Первая страница
Наша команда
Контакты
О нас

    Главная страница


«Сумасшедшие» теории и метанаука [6]




страница27/30
Дата15.05.2017
Размер5.54 Mb.
1   ...   22   23   24   25   26   27   28   29   30

13.9. «Сумасшедшие» теории и метанаука [6]


Успехи квантовой механики, о которых мы говорили выше, относятся главным образом к описанию нерелятивистских частиц, т. е. частиц, движущихся со скоростями, много меньшими, чем скорость света, так что эффектами, связанными с теорией относительности (релятивистскими эффектами), можно пренебречь. Именно нерелятивистскую квантовую механику мы имели в виду, когда говорили о ее полноте и логической стройности. Нерелятивистская квантовая механика достаточна для описания явлений атомного уровня, но физика элементарных частиц высоких энергий требует создания теории, совмещающей идеи квантовой механики и теории относительности. До сих пор на этом пути достигнуты лишь частичные успехи; единой и последовательной теории элементарных частиц, объясняющей огромный материал, накопленный экспериментаторами, не существует. Попытки построить новую теорию путем непринципиальных исправлений старой теории не приводят к значительным результатам. Создание удовлетворительной теории элементарных частиц упирается в чрезвычайную своеобразность этой области явлений, происходящих как бы в совсем ином мире и требующих для своего описания совершенно необычных понятий, в самой основе расходящихся с привычной нам понятной схемой.

В конце 50-х годов Гейзенберг предложил новую теорию элементарных частиц, ознакомившись с которой Бор сказал, что она вряд ли окажется верной, потому что она «недостаточно сумасшедшая». Теория действительно не получила признания, а меткое замечание Бора стало известно всем физикам и даже попало в популярную литературу. Словечко «сумасшедшая» естественным образом ассоциировалось с эпитетом «странный», применяемым к миру элементарных частиц. Но означает ли «сумасшедшая» только «странная», «необычная»? Пожалуй, если бы Бор сказал «недостаточно необычная», афоризма не получилось бы. Слово «сумасшедшая» вносит оттенок «шальная», «взявшаяся неизвестно откуда» и блестяще характеризует нынешнюю ситуацию в теории элементарных частиц, когда всеми признается необходимость глубокой перестройки теории, но, как к ней приступить, неизвестно.

Возникает вопрос: неужели «странность» мира элементарных частиц, неприменимость к нему нашей интуиции, выработанной в макромире, обрекает нас отныне и навечно на блуждание в темноте?

Вдумаемся в природу возникших трудностей. Принцип создания формализованных языковых моделей действительности не пострадал при переходе к изучению микромира. Но если колесики этих моделей — физические понятия — брались в своей основе из нашего повседневного макроскопического опыта и лишь уточнялись путем формализации, то для нового «странного» мира нужны новые «странные» понятия, которые взять неоткуда и которые придется, следовательно, изготовлять заново, да еще и соединить их должным образом в целостную схему. На первом этапе исследования микромира одно из таких колесиков — волновая функция нерелятивистской квантовой механики — было изготовлено сравнительно легко, опираясь на уже существовавший математический аппарат, служивший для описания макроскопических явлений (механика материальной точки, механика сплошных сред, теория матриц). Физикам просто повезло: они нашли прообразы необходимого им колесика в двух (совершенно различных) колесиках макроскопической физики и составили из них «кентавра» — квантовое понятие волны-частицы.

