А. Степанов - Число и культура

• Название: Число и культура
• Автор: А. Степанов
• Жанр: Прочая научная литература

[ В 2002 г. на издание этой книги был получен грант Российского фонда фундаментальных исследований (РФФИ, проект 02-06-87085), и в 2004 она вышла в издательстве "Языки славянской культуры", Москва (в отредактированном виде, т.е. несколько отличном от варианта на сайте). ]

---

( 7 )

( 8 )

Второй корень ( М = – 1 ) выглядит настораживающе и, вроде, противоречит здравому смыслу: может ли реальная система состоять из минус одного элемента? Пока оставим его в покое. Решение же М = 4 смотрится вполне респектабельно, за него стоит ухватиться покрепче. Но прежде еще одно математическое замечание.

Уравнение (5) может быть решено в общем виде, пригодном для любых величин n (нас интересуют прежде всего целые неотрицательные). Подробности вынесены в Приложение 1.2, здесь же приведем окончательный результат. Осуществляя поиск среди действительных и конечных значений М, приходится различать две главных разновидности систем S: с четной и нечетной кратностью отношений n.

Если n – четное, то существуют только два общих решения:

М = 0

М = n + 1.

( 9 )

Если n – нечетное, то общих решений – три:

М = 0

М = – 1

М = n + 1

( 10 )

Вариант М = 0 сопутствует всем возможным (целым неотрицательным ) n,(1) в этом смысле его можно считать "универсальным" решением. Мы видели, что оно встречалось и при n = 2, и при n = 3, но пока мы его отодвинули в сторону по соображениям "тривиальности".

Решение М = – 1 фигурирует только при нечетных n (но при этом всех нечетных), и поэтому ему возможно присвоить эпитет "полууниверсального". Но и его оставим до поры вне обсуждения из-за трудностей с интерпретацией.

Зато общее решение М = n + 1 в самом деле похоже на правду. Во-первых, системы S с бинарными отношениями ( n = 2 ), как удалось убедиться в предыдущем разделе, обладают тройственной структурой ( М = 3 ), т.е. условие М = n + 1 выполнено. Во-вторых, системы того же класса с тринитарными отношениями ( n = 3 ) подразумевают кватерниорность, или тетрарность, строения: М = 4, см. решение (7), – т.е. условие М = n + 1 тоже выполнено. Наконец, в-третьих, при целых n и количество элементов М всегда оказывается целым, тем самым удовлетворяя чувству реальности (что такое нецелое, например дробное, число элементов в системе, трудно представить). Теперь попробуем посмотреть, как парадигма n = 3, М = 4 реализуется на практике.

Начнем с релятивистской модели физического пространства. Последнее, как известно, четырехмерно, и его часто называют пространством-временем. Учитывая, что четвертое, "хронологическое" измерение (соответствующая координата записывается как i c t, где t – текущее время, с - вещественная постоянная, i – мнимая единица) казалось и до сих пор многим кажется необычным, для записи размерности такой физической модели нередко используют форму 3 + 1, говоря о 3 + 1- мерном пространстве-времени. Хотя теория относительности исторически не первой, конечно, выдвинула образец семантически кватерниорных структур, удобнее начать именно с нее: о ней все наслышаны, да и логика в ней достаточно четко артикулирована.

Упомянутая физическая модель – так же, как и классическая, – демонстрирует собственную целостность. Это научная, физическая модель, и остается в силе все сказанное в разделе 1.3 о предпосылках научности как таковой, об априорной установке физика (теоретика или экспериментатора). Свойства полноты, замкнутости, связности неотъемлемы от всякой настоящей теории, они предшествуют созданию конкретной модели, являясь, если угодно, ее догмой. Релятивистский образ пространства по-прежнему логически полон, замкнут и связен, в нем нет места вторжению иных, нефизических по сути реальностей. Причины всех физических событий – в самом физическом мире, только такими могут быть объяснения физика, исключительно в этом направлении он проводит поиск.

Какая же кратность отношений заложена в релятивистской модели? – Перед ответом на данный вопрос – несколько слов об эпистемологической установке.

Среди важнейших источников своей теории Эйнштейн не раз называл труды австрийского физика и философа, одного из основателей эмпириокритицизма Эрнста Маха.(2) Этот мыслитель, анализируя предпосылки физического опыта и теорий, пришел к выводу о принципиальном участии в них человека. Нам не дано знать, как устроен мир без нас или помимо нас. Нет, Мах не настаивал на абсурдной мысли, будто вне нас ничего не существует. Вопрос об "объективности" и "субъективности" был вынесен за скобки, и Мах интересовался знанием о реальности. Обойтись без понятия субъекта в отдельности ("Я") и без понятия вещи (или объекта), использовав вместо них контаминированные "ощущения" (сам Мах называл их "элементами") в качестве единственно фундаментальной реальности, – такова, вкратце, была идея.(3)

Начиналась революция в философии, и вскоре целый ряд перворазрядных мыслителей выдвинул концепции, краеугольным камнем которых оказались понятия, так или иначе напоминающие "опыт", "комплекс ощущений", "элементы" эмпириокритицизма. "Событие" неокантианцев, "жизнь" или "жизненный порыв" Бергсона, "феномен" Гуссерля, "экзистенция" Хайдеггера и т.д. аналогично фундировали "субъект-объектные" реалии. К этому вопросу еще предстоит возвращаться, пока же ограничимся Махом, тем более и по времени, и по фактам именно он – предшественник Эйнштейна.

