Концепции современного естествознания

Новая система познавательных идеалов и норм обеспечивает значительное расширение поля исследуемых объектов, открывая пути к освоению сложных саморегулирующихся систем. В отличие от малых систем такие объекты характеризуются уровневой организацией, наличием относительно автономных и вариабельных подсистем, массовым стохастическим взаимодействием их элементов, существованием управляющего уровня и обратных связей, обеспечивающих целостность системы. Именно включение таких объектов в процесс научного исследования вызвало резкие перестройки в картинах реальности ведущих областей естествознания.

Процессы интеграции этих картин и развитие общенаучной картины мира стали осуществляться на базе представлений о природе как сложной динамической системе. Этому способствовало открытие специфики законов микро-, макро- и мегамира в физике и космологии, интенсивное исследование механизмов наследственности в тесной связи с изучением надорганизменных уровней организации жизни, обнаружение кибернетикой общих законов управления и обратной связи. Тем самым создаются предпосылки для построения целостной картины природы, в которой прослеживалась иерархическая организованность Вселенной как сложного динамического единства. Картины реальности, вырабатываемые в отдельных науках, на этом этапе еще сохраняли свою самостоятельность, но каждая из них участвовала в формировании представлений, которые затем включались в общенаучную картину мира. Последняя, в свою очередь, рассматривалась не как точный и окончательный портрет природы, а как постепенно уточняемая и развивающаяся система относительно истинного знания о мире.

Все эти радикальные сдвиги в представлениях о мире и процедурах его исследования сопровождались формированием новых философских оснований науки. Идея исторической изменчивости научного знания, относительной истинности вырабатываемых в науке онтологических принципов соединялась с новыми представлениями об активности субъекта познания. Он рассматривался уже не как дистанцированный от изучаемого мира, а как находящийся внутри него, детерминированный им. Возникает понимание того обстоятельства, что ответы природы на наши вопросы определяются не только устройством самой природы, но и способом нашей постановки вопросов, который зависит от исторического развития средств и методов познавательной деятельности. На этой основе вырастало новое понимание категорий истины, объективности, факта, теории, объяснения и т.п. Радикально видоизменялась и "онтологическая подсистема" философских оснований науки.

Развитие квантово-релятивистской физики, биологии и кибернетики было связано с включением новых смыслов в категории части и целого, причинности, случайности и необходимости, вещи, процесса, состояния и др. В принципе можно показать, что эта "категориальная сетка" вводила новый образ объекта, который представал как сложная система. Представления о соотношении части и целого применительно к таким системам включают идеи несводимости состояний целого к сумме состояний его частей. Важную роль при описании динамики системы начинают играть категории случайности, потенциально возможного и действительного. Причинность не может быть сведена только к ее лапласовской формулировке - возникает понятие "вероятностной причинности", которое расширяет смысл традиционного понимания данной категории.

Новым содержанием наполняется категория объекта: он рассматривается уже не как себе тождественная вещь (тело), а как процесс, воспроизводящий некоторые устойчивые состояния и изменчивый в ряде других характеристик. Все описанные перестройки оснований науки, характеризовавшие глобальные революции в естествознании, были вызваны не только его экспансией в новые предметные области и обнаружением новых типов объектов, но и изменениями места и функций науки в общественной жизни. Основания естествознания в эпоху его становления (первая революция) складывались в контексте рационалистического мировоззрения ранних буржуазных революций, формирования нового (по сравнению с идеологией средневековья) понимания отношений человека к природе, новых представлений о предназначении познания, истинности знаний и т.п. Становление оснований дисциплинарного естествознания конца XVIII - первой половины XIX в. происходило на фоне резко усиливающейся производительной роли науки, превращения научных знаний в особый продукт, имеющий товарную цену и приносящий прибыль при его производственном потреблении. В этот период начинает формироваться система прикладных и инженерно-технических наук как посредника между фундаментальными знаниями и производством.

Различные сферы научной деятельности специализируются и складываются соответствующие этой специализации научные сообщества. Переход от классического к неклассическому естествознанию был подготовлен изменением структур духовного производства в европейской культуре второй половины XIX - начала XX в., кризисом мировоззренческих установок классического рационализма, формированием в различных сферах духовной культуры нового понимания рациональности, когда сознание, постигающее действительность, постоянно наталкивается на ситуации своей погруженности в саму эту действительность, ощущая свою зависимость от социальных обстоятельств, которые во многом определяют установки познания, его ценностные и целевые ориентации. В современную эпоху, в последнюю треть нашего столетия мы являемся свидетелями новых радикальных изменений в основаниях науки. Эти изменения можно охарактеризовать как четвертую глобальную научную революцию, в ходе которой рождается новая постнеклассическая наука.

Интенсивное применение научных знаний практически во всех сферах социальной жизни, изменение самого характера научной деятельности, связанное с революцией в средствах хранения и получения знаний (компьютеризация науки, появление сложных и дорогостоящих приборных комплексов, которые обслуживают исследовательские коллективы и функционируют аналогично средствам промышленного производства и т.д.) меняет характер научной деятельности. Наряду с дисциплинарными исследованиями на передний план все более выдвигаются междисциплинарные и проблемноориентированные формы исследователь-ской деятельности. Если классическая наука была ориентирована на постижение все более сужающегося, изолированного фрагмента действительности, выступавшего в качестве предмета той или иной научной дисциплины, то специфику современной науки конца XX века определяют комплексные исследовательские программы, в которых принимают участие специалисты различных областей знания.

Реализация комплексных программ порождает особую ситуацию сращивания в единой системе деятельности теоретических и экспериментальных исследований, прикладных и фундаментальных знаний, интенсификации прямых и обратных связей между ними. В результате усиливаются процессы взаимодействия принципов и представлений картин реальности, формирующихся в различных науках. Все чаще изменения этих картин протекают не столько под влиянием внутридисциплинарных факторов, сколько путем "парадигмальной прививки" идей, транслируемых из других наук. В этом процессе постепенно стираются жесткие разграничительные линии между картинами реальности, определяющими видение предмета той или иной науки. Они становятся взаимозависимыми и предстают в качестве фрагментов целостной общенаучной картины мира. На ее развитие оказывают влияние не только достижения фундаментальных наук, но и результаты междисциплинарных прикладных исследований.

