, что отличия в положениях, также как в порядках возникновения, существуют среди причин этих ощущений» (цит. по :[4],p.121). 

- С другой стороны, все мы убеждены в том, что разные объекты сосуществуют в один и тот же момент времени, а также в том, что один и тот же объект существует в разные моменты времени.

«Когда мы утверждаем, что пространство трехмерно, мы не только выражаем тем самым невозможность представления четвертого измерения, но утверждаем объективную истину, согласно которой точки пространства могут отличаться друг от друга за счет независимого изменения трех переменных. Поэтому в данном случае мы имеем реальную аналогию между устройством интеллекта и внешним миром» (цит. по:[4],p.121).

Далее, с одной стороны, мы видим в расходящемся веере физических следствий какого-либо события не только способность образования истинного образа события, но также реагирования на агента, или непосредственно или через промежуточных инстанций, так что похоже мы схватили идею необходимого возмездия как легитимного следствия всех моральных поступков. 

- С другой стороны, эта идея необходимого реагирования следствия поступка выведена только из небольшого количества случаев, для которых мы угадали подобный закон среди необходимых законов Вселенной. Но у нас есть идея справедливости ,гораздо более отчетливая и ясная, выведенная из тех законов, которые мы с необходимостью рассматриваем как высшие. Так что идею возмездия мы связываем в большей мере с идеей справедливости, чем с идеей причины и следствия.  

Более того, с одной стороны, явления природы, будучи различными изменениями движения, могут отличаться друг от друга только по сложности. Поэтому единственный путь изучения природы – сначала выработать фундаментальные законы движения, а уже затем проверить, насколько эти законы должны быть усложнены для того, чтобы получить истинные картины Вселенной. Если эта теория истинна, мы должны искать следы этих фундаментальных законов во всех разделах науки, и не в последнюю очередь среди тех замечательных продуктов органической жизни, которые являются результатами церебрации (обычно называемой «мышлением»). В этом случае, само собой разумеется, что сходства между законами различных классов явлений едва ли можно назвать аналогиями, поскольку это – всего лишь преобразованные идентичности. 

Но если же , с другой стороны, «мы начнем с изучения мыслительных законов (абстрактных, а не физиологических  законов логики), то эти кажущиеся (apparent) аналогии становятся всего лишь повторениями определенных необходимых моделей действия, к которым склонны наши сознания» (цит. по :[4], p.123). 

Конечно же, это мышление в кантовских антиномиях неслучайно. Мы уже отмечали, что еще только приступая к занятиям в Кембридже и намечая как всегда обширную программу будущих исследований, Максвелл под пунктом 4 наметил «переработку системы Канта под углом зрения философии Уильяма Гамильтона». Учитывая то, что философия последнего создавалась в рамках шотландской философии здравого смысла, основанной на ридовском реализме, можно заключить, что Максвелл, как всегда,  намеревался найти свой собственный путь  - на этот раз между Сциллой кантовского априоризма и Харибдой шотландского реализма, основанного на здравом смысле. Эта попытка тем более казалась возможной в силу того, что оба направления исходили из жесткой критики скептицизма Давида Юма. 

Для шотландской школы характерно принятие следующих положений (подробнее см. :[17];[18]). 

(1)   Все наши знания относительно истинны. 

(2) Среди всех наших относительных знаний аналогии и модели  занимают особое место. 

(3) Это место аналогии и модели занимают по психологическим причинам. Для большинства исследователей понимание явлений природы требует использование моделей для «упрощения и организации знания». 

(4) Вообще для всей шотландской традиции характерны сильные психологические тенденции, которые в принципе допускают совмещение с логико-аналитическими традициями кантианства. 

Непросто  проследить все этапы эволюции максвелловской метафизики, но несомненно, что доклад «Существуют ли реальные аналогии в природе», прочитанный Максвеллом на заседании кембриджского «клуба апостолов» в феврале 1856г.,  является самой ее кульминационной точкой Этот год для творчества Максвелла особенно значим: именно в 1856г. была завершена публикация его первой электродинамической статьи «О фарадеевских линиях сил», в которой была тщательно намечена программа исследования электромагнитных явлений, которой, с нашей точки зрения, Максвелл следовал всю свою жизнь. 

Как уже говорилось выше, статья  исходит из кантовских, априористских представлений о пространстве и времени, которые характеризуются как общеизвестные и твердо установленные.

«Поскольку, если даже не упоминать все вещи внешней природы, которые рассматриваются людьми в качестве проекций вещей на их сознания, все здание науки, вплоть до самой башни философии, иногда представляется как рассеченная модель природы, а иногда – как естественный рост внутреннего содержания сознания». 

Но тут же – и это характерно для всего доклада – делается полемическая оговорка, что все сказанное Кантом не относится к конкретным свойствам пространства и времени – трехмерности пространства и одномерности и необратимости времени, которые относятся к «объективным истинам». Данное обстоятельство позволяет нам охарактеризовать данное обстоятельство как “реальную аналогию между конституцией интеллекта и внешним миром». 

