Идея единства и простоты научного знания. 2000. (Мамчур Е.А.)

Идея единства и простоты научного знания

в современном естествознании

Е.А. Мамчур

Все крупные движения идей в научном познании обусловливались не столько попытками разрешить противоречия между теорией и аномальными экспериментальными результатами, сколько стремлением к единству и простоте теоретического знания. Это стремление не было чем-то вторичным, оно не сводилось к деятельности по упорядочиванию уже полученных результатов. Оно было первичным, основным принципом и требованием, определяющим стратегию научного поиска.

В настоящее время эффективность поисков единства знания и даже сама их необходимость ставятся под сомнение. Так, теоретики синергетики, например И.Пригожин и И.Стенгерс, говорят о том, что идеалы простоты и единства были правомерны только в период генезиса научного знания, что в современной науке, приступившей к исследованию больших сложноорганизованных систем, эти поиски потеряли свою актуальность. В классической науке, рассуждают Пригожин и Стенгерс, “сложность природы была провозглашена только кажущейся, а разнообразие природы - укладывающимся в универсальные истины, воплощенные для Галилея в математических законах движения” [1]. Это убеждение, сформировавшееся в классической науке, авторы относят к одному из мифов, характерных только для классической науки. Современная наука, утверждают они, должна отказаться от этого мифа.

Аналогичные аргументы выдвигаются некоторыми физиками-теоретиками в связи с программой “эффективных теорий” в физике элементарных частиц (о ней будет рассказано ниже), в связи с появлением различного типа антиредукционистских программ в естествознании, в связи с разработкой концепции нечетких множеств в математике (Заде) и т.д. В современной методологии науки говорят даже о замещении парадигмы простоты научного знания парадигмой сложности. Сторонники этой точки зрения утверждают, что традиционный и популярный в классическом (да и неклассическом) естествознании тезис: “Наука за видимой сложностью ищет невидимую простоту” (Ж.Перрен) - в современном научном познании оказывается несостоятельным. Поиски простоты в современном естествознании обречены на заведомый провал.

В настоящей статье я попытаюсь выяснить, насколько справедливы подобные утверждения. Но вначале сделаю краткий экскурс в историю физического познания, с тем чтобы определить, насколько работающими были здесь идеи единства и простоты.

Идеал простоты и единства в классической и неклассической науке

Соображения единства лежали в основе создания уже первой, механической, картины мира, основанием которой выступала классическая механика Галилея - Ньютона. С единой точки зрения удалось объяснить движение земных и небесных тел. В созданной Ньютоном теоретической системе открытые ранее Галилеем законы движения тел вблизи поверхности Земли и кеплеровские законы движения планет фактически утратили свою самостоятельность, став проявлением единого закона всемирного тяготения. Классическая механика стремилась объяснить с единых, механических, позиций все природные явления. И это ей блестяще удавалось до тех пор, пока не появились вначале термодинамика, а затем электродинамика Фарадея - Максвелла. Термодинамика, так же как и молекулярно-кинетическая теория, послужившая объяснительным основанием феноменологической термодинамики, не укладывалась в механическую картину мира. Законы термодинамики были необратимыми. Согласно второму началу термодинамики, теплота самопроизвольно может переходить только от более нагретых тел к менее нагретым, но не наоборот. Это было непонятно с точки зрения классической механики, законы которой полностью обратимы. Больцман пытался спасти механическую картину мира с помощью статистической трактовки второго начала. По мнению Больцмана, необратимость законов термодинамики носит не абсолютный, а лишь статистический характер: в принципе возможен и переход тепла от менее нагретых тел к более нагретым, но только этот переход является чрезвычайно маловероятным.

Если по отношению к термодинамике удалось найти такой паллиатив, то с появлением электромагнетизма стало ясно, что наука находится на пороге создания новой картины мира. Хорошо известно, какие усилия предпринимались учеными, для того чтобы “втиснуть” электромагнетизм в механическую картину мира. Все оказалось тщетным. Открытие Фарадеем электромагнитной индукции показало, что для понимания явлений, связанных с переменными токами и движущимися магнитами, требуется введение новых, существенно немеханических идей и концепций. В физику было введено понятие поля, ставшее отправным пунктом при создании классической электродинамики.

Эта теория легла в основание новой, электромагнитной, картины мира, с формированием которой появилось стремление объяснить все природные процессы с помощью основных принципов и законов лежащей в ее основании теории. Подобные попытки, как известно, не увенчались успехом, но нам важно обратить внимание на то, что при создании этой новой картины мира определяющую роль, так же как и при создании механической картины, играло стремление к единству научного знания. Великий Фарадей ясно давал понять, что им руководит в его творчестве именно это стремление. Фарадей знал об опыте Эрстеда, которому удалось создать магнитное поле с помощью электрического тока. Интуиция исследователя природы говорила ему, что, так же как электрический ток порождает магнетизм, должно существовать и противоположное явление: магнетизм должен порождать электричество. Долгое время Фарадею не удавалось превратить магнетизм в электричество, поскольку он работал с постоянным магнитным полем, а источником электрического поля могло быть только переменное магнитное поле. Уяснив это, Фарадей получил искомый результат.