В этой связи уместно, например, напомнить, что идеи синергетики, вызывающие переворот в системе наших представлений о природе, возникали и разрабатывались в ходе многочисленных прикладных исследований, выявивших эффекты фазовых переходов и образования диссипативных структур (структуры в жидкостях, химические волны, лазерные пучки, неустойчивости плазмы, явления выхлопа и флаттера). В междисциплинарных исследованиях наука, как правило, сталкивается с такими сложными системными объектами, которые в отдельных дисциплинах зачастую изучаются лишь фрагментарно, поэтому эффекты их системности могут быть вообще не обнаружены при узко дисциплинарном подходе, а выявляются только при синтезе фундаментальных и прикладных задач в проблемно-ориентированном поиске.

Объектами современных междисциплинарных исследований все чаще становятся уникальные системы, характеризующиеся открытостью и саморазвитием. Такого типа объекты постепенно начинают определять и характер предметных областей основных фундаментальных наук, детерминируя облик современной, постнеклассической науки. Исторически развивающиеся системы представляют собой более сложный тип объекта даже по сравнению с саморегулирующимися системами. Последние выступают особым состоянием динамики исторического объекта, своеобразным срезом, устойчивой стадией его эволюции. Сама же историческая эволюция характеризуется переходом от одной относительно устойчивой системы к другой системе с новой уровневой организацией элементов и саморегуляцией. Исторически развивающаяся система формирует с течением времени все новые уровни своей организации, причем возникновение каждого нового уровня оказывает воздействие на ранее сформировавшиеся, меняя связи и композицию их элементов. Формирование каждого такого уровня сопровождается прохождением системы через состояния неустойчивости (точки бифуркации), и в эти моменты небольшие случайные воздействия могут привести к появлению новых структур.

Деятельность с такими системами требует принципиально новых стратегий. Их преобразование уже не может осуществляться только за счет увеличения энергетического и силового воздействия на систему. Простое силовое давление часто приводит к тому, что система просто-напросто "сбивается" к прежним структурам, потенциально заложенным в определенных уровнях ее организации, но при этом может не возникнуть принципиально новых структур. Чтобы вызвать их к жизни, необходим особый способ действия: в точках бифуркации иногда достаточно небольшого энергетического "воздействия-укола" в нужном пространственно-временном локусе, чтобы система перестроилась, и возник новый уровень организации с новыми структурами. Саморазвивающиеся системы характеризуются синергетическими эффектами, принципиальной необратимостью процессов. Взаимодействие с ними человека протекает таким образом, что само человеческое действие не является чем-то внешним, а как бы включается в систему, видоизменяя каждый раз поле ее возможных состояний. Включаясь во взаимодействие, человек уже имеет дело не с жесткими предметами и свойствами, а со своеобразными "созвездиями возможностей". Перед ним в процессе деятельности каждый раз возникает проблема выбора некоторой линии развития из множества возможных путей эволюции системы. Причем сам этот выбор необратим и чаще всего не может быть однозначно просчитан.

В естествознании первыми фундаментальными науками, столкнувшимися с необходимостью учитывать особенности исторически развивающихся систем были биология, астрономия и науки о Земле. В них сформировались картины реальности, включающие идею историзма и представления об уникальных развивающихся объектах (биосфера, Метагалактика, земля как система взаимодействия геологических, биологических и техногенных процессов). В последние десятилетия на этот путь вступила физика. Представление об исторической эволюции физических объектов постепенно входит в картину физической реальности, с одной стороны, через развитие современной космологии (идея "Большого взрыва" и становления различных видов физических объектов в процессе исторического развития Метагалактики), а с другой - благодаря разработке идей термодинамики неравновесных процессов и синергетики. Именно идеи эволюции и историзма становятся основой того синтеза картин реальности, вырабатываемых в фундаментальных науках, которые сплавляют их в целостную картину исторического развития природы и человека и делают лишь относительно самостоятельными фрагментами общенаучной картины мира, пронизанной идеями глобального эволюционизма. Ориентация современной науки на исследование сложных исторически развивающихся систем существенно перестраивает идеалы и нормы исследовательской деятельности. Историчность системного комплексного объекта и вариабельность его поведения предполагают широкое применение особых способов описания и предсказания его состояний - построение сценариев возможных линий развития системы в точках бифуркации.

С идеалом строения теории как аксиоматически-дедуктивной системы все больше конкурируют теоретические описания, основанные на применении метода аппроксимации, теоретические схемы, использующие компьютерные программы, и т.д. В естествознание начинает все шире внедряться идеал исторической реконструкции, которая выступает особым типом теоретического знания, ранее применявшимся преимущественно в гуманитарных науках (истории, археологии, историческом языкознании и т.д.). Образцы исторических реконструкций можно обнаружить не только в дисциплинах, традиционно издающих эволюционные объекты (биология, геология), но и в современной космологии и астрофизике: современные модели, описывающие развитие Метагалактики, могут быть расценены как исторические реконструкции, посредством которых воспроизводятся основные этапы эволюции этого уникального исторически развивающегося объекта. Изменяются представления и о стратегиях эмпирического исследования. Идеал воспроизводимости эксперимента применительно к развивающимся системам должен пониматься в особом смысле.

Если эти системы типологизируются, т.е. если можно проэкспериментировать над многими образцами, каждый из которых может быть выделен в качестве одного и того же начального состояния, то эксперимент даст один и тот же результат с учетом вероятностных линий эволюции системы. Но кроме развивающихся систем, которые образуют определенные классы объектов, существуют еще и уникальные исторически развивающиеся системы. Эксперимент, основанный на энергетическом и силовом взаимодействии с такой системой, в принципе не позволит воспроизводить ее в одном и том же начальном состоянии. Сам акт первичного "приготовления" этого состояния меняет систему, направляя ее в новое русло развития, а необратимость процессов развития не позволяет вновь воссоздать начальное состояние. Поэтому для уникальных развивающихся систем требуется особая стратегия экспериментального исследования. Их эмпирический анализ осуществляется чаще всего методом вычислительного эксперимента на ЭВМ, что позволяет выявить разнообразие возможных структур, которые способна породить система.