Отсюда вдумчивый слушатель (а Максвелл обращался к представителям кембриджской интеллектуальной элиты, воспитанным на традициях ректора Тринити колледжа и последователя Канта Уильяма Уэвелла) может заключить, что априорные принципы кантовской философии непосредственно распространяются только на предельно общие метафизические принципы. Поэтому и общая , и заимствованная опять же у Канта аналогия между моральными и механическими принципами носит не реальный, конкретный, а призрачно-метафизический характер. 

«Эта аналогия между доводами, причинами, [механическими] силами, принципами и моральными регулятивами настолько ярка, что ослепляет». Философское разрешение конфликта, по Максвеллу, должно состоять в признании относительности всякого конкретного знания, в полном соответствии с шотландскими традициями здравого смысла с их нелюбовью к чистому, абстрактному анализу. Все, что нам остается – это прибегать к аналогиям и моделям.

«Тогда, когда видят отношение между двумя вещами, которые хорошо известны, и думают, что должно быть сходное отношение между вещами, которые менее известны, то заключают от одного к другому. Это предполагает, что несмотря на то, что пары вещей могут значительно отличаться друг от друга, отношение в одной паре может быть тем же, что и в другой. Теперь, с научной точки зрения отношение – это самое важное, что нужно знать, и знание одной вещи позволяет в конечном счете получить знание о другой. Если все, что мы знаем, - это отношение, и если все отношения одной пары вещей соответствуют отношениям другой пары, будет трудно отличить одну пару от другой…Правда, такие ошибки достаточно редки, за исключением математических и физических аналогий…». 

Таков первый урок, извлеченный Максвеллом из кантовской философии – (I) «принцип относительности научной истины». Но этим влияние Канта и метафизики конца XVIII – начала XIX вв.  не ограничивается. Из рассматриваемого доклада может быть извлечен еще один принцип – (II) «принцип активности теории по отношению к опыту», который самим Максвеллом формулировался следующим образом : « Расплывчатые контуры феноменальных вещей сливаются друг с другом (merge into one another)  до тех пор, пока мы не направим на них фокусирующее стекло теории, и не сфокусируем его так, чтобы получить одну дефиницию, а иногда – другую, так чтобы проникнуть на разные глубины великого жернова мира".  

Значение этого принципа для всего творчества Максвелла трудно переоценить. В природе все явления тесно взаимосвязаны и взаимопроникают друг в друга (merge into one another); вся разница в теоретических подходах обусловлена тем, что их авторы фокусируются на разных сторонах  и разных уровнях рассматриваемых явлений. Поэтому задача теоретика состоит прежде всего в том, чтобы ввести особые понятия, выражающие различные аспекты явлений. Откуда они берутся? Из «опыта»? За счет непосредственного обобщения данных эксперимента? – Другой отрывок из письма Максвелла, написанного в 1854г., позволяет более глубоко проникнуть в его творческую лабораторию. 

«Вытачивание (grinding out) “подходящих идей”, как их называет Уэвелл, - тяжелая работа. В конечном счете они все-таки появляются на свет божий, и после сталкивания их с фактами и с расхожими полу-переваренными теориями я рассчитываю придать им определенную форму, после чего я надеюсь  узнать поболее об индуктивной философии, чем я знаю  сейчас» (цит. по :[4], p.112).

Вот откуда берутся понятия : они – не пассивные копии вещей, а те (априорные) формы, в которых хаотическая лава ощущений и впечатлений отливается, приобретая сначала смутные очертания. Но затем, в соответствии с традициями шотландского реализма,  эти сырые формы еще «обтачиваются» за счет сталкивания их как с опытными данными, так и со следствиями из других теорий для того, чтобы приобрести завершенность. Но задача теоретика состоит не только в том, чтобы  ввести и отполировать теоретические понятия, выражающие различные аспекты явлений, но и также в том, чтобы соединить эти аспекты в синтезе. 

Каким же должен быть этот синтез ? – Его контуры и этапы намечены в другой философской работе Максвелла – статье «Герман Людвиг Фердинанд Гельмгольц», посвященной анализу творчества одного из наиболее близких по духу для Максвелла исследователей, наставнику Генриха Герца, человеку, много сделавшему для развития теории электромагнитного поля. Примечательно, с чего начинается эта статья.

«Обычно научное знание растет за счет аккумуляции вокруг конечного числа отличающихся друг от друга центров. Но рано или поздно должно наступить такое время, когда два или более раздела знания уже больше не могут оставаться независимыми друг от друга, но должны слиться в согласованное целое (must be fused into a consistent whole). Но, несмотря на то, что ученые мужи могут быть глубоко убеждены в необходимости подобного слияния, сама эта операция является одной из самых трудных. Ведь, хотя явления природы все согласованы друг с другом, мы должны иметь дело не только с ними, но и с гипотезами, которые были изобретены для систематизации этих явлений; и ниоткуда не следует, что из-за того, что одно множество наблюдателей выработало со всей искренностью для их упорядочения одну группу явлений , гипотезы, которые они сформировали, будут согласованы с теми, при помощи которых второе множество наблюдателей объясняли другое множество явлений. 