Однако нельзя все время рассчитывать на везение. Чем глубже мы проникаем в микромир, тем сильнее отличаются необходимые понятия-конструкты от привычных понятий макроскопического опыта и тем меньше вероятность соорудить их с ходу, без всяких инструментов, без всякой теории. Следовательно, мы должны подвергнуть научному анализу саму задачу построения научных понятий и теорий, т. е. совершить очередной метасистемный переход. Чтобы квалифицированно построить определенную физическую теорию, нам нужна общая теория построения физических теорий (метатеория), в свете которой прояснится путь решения нашей конкретной задачи. Сравнение наглядных моделей старой физики с лошадью, а абстрактных знаковых моделей с паровозом, можно развить следующим образом. Лошади предоставлены в наше распоряжение природой. Они растут и размножаются сами по себе, и чтобы использовать их, не нужно знать их внутреннее устройство. Но паровоз мы должны построить сами. Для этого мы должны понять принципы его устройства и физические законы, лежащие в их основе, а также иметь какие-то инструменты для работы. Пытаясь построить теорию «странного» мира, не имея метатеории физических теорий, мы уподобляемся человеку, который задумал построить паровоз голыми руками или построить самолет, не имея представления о законах аэродинамики.

Итак, созрел очередной метасистемный переход. Физика требует... хочется сказать «метафизики», но, к счастью для нашей терминологии, нужная нам метатеория является таковой по отношению к любой естественнонаучной теории, имеющей высокую степень формализации, поэтому ее правильнее назвать метанаукой. Этот термин обладает тем недостатком, что создает впечатление, будто метанаука есть нечто, принципиально лежащее вне науки, в то время как в действительности новый уровень иерархии, создаваемый этим метасистемным переходом, надо, конечно, включить и в общее тело науки, расширяя тем самым это тело. Ситуация здесь такая же, как с термином метаматематика; ведь метаматематика — это тоже часть математики. Но поскольку термин «метаматематика» был все-таки принят, можно считать приемлемым и термин «метанаука». Впрочем, поскольку важнейшая часть метанаучного исследования — исследование понятий теории, можно предложить также термин концептология.

Основную задачу метанауки можно сформулировать так. Дана некая совокупность или некий генератор фактов. Каким образом построить теорию, эффективно описывающую эти факты и делающую правильные предсказания?

Если мы хотим, чтобы метанаука вышла за рамки общих рассуждений, то надо строить ее как полноценную математическую теорию, а для этого ее объект — естественнонаучная теория — должен предстать в формализованном (пускай упрощенном — такова цена формализации) виде, подвластном математике. Представленная в таком виде научная теория есть формализованная языковая модель, механизм которой составляет иерархическая система понятий — точка зрения, которую мы приводили на протяжении всей книги. С этой точки зрения создание математической метанауки представляется очередным и естественным метасистемным переходом, совершая который мы делаем предметом изучения формализованные языки в целом, причем не только в отношении их синтаксиса, но также — и главным образом — с точки зрения семантики, с точки зрения их приложения к описанию действительности. К этому шагу нас подводит весь путь развития физико-математической науки.

Впрочем, до сих пор мы в своих рассуждениях исходили из потребностей физики. А как обстоит дело с точки зрения чистой математики?

Если физики-теоретики знают, что им нужно, но сделать могут немного, то «чистых» математиков можно, скорее, упрекнуть в том, что они сделать могут много, но не знают, что им нужно. Нет спору, многие чисто математические работы нужны для придания связности и стройности всему зданию математики, и смешно было бы требовать от каждой работы немедленных «практических» приложений. Но все-таки математика создается для познания действительности, а не с эстетическими или спортивными целями, подобно шахматам, и даже самые высокие ее этажи нужны, в конечном счете, лишь постольку, поскольку они способствуют достижению этой цели.

Вероятно, рост здания математики ввысь нужен всегда и представляет собой безусловную ценность. Но математика разрастается также и вширь, и все труднее становится определить, что не нужно, а что нужно, и если нужно, то в какой степени. Математическая техника развита сейчас настолько, что сконструировать в рамках аксиоматического метода несколько новых математических объектов и исследовать их свойства стало чуть ли не таким же обыкновенным, хотя и не всегда легким делом, как для древнеегипетских писцов произвести вычисления над дробями. Но, кто знает, понадобятся ли эти объекты? Возникает потребность в теории приложения математики, а это по существу и есть метанаука. Следовательно, развитие метанауки — это направляющая и организующая задача по отношению к более конкретным математическим задачам.

До создания эффективной метанауки пока еще далеко. Сейчас трудно представить даже ее общие контуры. Чтобы они прояснились, необходимо выполнить еще много подготовительных работ. Физики должны овладеть «бурбакизмом», прочувствовать игру математических структур, которая приводит к возникновению богатых аксиоматических теорий, пригодных для детального описания реальности. Они должны вместе с математиками научиться раскладывать знаковые модели на отдельные кирпичики, чтобы складывать из них нужные им блоки. И, конечно, необходимо развитие техники проведения формальных выкладок над произвольными символьными выражениями (а не только числами) с помощью электронных вычислительных машин. Подобно тому, как переход от арифметики к алгебре происходит только после полного освоения техники арифметических вычислений, так и переход к теории создания произвольных символьных систем требует высокой техники действий над символьными выражениями, требует практического снятия проблемы выполнения громоздких формальных выкладок. Внесут ли новые методы вклад в разрешение тех конкретных трудностей, которые стоят сейчас перед теорией элементарных частиц, или же они будут раньше разрешены ручными, «дедовскими» методами, неизвестно, да это, в конце концов, и не важно, ибо, несомненно, появятся новые трудности. Так или иначе, вопрос о создании метанауки стоит на повестке дня. Рано или поздно он должен быть решен, и тогда люди получат новое оружие для покорения самых странных фантастических миров.

1.Bacon F. Novum Organum, Great books of the western world. Encyclopedia Britannica, 1955. Aphorism 95. P. 126.

2.Bacon F. Ор. cit. Aphorism 117. Р. 131.

3.Cм. сборник: Эйнштейн А. Физика и реальность. М.: Наука, 1965. Следующие ниже цитаты взяты также из этого сборника.

4.Frank P. Philosophy of science. Englewood Cliffs (New Jersey): Prentice-Hall, 1957.

5.Лаплас П. Опыт философии теории вероятностей. М., 1908. С. 9.

6.Этот раздел написан по мотивам статьи автора под таким же названием, опубликованной в журнале «Вопросы философии», 1968. N5.



21 ВЕК – РОЖДЕНИЕ МЕГАНАУКИ
Крушанов А.А., д.ф.н., профессор, ведущий н.с. Института философии РАН
КРУШАНОВ А.А. Megasciense: новые рубежи наукогенеза.

СОВРЕМЕННАЯ КАРТИНА МИРА. ФОРМИРОВАНИЕ НОВОЙ ПАРАДИГМЫ. Сборник статей. М., 2001,с. 23 – 69


Странное семейство дисциплин
Первым «звонком», возвестившим о начале «мегаперемен» в науке, стало рождение кибернетики, в свое время поразившей всех своими необыкновенно широкими возможностями. Ее официальное рождение как науки об универсальных закономерностях управления датируется 1948г. и связано с выходом в свет книги Н.Винера «Кибернетика»[1]. К этому моменту распространились комплексные виды деятельности, в условиях которых были вынуждены работать совместно специалисты самой разной профессиональной принадлежности, что было абсолютно новым делом. Трудности, которые им пришлось преодолевать, хорошо характеризует следующий комментарий «отца» новой науки: «... В настоящее время лишь немногие ученые могут назвать себя математиками, или физиками, или биологами, не прибавляя к этому дальнейшего ограничения. Ученый становится теперь топологом, или акустиком, или специалистом по жесткокрылым. Он набит жаргоном своей специальной дисциплины и знает всю литературу по ней и все ее подразделы. Но всякий вопрос, сколько-нибудь выходящий за эти узкие пределы, такой ученый чаще всего будет рассматривать как нечто, относящееся к коллеге, который работает через три комнаты дальше по коридору. Более того, всякий интерес со своей стороны к подобному вопросу он будет считать совершенно непозволительным нарушением чужой тайны [1,с.44].