Среди исторически развивающихся систем современной науки особое место занимают природные комплексы, в которые включен в качестве компонента сам человек. Примерами таких "человекоразмерных" комплексов могут служить медико-биологические объекты, объекты экологии, включая биосферу в целом (глобальная экология), объекты биотехнологии (в первую очередь генетической инженерии), системы "человек-машина" (включая сложные информационные комплексы и системы искусственного интеллекта) и т.д. При изучении "человекоразмерных" объектов поиск истины оказывается связанным с определением стратегии и возможных направлений преобразования такого объекта, что непосредственно затрагивает гуманистические ценности.

С системами такого типа нельзя свободно экспериментировать. В процессе их исследования и практического освоения особую роль начинают играть знание запретов на некоторые стратегии взаимодействия, потенциально содержащие в себе катастрофические последствия. В этой связи трансформируется идеал ценностно нейтрального исследования. Объективно истинное объяснение и описание применительно к "человекоразмерным" объектам не только допускает, но и предполагает включение аксиологических факторов в состав объясняющих положений. Возникает необходимость экспликации связей фундаментальных внутринаучных ценностей (поиск истины, рост знаний) с вненаучными ценностями общесоциального характера.

В современных программно-ориентированных исследованиях эта экспликация осуществляется при социальной экспертизе программ. Вместе с тем в ходе самой исследовательской деятельности с человекомерными объектами исследователю приходится решать ряд проблем этического характера, определяя границы возможного вмешательства в объект. Внутренняя этика науки, стимулирующая поиск истины и ориентацию на приращение нового знания, постоянно соотносится в этих условиях с общегуманистическими принципами и ценностями. Развитие всех этих новых методологических установок и представлении об исследуемых объектах приводит к существенной модернизации философских оснований науки. Научное познание начинает рассматриваться в контексте социальных условий его бытия и его социальных последствии, как особая часть жизни общества, детерминируемая на каждом этапе своего развития общим состоянием культуры данной исторической эпохи, ее ценностными ориентациями и мировоззренческими установками. Осмысливается историческая изменчивость не только онтологических постулатов, но и самих идеалов и норм познания.

Соответственно развивается и обогащается содержание категории "теория", "метод", "факт", "обоснование", "объяснение" и т.п. В онтологической составляющей философских оснований науки начинает доминировать "категориальная матрица", обеспечивающая понимание и познание развивающихся объектов. Возникают новые понимания категорий пространства и времени (учет исторического времени системы, иерархии пространственно-временных форм), категорий возможности и действительности (идея множества потенциально возможных линий развития в точках бифуркации), категории детерминации (предшествующая история определяет избирательное реагирование системы на внешние воздействия) и др.

Итак, в историческом развитии науки начиная с XVII столетия возникли три типа научной рациональности и соответственно три крупных этапа эволюции науки, сменявшие друг друга в рамках развития техногенной цивилизации:

1) классическая наука (в двух ее состояниях, додисциплинарная и дисциплинарно организованная наука);

2) неклассическая наука;

3) постнеклассическая наука.

Между этими этапами существуют своеобразные "перекрытия", причем появление каждого нового этапа не отбрасывало предшествующих достижений, а только очерчивало сферу их действия, их применимость к определенным типам задач. Каждый этап характеризуется особым состоянием научной деятельности, направленной на постоянный рост объективно-истинного знания. Если схематично представить эту деятельность как отношения "субъект-средства-объект" (включая в понимание субъекта ценностно-целевые структуры деятельности, знания и навыки применения методов и средств), то описанные этапы эволюции науки выступают в качестве разных типов научной рациональности, характеризующихся различной глубиной рефлексии по отношению к самой научной деятельности. Классический тип научной рациональности, центрируя внимание на объекте, стремится при теоретическом объяснении и описании элиминировать все, что относится к субъекту, средствам и операциям его деятельности.

Такая элиминация рассматривается как необходимое условие получения объективно-истинного знания о мире. Цели и ценности науки, определяющие стратегии исследования и способы фрагментации мира, на этом этапе, как и на всех остальных, детерминированы доминирующими в культуре мировоззренческими установками и ценностными ориентациями. Но классическая наука не осмысливает этих детерминаций. Этот тип научной деятельности может быть представлен Схемой А.

Неклассический тип научной рациональности учитывает связи между знаниями об объекте и характером средств и операций деятельности. Экспликация этих связей рассматривается в качестве условий объективно-истинного описания и объяснения мира. Но связи между внутринаучными и социальными ценностями и целями по-прежнему не являются предметом научной рефлексии, хотя имплицидно они определяют характер знаний (определяют, что именно и каким способом мы выделяем и осмысливаем в мире). Этот тип научной деятельности можно изобразить Схемой В.

Постнеклассический тип рациональности расширяет поле рефлексии над деятельностью. Он учитывает соотнесенность получаемых знаний об объекте не только с особенностью средств и операций деятельности, но и с ценностно-целевыми структурами. Причем эксплицируется связь внутринаучных целей с вненаучными, социальными ценностями и целями. Этот тип научного познания можно изобразить посредством Схемы С.

Каждый новый тип научной рациональности характеризуется особыми, свойственными ему основаниями науки, которые позволяют выделить в мире и исследовать соответствующие типы системных объектов (простые, сложные, саморазвивающиеся системы).

