От классического естествознания — к неклассическому и постнеклассическому

Бурные события стали происходить с самого начала ХХ века также в естествознании. Взгляд с культурологических позиций позволяет видеть, что революция в естествознании не просто совпадала по времени с революционными процессами в политической жизни, в художественной культуре, а составляла с ними органичное целое. Шквал радикальных, а во многом и разрушительных перемен пронесся по всем звеньям социально-культурной жизни.

Революция в науке (точнее, в естествознании) назревала давно, по крайней мере, всю последнюю треть XIX века, но разразилась она двумя бурями в 1905 году. Это были теория относительности Альберта Эйнштейна (1879—1955) и квантовая механика, чье создание и развитие связано с целым рядом блистательных имен — Макса Планка (1858—1947), который и ввел понятие «квант», Вольфганга Паули (1900—1958), Луи де Бройля (1875—1960), Макса Борна (1882—1970), Эрвина Шредингера (1887—1961), Вернера Гейзенберга (1901—1976), Нильса Бора (1885—1962).

В «Электродинамике движущихся сред» на пяти страницах, которые потрясли мир, Эйнштейн показал, что результаты любых наблюдений и расчетов относительны, завися от системы отсчета. Вообще говоря, это было известно и в классическом естествознании. Так, Галилей заметил, что, находясь в лодке посреди океана в безветренную и безоблачную погоду, мы никак не можем обнаружить своего движения и действительно неподвижны в данной системе координат, в то же время двигаясь вместе с Землей. Вместе с тем принцип относительности по Галилею предполагал, что результаты, полученные в различных системах отсчета, безусловно могут быть сведены к единой, абсолютной. Эйнштейн же доказал, что такой абсолютной, «привилегированной» системы отсчета не существует вовсе: любая система не хуже и не лучше другой, и все они относительны. Это был сокрушительный удар по классическим идеалам абсолютной, исчерпывающей, окончательной истины, свободной от отпечатка субъекта.

В специальной теории относительности (СТО, 1905 г.) Эйнштейн также показал, что пространство и время как физические величины не могут рассматриваться порознь, а составляют единый, неразрывный континуум. В общей же теории относительности (ОТО, 1916—1918 гг.) в этот континуум добавилось и вещество. Из теории относительности вытекало, что при движениях, сравнимых со скоростью света, пространство и время сокращаются, изменяется и масса (m = m_o v²/c²). Теория относительности, а также эксперименты, проведенные еще раньше, показывали и то, что вещество может переходить в энергию, в излучение, в поле (Е = mс²). Это был еще один удар по традиционным, веками освященным представлениям. Ряд крупных физиков и философов усмотрели в этих результатах свидетельства «неизбежной гибели материи» (ведь она отождествлялась с веществом») и ее «сотворенности во времена, не столь отдаленные» (Дж. Джинс).

Шокирующие результаты таились и в исследованиях микромира. Квантовая механика (от «квант» — мельчайшая порция энергии, которая может излучаться или поглощаться) заставила примириться с тем, что показания наблюдений зависят от прибора, который, взаимодействуя с микрочастицами, изменяет их состояния, так что наблюдается уже результат такого взаимодействия, а не ситуация в «чистом виде», «как она есть». Это дало основание махизму (от имени австрийского физика Эрнста Маха, 1838—1916) и эмпириокритицизму утверждать, что «опыт — не средство, а предмет исследования» (отсюда и название «эмпириокритицизм» — критика, изучение опыта), что «не вещи (тела), а цвета, звуки, давления, пространства, времена (то, что мы называем ощущениями) составляют подлинные элементы мира» (Мах).

Сами физики оказались не готовыми к осмыслению полученных ими результатов, так как здесь вопрос касался уже не просто формул, а того, что за ними стоит (и стоит ли, если мы ищем за ними объективную реальность?). Рассуждения об объективной реальности стали расцениваться как рецидивы «наивного реализма». Французский физик и математик Анри Пуанкаре (1854—1912) утверждал, что неклассическое естествознание, пришедшее на смену классическому, сняло вопрос о соответствии научных теорий объективной реальности: любая теория — не более, чем конвенция (соглашение), и число сторонников такой конвенции зависит лишь от того, насколько успешно данная теория работает. Как можно видеть, конвенционализм тесно коррелировал с набиравшей тогда популярность (и тоже неслучайно) философией прагматизма: «истинно то, что полезно».

