Исследовательский подход С. И. Вавилова к анализу физики

Философия и история науки — сравнительно новое направление исследований. Считается, что становление дисциплины началось только в середине XIX века. В начале XX века значительные преобразования в естествознании расширили поле деятельности исследователей, которые занимаются проблемами философии и истории науки. Примечательно, что разговор о философии и истории науки во многом инициирован сообществом ученых-естественников. Выдающиеся физики и математики прошлого века внесли заметный вклад в становление дисциплины.

Участие ученых в обсуждении философских проблем науки является закономерным фактом. Ученый осуществляет познавательную деятельность в рамках науки. Стремление понять науку, определить теорию научного познания, увидеть историю становления научного метода, проанализировать язык науки являются естественными составляющими деятельности ученого.

Кроме того, осознание функций научного знания в общественном прогрессе стимулирует общественный интерес к феномену научного познания. Научное сообщество стремится наладить коммуникацию с обществом с тем, чтобы представления о науке были как можно более адекватными. Именно в прошлом столетии активно начинает развиваться научно-популярный жанр в литературе, публицистике и журналистике. Первыми авторами научно-популярных изданий были ученые.

Рефлексивное отношение к профессии ученого и стремление привлечь внимание общества к науке стимулирует научное сообщество к занятиям философскими и историческими проблемами научного познания. Этот процесс характеризует не только западных ученых, о вкладе которых в философию и историю науки уже много сказано, но и отечественных специалистов.

В начале XX века отечественное сообщество физиков находилось в довольно тяжелых условиях. С одной стороны, в физике происходили серьезные изменения, которые требовали переосмысления не только существующих физических представлений, но и всей картины мира. С другой стороны, перемены в идеологии, которые были связаны с изменением политического курса в стране, требовали от ученых внимательного отношения к вопросу восприятия физики обществом и государством. Эти два фактора определили интерес многих выдающихся отечественных физиков, в том числе А. Ф. Иоффе, Л. И. Мандельштама, В. А. Фока, Я. И. Френкеля, И. Е. Тамма, к занятиям историей и эпистемологией физики.

В ряду этих выдающихся физиков особое место занимает Сергей Иванович Вавилов (1891—1951). Его научная работа заложила основы отечественной школы люминесценции. Он был соавтором исследований П. А. Черенкова, за которые впоследствии сам П. А. Черенков, а также И. Е. Тамм и И. М. Франк, были удостоены Нобелевской премии по физике (к моменту получения премии С. И. Вавилов скончался). Жизненный путь этого талантливого ученого во многом является примером безукоризненности этического поведения, глубины понимания обстоятельств и ответственности за свое дело и дело своих коллег.

Вавилов С. И. является выпускником русской школы физиков. В 1909 году он поступил в Московский университет и окончил его в 1914 году. После ухода из университета профессора П. Н. Лебедева в 1910 году он присоединился к работе в его домашней лаборатории. В ходе этой работы С. И. Вавилов получил первые самостоятельные научные результаты. Всю жизнь ученый работал в России (за исключением полугодовой поездки в Германию в 1926 году). В 1930-х годах ученый провел наиболее существенные экспериментальные исследования в области физической оптики и люминесценции. Как и многие физики своего времени, он стремился изучать вещество в экстремальных условиях и специально для этой цели разрабатывал эксперименты и приборы.

Начиная с 1932 года значительную часть своего времени С. И. Вавилов посвятил научноорганизаторской работе и подготовке научных кадров. В том же году он стал научным руководителем Государственного оптического института и возглавил физический отдел Физикоматематического института АН СССР в Ленинграде. Последний в 1934 году переехал в Москву и стал именоваться Физическим институтом Академии наук (ФИАН).

Будучи главой ФИАН, он руководствовался принципом полифизичности исследований. В Институте велись работы по оптике и люминесценции, по физике атомного ядра и космических лучей, по физике твердого тела, по радиофизике и теоретической физике, кроме того, институт выполнял различные государственные заказы, касающиеся разработки вооружений. 6 работников ФИАНа впоследствии получили Нобелевские премии.

