Противоречия объективной реальности
Нас учили, что реальность объективна и однозначна. На практике с однозначностью возникает целый ряд проблем. Разберём их на примерах.
Прямая в геометрии
«Философия написана в величественной книге (я имею в виду Вселенную), которая постоянно открыта нашему взору, но понять её может лишь тот, кто сначала научится постигать её язык и толковать знаки, которыми она написана. Написана же она на языке математики, и знаки её – треугольники, круги и другие геометрические фигуры, без которых человек не смог бы понять в ней ни единого слова».
Галилео Галилей, «Пробирных дел мастер».
Это был XVII век, а мы живём в XXI веке, у нас много разных математик.
Например, прямые в евклидовой, сферической и гиперболической геометрии отличаются, а сумма углов треугольника соответственно равна 180 градусам, больше 180 градусов и меньше 180 градусов.
Пример. Наша Земля имеет форму шара (не будем уточнять до геоида). Кратчайшее расстояние между двумя точками – это прямая. В сферической геометрии это геодезическая прямая. Самолёт летит по геодезической прямой строго горизонтально, о чём сообщают все бортовые приборы. Какая поверхность под ним? Очевидно, что плоская. То есть Земля плоская, но только в постулатах сферической геометрии. Можете взять глобус, нарисовать на нём треугольник – поймёте, почему сумма углов треугольника больше 180 градусов.
Ещё пример. Все видели железнодорожные рельсы, уходящие вдаль. Рельсы прямые и параллельны друг другу, но мы видим, что у горизонта они сходятся. В такой проекции получается треугольник, две стороны которого образованы рельсами, а третья – шпалой, которая их соединяет в месте нахождения наблюдателя. С точки зрения евклидовой геометрии рельсы будут не прямыми, а вогнутыми внутрь треугольника. Они имеют форму гиперболы. В гиперболической геометрии Лобачевского это и есть прямые. Очевидно, что сумма углов такого треугольника меньше 180 градусов.
Если реальность объективная и однозначная, то какая именно геометрия её описывает? А ведь геометрий гораздо больше.
Прямая в физике
В физике ситуация усложняется благодаря принципу Ферма. Движение по евклидовой линейке – это короткий путь (минимальное расстояние), а движение по траектории луча света – это быстрый путь (минимальное время). Они отличаются.
Посмотрите звёздной ночью на Полярную звезду. Мы видим её на прямой линии нашего взгляда, то есть верим, что это короткая прямая (по линейке). Это не так, луч света искривлялся в гравитационных полях, а потом ещё преломлялся в атмосфере Земли. То есть мы видим Полярную звезду на линии быстрого пути, но если соберёмся к ней лететь, то желательно найти короткий путь.
А есть ещё прямая траектория для материальных тел по лагранжиану – разности между кинетической и потенциальной энергией. Такой путь считается прямым, а любой другой – окольным.
Какая прямая единственно верная в однозначной объективной реальности?
Рассмотрим ещё один пример, который описывают и Галилео Галилей, и Альберт Эйнштейн. У Галилея наблюдатель роняет ядро с мачты движущегося корабля, у Эйнштейна – наблюдатель роняет камень из окна движущегося поезда. По отношению к наблюдателю на мачте или в окне поезда ядро/камень движется вниз по прямой с ускорением, но по отношению к наблюдателю на пристани/перроне этот же камень движется по параболе.
Какая траектория камня единственно верная в однозначной объективной реальности?
Равномерность движения
Понятие равномерности движения является очень важным в физике. Но что такое равномерность? Это когда вектор скорости в любой момент времени равен самому себе как по модулю (длина вектора), так и по аргументу (угол наклона вектора).
Пусть скорость описывается в метрах в секунду. Тогда прямолинейное движение тела с постоянной линейной скоростью будет считаться равномерным, а вот движение тела по круговой траектории с постоянной угловой скоростью не будет равномерным, ведь аргумент вектора линейной скорости постоянно изменяется.
Пусть скорость описывается в градусах в секунду. Тогда движение тела по круговой траектории с постоянной угловой скоростью будет считаться равномерным, а движение по прямой траектории – уже нет.
То есть равномерность движения зависит от того, какую систему описания мы выберем.
Какое движение является равномерным в объективной и однозначной реальности?
Принцип относительности
Принцип относительности сформулировал Галилео Галилей: любое движение описывается только по отношению к системе отсчёта.
Если мы примем Солнце за систему отсчёта, то Солнце будет считаться неподвижным, а любое движение – описываться по отношению к нему.
Если мы примем Землю за систему отсчёта, то Земля будет считаться неподвижной, а любое движение – описываться по отношению к ней.
Все системы отсчёта равноправны. Можете принять за систему отсчёта себя, тогда как бы вы ни крутились, а вы будете считаться неподвижным, это весь мир будет крутиться вокруг вас.
Причинность
В 1740 году шотландский философ Дэвид Юм (1711–1776) издал «Трактат о человеческой природе», в котором иначе посмотрел на привычный нам принцип причинности. Мы привыкли, что все события в мире происходят по классической схеме: «причина – следствие». У любого события есть предшествующая ему причина, которая и вызвала это событие. Юм в этом не сомневается. Он усомнился, что человек способен узнать ту единственную причину, которая вызвала событие.