Крупнейший английский астрофизик сэр Артур Эддингтон (1882—1944) писал, что «прогресс науки все более разъединяет природу и ее исследователя, подлинные законы Природы (остающиеся кантовской «вещью – в – себе») и те «законы природы, которые приняты под этим названием в текущей научной практике». В «селективном субъективизме» Эддингтона утверждалось, что ученый подобен ихтиологу, который судит только по тем рыбам, которые попали в его сеть — точно так же научные результаты всецело зависят от «теоретической сети» исследователя. Обыгрывая знаменитую фразу Ньютона о том, что он «ощущает себя ребенком, играющим камушками на берегу великого океана истины», А. Эддингтон пишет: «Мы обнаружили загадочный след на берегу Неизвестного. После многочисленных попыток реконструировать существо, которому оно принадлежит, оказалось… что это — мы сами» (Эддингтон А. С. Пространство, время, тяготение. Одесса. 1923. С. 127).

Одним из первых, кто почувствовал опасность подобных выводов не только для развития науки, но и для общества в целом, и без того сотрясаемого бурными событиями, оказался В. И. Ленин (1870—1924). Находясь в то время в эмиграции в Швейцарии, он имел возможность ознакомиться более чем с 300 трудами в области естествознания и философского осмысления его результатов. Свое видение революции в естествознании Ленин подытожил в работе «Материализм и эмпириокритицизм» (1908, вышла в 1909). Ленин понимал, что физики, первыми идущие по совершенно новым путям, просто не могут обойтись без философского осмысления своих результатов. Как только стало казаться, что наука избавилась от метафизики, она вновь оказалась в тупике. Вынужденное же обращение к философии обернулось тем, что многие физики, как и Мах, оказались «столь же мелкими философами, сколь крупными физиками» (этой ленинской фразы, кстати, оказалось достаточно, чтобы имя Маха даже не попало в Советскую энциклопедию, между тем как Эйнштейн признавал, что без физических принципов, сформулированных Махом, не была бы возможна теория относительности).

Анализируя причины «физического идеализма» (то есть идеализма, выросшего из физики), Ленин писал: «Новая физика свихнулась в идеализм главным образом… потому, что физики не знали диалектики». (Ленин В. И. Полн. собр. соч. Т. 18. С. 277); «В философском отношении суть «кризиса физики» состоит в том, что старая физика видела в своих теориях реальное познание материального мира, «какой он есть», между тем как новая физика создавала «неизмеримо более сложные картины реальности», ставя «по случаю ломки старых физических понятий старые философские вопросы» (Там же. С. 295). «Исчезла не материя, — доказывал Ленин, а тот предел, до которого мы знали материю», поле не менее материально, чем вещество, а новые, все более «диковинные» открытия не разрушают, а только углубляют наши представления о мире. В более поздней работе, «Философских тетрадях», Ленин рассматривает процесс познания как диалектический переход «от явлений к сущности, так сказать, первого порядка, от сущности первого порядка к сущности второго порядка… и т. д. без конца».

К сожалению, свойственная вождю пролетариата резкая, агрессивная манера полемики, страх перед событиями в России и самим именем Ленина не позволили его метким, аргументированным выводам стать достоянием мировой научной общественности. У нас же работы Ленина стали своеобразным идеологическим заклинанием (дав, в частности, журналу «Под знаменем марксизма» повод назвать Эйнштейна «платным агентом империализма», а авторам доносов писать, что такой-то — «кулак и махист»).

В. И. Ленин оказался прав в оценке ситуации как «болезни роста», поразившей современное ему естествознание. Пионеры нового, неклассического естествознания, хотя и несколько растерявшись, заметили целый ряд особенностей, действительно присущих ему.

