ходит на самом деле, и отсекали то, чего не происходит. Современный научный стандарт объяснения столь же эмпирически требователен, сколь и философски слаб.
Является ли аристотелевская психея научно приемлемой в качестве объяснительной конструкции? Да – при условии, что ее можно снабдить вспомогательными предположениями для формирования когорты, имеющей определенные наблюдаемые последствия. Даже если психея в каком-то смысле непостижима для ума XXI века, с точки зрения железного правила, она все равно является потенциальным научным объяснением, пока его причинно-следственная структура в соответствующем теоретическом контексте достаточно четко проявлена и в той же степени ясна.
Несмотря на то что концепция объяснения железного правила является допустимой, она, тем не менее, не говорит о том, что «все возможно». Взгляд атлантов на объяснительную силу не подходит. Их идеи не принесут научной славы; теория должна опираться на концепцию причинно-следственных связей.
К моменту смерти Ньютона в 1727 году уже было ясно, что он был даже среди великих светил эпохи чем-то особенным. На его похоронах гроб несли герцоги, графы и лорд-канцлер Англии; присутствовавший при этом молодой французский мыслитель эпохи Просвещения Вольтер сообщил, что Ньютона «похоронили как короля». Дань его великолепию озарила XVIII век словесным фейерверком. Шотландский философ Дэвид Хьюм описал его как «величайшего и редчайшего гения, когда-либо писавшего для украшения и наставления человечества»; Вольтер считал его «величайшим гением, когда-либо существовавшим». Маркиз де л’Опиталь, французский математик, пошел еще дальше: по его словам, Ньютон был «небесным разумом, совершенно не связанным с материей».
Такие намеки на почти божественность начались со стихотворения, которое Эдмонд Галлей написал для первого издания «Начал», заканчивающегося строкой: «Ни один смертный не может приблизиться к богам». Английский художник Джордж Бикхэм запечатлел это изречение на гравюре 1732 года, на которой Ньютон представлен в виде солнца, окруженного ангелами, музами и крохотными херувимами. Примерно в то же время венецианский художник Джованни Баттиста Питтони написал стихотворение «Посвящение Ньютону», в котором ангел и богиня мудрости Минерва ведут процессию муз к святыне Ньютона – изысканному строению в стиле рококо с колоссальной урной с прахом Ньютона и инсталляцией в память об оптическом эксперименте, в котором ученый использовал призму для разделения света на составляющие его цвета (рис. 6.4).
Однако для распространения поверхностной концепции объяснения железного правила важнее всего было не положение Ньютона как выдающегося среди ученых, даже не его метафорическое восхождение на небеса, а, как выразился историк науки Мордехай Фейнгольд, его перевоплощение «в олицетворенную науку». Как следствие, продолжает Фейнгольд, «Ньютоновская наука… стала образцом для подражания, проявлением “высшего знания”, которое призвало все другие знания переориентироваться в том же духе». Быть ученым в тот момент стало означать быть ньютонианцем.
Рисунок 6.4. Ньютон дома с богами. Слева – сэр Исаак Ньютон работы Джорджа Бикхэма – старшего (1732 г.); справа – «Посвящение Ньютону» Джованни Баттиста Питтони (1727–1729 гг.)
Так исследование природы изменилось навсегда. Глубокие философские прозрения, лежащие в основе системы Декарта, больше не считались ключами к царству знаний. Пример Ньютона, казалось, призывал отложить в сторону фундаментальные вопросы и вместо этого посвятить свои дни исследованию причинно-следственных связей, которые в своих прогнозах достаточно точно повторяют контуры наблюдаемого мира. Современники и потомки Ньютона быстро впитали эту идею.
Три века спустя поверхностная концепция объяснения железного правила все еще продолжает толкать науку вперед. Возможно, нет лучшей иллюстрации его любопытной действенности, чем история о том, как это правило столкнулось с самой сложной научной теорией за всю историю человечества – квантовой механикой – и поглотило ее целиком.
Мы приходим в мир твердых вещей – рождаемся – проходя сквозь жидкость. Эти два состояния вещества, твердое и жидкое, владели воображением исследователей с самых первых дней существования науки. Когда Фалес около 580 года до нашей эры выдвинул гипотезу о том, что мир состоит из воды, то выбрал фундаментальную текучесть, как и его ученик Анаксимандр, предположивший, что мир состоит из воздуха, который также является своего рода текучим веществом. Древнегреческие атомисты, напротив, думали, что в основе всего лежит твердость, что всякая материя, даже вода и воздух, состоят из мельчайших, твердых, неделимых частиц. Эти два взгляда можно комбинировать, как в четырехэлементной теории Эмпедокла Сицилийца: все, говорил он, состоит из некоторой смеси воздуха, огня, земли и воды. Много позже Декарт нашел еще один способ смешивания твердого и жидкого: материя тверда по своей природе, говорил он, но может иметь совершенно разные размеры; крупные куски материи составляют твердые тела, например планеты, а на другом конце шкалы располагаются частицы, которые могут быть бесконечно малыми; они представляют собой своего рода пыль, которая, подобно жидкости, затекает во все щели и закоулки.