Способны ли мы увидеть Солнечную систему? Это невозможно. Находясь на Земле, мы всегда будем видеть только часть неба. Если же попробовать сфотографировать Солнечную систему со стороны, то пространства столь огромны, а Солнце столь яркое, что пересветит все планеты. По сути, мы отдельно наблюдаем за всеми объектами Солнечной системы, а потом собираем все данные в единую модель. Получается, что каждый раз мы работаем только с моделью. Но даже модель мы не сможем увидеть целиком в реальных пропорциях на экране монитора – размер планет будет меньше пикселя.
Солнечная система действительно огромна. Попробуем посмотреть на что-то вокруг себя. Видим ли мы все события вокруг нас? Если мы смотрим вперёд, то не видим, что происходит сзади, а если обернёмся назад, то не будем видеть происходящее спереди. Получается, что мы видим лишь отдельные кадры, которые словно в кино мысленно соединяем в непрерывную последовательность событий. В зависимости от того, что попало в кадры, мы формируем цельную картину событий, а уже на основании неё выводим причинно-следственную связь.
В таком случае получается, что причина – это лишь соединение событий в нашем субъективном опыте. Стоит нам иначе соединить события, и мы получим иную причину.
Мы вынуждены оперировать неполными, упрощёнными и искаженными моделями, но при этом верим, что однозначно установили объективную причину явления. Здесь мы столкнулись с идолом пещеры – верой в истинность наших представлений о мире.
Если мы не можем однозначным образом определить причину события, то мы тем более не сможем однозначным образом построить причинно-следственную связь с событием.
В процессе изучения физической реальности, наблюдения за объектами и взаимодействиями, мы собираем факты. При этом проявляется наша субъективность – мы не способны осознать все свойства объектов и взаимодействий разом, а выбираем лишь некоторые из них. Такое упрощение называется редукцией и очевидно, что сам процесс редукции является субъективным.
Далее эти факты с сильной примесью субъективности мы анализируем при помощи логики, созданной человеком. Ничего удивительного, что называемая субъектом причина всегда оказывается субъективной.
Повторим этот важный вывод. Существование причинно-следственных связей в объективной физической реальности не отрицается, но человек в силу своей субъективности не способен выявить однозначную причину событий.
В механике Ньютона причиной изменения движения является сила.
В теории относительности Эйнштейна причиной изменения движения является энергия.
Ещё интереснее ситуация в квантовой механике. Там к одному и тому же эксперименту существует порядка десятка разных интерпретаций (теорий) на основе разной причинности, например, копенгагенская или многомировая.
Выводы
1. Проблема многозначности
Учёные знают об этой проблеме. Не зря физики говорят, что они ничего не знают о реальности. Всё, что они знают – это модели реальности с разной степенью сложности и точности, созданные самими учёными.
Наука нам нужна для предсказания будущего. И в этом плане можно наблюдать эволюцию научных теорий в плане повышения именно точности. Но какова сама реальность?
Может быть реальность не одна, их несколько? Нет, она одна. Понятие «Вселенная» обобщает все физические объекты. Пределом обобщения всегда является единица. Даже в многомировой интерпретации квантовой механики Хью Эверетта разные миры существуют в пределах одной Вселенной.
Если кто-то не понимает, почему Вселенная одна, то есть что такое предел обобщения, то посмотрим на примере. Предположим, что вселенных несколько. Они физические? Тогда обобщим их в одну Супервселенную. Если продолжать настаивать, что супервселенных может быть несколько, то обобщим их в одну Супермегавселенную и по закону тождества докажем, что это всё та же Вселенная, потому что обобщает все физические объекты.
Физики пытались осмыслить ситуацию. Эрвин Шрёдингер (тот самый, у которого кот ни жив, ни мёртв) написал книгу «Мой взгляд на мир». В ней он пишет, что реальность подобна многогранному кристаллу. К разным наблюдателям она поворачивается разными гранями.
Такое описание очень напоминает притчу о слепцах, которые ощупывают слона с разных сторон и получают совершенно разные представления о слоне.
2. Проблема экспериментального доказательства
Реальность в практических экспериментах подтверждает самые разные теории. Тогда какую из этих теорий она доказала?
Получается, что эксперимент никогда и ничего не доказывает. Мы этот вопрос рассматривали ранее (закон исключённого третьего), но об этом также говорили Альберт Эйнштейн и Карл Поппер. Сколько бы ни проводилось успешных экспериментов, но они не являются доказательством истинности теории. Зато достаточно всего одного эксперимента, чтобы её опровергнуть.
3. Проблема существования реальности
Мы верим, что реальность существует и мы живём в самой настоящей реальности. Здесь и доказывать нечего, ведь всё очевидно. Но в науке всё нужно доказывать.
Чтобы описать систему, необходимо посмотреть на неё со стороны, описать её взаимодействие с другими объектами. Но мы находимся внутри Вселенной. Куда и как мы из неё выйдем?
Для людей, живущих в картине мира объективного материализма, эта задача не имеет решения. Знакомство с объективным идеализмом лишь немного добавляет ясности – выходить нужно куда-то в мир идей. Но куда и как?