Дальнейший шаг в направлении к единству физического знания был сделан Максвеллом, объединившим оптику и электромагнетизм. Предсказав существование электромагнитных волн (они были получены позже Герцем) и показав, что свет является разновидностью электромагнитных волн, Максвелл объединил электромагнетизм и оптику.

Создавая свою электронную теорию, которая была призвана сыграть ту же роль, что и молекулярно-кинетическая теория по отношению к термодинамике (т.е. выступить в качестве объяснительной теории по отношению к феноменологической электродинамике), Лоренц также руководствовался стремлением к единству и простоте знания. Осознавая необходимость создания электронной теории, предоставляющей ученому знания о механизмах электромагнитных явлений, Лоренц писал, что такая теория сможет ликвидировать существенный недостаток электромагнитной теории, а именно тот, что в ней многие величины берутся просто из опыта (современные физики сказали бы, что они “вводятся руками”), тогда как в “хорошей” теории они должны выводиться из ее основных предпосылок. Лоренц справедливо полагал, что с созданием электронной теории имманентное включение этих величин в теорию станет возможным.

Эйнштейн при создании СТО также руководствовался прежде всего поисками единства научного знания. Проблема состояла в том, чтобы распространить принцип относительности Галилея, справедливый для законов механики, на электромагнитные явления. Принцип относительности Галилея утверждает инвариантность законов природы относительно преобразований Галилея. Согласно этому принципу никакими механическими опытами невозможно установить для замкнутой инерциальной системы, движется ли она равномерно и прямолинейно или покоится. При попытке распространить принцип относительности на электромагнитные явления столкнулись с трудностью. Оказалось, что для света не выполняется правило сложения скоростей, которые были справедливы для механических явлений. Скорость света в отличие от скорости механических явлений не зависела от скорости движения источника и оставалась неизменной в любой инерциальной системе координат. Это было совершенно непонятно и противоречило здравому смыслу. Это было равносильно утверждению, что скорость пассажира, перемещающегося в вагоне, который, в свою очередь, движется относительно железнодорожного полотна, не равна сумме скоростей пассажира (относительно вагона) и скорости вагона, а равна лишь скорости вагона.

Складывалась парадоксальная ситуация. Ее можно было разрешить разными способами. Можно было объявить, например, что принцип относительности несправедлив для электромагнитных явлений, пожертвовав, таким образом, идеей единства знания. Это означало признать существование абсолютной системы отсчета, относительно которой можно определить абсолютное движение всех тел, и допустить, что только в этой системе отсчета скорость света одинакова по всем направлениям. Как известно, Эйнштейн пошел другим путем. Он сохранил принцип относительности и для явлений электромагнетизма (никакими, не только механическими, но и электромагнитными опытами, осуществленными в замкнутой системе, невозможно установить, движется ли она равномерно и прямолинейно или покоится), для чего он был вынужден совершить глубокие преобразования в классических представлениях о пространстве и времени. И Эйнштейн пошел на это, сохранив единство научной картины мира. Именно в этом прежде всего видел достоинства своей теории и сам ее автор. “Специальная теория относительности, - писал Эйнштейн, - выросла из электро­динамики и оптики. Она мало изменила положения этих теорий, но значительно упростила теоретические построения, т.е. вывод законов, и - что несравненно важнее - заметно уменьшила число независящих друг от друга гипотез, лежащих в основе теории” [2]. Эйнштейн ставил в заслугу СТО то, что из нее удается вывести закон сокращения линейных размеров тел в направлении движения совершенно естественно, из основных предпосылок теории, в то время как в классической электродинамике объяснение этого явления потребовало введения весьма искусственных предположений [3].

Те же соображения единства и унификации научного знания руководили Эйнштейном при создании ОТО. При построении этой теории Эйнштейн был движим стремлением доказать, что законы природы инвариантны относительно не только инерциальных, но и неинерциальных систем отсчета, что инерциальные системы не являются преимущественными, выделенными системами.

Поиски единой теории поля, составившие содержание последних 30 лет жизни Эйнштейна, были мотивированы все тем же стремлением к единству научного знания. С построением классической электродинамики в физике утвердились представления о двух, несводимых друг к другу сущностях - веществе и поле и двух видах взаимодействия - гравитационном и электромагнитном. Предпринимавшиеся Эйнштейном попытки объединения этих взаимодействий на основе ОТО успехом, как известно, не увенчались. Высказывается мнение, что эта неудача великого преобразователя естествознания была связана с тем, что он не учитывал идеи квантовой теории. Возможно, менее известно другое: для Эйнштейна и в данном случае на первом месте стояли эстетические соображения. Он был неудовлетворен статусом самой идеи кванта в физическом познании. Для него это была своеобразная гипотеза ad hoc, введенная для того, чтобы разрешить трудности, подобные тем, которые возникали при теоретическом описании закономерностей излучения абсолютно черного тела. Эйнштейн полагал, что с созданием его единой теории поля идея кванта окажется следствием основных предпосылок этой теории. (Именно поэтому Эйнштейн очень прохладно относился к программе Гейзенберга и Паули, пытавшихся непосредственно применить процедуру квантования к гравитационному полю).