При этом возникновение нового типа рациональности и нового образа науки не следует понимать упрощенно в том смысле, что каждый новый этап приводит к полному исчезновению представлений и методологических установок предшествующего этапа. Напротив, между ними существует преемственность. Неклассическая наука вовсе не уничтожила классическую рациональность, а только ограничила сферу ее действия. При решении ряда задач неклассические представления о мире и познании оказывались избыточными, и исследователь мог ориентироваться на традиционно классические образцы (например, при решении ряда задач небесной механики не требовалось привлекать нормы квантово-релятивистского описания, а достаточно было ограничиться классическими нормативами исследования). Точно так же становление постнеклассической науки не приводит к уничтожению всех представлений и познавательных установок неклассического и классического исследования. Они будут использоваться в некоторых познавательных ситуациях, но только утратят статус доминирующих и определяющих облик науки.

Когда современная наука на переднем крае своего поиска поставила в центр исследований уникальные, исторически развивающиеся системы, в которые в качестве особого компонента включен сам человек, то требование экспликации ценностей в этой ситуации не только не противоречит традиционной установке на получение объективно-истинных знаний о мире, но и выступает предпосылкой реализации этой установки. Есть все основания полагать, что по мере развития современной науки эти процессы будут усиливаться.

Техногенная цивилизация ныне вступает в полосу особого типа прогресса, когда гуманистические ориентиры становятся исходными в определении стратегий научного поиска.

ЛИТЕРАТУРА

1. Айламазян А.К., Стась Е.В. Информатика и теория развития.- М.: Наука, 1989.- 174 с.

2. Брехман И.И. Валеология - наука о здоровье.- М.: Физкультура и спорт, 1990.- 208 с.

3. Васильева З.А., Любинская С.М. Резервы здоровья.- Л.: Медицина, 1984.- 271с.

4. Вернадский В.И. Живое вещество и биосфера.- М.: Наука, 1994.- 669 с.

5. Вернадский В.И. Проблемы биогеохимии.- М.: Наука, 1980.- 320 с.

6. Вернадский В.И. Философские мысли натуралиста.- М.: Наука, 1988. - 519 с.

7. Волькенштейн М.В. Биофизика.- М.: Наука, 1988.- 590 с.

8. Волькенштейн М.В. Энтропия и информация.- М.: Наука, 1986.- 190 с.

9. Гивишвили Г.В. Антропогенная вселенная // Химия и жизнь.- 1993.- № 6.- С. 9-11.

10. Гласс Л., Мэкки М. От часов к хаосу. Ритмы жизни.- М.: Мир, 1991.- 248 с.

11. Грибов Л.А., Прокофьева Н.И. Основы физики.- М.: Наука, 1995.- 554 с.

12. Детская иллюстрированная энциклопедия.- Лондон-Нью-Йорк-Штутгарт-Москва: Дорлинг Киндерсли, 1997.- 656 с.

13. Жвирблис В.Е. Почему летит "стрела времени" // Химия и жизнь.- 1993.- № 12.- С. 26-31.

14. Капра Ф. Дао физики.- СПб.: Орис, 1994.- 302 с

15. Карпенков С.Х. Основные концепции естествознания.- М.: Культура и спорт, ЮНИТИ, 1998.- 208 с.

16. Карпинская Р.С. Биология, идеалы научности и судьбы человечества // Вопросы философии.- 1992.- № 11.- С. 139-148.

17. Кемп П., Армс К. Введение в биологию.- М.: Мир, 1986.- 671 с.

18. Князева Е.Н., Курдюмов С.П. Законы эволюции и самоорганизации сложных систем.- М.: Наука, 1994.- 229 с.

19. Концепции самоорганизации в исторической ретроспективе.- М.: Наука, 1994.- 236 с.

20. Леви В.Л. Искусство быть собой.- М.: Знание, 1991.- 253 с.

21. Линдеман Х. Аутогенная тренировка.- М.: Физкультура и спорт, 1980.- 135с.

22. Медников Б.М. Биология: формы и уровни жизни.- М.: Просвещение, 1995.- 414 с.

23. Медников Б.М. Парадокс миллиона обезьян // Химия и жизнь.- 1993.- № 6.- С. 4-8.

24. Моисеев Н.Н. Идеи естествознания и общественные науки.- М.: ВЦ РАН, 1991.- 55 с.

25. Моисеев Н.Н. Человек и ноосфера.- М.: Молодая гвардия, 1990.- 351 с.

26. Мэрион Дж.Б. Общая физика с биологическими примерами.- М.: Высшая школа, 1986.- 623 с.

27. Небел Б. Наука об окружающей среде. Как устроен мир: Учебник. 2-ой том.- М.: Мир, 1993.- 328 с.

28. Николис Г., Пригожин И. Познание сложного: Введение.- М.: Мир, 1990.- 342 с.

29. Новиков И.Д. Куда течет река времени?- М.: Молодая гвардия, 1990.- 238 с.

30. Олескин А.В. Гуманистика как новый подход к познанию живого // Вопросы философии.- 1992.- № 11.- С. 149-157.

31. Постников М.М. Является ли математика наукой? // Математическое образование.- 1997.- № 2.- С. 83-88.

32. Пригожин И., Стенгерс И. Время, хаос и квант : К решению парадокса времени.- М.: Прогресс, 1994.- 265 с.

33. Пригожин И., Стенгерс И. Порядок из хаоса. Новый диалог человека с природой.- М.: Прогресс, 1986.- 431 с.

34. Ракитов А.И. Философия компьютерной революции. - М.: Политиздат, 1991.- 287 с.

35. Резник С. Как устроен мир // Химия и жизнь.- 1993.- № 9.- С. 14-21.

36. Сапунов М.Б. Проблема реальности в биологии // Вопросы философии.- 1984.- № 12.- С. 54-62.

37. Соколов Е.Н., Вайткявичус Г.Г. Нейроинтеллект. От нейрона к нейрокомпьютеру.- М.: Наука, 1989.- 236 с.

38. Степин В.С. Философская антропология и философия науки.- М.: Высшая школа, 1992.- 191 с.

39. Степин В.С., Кузнецова Л.Ф. Научная картина мира в культуре техногенной цивилизации.- М.:Институт философии РАН, 1994.- 274 с.