В течение всего ХХ века все более явственной становилась та особенность естествознания (особенно поначалу в физике и космологии), что ученый имеет дело не напрямую с наглядными физическими объектами (рычаги, паровозы, трубы), а с формулами, с «конструируемой» реальностью, все чаще прибегает не к реальному, а мысленному эксперименту, к косвенным проверкам истинности теорий. Теоретические конструкты неклассического естествознания все дальше уходят от буквальных, механических моделей реальности. Так, широко применяя планетарную модель атома (электрон вращается вокруг ядра), физики ценят ее за наглядность, но знают при этом, что на самом деле подобных вращений не происходит, а имеют место переходы (опять же не буквальные) с одного энергетического уровня на другой. В современном естествознании наука все чаще выступает как искусство, а открытия происходят как изобретения. Таким образом были сперва «придуманы», а затем обнаружены (в 20-х гг.) позитрон, позже — кварки и «черные дыры». В арсенал естествознания вошли такие понятия, как «странность», «аромат», «цвет» частиц — эти необычные названия были порождены необычностью исследуемых объектов и свойств.

Потребовалось время, чтобы осознать, что неклассическое естествознание, вырастая из классического, вовсе не разрушает, не отвергает его, а подвергает своеобразному диалектическому отрицанию, вбирает его в себя. В этом — суть принципа соответствия: при скоростях, далеких от скорости света v²/c² близко к нулю, и формулы теории относительности (1 - v²/c²) переходят в обычные, классические. Точно так же при макроскопических величинах исследуемых объектов мы пользуемся не квантовой механикой, а обычной. Правда, наряду с этим правомерно говорить и о своеобразном принципе несоответствия (как дополняющем принцип соответствия) — в неклассической науке традиционные, классические понятия пространства, времени, массы наполняются новым смыслом.

Чрезвычайно интересными и необычными оказались уже первые следствия из теории относительности и основ квантовой механики. Уже в 20-е гг. советский математик и физик Александр Фридман (1888—1929) и американский астроном Эдвин Хаббл (Hubble, 1899—1953), истолковали «красное смещение» в спектрах галактик как свидетельство расширения Вселенной. Этот результат, полученный как следствие общей теории относительности, был столь неожиданным, что показался «подозрительным» даже ее творцу.

Не менее «подозрительными» поначалу выглядели и результаты, полученные в развитии квантовой механики. Так, принцип неопределенностей Гейзенберга утверждал, что при определении значений сопряженных величин (координаты – импульса, скорости – энергии) чем точнее измерена одна из них, тем более «размыта» другая. При этом речь идет не о погрешностях измерений, а о внутренних, от природы данных свойствах микрообъектов. Осмысление этого результата привело к формулировке принципа дополнительности Бора: волновые и корпускулярные свойства, координаты и импульсы могут быть описаны лишь взаимно дополняющим образом. В этой связи Н. Бор оставил свое знаменитое изречение: «Contradictions are not controversial, but complementare» («Противоположности не противоречивы, а дополняющи»).

Одним из важнейших в методологическом плане результатов квантовой механики оказалось внедрение в описание природы вероятностных принципов. Если поначалу вероятностные принципы допускались в качестве «гадкого утенка», как временная уступка, то в неклассическом естествознании именно они становились наиболее глубокими, адекватными реальности, а взаимнооднозначные связи, единственно допускаемые в классический период, теперь расценивались как идеализация реальности (подобно понятиям «идеальный газ», «абсолютно упругий удар» и т. д.).

Длительное время две ведущие концепции неклассического естествознания казались несовместимыми. Значительную роль здесь сыграл авторитет Эйнштейна, который, примирившись с вероятностными описаниями реальности в микромире, категорически отвергал их в космологии, применительно ко Вселенной: он «не мог допустить мысли о Боге, играющем в кости». Это — не первый случай, когда революционер в науке, сам воспитанный в старых традициях, остерегается «чересчур революционных» выводов (вспомним Коперника). В этом смысле чрезвычайно поучительна длившаяся два десятилетия полемика двух корифеев неклассического естествознания — Эйнштейна и Бора, обменивающихся, словно фехтовальщики уколами, все более хитроумными мысленными экспериментами.

