В теоретическом естествознании
ХVII – ХХ столетий
За три столетия своего развития теоретическое естествознание выработало несколько существенно разных версий диалектики необходимости и случайности в объективном мире. Выработка этих версий была важнейшим мировоззренческим и методологическим результатом соответствующих концептуальных революций. В дальнейшем эти версии оформлялись в мощные парадигмы, которые господствовали (и поныне господствуют) в мировой науке (или в её широких областях). Отметим основные исторические этапы их формирования и соответствующие им основные тезисы.
1. Классическая физика ХVII – ХХ веков (и классический
сектор современной физики):
- в объективном мире нет места случайности, в нём безраздельно господствуют необходимость и однозначные (жёсткие), силовые, ли-нейные причинно-следственные связи;
- человеческое мышление способно сколь угодно точно рассчитывать движение любого объекта, если оно опирается на понимание соответствующих законов движения и на знание начальных условий (условий однозначности), то есть положений и скоростей (импульсов) объекта и его элементов;
- в ходе решения таких задач могут возникать (и, как правило, возникают) непреодолимые вычислительные трудности на пути к точному решению, но они не принципиальны: никакой случайности и неопределённости в самих объектах познания нет.
2. Статистическая механика 70 – 90-х гг. ХIХ в. (и статис-
тическая механика в классическом секторе современной
физики и химии):
- сверхсложные системы типа идеального газа с количеством молекул-элементов порядка 1023 и более в большом и в малом подчиняются принципам жёсткого механистического детерминизма;
|
Илл. 51.На этой паре рисунков представлена суть мысленного эксперимента М. Борна, который в 1949 г. В. А. Фабриканту удалось осуществить практически, подтвердив концепцию Борна прямым экспериментом. На рисунке слева изображена ситуация с волнами на поверхности воды. Согласно принципу Х. Гюйгенса, две щели на стенке перед волной становятся источниками двух волн, а эти волны интерферируют. На этом рисунке запечатлено чередование амплитуд интерферирующих волн в один из моментов времени на удалении от стенки с двумя щелями. Рисунок справа отражает интерференцию поодиночно летящих электронов с одинаковой энергией. Здесь интерферируют уже волновые функции их движений в пространстве. Отдельные электроны движутся по непредсказуемым траекториям и сигнализируют о себе точечными вспышками света на экране с люминофорным покрытием. (Здесь – полное подобие свечению электронно-лучевого кинескопа в телевизоре, только во втором случае электроны летят к люминофорному покрытию телеэкрана сплошным потоком, а не поодиночке.) Каждая из точечных вспышек света появляется случайно, но когда их огромное количество, они образуют зоны, подобные интерференционной картине на поверхности воды. Впервые экспериментаторы столкнулись с интерференцией электронов в 1923 г., зарегистрировав её на фотопластинках. Но фотопластинки необратимо фиксировали лишь интегральный итог пролёта колоссального количества электронов. (Здесь была некоторая аналогия с обманчивой статичностью радуги, неподвижная макроструктура которой непрерывно «поддерживается» чередой единичных семицветных вспышек отражённого и преломлённого света на падающих каплях дождя.) Результаты этих опытов до интерпретации М. Борна ложно интерпретировались как парадоксально волновая макроструктура самих электронов, которые чуть ли не сознательно выбирают для пролёта одну из двух щелей, а потом интерферируют сами с собой.
- обращение кинетической теории тепла в ХIХ в. к понятиям и методам математической теории вероятностей – не более чем обходнойвычислительный манёвр теоретической физики, негативная дань неспособности человеческого ума точно решать подобные сверхсложные задачи классической механики.
3. Нерелятивистская квантовая механика после 1927 г.:
- если в кинетической теории тепла физика имеет дело с однозначной динамикой колоссально сложных механических систем,то в области атомных и субатомных масштабов пространства она имеет дело с поведением единичных объектов, но в колоссально сложном поле своих возможных состояний;
- движение отдельных микрочастиц материи при этом непредсказуемо в принципе,то есть, случайность и неопределённость органически присущи самим микрообъектам, а не исходят от ограниченных возможностей субъекта познания;
- теоретически можно рассчитывать только вероятностипоя-вления микрочастицы в конкретных областях пространства и в конкретные моменты времени, так как микрообъекты не имеют траекторий движения в классическом смысле;
- эти расчёты проводятся на основе знания интегральных характеристик поведения колоссального количества микрочастиц в поле всех своих возможных состояний, причём эти интегральные характеристики имеют волноподобную структуру, демонстрируя сугубо волновые эффекты (интерференцию, дифракцию и др.).
4. Теоретическая кибернетика 40 – 50-х гг. ХХ в.:
- фактор случайности и неопределённости является объективным фактором и в обычном, окружающем нас макромире,так как этот макромир сложен до такой степени, что содержит принципиально непредсказуемые области явлений;
- сложность отражающих объективный мир конечных систем в любом случае недостаточна для достижения ими исчерпывающей информированности о своём окружении;
- кибернетические системы способны более или менее адекватно ориентироваться в своём сложном окружении и более или менее гибко приспосабливать к нему своё целенаправленное поведение;
- динамику кибернетических систем в их сложном и точно непредсказуемом окружении в принципе невозможно рассчитать сколь угодно точно.
5. Синергетика 70 – 90-х гг. ХХ в.:
- подобно физическим микрообъектам, обычные объекты окружающего нас макромира имеют области колоссально и непредсказумо сложного многообразия своих возможных состояний в режимах хронической неустойчивости;
- подобно квантовой механике, классические теории неустойчивой динамики также должны переставлять акцент с вероятностного описания динамики колоссально сложных систем на вероятностное описание динамики единичных объектов, но в колоссально сложном поле всех возможных состояний;
- фактор случайности и неопределённости – нечто существенно большее, чем просто объективный фактор окружающего нас макромира:в сочетании с фактором фрактального самоусложнения систем он формирует неисчерпаемое многообразие геометрических форм объектов в окружающем нас макромире;
- в науке точный расчёт и прогноз конкретных геометрических форм абсолютного большинства объектов в окружающем нас макромире невозможен в принципе.
Следует особо подчеркнуть, что философские умозрения на тему диалектики необходимости и случайности культивировались веками и тысячелетиями, однако они не смогли предвосхитить конкретные особенности основных научно-теоретических открытий в этой области.