40. Томпсон Дж.М.Т. Неустойчивости и катастрофы в науке и технике.- М.: Мир, 1985.- 254 с.

41. Ушаков В.Л. Если мы бессмертны, то почему умираем,? // Химия и жизнь.- 1993.- № 4.- С. 18-19.

42. Фейгельман С.С. Вызываю болезнь на себя // Химия и жизнь.- 1992.- № 6.- С. 44-46.

43. Фейнберг Е.Л. Две культуры. Интуиция и логика в искусстве и науке.- М.: Наука, 1992.- 255 с.

44. Хайдак А.А. Какие сны в том смертном сне приснятся // Химия и жизнь.- 1993.- № 5.- С. 34-37.

45. Хакен Г. Синергетика.- М.: Мир, 1980.- 404 с.

46. Хокинг С. От большого взрыва до черных дыр. Краткая история времени.- М.: Мир, 1990.- 166 с.

47. Хокинг С., Эллис Дж. Крупномасштабная теория пространства-времени.- М.: Мир, 1977.- 431 с.

48. Чижевский А.Л. Земное эхо солнечных бурь.- М.: Мысль, 1973.- 347 с.

49. Чижевский А.Л. Космический пульс жизни.- М.: Мысль, 1995.- 766 с.

50. Шмальгаузен И.И. Вопросы дарвинизма.- М.: Наука, 1990.- 157 с.

51. Шмальгаузен И.И. Кибернетические вопросы биологии.- Новосибирск: Наука, 1968.- 223 с.

52. Шмальгаузен И.И. Пути и закономерности эволюционного процесса.-М.: Наука, 1983.- 360 с.

53. Шредингер Э. Что такое жизнь? С точки зрения физики.- М.: Атомиздат, 1972.- 88 с.

54. Шрейдер Ю.А. Эволюция и сотворение мира // Химия и жизнь.- 1993.- № 1.- С. 22-27.

55. Эйнштейн А., Инфельд Л. Эволюция физики.- М.: Молодая гвардия, 1966.- 267 с.

56. Эфроимсон В.П. Генетика этики и эстетики.- СПб.: Талисман, 1995.- 279 с.

57. Эфроимсон В.П. Гениальность и генетика.- М.: Русский мир, 1998.- 543с.

58. Яблоков А.В., Юсуфов А.Г. Эволюционное учение.- М.: Высшая школа, 1981.- 343 с.

ПРИЛОЖЕНИЕ

ИНФОРМАЦИОННАЯ МОДЕЛЬ ФИЗИЧЕСКОГО МИРА

В русле декларируемой "методологии" моделирования гипотеза С.Берковича представляет особый интерес с нескольких точек зрения:

- предлагаемая модель позволяет с иных (более глубоких) позиций исследовать неизбежные странности микромира и существующие парадоксы современной физики;

- гипотеза исследует возможности осуществления связи между, казалось бы, явлениями разной природы в рамках единой модели;

- предложенный подход по-новому позволит посмотреть на информатику, возможности естественнонаучного "освоения информационных ресурсов";

- концепция наиболее ярко демонстрирует возможности самой методологии моделирования, как главного инструмента познавательного процесса.

Модель. Предположим, что существует маленький счетчик. Не важно, что считает этот прибор. Потому что ничего еще нет. Ни килограммов, ни сантиметров, ни вольт или ампер, ни просто элементарных частиц, которые подсчитываются современными приборами. Речь идет о счетчике вообще. Об идее счетчика. Некоей абстрактной сущности, которая ведет счет не материальных величин, а идеальных. Условно можно сказать, что идет счет обыкновенных целых чисел - один, два, три... и так до ста, или тысячи, или, например, до 255 - словом, до некоего целого числа Z, после чего счет начинается сначала. Для наглядности можно себе представить, что этот счетчик похож на часы. Стрелка обегает круг по циферблату и начинает считать сначала.

Далее пусть существует несколько точно таких же "часов", но показывающих разное время: одни впереди, допустим, на двадцать минут, а другие отстают, предположим, минут на сорок. Как в таком случае узнать, который час? Разумнее всего сопоставить показания всех "часов" и вычислить среднее, после чего на всех подвести стрелки. Подводить стрелки некому, но между "часами"-счетчиками есть информационная связь: каждый данный счетчик знает показания соседних и стремится подстроиться к ним. То есть если данный счетчик впереди своих соседей, то он замедляет бег стрелки, давая им возможность себя догнать, а если он отстает, то ускоряет, догоняя их. Если счетчиков немного, то их показания очень скоро выровняются и все они станут показывать одно и то же "время" (будут находиться в одной фазе). Но если таких счетчиков очень много, то полного выравнивания фаз не произойдет никогда: ведь пока данный счетчик подстраивается под своих соседей, те, в свою очередь, подстраиваются под других. А это значит, что по информационным сетям, которыми соединены счетчики, постоянно происходит обмен информацией, все время перемещается какая-то информационная активность.

Такова суть идеи, которую Беркович положил в основу своей модели физического мира. Она может быть выражена одной фразой: материальный мир - это динамика синхронизационной активности в сети информации, которой связаны между собою счетчики. Остальное - дело техники. Беркович составил уравнение, описывающее поведение этой сети, и приступил к исследованию его решений.

"Материя исчезла, остались одни уравнения", - когда-то негодовал В.И.Ленин по поводу гносеологических концепций Маха и Авенариуса. В уравнении Берковича материя тоже "исчезает", вернее, она оказывается не первичной субстанцией, а производным продуктом, возникающим в процессе передачи информации. Если его концепция в конечном счете подтвердится, то можно будет, перефразировав библейское выражение, сказать, что в начале было число!

Мы живем в мире, заполненном движущейся материей. Мы знаем, что Земля движется вокруг Солнца и вокруг своей оси. Ветер - это движение воздуха, волны и течения в океане или реке - это движение воды. Бегают или ползают животные, летают птицы, в горах происходят обвалы... Мы сами постоянно двигаемся - либо на собственных ногах, либо на изобретенных нами аппаратах: самолетах, автомашинах, велосипедах.