В 1945 году С. И. Вавилов стал президентом Академии наук СССР. В годы руководства АН ему «удалось много сделать для развития науки — были значительно улучшены оснащение научных институтов приборами, материальное положение научных работников, развилось издательское дело, — в чем также немалая заслуга Вавилова» [1, с. 558]. Поддержка С. И. Вавиловым сторонников новых физических теорий — квантовой механики и теории относительности — сыграла определенную роль в том, что «разгром» физики в СССР, инициированный по идеологическим мотивам, не состоялся.

Вавилов С. И. вел многообразную деятельность. Он был ученым, проводил эксперименты в области оптики и люминесценции, занимался научно-организаторской работой, немного преподавал, был редактором научных изданий, уделял внимание истории науки и популяризации научных знаний.

В ряду опубликованных работ С. И. Вавилова встречаются исследования, посвященные вопросам истории естествознания. Как и многие ученые своего времени, он интересовался проблемой становления физического знания и частными вопросами истории физики. В этом плане можно выделить несколько направлений исследовательского интереса С. И. Вавилова:

• 1)    работы, посвященные общим вопросам теории физического познания и становления физики как науки;

• 2)    работы, освещающие принципы диалектико-материалистического подхода к анализу природы и его связи с физикой;

• 3)    работы, описывающие историю отдельных научных открытий, сделанных выдающимися учеными прошлого.

Проанализируем специфику исследовательского подхода С. И. Вавилова в этих работах.

Первая группа работ тематически относится к эпистемологии физики, их цель — определить специфику и методологию физического познания, выявить закономерности роста физического знания и становления физики как науки в перспективе истории. Эта группа работ крайне немногочисленна. По всей видимости, С. И. Вавилов не ставил своей задачей написать историю физического метода, его эпистемологические идеи чаще были выражены в работах, только косвенным образом касающихся данной проблематики.

К этой группе следует отнести статью «Физика» (1935), которую С. И. Вавилов готовил к публикации в «Большой советской энциклопедии» [2, с. 148—164]. В статье автор определил предметную область физики, ее функции в познании мира и место в системе наук. Особое внимание автор уделил вопросу связи физики и математики, физики и философии, физики и техники.

Подобно многим теоретикам науки, С. И. Вавилов был убежден, что физическое познание является более сложной формой познавательной деятельности, которая свойственна человеку по природе. Вненаучный этап развития физики автор связал с развитием и усовершенствованием способов формирования в сознании представления о свойствах природы. Именно эта способность стала основой для формирования физики. Специфику физического познания С. И. Вавилов связал со спецификой методов. Автор выделил экспериментальные и теоретические методы в физике, показал особое значение математического аппарата в физическом познании.

Рост физического знания С. И. Вавилов проанализировал с учетом двух факторов: 1) развития метода и 2) исторических условий, конкретных запросов общества. Кроме того, ученый обратил внимание на закономерность в отношении роста физического знания. В истории становления физики С. И. Вавилов увидел ускорение в развитии, то есть сокращение времени между открытиями, имеющими фундаментальное значение.

История физики как науки в представлениях С. И. Вавилова носит явно европоцентричный характер. Несмотря на упоминание некоторых достижений вавилонских ученых в области исследования природы, ученый связал развитие науки с европейской цивилизацией. Видимо, по той же причине в статью «Физика» не включен раздел о развитии физики в России.

Историю физики С. И. Вавилов предложил рассматривать как поэтапный процесс. Первый этап ученый связал с появлением древнегреческой философии, в рамках которой были предложены теоретические основы понимания природы. Следующий этап становления физики ученый связал с XVI—XVII вв. Именно в этот период была осознана необходимость использования экспериментальных методов в физике. Последний, современный этап, связанный с созданием «новой теоретической схемы» понимания природы, начался в XX веке. Методология физического познания была усовершенствована и в значительной степени расширена, что позволило объяснить явления, которые не вписывались в представления классической физики. Таким образом, в представлениях С. И. Вавилова, критерием отличия одного этапа развития фи- зики от другого является специфика методологии научного познания.