Перенесение вероятностных принципов на космологию стало происходить уже в последней трети ХX века, когда наука вступила в постнеклассический (выражение В. С. Степина) период своего развития. В теории ветвящейся Вселенной допускается, что ее эволюция, с той или иной вероятностью, может пойти по одному из путей (ветвей), допускаемых законами природы, не исключено и сосуществование различных ветвей. Это делает понятным, почему в постнеклассическом естествознании понятие моделей (жестких, однозначных) сменяется понятием сценариев — гибких, задающих лишь направление эволюции, но не ставящих ее в строго ограниченные рамки. Таким образом, в постнеклассическом естествознании законы природы рассматриваются не как законы предписания, а как законы дозволения, обеспечивающие широкий спектр возможностей.

Уже в 60-е гг. ХХ века в качестве наиболее перспективной научной программы был назван (Н. Винер, Л. Берталанфи) синтез отрицательной и положительной обратной связи. Первая из них обеспечивает стабильность любых систем — от кибернетических до ДНК, осуществляющей передачу генетического кода (но не объясняющей сам феномен жизни, вторая — как раз не позволяет системам сохранять свое постоянство, и характерна для живых организмов). Таким образом, устойчивость, жизненность любых систем поддерживается на основе тонкого баланса между двумя крайностями — разрушительных изменений и неизменности, которая является верным признаком омертвения, стагнации. В природе такой баланс обеспечивается своеобразной самоорганизацией.

Оказалось, что концепция самоорганизации (разработанная И. Пригожиным и Г. Хакеном) применима и к физическим, и к химическим, и к биологическим, и к психологическим процессам, она приложима к развитию экономики, науки, образования. Главный результат концепции самоорганизации — жизнеспособны только развивающиеся системы, их устойчивость возможна лишь через постоянное движение (подобно движению велосипедиста), через постоянное самообновление, переход к новым, более высоким уровням организации. Не случайно идея самоподдерживающего развития (sustainable development) стала ключевой на Всемирном форуме (Рио-де-Жанейро) в 1992 г., где глобальные экономические, экологические, политические проблемы наконец рассматривались в органичном единстве.

Одним из наиболее впечатляющих примеров самоорганизации в природе является происхождение и поддержание жизни и разума, которые, с точки зрения антропного принципа, предстают как органичные звенья космической эволюции. Поскольку возникновение жизни и разума являются наиболее антиэнтропийными (то есть обладающими наивысшей степенью организации) из всех известных науке процессов, то именно они в наибольшей степени препятствуют «тепловой смерти» Вселенной, состоянию необратимого хаоса, мертвого равновесия (таков результат применения II начала термодинамики к любым замкнутым системам). Образно выражаясь, Вселенная породила жизнь и разум для того, чтобы предохранить себя от «тепловой смерти». В таком случае следует предположить разнообразие антиэнтропийных процессов (не обязательно приводящих к возникновению жизни, но обладающих характерными для эволюционирующих систем признаками) и вне Земли. С точки зрения концепции самоорганизации пресловутое II начало термодинамики выступает в равной мере источником и смерти, и жизни. При этом I начало термодинамики (закон сохранения энергии) выполняет функцию «бухгалтера» Вселенной, а II-е (закон роста энтропии) — ее «директора» (М. Эйген).

Важно заметить, что при подходе с позиций самоорганизации в естественнонаучной картине мира не остается «лишних деталей» — так, экзотичные «черные дыры» представляются не как необъяснимые «уродцы», а как резервуары колоссальной «замороженной» энергии, необходимой для противостояния росту энтропии. Еще одним фактором, противостоящим росту энтропии и сопряженным с энергией, является информация.

