Идеи с границы познания. Эйнштейн, Гёдель и философия науки

Ричард Фейнман считал, что на свете нет ничего «глубже и прекраснее» тесной связи между симметрией и законами сохранения. Впрочем, добавлял он, «большинство физиков по-прежнему считают, что это немного чересчур». Законы, которые когда-то считали грубыми фактами мира природы, например, первый закон термодинамики, гласящий, что энергию невозможно ни создать, ни уничтожить, – это, оказывается, предпосылки возможности объективного познания. Когда мы формулируем теорию мироздания, которая должна быть действенной не только с нашей точки зрения, но и по всему диапазону точек зрения, мы имплицитно подчиняемся закону сохранения. Такая мысль определенно заставляет вспомнить Канта. Однако трансцендентные рассуждения Канта неряшливы и зачастую ошибочны. А связь симметрии с сохранением, напротив, была доказана с неопровержимой логической строгостью, и сделала это женщина по имени Эмми Нётер.

Эмми Нётер стоит в одном ряду с величайшими чистыми математиками XX века. Она родилась в Баварии в 1882 году и получила докторскую степень в Гёттингене в 1907 году. Эмми ни в чем не уступала блистательным коллегам – Давиду Гильберту, Феликсу Кляйну, Герману Минковскому – но как женщина не могла рассчитывать на полноценную профессорскую должность, правда, ей разрешили читать бесплатные лекции в качестве приват-доцента. А когда в 1933 году к власти пришли фашисты, еврейку Нётер лишили даже этой полуофициальной должности в Гёттингене. Она бежала в США, где преподавала в колледже Брин-Мор и читала лекции в Институте передовых исследований в Принстоне. В 1935 году она скоропостижно скончалась от послеоперационной инфекции.

Эмми Нётер была громкоголосой и коренастой, и ее друг Герман Вейль говорил, что она похожа на «энергичную близорукую прачку». Она не только была одним из основоположников абстрактной алгебры, но и обладала литературным талантом – после нее остались стихи, роман и автобиография, кроме того, она стала соавтором пьесы. О своем открытии – связи между симметрией в теории и законом сохранения – она сообщила в 1918 году. Его иногда называют теоремой Нётер.

Означает ли теорема Нётер, что законы сохранения – это лишь артефакты нашего познания, что они не существуют в природе как таковые? Нет, это идеалистическое толкование, и поддаваться ему не следует. Мир в некоторой степени контролирует, насколько симметричной, то есть универсальной, может быть истинная теория. Некоторые симметрии не выдержали экспериментальной проверки. Например, в 1957 году Ли Чжэндао и Ян Чжэньнин получили Нобелевскую премию по физике за доказательство, что определенный процесс распада частиц нарушает «сохранение четности», а из этого следует, что во вселенной, которая представляет собой зеркальное отражение нашей, законы физики должны быть несколько иными.

Если когда-нибудь будет опровергнут закон сохранения энергии, последствия окажутся более серьезными. Тогда истинная теория мироустройства, как нам известно из теоремы Нётер, будет зависеть от того, который сейчас час, что станет сильнейшим ударом по ее «объективности».

Любопытно, что в истории науки много раз наставали моменты, когда казалось, будто закон сохранения энергии и в самом деле опровергнут. Однако каждый раз его удавалось спасти, сделав понятие энергии еще более общим и абстрактным. Раньше энергию понимали как чисто механическую, но в конце концов это понятие обобщили и на тепловую, электрическую, магнитную, акустическую и оптическую разновидности энергии, и все они, к счастью, преобразуются друг в друга. Теория относительности Эйнштейна позволила даже вещество рассматривать как «замороженную» энергию.

Как заметил когда-то Анри Пуанкаре, прежде чем отказываться от закона сохранения, нужно изобрести новые виды энергии, чтобы его сохранить. Благодаря идеально-прекрасному открытию Эмми Нётер мы знаем, зачем это нужно: от этого зависит вечность физической истины.

Принудительна ли логика?

Английский священник и сатирик Сидни Смит как-то увидел, как две женщины ссорятся на узкой эдинбургской улочке, стоя на крылечках, расположенных друг напротив друга. «Они никогда не помирятся, – заметил он. – Они спорят, исходя из противоположных предпосылок»[35].

Дело было в начале XIX века. Сейчас положение ухудшилось. Даже если вы с собеседником исходите из одних и тех же предпосылок, нет никакой гарантии, что вы в итоге придете к одному и тому же выводу. Нужно, чтобы у вас была общая логика.

Цель логики – отделять истинные виды аргументов от ложных или ошибочных. Если вы проведете меня от предпосылок, которые я принимаю, к выводу, который мне не нравится, при помощи ложной аргументации, я не обязан соглашаться с этим выводом. Если я, с другой стороны, проведу вас от предпосылок, которые вы принимаете, к выводу, который вам не нравится, при помощи логически истинной аргументации, вы обязаны согласиться с этим выводом.

– А кто меня, собственно, обязывает? – спросите вы.