Для меня самое поразительное следствие теории относительности — не кривизна пространства и даже времени. В конце концов, в природе нет ничего прямого, почему пространство-время должно быть исключением? Самое поразительное для меня — относительность одновременности. Два события (две вспышки света, например), одновременные с моей точки зрения, будут неодновременны для вас, если вы движетесь относительно меня. Мало того, если вспышка A, с моей точки зрения, произошла раньше вспышки B, но достаточно скоро или далеко, — то для вас вполне возможно, что B произошла раньше, чем A. Подчеркну: видя вспышку, мы делаем поправку на то время, которое понадобилось свету, чтобы дойти до нас, и сравниваем именно моменты вспышки, а не моменты, когда мы их увидели.
Но это ставит под угрозу принцип причинности! Ведь если событие A было причиной B, а вы видите, что B произошло раньше, то получается, что следствие произошло раньше причины. А это сулит серьёзные проблемы для рационалистического взгляда на мир. И что же? Тревога оказывается ложной. Оказывается, два события могут поменяться местами во времени для разных наблюдателей только в том случае, если от одного из этих событий до другого не мог успеть долететь световой луч (они слишком далеко в пространстве или слишком близко во времени). Но тогда они никак не могут быть связаны причинной связью — ведь никакое воздействие не может распространиться быстрее света, а следствие должно быть связано каким-никаким воздействием со своей причиной. А раз ни одно из них не может быть причиной другого, тогда не возникает и парадокса, оттого что нельзя сказать, которое случилось раньше.
Квантовая механика тоже, казалось бы, ставит под вопрос принцип причинности в так называемом парадоксе Эйнштей-на-Подольского-Розена. Не вдаваясь в подробности, можно сказать, что при определённых условиях две квантовые частицы, находящиеся далеко друг от друга, ведут себя так, как будто одна мгновенно «узнаёт», что делает другая. Поразительно, однако, что и это происходит таким особым образом, чтобы не позволить передачу причинно-следственных связей быстрее света. Особенно это удивительно потому, что нерелятивистская квантовая механика ничего не знает о скорости света и не обязана в этом согласовываться с теорией относительности. Тем не менее всё устраивается таким образом, чтобы не нарушить принцип причинности.
Но мы отвлеклись. Вернёмся теперь к самому первому сюжету и попробуем выяснить, почему утверждается, что никакой эксперимент не может противоречить теории.
Лакатос (гл. 2):
. Никакое фактуальное предложение не может быть доказательно обосновано экспериментом. Можно только выводить одни предложения из других, но нельзя их вывести из фактов; попытаться доказывать предложения, ссылаясь на показания чувств — всё равно что доказывать свою правоту, «стуча кулаком по столу». Это элементарная логическая истина, но даже сегодня она усвоена совсем немногими.
Вместо того, чтобы объяснять, что здесь имеется в виду, яя предоставлю слово В. Нестерову, автору трёх лекций под заглавием «Научное знание как модель», опубликованных на сайте «Школа научной мысли» (http://alter.sinor.ru:8100/school/ index.html). Автор — физиолог, кандидат медицинских наук, преподающий в Новосибирской государственной медицинской академии (по сведениям на 1999 г.).
В. Нестеров:
Всегда ли может непосредственно наблюдаться факт-верификатор суждения, относящегося к настоящему? Нет. В большинстве случаев это оказывается невозможным. Допустим, нас интересует, какие частицы испускаются при радиоактивном распаде трития. Чтобы ответить на этот вопрос, мы помещаем образец трития в камеру Вильсона в электромагнитном поле и фотографируем треки (следы) пролетающих частиц. Мы видим, что они поворачивают в сторону положительного заряда, из чего делаем вывод, что частицы заряжены отрицательно, по кривизне пути мы рассчитываем отношение заряда к энергии, по степени ионизации пути мы оцениваем массу частицы. Анализ всех этих данных приводит нас к заключению: наблюдаемые частицы представляют собой электроны. Таким образом, для оценки фактов, полученных в эксперименте, мы должны верить в то, что треки в камере Вильсона оставлены ионизирующими частицами, что эти частицы отклоняются электрическим полем согласно закону Кулона, что вне действия сил они движутся прямолинейно и равномерно и т. д. Для интерпретации наблюдения мы привлекаем знание половины теоретической физики. Стало быть, утверждение, что тритий испускает бета-частицы, оказывается аналитическим… и зависит от нашей веры в принципы и законы физики как науки. Более того, почти любой экспериментальный
«факт» современной науки носит именно такой характер: в действительности его признание зависит от принятия принципов науки и ранее полученных данных.
Это, насколько я могу судить, точно иллюстрирует тезис Ла-катоса, который заключается в том, что любое наблюдение для своей интерпретации требует принятия некоторых теоретических положений. В результате выходит, что никакая теория не может опираться только на факты, а неизбежно опирается на другие («наблюдательные») теории. И аналогично никакой противоречащий теории факт на самом деле не является чистым фактом, а зависит от других теорий. На первый взгляд это выглядит убедительно. Читаем дальше.
Рассмотрим, наконец, более внимательно пример с утверждением «идёт дождь». Казалось бы, здесь всё ясно. Капли дождя наблюдаются прямо. Но что значит «наблюдаются прямо»? На самом деле с каплями я не взаимодействую. На самом деле ко мне на сетчатку попадают фотоны, отразившиеся от этих капель, они вызывают возбуждение фоточувствительных клеток сетчатки, оттуда возбуждение проводится в зрительные центры среднего мозга — и т. д., в результате чего в конце концов формируется восприятие капли. Но есть ли у меня гарантия, что фотоны отразились действительно от капли? Голографическое изображение, например, формирует картинку, неотличимую от реального объекта. Есть ли гарантия, что восприятие капель пришло из внешнего мира, а не является моей галлюцинацией?