Приложением концепции самоорганизации к конкретной планете стала концепция «Геи-Земли», разработанная в 70-х гг. ХХ века. В этой концепции Земля представляется как саморегулирующаяся и самоорганизующаяся система, функционирование которой обеспечивается единством ее недр, почвы, атмосферы, космической оболочки. Начиная с эпохи микроорганизмов, создавших нынешний состав атмосферы, насытивших океанский «бульон» белками и солями, на Земле установился круговорот, в котором все его составляющие тесно взаимосвязаны и взаимообусловлены. При этом человек, находящийся на вершине «пирамиды живого», нуждается во всех ее нижних этажах, в то время как представители ее «основания» в человеке вовсе не нуждаются, а наоборот, чаще оказываются жертвами его самонадеянных действий (угрожающих уже и самому человеку). Само название «Гея-Земля» возвращает нас к античным истокам: древние греки (и не только греки) рассматривали Землю как некое живое существо, боготворили свою планету (не зря ведь во всех древних культурах все планеты получили имена богов и богинь)

В начале XX в. было выявлено (А. Чижевский «Земное эхо солнечных бурь») влияние солнечной активности на самые различные земные процессы — от вспышек инфекционных заболеваний, резких изменений количественного состава популяций до роста активности военных действий на фронте. В концепции этногенетической эволюции Л. Гумилева влияние космических циклов распространяется уже на всю историю человечества — «ритмы этносов», фазы их подъема и упадка, выдвижение тех или иных типов личности; с космическими ритмами увязываются и формы коллективного поведения. В современном естествознании накоплены свидетельства и обратного влияния — роста стихийных и техногенных катастроф с ростом неуправляемой агрессивной энергии человеческих масс. С позиций социальной психологии, этнопсихологии, этологии любые войны, «горячие» и «холодные», революции, террористические акции расцениваются как психические болезни человечества, утратившего «пуповинную связь» с природой. Выявляется обусловленность многих нарушений в этико-биологической программе — алкоголизма, наркомании, идолопоклонства, стрессов и невроозов социокультурными причинами — противоестественностью избранного цивилизацией пути, на котором человеку навязываются мнимые, порабощающие ценности и искусственные, неестественные формы поведения.

В приложении принципов самоорганизации к развитию общества важное значение имеет то обстоятельство, что в природе выбор происходит без чьего-либо вмешательства, между тем как на ход общественных процессов значительный отпечаток накладывают действия тех или иных структур или конкретных людей. И в природных, и в общественных сценариях важная роль принадлежит аттракторам — узловым структурам, чье воздействие в точках бифуркаций (развилок), даже незначительное, может оказаться решающим, необратимым образом направив дальнейший ход процесса. Именно поэтому знание принципов самоорганизации требует принципиально новых стратегий как в отношениях с природой, так и в общественной деятельности. Так, необходимо сознавать, что создание «закрытых» общественных систем (железный занавес и т. д.) — гарантия их стагнации и разрушения. Современное естествознание дает научное подтверждение мысли, высказанной еще в начале XX в. французским историком культуры П. Валери: «Две наибольшие опасности, угрожающие человечеству — это беспорядок и порядок». Как показывает современная наука, действия с самоорганизующимися системами не могут осуществляться за счет энергетических и силовых давлений, которые оказываются разрушительными для них — вместо того, чтобы позволить системам «жить своей жизнью», как это происходит в природе. В общественных процессах роль аттракторов, поддерживающих и гибко корректирующих их естественный ход, могут сыграть государственные структуры, при условии приобретения адекватного политического мышления.

Осмысление принципов синергетики и самоорганизации показывает бесперспективность разделения культуры на «гуманитарную» и «сциентистскую», делает настоятельной необходимостью «диалог культур», религиозную и политическую толерантность. Результаты современных исследований природы возвращают естествознанию его исконный смысл — знание естества, привлекая внимание в любых областях деятельности к тому, что соответствует природе, естественно. Стремление и умение учиться у природы, вместо ее подавления, потребительского отношения к ней, могут оказаться определяющими в перспективах человечества, находящегося на бифуркационной черте.

Поиск по сайту: