Весьма медленно и вопреки сильной оппозиции распространялось убеждение, что модели не только не необходимы, но даже мешают прогрессу.
Первым выдающимся примером явилась трактовка Генрихом Герцем максвелловской теории электромагнитного поля. Герца нельзя назвать чистым теоретиком, ибо именно ему мы обязаны экспериментальным подтверждением теории поля — открытием существования электромагнитных волн, причём он считал поле самостоятельной сущностью, описывать которую следует без механических моделей.
С тех пор развитие физики неодолимо идёт в этом направлении. Явления природы нет необходимости сводить к моделям, доступным нашему воображению и объяснимым на языке механики. Явления имеют свою собственную математическую структуру, непосредственно выводимую из опыта.
Такое изменение воззрений вступило в решающую стадию в 1900 году, когда Планк, исследуя тепловое излучение, открыл новую мировую константу — квант действия. Открытие это не укладывалось ни в систему ньютонианской механики, ни в рамки физических теорий, построенных по образцу этой механики. Правда, модель движения электронов в атоме, предложенная Нильсом Бором, была микромоделью движения планет. Однако «допустимыми» были не все орбиты электронов, а только орбиты определённых «стационарных» состояний, характеризующихся неклассическими, «квантовыми» условиями. Переходы между этими состояниями — «квантовые скачки» — подчиняются правилам, подобных которым не было в механике. И когда это развитие физики увенчалось установлением законов квантовой механики, наступил конец эпохе механических моделей, а вместе с тем — конец причинному описанию в духе классической физики.
Таким образом, физика обрела свободу, необходимую для усвоения всевозрастающего количества наблюдений и измерений. Теперь физики пытаются найти математическое описание, подходящее к некоторой области экспериментирования, исследовать структуру этого описания, считая её представляющей физическую реальность, причём не важно, сообразуется ли эта структура с привычными вещами. В качестве примеров упомяну искривлённое пространство макромира в космологии, а также атомы, ядра и элементарные частицы в микромире; эти примеры имеют мало общего с нашим привычным окружением.
И всё же предстоит добиться ещё большей свободы, прежде чем физика сможет претендовать на право называть свои структуры изображениями реальности, скрытой «по ту сторону» явлений.
Философия всегда склонна даже в наши времена к окончательным, категорическим суждениям. И тенденция эта существенно влияет на науку. Первые физики, например, считали детерминизм ньютонианской механики особым достоинством этой теории.
Но уже в XVIII столетии в физике появляется понятие вероятности, когда попытки разработать молекулярную теорию газов привели к истолкованию наблюдаемых величин (вроде давления) как средних по молекулярным столкновениям. В XIX столетии кинетика газов стала вполне развитой теорией, вслед за которой получила развитие статистическая механика, применимая ко всем субстанциям: газообразным, жидким, твёрдым. Понятие вероятности после систематического применения стало неотъемлемой частью физики.
Применение вероятностных концепций обычно оправдывалось человеческой неспособностью строго и точно решать задачи с огромным числом частиц, в то время как элементарные процессы, например атомные столкновения, предполагались подчиняющимися законам классической детерминистической физики[27].
После открытия квантовой механики такое предположение устарело. Элементарные процессы оказались подчинёнными не детерминистическим, а статистическим законам — в соответствии со статистической интерпретацией квантовой механики.
Я убеждён, что такие идеи, как абсолютная определённость, абсолютная точность, конечная и неизменная истина и т. п., являются призраками, которые должны быть изгнаны из науки.
Из ограниченного знания нынешнего состояния системы можно теоретически вывести прогнозы ожидания для будущей ситуации, выраженные на вероятностном языке. Любое утверждение о вероятности с точки зрения используемой теории либо истинно, либо ложно[28].