Появление кибернетики означало решительный разрыв с жесткой традицией узкоспециализированной организации исследовательской работы. Произошедший перелом был, прежде всего, обусловлен потребностями производства, которое требовало все более интенсивного внедрения уже не отдельных агрегатов и машин, но их сложных системных сочетаний. В результате подобного рода перемен активизировалась работа комплексных коллективов. Все это в конце концов создало условия для выхода исследователей на те проблемы, которыми занимались их «соседи». Результат был поражающим воображение: оказалось, что в разных областях знания и деятельности можно обнаружить наличие необычного и существенного сходства.

Подобная новизна познавательной ситуации весьма своеобразно проявилась в размышлениях над тем, как определить кибернетику, ее предмет. Выяснилось, что в этой связи возникает некое очень специфическое затруднение. С одной стороны, вопрос выглядит достаточно простым. Кибернетика привлекла к себе широкое внимание своим интересом к процессам управления и феномену информации, что уже определяло ее специфику по отношению к множеству традиционных дисциплин. Так, имея в виду именно это обстоятельство, Н.Винер отмечал, что если XVII столетие и начало XVIII столетия – век часов, а конец XVIII и все XIX столетие – век паровых машин, то настоящее время есть век связи и управления. В электротехнике существует разделение на области, называемые в Германии техникой сильных токов и техникой слабых токов, а в США и Англии – энергетикой и техникой связи. Это и есть та граница, которая отделяет прошедший век от того, в котором мы сейчас живем»[2,с.90]. О том же в афористичной манере говорили и другие исследователи, утверждая, например, что непрерывный рост сложности и мощности технических агрегатов выявил с полной очевидностью, что задачи регулирования и управления этими мощностями образуют самостоятельную область изучения, которая не менее сложна, важна и содержательна, чем сама энергетика, подлежащая управлению. Проблема "всадника" стала преобладать над проблемой "коня".

С другой стороны, важной особенностью кибернетики стала широкая приложимость тех кибернетических понятий и моделей, которые подтвердили свою эффективность в процессе последовательного изучения технических и биологических объектов, а затем и социальных систем. Иначе говоря, новая наука выступила в качестве своеобразного строителя, наводящего мосты между островами специального знания.

Таким образом, кибернетика выросла из развития двух в значительной степени разноплановых исходных идей. Кратко их можно представить следующим образом:

  1. Идея выделения процессов управления и сопутствующих им сетей связи как нового специфического предмета науки.

  2. Идея существования междисциплинарных закономерностей. Иными словами, в данном случае речь идет об убежденности в том, что возможно обнаружение принципиального сходства между процессами управления, которые происходят в самых разных объектах вне зависимости от их физической природы. Причем, Винер не просто заметил внешнее сходство между животными и машинами. Если бы это было так, он не сделал бы ничего по-настоящему нового, так как линия преемственности такого рода аналогий прослеживается далеко назад через тех, кто уподоблял психику телефонной станции, до Ламетри... и, конечно, далее до Декарта... Винер показал, что как животные, так и машины могут быть включены в новый и более обширный класс вещей. Было с удивлением констатировано, что кибернетика вообще не относится ни к одной из существующих конкретных наук, изучающих строго определенные формы движения материи. Неясности с положением кибернетики в структуре науки и со способом выражения ее статуса смутили исследователей и даже вызвали жаркие споры по поводу того, не является ли она новой философией. Однако постепенно страсти поутихли, кибернетика увязла в собственной дифференциации и узкой специализации, так что ее необычно обширная исходная приложимость ушла «в тень» и перестала быть общезначимой проблемой.

И все же рождение кибернетики, судя по всему, ознаменовало появление новой важной и устойчивой тенденции, которая продолжает набирать силы и сегодня. Об этом совершенно отчетливо свидетельствует тот факт, что процесс кристаллизации в массиве научного знания дисциплин, отличающихся столь необычным универсальным статусом, не ограничился только кибернетикой и получил явное и неявное продолжение. Прежде всего, объединительное движение, начатое кибернетикой, было подхвачено энтузиастами системных исследований («общей теории систем», «системологии»). Предпосылки для развития нового взгляда на мир начали активно формироваться, конечно же, раньше, и еще XIX век был, безусловно, веком механики и термодинамики. В это время исследователи были активно вовлечены в изучение проблем сохранения и исчезновения энергии, а также в выявление все новых «кирпичиков», из которых слагаются природные объекты, в том числе и живые организмы. И такие кирпичики постоянно обнаруживались: органы, ткани, клетки...