Между тем древнегреческий философ Зенон, проанализировав само понятие "движение", пришел к выводу, что оно невозможно. Движение внутренне противоречиво, ибо двигаться - значит быть в каком-то месте пространства и в то же время не быть в нем. Зенон считал, что движение "есть только название, данное целому ряду одинаковых положений, из которых каждое отдельно взятое есть покой". Взгляды Зенона представлялись абсурдными, они противоречат нашему повседневному опыту. Но почему же абсурдные взгляды, высказанные две с половиной тысячи лет назад, до сих пор не забыты? Ведь взгляды Зенона живы, они продолжают нас задевать. Не потому ли, что в этом "абсурде" все-таки что-то есть?

Согласно модели мира, предлагаемой Берковичем, в основе всего сущего лежит не движение материи, а передача информации. Прямая аналогия этому - световая реклама. На табло в определенном порядке вспыхивают и гаснут лампочки. Они неподвижны, но образуемый ими рисунок перемещается и создает иллюзию движения. "Бежит" по табло текст, "летит" чайка, низвергаются каскады воды, имитируя Ниагару... Все это лишь иллюзии, порожденные искусной работой светодизайнера. Так, может быть, Зенон прав: то, что мы считаем движением материи, есть всего лишь передача информации, включение и выключение в определенном порядке каких-то "лампочек"?

Что играет роль лампочек? Чтобы ответить на этот вопрос, Беркович вернулся к представлениям физиков конца прошлого века. Когда Максвелл открыл электромагнитное поле, физики не сомневались в том, что существует среда, по которой распространяются электромагнитные волны. Эту среду назвали эфиром. Однако обнаружить эфир не удавалось: у него не оказалось ни массы, ни заряда, ни сопротивления, ни других свойств, которые можно было бы зарегистрировать какими-нибудь приборами. В конце концов был поставлен знаменитый опыт Майкельсона, который показал, что свет движется с постоянной скоростью независимо от того, приближается ли к наблюдателю источник света или нет. Этот опыт перевернул многие представления. В частности, из него следовало, что гипотетический эфир не увлекается движущимся через него телом (как, например, увлекается воздух), но в то же время эфиру нельзя приписать такое свойство, когда увлечение движущимся сквозь него телом равно нулю.

Теория эфира завела науку в тупик. Гениальность Эйнштейна состояла именно в том, что он отбросил представления классической физики (включая и теорию эфира) и объяснил факты с совершенно иных позиций. С тех пор об эфире стараются не вспоминать. Между тем проблема осталась, ибо если нет эфира, то как же все-таки свет и иные электромагнитные сигналы движутся в бесконечном пространстве Вселенной? Физики сошлись на том, что таково свойство пространства. Но это лишь иная формулировка проблемы, а не ее решение.

Изучение работ Эйнштейна показывает, что, хотя он и отказался от использования эфира в своих построениях, но вовсе не отрицал его существования. Он лишь указал, что эфир "не обладает свойством движения". Гипотеза Берковича объясняет, что это значит: достаточно представить себе эфир в виде "лампочек", которые, оставаясь на месте, вспыхивают и гаснут в определенной последовательности. Вопрос, увлекается ли эта среда движущимся телом или не увлекается, бессмыслен, потому что никакие тела сквозь нее не движутся - перемещается лишь информация. Итак, нет никакого парадокса в том, что увлекаемость эфира невозможно описать какой-либо величиной, включая и нулевую. Это среда, "не обладающая свойством движения". Различие это фундаментально.

В рамках концепции Беркович дает объяснение как одни и те же единицы материи могут быть и частицами, и волнами. Электрон может вращаться вокруг ядра атома по нескольким орбитам. Восприняв дополнительную порцию энергии, он перескакивает на более удаленную орбиту; испустив квант энергии, наоборот, переходит на ближнюю. Однако физики до сих пор не могли ответить на вопрос, как происходит этот переход. Казалось бы, электрон должен перемещаться с орбиты на орбиту по какой-то траектории, однако уравнения квантовой механики дают другое: электрон как бы исчезает с одной орбиты и вновь появляется на другой. Модель Берковича показывает, как именно это происходит. Электрон действительно исчезает с одной орбиты и как-бы воскресает на другой. В промежутке он существует не как частица, а только как волна. К этому можно добавить, что время трансформации всего 10-24 с.

Одна из групп решений уравнения графически выражается в виде множества спиралей. Если счет ускоряется, то активность вдоль спирали нарастает, а если замедляется, то убывает. При этом оказывается, что и нарастание, и убывание информации подчинены одним и тем же математическим законам экспоненты.

Среди особенностей этой кривой - то, что вверх она взмывает очень круто, а вниз опускается полого. Эта особенность соответствует одному из самых фундаментальных фактов микромира: колоссальному различию в массе заряженных элементарных частиц при равенстве абсолютной величины заряда. Отрицательно заряженная частица, электрон, имеет примерно в две тысячи раз меньшую массу, чем положительно заряженная частица - протон. Когда эти факты были установлены впервые, они сильно озадачили физиков. Впоследствии к ним привыкли, но причина различия в массе между электроном и протоном так и осталась необъясненной. Гипотеза Берковича дает отгадку: протону соответствует возрастание экспоненты, а электрону - убывание.

Если же представить себе такую конфликтную ситуацию, когда счетчику приходится и ускорять, и замедлять счет из-за противоположной информации, получаемой от соседних счетчиков, то графически она может быть выражена путем сложения возрастающей и убывающей экспонент. Получится кривая, соответствующая третьей из основных элементарных частиц - нейтрону. Становится ясно, почему нейтрон электрически нейтрален и почему масса у него чуть-чуть больше, чем у протона. Понятна и причина относительной неустойчивости нейтрона: в свободном состоянии он через некоторое время распадается на протон и электрон.

Правда, при распаде нейтрона выделяется еще одна частица, сверхмалая и электрически нейтральная - нейтрино. Откуда она берется? Беркович объясняет ее появление информационными взаимодействиями второго порядка.