Исторические условия в исследовательском подходе С. И. Вавилова играют роль стимулов интенсификации (или торможения) развития научного знания. Причем специфика исторических условий рассматривается ученым как специфика мировоззрения и приоритетных философских установок. Так, в средние века научное знание развивалось неинтенсивно в связи с мировоззренческими установками христианского миропонимания. Борьба с такими установками в XVI—XVII вв. стимулировала интенсификацию развития науки и привела к изменению методологии. Переход к современному этапу развития физики связан с осознанием необходимости научного знания в процессе производства, которому во многом способствовали установки капитализма.

Обратим внимание на то, что исследовательский подход С. И. Вавилова к анализу истории физики сочетал в себе элементы интерна-лизма и экстернализма. С одной стороны, ученый считал необходимым учитывать внутреннюю логику развития физического знания: когда ученые осознали недостаточность существующих методов, они стремились их расширить. Именно так ученый описал переход от второго к третьему этапу развития физики. С другой стороны, С. И. Вавилов полагал, что внешние по отношению к науке, в том числе мировоззренческие и ими обусловленные исторические события, способны повлиять на интенсивность развития физики.

Вторая группа работ, посвященная диалектико-материалистическим вопросам, появилась, по всей видимости, в связи со спецификой идеологических условий существования науки в СССР. В отношении науки в СССР следует помнить, что «при обсуждении какой-либо физической теории достаточно было кому-нибудь заявить, что эта теория противоречит диалектическому материализму, чтобы теория была поставлена под подозрение, подверглась запрету, а ее сторонники понесли наказание» [1, с. 564]. В этой связи ученые были вынуждены не только говорить о приемлемости диалектического материализма, но и постулировать его в качестве философской основы физического познания.

Вавилов С. И. занимал высокие посты в советской науке, его работы, в том числе с этой точки зрения, были под пристальным вниманием идеологов. Видимо, именно это стало основной причиной появления таких статей, как «Ленин и физика» (1934), «Ленин и философские проблемы современной физики» (1950), «Новая физика и диалектический материализм» (1939). Эти философские по характеру статьи С. И. Вавилова посвящены осмыслению эффективности диалектико-материалистического подхода к природе, пользе такого философского мировоззрения для физика.

Согласно позиции автора, выраженной в этих статьях, фундаментом современного материализма и физической картины мира выступает книга В. И. Ленина «Материализм и эмпириокритицизм». В анализе «Материализма и эмпириокритицизма» С. И. Вавилов остановился на нескольких вопросах. Во-первых, он пытался обосновать диалектическую позицию и эффективность практики как критерия истины. Эти идеи С. И. Вавилов считал наиболее ценными в философии В. И. Ленина. Во-вторых, С. И. Вавилов подробно рассмотрел вопрос связи философии и физики. В-третьих, С. И. Вавилов выразил критическое отношение к концепциям западных физиков, которые разделяли учение махизма и энергетизма. Автор попытался проанализировать ошибки и противоречия в идеалистическом подходе к физике.

Исследовательский подход С. И. Вавилова к обоснованию диалектико-материалистического подхода во многом копировал подход, который был традиционным для апологетов ленинизма. Подобно многим идеологам начала прошлого века он старался обнаружить диалектическую природу физических законов и процессов.

Между тем на одной чрезвычайно важной особенности его подхода следует остановиться более подробно. Большая часть идеологов и близких к ним физиков (например, А. К. Тимирязев) исходили из убеждения, что философское мировоззрение определяет конкретнофизические представления. С. И. Вавилов в противовес такому убеждению полагал, что конкретно-физические представления формируются вначале, а затем они нуждаются в философском и методологическом обосновании, которое в свою очередь может быть верным или неверным. И только «ошибочные методологические выводы из объективных законов и фактов, — писал С. И. Вавилов, — могут иметь весьма отрицательное влияние и на развитие самой науки, и на всю духовную деятельность человека» [3, с. 90]. Безусловно, С. И. Вавилов старался показать, что именно ленинский подход способен разрешить методологические трудности в физике.

Эта особенность подхода С. И. Вавилова к вопросу связи физики и философии имела чрез- вычайное значение. В 1960-х, когда напряжение между наукой и идеологией в значительной степени ослабло, именно такая трактовка связи физики и философии была принята в качестве базовой. Мы не можем с уверенностью сказать, что такой подход определил именно С. И. Вавилов, однако он постулировал его за двадцать лет до того, как эта точка зрения была принята в качестве идеологически обоснованной.

Третья группа работ связана с осмыслением выдающихся открытий ученых предыдущих эпох. С. И. Вавилов проанализировал оптические открытия И. Ньютона, Ф. Гримальди, Х. Гюйгенса, а также работы М. Фарадея, Л. Эйлера и Г. Галилея. Отдельные произведения были посвящены истории науки в России, а именно оптическим воззрениям М. В. Ломоносова, П. Н. Лебедева. К этой же группе следует отнести работы, посвященные обзорам достижений советских ученых.

Исследовательский подход С. И. Вавилова к анализу открытий в области физики предполагал: 1) анализ методологии исследования, которая привела к открытию; 2) оценку приемлемости методологии и ее недостатков; 3) анализ научного контекста; 4) описание собственно открытия и его физического смысла; 5) анализ тех работ, которые уточняли, дополняли, меняли открытие; 6) указание значения этого открытия для развития физического знания в целом. Ярким примером подобного анализа выступает работа С. И. Вавилова «Принципы и гипотезы оптики Ньютона» (1927).

Анализ методологии И. Ньютона С. И. Вавилов начал с принципиальной разницы, которую видел великий английский математик, между принципами и гипотезами. Основатель механики был уверен, что принципы отвечают за получение достоверного знания о мире, а гипотезы — временные механизмы поиска принципов. Роль гипотез в познании И. Ньютон недооценивал, однако, по мнению С. И. Вавилова, он использовал их в качестве «подсобного» средства рассуждения. Именно учет гипотетических предположений в работах И. Ньютона позволяет утверждать, что он стал основателем и корпускулярной, и волновой, и корпускулярно-волновой теорий света. С. И. Вавилов подчеркнул, что со времен И. Ньютона никаких других гипотез не появилось.

В методе принципов И. Ньютона С. И. Вавилов увидел две стороны — аналитическую и синтетическую. Первая связана с поиском самих принципов, что и удалось сделать И. Ньютону в оптике как предметной области. Вторая — син- тетическая сторона — связана с получением математических следствий. Именно синтетическая сторона исследований в работах И. Ньютона так и не смогла появиться. С. И. Вавилов так охарактеризовал это обстоятельство: «Ньютон впервые определил самый предмет оптики, обнаружив почти все основные свойства света. Но оставалась нерешенной синтетическая часть задачи. Надо было найти тот высший общий принцип, из которого вытекали бы однозначно все свойства» [4, с. 118].

Оценивая методологию великого английского математика, С. И. Вавилов подчеркнул, что введенные И. Ньютоном принципы сыграли важную роль в развитии физики: речь идет и об экспериментальной части, и об утверждении необходимости выведения математических следствий. Именно данная методология позволила основателю механики сделать важные открытия в области оптики. К недостаткам научного мировоззрения И. Ньютона С. И. Вавилов отнес недооценку роли гипотез в познании.

Анализируя научный контекст открытия, С. И. Вавилов представил перечень открытий, сделанных в XVII веке в области оптики: в 1660 году Гримальди открыл дифракцию света; в 1665 — Гук описал интерференционные явления в тонких пластинках; в 1669 — Бартолинус обнаружил двойное преломление исландского шпата; в 1675 — Рёмер определил скорость света. С. И. Вавилов показал, насколько И. Ньютон был знаком с этими работами, в какой степени использовал их в своих исследованиях. Автор привел фрагменты писем и мемуаров, в которых И. Ньютон дал оценку некоторым оптическим идеям (и не только) своих современников. С. И. Вавилов показал, что И. Ньютон опирался на некоторые исследования Гюйгенса и критиковал некоторые выводы Гука.