В XIX веке были сформулированы еще более экзотические формулы взаимодействия твердого и жидкого. Как вы уже могли прочесть в моем рассказе о Монтекки и Капулетти, тепло в начале века представляли как жидкость, а в конце – как движение твердых тел, беспорядочную вибрацию бесчисленных мельчайших частиц. Тогда же было обнаружено, что газы, наиболее текучие и разреженные из материальных сред, сами состоят из микроскопических твердых частиц, движущихся с огромной скоростью. Свет, напротив, к 1900 году считался волной, проходящей через жидкость, более тонкую и невыразимую, чем любой газ, а именно электромагнитный эфир. Вдохновленная этой идеей, небольшая, но весьма влиятельная группа ученых предложила рассматривать все твердое вещество как «эфирное». Немецкий физик Густав Ми писал в 1911 году:
«Элементарные материальные частицы… просто особые места в эфире, в которых сходятся линии электрического напряжения эфира; короче говоря, это “узлы” электрического поля в эфире».
Спустя 2500 лет могло показаться, что физика описала круг и направилась обратно в Милет, где древнегреческий философ Фалес впервые сделал смелое предположение о том, что все есть жидкость.
К 1930-м годам великий краеугольный камень, которым была двойственность твердого и жидкого, был стерт с лица земли. Материя – теперь понимаемая как смесь частиц, таких как электроны и протоны, – все еще присутствовала в новой картине мира, но благодаря открытию квантовой механики она больше не вела себя как физический материал, будь он жидким или твердым. Теперь она стала неким таинственным способом существования, называемым «суперпозицией».
Суперпозиция была чем-то в высшей степени непонятным. Для ученых она не играла особой роли. Их интересовало поверхностное объяснение, и квантовая механика преуспела в этом стремлении, как ничто другое. Таким образом, то, что произошло с квантовой механикой, – прекрасный пример превосходства в современной науке ньютоновского правила о том, что для целей «экспериментальной философии» объяснение наблюдаемого является единственным важным объяснением.
Первые намеки на суперпозицию появились в начале XX века в рамках ряда теорий, призванных объяснить загадочные явления, связанные с излучением и светом. Возможно, самым знаковым из них было объяснение Альбертом Эйнштейном фотоэлектрического эффекта, при котором свет, падающий на определенные вещества, вызывает испускание электронов. Свет, постулировал Эйнштейн, который обычно ведет себя как волна, в данном случае внезапно начинает вести себя как поток частиц – «фотонов». Декарт утверждал, что свет состоит из частиц. Ученые XIX века показали, что это должна быть волна. Теперь оказалось, что это ни то, ни другое, а и то, и другое сразу.
Когда в 1920-х годах были сформулированы первые относительно полные версии квантовой механики, стало ясно, что не только свет живет двойной жизнью: потоки электронов, которые повсеместно считались просто частицами, оказались вполне способны вести себя как волны. На самом деле вся материя оказалась своего рода смесью частиц и волн, как будто античная мифология все время больше соответствовала структуре Вселенной, чем античная физика, как будто кентавр, полуконь-получеловек, или сфинкс, наполовину женщина, наполовину лев, были более достоверными моделями реальности, чем аристотелевская субстанция или атом.
Это был философский экстренный случай. На карту была поставлена сама природа реальности. Что квантовая физика пыталась рассказать нам о мире? Этот вопрос активно обсуждался в письмах и в лабораторных коридорах, особенно в Институте теоретической физики Нильса Бора в Копенгагене. Бор был энтузиастом квантовой механики; Эйнштейн – скептиком, несмотря на свой ранний вклад. Два ученых, как известно, обсуждали адекватность теории на пятом Сольвеевском конгрессе по физике и химии в Брюсселе в 1927 году, а затем снова – на шестом конгрессе в 1930 году. Физик Пауль Эренфест так описывает это:
«Бор постоянно пытался найти в философском тумане средства, чтобы опровергнуть один пример за другим. Эйнштейн же был похож на шута из коробки – неожиданно выпрыгивал с новыми доводами. Потрясающее зрелище».
Ранее Эйнштейн писал еще одному основателю квантовой теории, Максу Борну: «Квантовая механика, безусловно, впечатляет. Но внутренний голос говорит мне, что это еще не настоящее». Девяносто лет спустя у физиков по-прежнему нет альтернативы. Начинает казаться, что квантовая механика действительно существует. Споры о ее значении продолжаются. Тем не менее наука невозмутимо движется вперед, поскольку квантовая теория была расширена с 1930 года, и теперь ее применяют к электромагнитным силам, внутреннему устройству ядра атома и (хотя это начинание все еще находится в зачаточном состоянии) к самой гравитации.