До сих пор мы рассматривали такую ситуацию, когда данный счетчик подстраивается только к своим ближайшим соседям. Но он может взаимодействовать также и с соседями своих соседей, только степень воздействия здесь существенно более слабая. Такой обмен информацией, согласно выводам Берковича, описывается синусоидой. Ей и соответствует нейтрино.

Если пойти еще дальше, то можно убедиться, что должна существовать частица нейтрино-2, во много раз меньшая, чем нейтрино-1. И должно быть нейтрино-3, меньшее, чем нейтрино-2. Когда Беркович теоретически рассчитал существование этих супермалых частиц, он решил, что наткнулся на противоречие, которое опровергает его гипотезу. Однако, порывшись в литературе, он обнаружил, что физикам известны как раз три вида нейтрино, но второй и третий были открыты уже после того, как он сам отошел от физики (закончив МФТИ Беркович много лет занимался исследованиями в области информационных систем управления).

Весьма интересно гипотеза Берковича объясняет загадку спина. Направление спина всегда либо совпадает, либо противоположно направлению измерения. А поскольку при одновременном излучении двух электронов их спины имеют противоположные направления, то при измерении спина одного электрона автоматически определяется направление другого, словно он "знает", что исследователи именно в данный момент проделывают с его партнером.

По представлениям Берковича, частица - это "материализованная" спираль, по которой распространяется информация. Движение информации напоминает движение ввинчивающегося шурупа: она продвигается вперед с поворотом. Это значит, что в каком бы направлении мы ни расположили измерительный прибор - вертикально, горизонтально или под каким-то углом, - он всегда зафиксирует один и тот же угол поворота шурупа. В этом и состоит разгадка странной послушности спина, чье направление совпадает с направлением измерения. Становится понятной и "информированность" парного электрона.

Из гипотезы Берковича вытекают и другие следствия, которые объясняют многие парадоксы современной физики. Известно, например, что мы обитаем в разбегающейся Вселенной. Путем экстраполяции установили, что это разбегание длится около пятнадцати миллиардов лет и идет из единого центра. Значит, когда-то нашей Вселенной не существовало, затем в определенной точке произошел грандиозный взрыв, который привел к образованию огромной массы движущейся материи. Из чего же все это произошло?

Теория относительности и квантовая механика отвечают так. Поскольку энергия и масса взаимосвязаны и могут переходить друг в друга, то можно представить себе столкновение двух даже самых малых частиц, наделенных сверхогромной энергией. Столкнувшись, как два биллиардных шара, такие частицы должны затормозиться, и часть их энергии превратится в массу. Но физиков мало удовлетворяет подобное объяснение, ибо, откуда могли взяться частицы, наделенные столь огромной энергией?

Согласно гипотезе Берковича, достаточно сделать допущение, что какая-то внешняя причина задержала ход одного из счетчиков. Если бы это произошло, то все соседние счетчики стали бы подстраиваться под него. В этом случае остановленный счетчик превратится в центр, из которого во все стороны разбегаются спиральки информационной активности, то есть генераторы материи. Подсчеты показали, что для образования всей массы материи, составляющей нашу Вселенную, достаточно остановить счетчик всего на такое количество оборотов, которое соответствует времени примерно в одну тысячу секунд, то есть меньше 17 минут.

Наконец еще один фундаментальной важности вопрос. Эйнштейн последние тридцать лет своей жизни работал над созданием единой теории поля. Он стремился выработать такую общую физическую концепцию, из которой и электромагнетизм, и квантовая механика, и тяготение вытекали бы как частные случаи. Однако эта работа не привела к успеху. Трудно предположить, что Эйнштейну не хватило ума и таланта для достижения цели, тем более, что те, кто отваживался идти по тому же пути после него, тоже почти не продвинулись вперед. Не значит ли это, что ошибка заключалась в самой постановке проблемы?

Беркович убежден, что это именно так. Все, что говорилось выше, связано только с одним классом решений его основного уравнения. Но есть и другие решения. Одно из них дает распространение информации не по спиралям, а диффузионным путем, как бы по простым прямым линиям. Причем эти линии, приближаясь к линиям, продуцируемым спиралями, стимулируют их смещение в свою сторону, что позволяет отождествить их с полем тяготения.

Если так, то становится ясно, почему не удалось создать единую теорию поля. Единства между тяготением и другими физическими явлениями в рамках физического мира не существует. Оно возникает лишь на более глубоком уровне - информационном.

Берковичу приходилось излагать свою модель мира на различных научных симпозиумах и конференциях. Отношение к его взглядам остается недоверчивым. Признают богатые возможности предложенного им подхода, но не принимают данную модель до тех пор, пока в ее рамках не будет получено четкого количественного (а не только качественного) описания фундаментальных физических явлений или пока она не будет подтверждена так называемым решающим экспериментом. Однако всестороннее количественное исследование модели наталкивается на трудности вычислений, что же касается экспериментальной проверки, то идея таковой возникла у Берковича только в самое последнее время.

Это связано с проблемой антимира. В модели Берковича он без труда находит свое место: спирали нашего мира имеют одно направление вращения, но теоретически возможны оба направления. Вращаясь в другую сторону, спираль дает античастицу: позитрон или антипротон.

По теории вероятностей, первоначально должно было возникнуть примерно равное количество частиц и античастиц. Сталкиваясь друг с другом, они взаимно аннигилировали. Те частицы, которые случайно оказались в избытке, - это и есть наш мир. Такую точку зрения высказал еще А.Д.Сахаров, который связал избыток материи по сравнению с антиматерией с проблемой нарушения симметрии в начальный момент жизни Вселенной. В этой концепции Беркович и увидел возможность экспериментальной проверки своей гипотезы.

Решающим считается такой эксперимент, результаты которого должны не только вытекать из проверяемой теории, но и опровергать существующую альтернативную концепцию.

Согласно представлениям современной физики, пространство однородно, то есть все направления в нем равноправны. Из модели Берковича вытекают иные представления: в пространстве существует абсолютное выделенное направление. Это направление связано с нарушением симметрии. Оно может быть выявлено экспериментально путем наблюдения распада некоторых недолговечных частиц (К-мезонов).