Вавилов С. И. предложил подробный разбор работ И. Ньютона, связанных с оптикой. К собственно заслугам И. Ньютона он отнес открытие дисперсии света и простых цветов (1666—1667) и доказательство периодичности света (1675). Таким образом, согласно С. И. Вавилову, И. Ньютон обнаружил основные свойства света, а именно принцип неизменности простого цвета, принцип периодичности света.

Кроме того, «метод анализа световых частот — спектроскопия — в значительной степени создан Ньютоном. Он указал три метода разложения света: преломление, интерференцию и дифракцию» [4, с. 115]. Затем С. И. Вавилов уточнил, что дифракция открыта Гримальди в 1665 году, однако И. Ньютону принадлежит ко- личественное изучение этого явления и применение идеи сложности белого цвета. Также И. Ньютон доказал существование световой поляризации, однако, желая обойти волновую теорию в объяснении, он дал совершенно неверное толкование преломления необыкновенного луча. И, наконец, на уровне гипотез в работах И. Ньютона содержатся идеи, так или иначе относящиеся к корпускулярной, волновой и корпускулярно-волновой теории света.

Для С. И. Вавилова чрезвычайно важным был вопрос о том, кто и как продолжал, дополнял и менял исследования первооткрывателя. Разбирая оптические работы И. Ньютона, он пришел к выводу, что принцип неизменности простого цвета эволюционировал, а принцип периодичности остался в полной неприкосновенности, с той только разницей, что «интервалы приступов» стали именоваться длинами волн. Три гипотезы, касающиеся природы света, фактически остались единственными, однако для физики последующего времени по-прежнему актуальна задача доказать одну из них и отбросить другие.

Указывая значение оптических работ И. Ньютона в развитии физического знания в целом, С. И. Вавилов пришел к выводу о том, что именно английский физик впервые определил предмет оптики, обнаружил основные свойства света и тем самым расширил сферу физических исследований.

Эпистемологические воззрения С. И. Вавилова в целом связывают науку со спецификой научного метода. В его представлениях физика — это физический метод познания. Исходя из этого постулата, понимание физического открытия и его физического смысла — это понимание физического метода, применение которого привело к открытию.

Характеризуя рост научного знания, ученый обратил особое внимание на коллективный характер научного познания, причем речь шла не только о современном этапе развития науки, но и о предыдущих эпохах. Так, анализируя оптические открытия И. Ньютона, ученый говорил о научном контексте, подчеркнул преемственность научного знания. Анализ эпистемологических работ С. И. Вавилова показывает целостность, методологическое единство его подхода.

Довольно трудно говорить о судьбе эпистемологических идей С. И. Вавилова. Традиционным представлением отечественных эпистемологов является убежденность в том, что философия и история науки — дисциплины западной интеллектуальной культуры. В меньшей степени интерес эпистемологов сосредоточен на анализе воззрений отечественных философов и ученых. Между тем работы отечественных ученых предлагают интересный материал. По всей видимости, исследовательский подход С. И. Вавилова остался частью отечественной интеллектуальной истории, его работы не нашли себе места в современных эпистемологических исследованиях.

• 1.    Болотовский Б. М., Вавилов Ю. Н., Киркин А. Н . Сергей Иванович Вавилов: взгляд с порога XXI века на его человеческие качества и научную

  деятельность // Успехи физических наук. 1998. № 5.

• 2.    См.: Вавилов С. И . Физика // Вавилов С. И . Собр. соч. Т. 3. Работы по философии и истории естествознания. М. : Изд-во АН СССР, 1956.

• 3.    Вавилов С. И . Ленин и философские проблемы современной физики // Вавилов С. И . Собр. соч. Т. 3. Работы по философии и истории естествознания. М. : Изд-во АН СССР, 1956.

• 4.    Вавилов С. И . Принципы и гипотезы оптики Ньютона // Вавилов С. И . Собр. соч. Т. 3. Работы по философии и истории естествознания. М. : Изд-во АН СССР, 1956.