Если Мах прав, то как должен поступать добросовестный физик-теоретик? Последний по-прежнему хочет мыслить логично и просто, он вдобавок прошел отличную школу классической физики. Значит, для него само собой разумеется, что физическую реальность надлежит раскладывать на простейшие пары соответствующих компонентов (переход к более сложным случаям – посредством принципа суперпозиции, т.е. обычного наложения). Однако после Маха это представляется уже недостаточным: теория говорит не о самой реальности, а о нашем знании о реальности. Можно ли учесть указанное обстоятельство в самой теории? Оказалось, возможно, и Эйнштейн вводит особым образом конституированного наблюдателя, тесно связанного с системой отсчета, внутрь своей "критической" теории, корректирующей классическую. Отныне физическая модель предполагает выяснение взаимодействий уже не пар логических элементов, как прежде, а троек, т.е. величина n приобретает значение, равное трем, n = 3. Отсюда, как установлено, непосредственно вытекает М = 4.

Конечно, я далек от утверждения, что именно таким был ход мысли Эйнштейна: дедуктивно от философии к физике. Даже точно известно, конкретно он был иным. Ведь хотя мы и имеем здесь дело с рациональным фактом (размерность физического пространства – натуральное число), его предпосылки по-прежнему оставались в значительной мере за порогом сознания и раскрывались скорее с помощью интуиции. Кроме того, никакую физическую теорию невозможно напрямую дедуцировать из какой бы то ни было философии: физика по-своему самодостаточна. В частности, Мах не мог подсказать, как именно следует вписать названного наблюдателя (если бы мог, речь шла бы о нем, а не об Эйнштейне), а в этом и состояло зерно новой физической модели. Поэтому сказанное выше – не что иное, как реконструкция, сведенная до "сухого остатка", до "эссенциальной свертки", ибо главный интерес нашего текста – не релятивистская теория и не физика вообще, а только числа, их роль в культуре, одним из секторов которой служит наука.

Момент бессознательности оказался существенным и в настоящем случае. Эйнштейн отталкивался, как от непреложного, от факта трехмерности обычного классического пространства, не задаваясь "излишним" (см. раздел 1.3) вопросом, почему его, собственно, следует считать трехмерным. Четырехмерность же вытекала автоматически за счет "сращивания" пространственных и временных характеристик в процессе идеализированного измерения, осуществляемого модельным наблюдателем. В конце концов предпосылки четырехмерности оставались неясными самому Эйнштейну, см. его запись: "Объяснить, почему континуум очевидным образом ограничен четырьмя измерениями" [386, с. 872]. Но то, что размерность новой физической реальности на единицу больше, чем у прежней, было уверенно констатировано.

Как бы там ни было, "третий элемент" (в дополнение к стандартным для классической физики логически одновременно взаимодействующим парам) – наблюдатель со связанной с ним системой отсчета – занял законное место в этой канонизированной теории. Почти сразу вслед возникшая квантовая механика выдвинула сходное понятие – экспериментатор, принципиальное участие которого должно учитываться при анализе опыта и в теории. Конкретно экспериментатор, конечно, не совпадает с наблюдателем (квантовая и релятивистская механики – разные ветви, с разным фундаментом), но и он выступает в роли соответствующего "третьего" в каждом отдельном физическом акте, о котором мы хотим знать. Известный физик и философ К.Ф.Вайцзеккер приводит слова Гейзенберга: "Разрыв между субъектом и объектом в квантовой теории более невозможен" [70, с.118], – скептически оценивает старую физическую установку: "Объективность классической физики – что-то вроде полуправды" [там же], – и в свою очередь сославшись на "элементы", "ощущения" Маха [c. 119], добавляет: "Знание, действительно, более фундаментальное понятие, чем материя" [c. 123]. Е.Вигнер приводит сходные мнения фон Неймана и того же Гейзенберга: "Понятие объективной реальности , таким образом, испарилось, превратилось в прозрачную ясность математики, описывающей не столько поведение элементарных частиц, сколько уровень наших знаний об этом поведении" [73, c. 162]. Аналогично и философы, представители science of science уверенно отмечают ту же особенность физики ХХ века, говоря о проникновении тринитарности в логику, о ее тринитарно-бинарном, или бинарно-тринитарном, характере.