Физики давно уже обнаружили, что изредка, примерно один раз из тысячи, распад К-мезонов происходит аномально: так, словно материя имеет преимущества перед антиматерией. Беркович предполагает, что в случае отклонения от нормы распада направление движения частицы в момент распада совпадает с предсказанным им абсолютным направлением в пространстве. В этом и заключена возможность проверки. Для той же цели может быть использован распад любых неустойчивых частиц. Похоже, никто не обращал внимания на направление движения частицы в момент распада: ведь с точки зрения теории относительности оно не имеет никакого значения. По представлениям Берковича, именно направление движения частицы определяет, распадается она или нет.

Появившаяся возможность подвергнуть модель Берковича экспериментальной проверке превращает ее из красивого умозрительного построения в простую рабочую гипотезу.

ПРИЛОЖЕНИЕ

БИБЛЕЙСКИЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ И РАЗВИТИЕ ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ

Примирить библейскую картину творения с эволюционными взглядами современной науки не столь сложно, если провести между ними четкое разделение. Библия символически выражает связь природного мира с Творцом, а наука непосредственно описывает природу, отвлекаясь от существования этой связи. Но не теряет ли от этого сама наука?

Мысль о том, что природный мир не существовал изначально, но был создан Творцом рядом последовательных актов творения, стимулирует глубокие научные идеи. В космологии она привела к открытию "антропного принципа", согласно которому законы природы и вся Вселенная устроены так, как будто они были специально созданы для появления человека. Небольшие изменения в законах микромира сделали бы невозможным появление атомов. Существующие законы электрического взаимодействия позволили возникнуть сложным молекулярным структурам. Закон всемирного тяготения гарантирует возникновение и устойчивость Солнечной системы, обеспечивающей нужные климатические условия Земле.

Конечно, признание учеными "антропного принципа" не означает их уверенности в том, что мир был сотворен, а лишь в том, что изучаемая наукой Вселенная устроена так, как если бы она создавалась специально для того, чтобы в ней мог существовать человек. Этот факт допускает различные мировоззренческие интерпретации.

Здесь и открывается интересная возможность перейти к принципиально новым отношениям между религией и естествознанием. Вместо соперничества возникает сотрудничество, которое можно пояснить такой аналогией. Палеонтология дала огромный эмпирический материал, который можно интерпретировать как следы эволюционного процесса жизни. Подобно этому естествознание накопило гигантский запас сведений об устройстве физического мира и жизни на Земле, который можно интерпретировать как следы Божественного акта творения. Антропный принцип в космологии - это лишь первая ласточка в возможном ряду таких представлений.

Все дело в том, что наука позволяет обнаружить в глубине открытых непосредственному наблюдению феноменов фундаментальные сущности. Эти сущности составляют реальность, совсем не похожую на то, что непосредственно видит наблюдатель. Классическое естествознание еще пыталось объяснить мир "видимых" явлений через наглядные представления: взаимодействие атомов, мыслимых как обычные частицы миниатюрных размеров, или движение материальных субстанций (теплород или эфир), похожих по своим свойствам на жидкость или газ. Современная наука отказалась от принципа подобия "глубинной" и наблюдаемой реальности. Современная физика ищет объяснение в математических структурах, лишенных наглядной интерпретации (бесконечномерные пространства, структуры симметрий и т.п.). Биолог объясняет появление органических форм через свойства генетического кода, записанного в молекулярном строении ДНК и несущего информацию об этих формах. Глубинная ("невидимая") реальность как бы несет в себе "замысел Творца", проявляющийся в феноменах, доступных наблюдению.

Ученый ставит себе целью не просто объяснить одни явления через другие, но понять этот "замысел". Для этого требуется воображение, способность конструировать объекты, свойства которых совсем не похожи на свойства вещей, открытых в непосредственном опыте. Опять-таки, не важно, верит ли данный конкретный исследователь в существование Творца. Объективная логика развития науки заставляет ученого действовать так, как будто он разгадывает замысел Творца, чтобы понять феномен природы.

Ученый волен здесь сместить акцент: пытаясь понять некий феномен, он реконструирует обусловившую его фундаментальную реальность как запечатленный след акта творения. Так, например, концепция эволюции по Л.С.Бергу позволяет ставить вопрос о расшифровке эволюционной программы преобразования генотипа, как некоторой исходной информации, возникающей в акте творения жизни.

С данной точки зрения интересно не столько объяснить сам процесс эволюции, сколько понять факторы, определяющие многообразие живых форм. Поэтому самостоятельный интерес приобретают систематика, морфология, генетика и эмбриология, позволяющие обнаружить фундаментальные механизмы, которые лежат в основе эволюционного развития жизни на Земле.

Время и вечность. Акт творения отличается от эволюционного процесса не только своей однократностью, но и тем, что сотворение мира происходит в вечности, а эволюция длится во времени. Вечность - это вовсе не бесконечно длящееся время, но отсутствие времени, преодоление его. В вечности нет понятий "раньше" и "позже", "короче" и "дольше". Само время было сотворено вместе с миром. Поэтому бессмысленно ставить вопрос о том, сколько в действительности длился каждый из шести дней творения. Однако если в этот "день" был инициирован определенный этап эволюционного процесса, то длительность этапа правомерно пытаться оценить. Строго говоря, нельзя говорить о том, что первый день имел место раньше второго или пятого, ибо и тот и другой состоялись не во времени, но в вечности. Нумерация этих дней характеризует, скорее, их логическую, а не временную последовательность. Можно было бы говорить о шести уровнях или "пластах" вечности, в лоне которой зародилось время.

Про событие, происходящее в вечности, нельзя сказать "оно было" или "оно будет". Это событие есть всегда - пребывает вечно. Последовательность дней творения - это только попытка символического соотношения шести уровней акта творения, как начальной точки отсчета исторического времени (Ю.А. Шрейдер)