К началу XX столетия становится все более понятно, что простое представление о природе зачастую не находит научного подтверждения. Так, Х.Дришем были проведены опыты с зародышами морских ежей. Эти зародыши можно было разделить на несколько частей, и из каждой такой части вырастала нормальная взрослая особь. Иначе говоря, определяющей оказывалась не вся совокупность «кирпичиков» организма, но что-то иное, что содержало в себе предпосылки организма в целом. Естественно, тут же вспомнились и случаи регенерации (воссоздания) органов: например, отрастание у краба новой клешни вместо потерянной. Рост числа подобного рода данных не мог не порождать сомнений в адекватности привычных установок и допущений. Постепенно, но неуклонно утверждалась мысль о том, что некоторые образования (подобные организмам) отличаются от простых совокупностей исходных объектов (элементов) и обладают какими-то дополнительными свойствами. Факты подобного рода, а также общие успехи биологических исследований привели к заметному росту интереса к проблемам организации живого и к особенностям существования организмов как целостностей.

Все больший вес начала приобретать организмическая парадигма, т.е. сопоставление изучаемых объектов не с механическими конгломератами или термодинамическими системами (как это было прежде), но с организмами. Как известно, это новое отношение к изучаемым объектам обрело даже свое специальное название – «органицизм». Однако новый подход принимался лишь немногими исследователями: мешали узкая специализация, доминирование эмпиризма и механицизма, существование в некоторых случаях мощного идеологического прессинга. О роли последнего напоминает, например, сложная судьба «всеобщей организационной науки» (тектологии) А.Богданова, появившейся в России, как известно, в очень неблагоприятное для распространения и усвоения новых идей, предельно политизированное и смутное время (1913-1917 гг.). С профессиональной зашоренностью коллег пришлось всерьез столкнуться и австрийскому биологу Л. фон Берталанфи, который в 30-е гг. XX в. пытался пропагандировать свои системные идеи на различного рода научных форумах. Как он с грустью вспоминал позже, «с момента своего возникновения теория систем сразу же натолкнулась на критику, которая видела в ней фантастическую и весьма самонадеянную концепцию. Некоторые утверждали, что общая теория систем тривиальна, поскольку так называемые изоморфизмы суть лишь трюизмы, говорящие, что математику можно применять к любым вещам, и поэтому теория систем имеет значение не большее, чем "открытие", что 2 + 2 = 4, одинаково справедливое и для яблок, и для долларов, и для галактик. Другие считали ее ошибочной из-за поверхностных аналогий вроде известного сравнения общества с "организмом", которое скрывает действительные различия и в силу этого приводит к неверным и даже морально нежелательным выводам» [4, с.37–38].

Взрыв интереса к кибернетике способствовал тому, что специалисты из разных областей знания стали все чаще и охотнее обращать внимание на работу своих коллег, чьи профессиональные склонности и интересы были иными. В результате было замечено, что идея несводимости целого к свойствам частей, возникшая в биологии, вызрела и в других областях познавательной деятельности, а следовательно, появилась основа для начала большой совместной работы исследователей разного профиля. Именно на этой волне в 1954 г. создается «Общество общей теории систем», а в конце 60-х – начале 70-х гг. в области системных исследований наблюдается настоящий бум.

Как и в случае с кибернетикой, основу системных исследований составили две исходные теоретические установки:

Идея системности, в соответствии с которой подчеркивается, что совокупность тесно взаимосвязанных объектов обладает дополнительными свойствами, не наблюдаемыми у той же совокупности объектов в случае их чисто механического соединения. Иначе говоря, эти дополнительные особенности не являются просто суммой свойств отдельных объектов. Лаконично эту мысль системщики поясняли очень просто: для систем справедливо соотношение 2 + 2=5. Обычная же арифметика годится только для механических агрегатов.