Каждая наука может показаться достаточно (tolerably) согласованной внутри самой себя, но прежде чем они смогут быть объединены в одно целое, каждая должна быть освобождена от известкового раствора, при помощи которого ее части были предварительно скреплены для согласования друг с другом. Поэтому операция слияния двух наук в одну в общем случае содержит много критики установленных методов, и отбрасывание многих кусков любимых знаний, которые ранее долгое время имели устойчивую научную репутацию» ([19],p.592).

Классический пример устранения «остатков цемента», который Максвелл приводил неоднократно (в частности, в статье «О действии на расстоянии»), - это создание ньютоновской теории тяготения, когда «прогресс науки состоял в освобождении от небесных механизмов, которыми поколения астрономов загромождали небеса, в смывании паутины (sweeping cobwebs off) с неба» (Maxwell, [20], p.315; см. также :[21]). В следующих статьях я намереваюсь детально показать, как Максвелл реализовывал в своих статьях (1856-1864гг.) те принципы, о которых говорилось выше.

ЛИТЕРАТУРА

  1. Darrigol Olivier. Electrodynamics from Ampere to Einstein. Oxford University Press, 2002. 515p.  
  2. Siegel Daniel M. Innovation in Maxwell’s electromagnetic theory: molecular vortices, displacement current, and light. Cambridge University Press,  1991.   229p.
  3. Morrison Margaret. Unifying Scientific Theories: Physical Concepts and Mathematical Structures. Cambridge University Press, 2000. 270p.  
  4. Campbell Lewis, Garnett William.The Life of James Clerk Maxwell. L., Macmillan,1882.342p.
  5. Максвелл Джеймс Клерк. Избранные сочинения по теории электромагнитного поля. (Перевод З.А. Цейтлина). - М.: гос. изд-во технико-теоретической литературы, 1952. 691 с.     
  6. Dr. Bence Jones . Faraday’s Life and Letters.vol.1, 2. Philadelphia, J.D. Lippincott, 1870. 385p.  
  7. Pearce Williams L. Michael Faraday, a biography. N.Y., Basic Books,1965. 531p.   
  8. Pearce Williams L. The origins of field theory. L., Random House, 1966. 148p.
  9. Niven W.D. A Preface to “The Scientific papers of J.C. Maxwell”. Dover publications, NY, 1890, vol.1, pp. XI-XIII.  
  10. Шапиро И.С. К истории открытия уравнений Максвелла //Успехи физических наук. 1972. том 108. вып.2. С.319 -333 .  
  11. Mahon Basil. The Man Who Changed  Everything. The Life of  James Clerk Maxwell. John Wiley. 2003. 215p.    
  12. Больцман Людвиг . Комментарии к статье Максвелла «О фарадеевских линиях сил». – В сб. : Дж. К. Максвелл. Избранные сочинения по теории электромагнитного поля. (Перевод З.А. Цейтлина). - М.: гос. изд-во технико-теоретической литературы, 1952. С.89-106.     
  13. Степин В.С. Теоретическое знание. – М.: Прогресс-Традиция, 2000. 744 c.   
  14. Audi Robert (ed.) The Cambridge Dictionary of Philosophy. Cambridge, Cambridge University Press, 1999. 1000 p.  
  15. Кант Иммануил . Пролегомены ко всякой будущей метафизике, могущей появиться как наука. (Пер. Вл. Соловьева, 1893). – В сб.:  Иммануил Кант. Трактаты. – Спб.: Наука, 2006. С.147-258.  
  16. Кант Иммануил . Критика чистого разума. Второе издание. (Пер. Н. Лосского).- М.: Эксмо, 2006. 735с.    
  17. Mertz John Theodore . A history of European Thought in the Nineteenth Century, 4 vols. Edinburgh: William Blackwood and Sons, 1903-1912. Vols 1 and 2 reprinted as “A History of European Scientific Thought in the Nineteenth Century. NY, Dover.1964.  850p.  
  18. Olson Richard . Scottish Philosophy and British Physics, 1750-1880: A Study in the Foundations of the Victorian Scientific Style. Princeton, NJ, Princeton University Press, 1975. 349p.  
  19. Maxwell J.C. Hermann Ludwig Ferdinand Helmholtz. Nature, 1877.vol.XV. Reprinted in “The Scientific Papers of James Clerk Мaxwell”, 1890, vol.2, pp.592-598.
  20. Maxwell J.C. Ether. Encyclopedia Britannica, 1877. Reprinted in “The Scientific Papers of James Clerk Мaxwell”, 1890, vol.2, pp.763-775.  
  21. Нугаев Р.М. Коперниканская научная революция: синтез физики Земли и математики Неба. – Казань: изд-во «Логос», 2012. 302с.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 
 

CREDO - копилка

на издание журнала
ЯндексЯндекс. ДеньгиХочу такую же кнопку