Итак, вслед за появлением кибернетики развернулись мощные системные исследования, ориентированные на изучение системных свойств, встречаемых у объектов различной физической природы. В свое время эта поисковая работа параллельно и широким фронтом велась различными авторитетными центрами и исследователями; в результате ученые, имея в виду одно и то же, стали использовать разные термины: «системные исследования», «общая теория систем» (ОТС), «системология».

Развитие системных исследований привело к формированию мощного массива знания о свойствах систем и их разновидностей, к выработке разнообразного понятийно-терминологического аппарата, многое из чего вошло в ядро основных конструктов современной познавательной деятельности. Подобные процессы стали совершенно естественными, т.е. не привлекающими к себе специального внимания. То же произошло и с системными исследованиями в целом. Они уже пережили свой «звездный час», вызвав в свое время необыкновенный ажиотаж и приобретя огромную популярность. Однако, к настоящему времени, сделав много полезного, но растратив исходный эвристический заряд, они отошли «в тень», уступив место очередному масштабному фавориту – синергетике.

Потребность в лучшем понимании процессов самоорганизации (а именно этим интересна синергетика [5–7]), хотя и в виде разрозненных специализированных попыток изучения нового типа явлений, стала отчетливо проявляться в научном сообществе еще в 60-е гг. XX в. Стремление к широкой интеграции усилий исследователей, собственно, и породившее синергетику в ее классическом, исходном понимании, возникло в 80-е гг. Параллельно росло ее общественное признание. За последнее десятилетие синергетика добилась впечатляющих успехов, и многими стала рассматриваться как едва ли не самая модная и многообещающая научная дисциплина. И это обстоятельство явно нельзя считать случайным.

Симптоматично, что сразу у нескольких исследователей-естественников практически независимо друг от друга появились важные работы, в которых рассматривался, по сути дела, один и тот же вопрос о том, как в однородной по составу массе вдруг появляются четкие и характерные структуры.

На примере химических реакций этот процесс был исследован бельгийцем И.Пригожиным, разработавшим специальную «неравновесную термодинамику». Исследование оказалось настолько новаторским, что автор получил за него Нобелевскую премию. Подобного же рода превращения, наблюдаемые при формировании высокоупорядоченного луча лазера, обобщил немецкий физик Г.Хакен. Именно с его легкой руки в научном сообществе стал циркулировать приглянувшийся термин «синергетика». Процесс порождения сложных молекул в однородной первичной смеси реконструировал немецкий исследователь проблем молекулярной биологии М.Эйген (также нобелевский лауреат), разработавший модель того, как могла бы проходить эволюция молекулярных структур, обеспечившая в свое время появление жизни на Земле.

Каталог: fulltext -> UMK
UMK -> Рабочая программа учебной дисциплины иностранный язык (английский, немецкий, французский языки) для специальности
fulltext -> Дух предков хранит нас
fulltext -> Учебное пособие для студентов филологических специальностей Павлодар ’1 (075. 8) Ббк 81. 2-5Я7 н 90
UMK -> 1 курс немецкий язык Осенний семестр
UMK -> 1 курс французский язык осенний семестр
UMK -> Рабочая программа учебной дисциплины иностранный язык (английский, немецкий, французский языки) для специальности
UMK -> Хоккей обзор
UMK -> 1 курс для студентов иоиОТ
UMK -> Темы индивидуальных заданий по дисциплине "Астрономия"
UMK -> Атлетическая гимнастика
1   ...   22   23   24   25   26   27   28   29   30

  • 21 ВЕК – РОЖДЕНИЕ МЕГАНАУКИ Крушанов А.А., д.ф.н., профессор, ведущий н.с. Института философии РАН
  • Странное семейство дисциплин
  • Потребность в лучшем понимании процессов самоорганизации (а именно этим интересна