Основной причиной, почему не удалось создать единую теорию поля, является глубокое различие в природе электромагнитного и гравитационного полей. Электромагнитное поле является материальным полем. Что касается гравитационного поля, то, согласно ОТО, оно представляет собой не что иное, как метрические свойства пространственно-временного многообразия [4]. По-видимому, создание квантовой теории гравитации (диктуемое все тем же стремлением к единству научного знания, так как в основе лежит стремление объединить ОТО и квантовую механику) потребует новых глубоких преобразований в современной картине мира.

Исследования атомного ядра привели к открытию еще двух типов взаимодействия - сильного (ядерного), ответственного за само существование ядра, и слабого, ответственного за его распад. Было выяснено, что все четыре типа взаимодействия сильно разнятся по своим свойствам. Различия касаются прежде всего величины (силы) взаимодействия: в отличие от гравитационной и электромагнитной сил, являющихся дальнодействующими, сильная и слабая действуют лишь на малых расстояниях. Согласно квантовой теории поля различие в радиусах действия этих сил определяется разницей в массах частиц, передающих взаимодействия. Переносчиком электромагнитного взаимодействия, имеющего бесконечно большой радиус действия, является безмассовый фотон, переносчиком короткодействующего слабого взаимодействия - массивные промежуточные векторные бозоны. Резкие расхождения в свойствах известных взаимодействий показало, что физика далека от желанной цели - выработать единую картину мира.

Аналогичная ситуация складывалась и при исследовании структуры вещества. Открытие атомного строения вещества и выяснение структуры атома как будто бы давали основание надеяться, что все разнообразие существующих в природе элементов может быть теоретически реконструировано на основании всего лишь трех частиц - электронов, протонов, нейтронов. Однако дальнейшее проникновение в область микромира, так же как и исследование космических лучей, привело к открытию огромного числа других элементарных частиц. Таким образом, стремление к единству и унификации физических воззрений постоянно наталкивалось на открывающееся разнообразие сущностей и взаимодействий. Тем не менее физики никогда не мирились с потерей достигнутого единства и всегда пытались найти новые основания для более глубокой унификации.

Значительным шагом в этом направлении было создание классификации сильновзаимодействующих частиц, позволившей существенно сократить число фундаментальных частиц, собрать их в семейства - зарядовые мультиплеты, а затем объединить мультиплеты в более широкие семейства - супермультиплеты. Некоторые особенности адронов позволили вскоре сделать еще один шаг на пути к унификации: было высказано предположение о существовании особых структурных единиц, из которых построены адроны, - кварков. На основании кварковой гипотезы удается представить все (весьма многочисленные) сильновзаимодействующие частицы как комбинацию небольшого числа кварков и таким образом существенно уменьшить число фундаментальных частиц.

Дальнейшим существенным шагом на пути к единству физических теорий явилось создание единой модели электромагнитного и слабого взаимодействия, сформулированной в 60-х годах Ш.Глэшоу, С.Вайнбергом и А.Саламом. Эта модель позволила рассматривать электромагнитную и слабую силы как различные проявления некоторого первичного взаимодействия и свести все многообразие элементарных частиц к двум типам - лептонам и кваркам. Возникновение единой теории электрослабого взаимодействия означало дальнейшее сокращение фундаментальных сущностей, взаимодействий и параметров, необходимых для их описания. Предпринимаются попытки включить в эту схему и сильное взаимодействие (теория “великого объединения”). Реализация этой программы означает возможность рассматривать все три взаимодействия (исключая гравитацию) как проявление некоего первичного фундаментального взаимодействия и объединить в единое семейство лептоны и кварки.

И наконец, наиболее честолюбивая мечта большинства физиков состоит в том, чтобы представить все четыре типа взаимодействия как проявление некоей первичной силы. Такой подход намечен, в част­ности, теорией супергравитации. Эта теория, являющаяся дальнейшим обобщением теории гравитации Эйнштейна, призвана связать два больших класса, на которые делятся все элементарные частицы, - фермионы (частицы с полуцелым спином) и бозоны (частицы с нулевым или целочисленным спином) и уменьшить таким образом число фундаментальных частиц и взаимодействий.

Другая линия поисков унификации знания связана с идеей струн. Предложенная в 1985 г. Дж.Шварцем и М.Грином, она заключает в себе предположение о плодотворности перехода от представлений об объектах микромира как о частицеподобных сущностях к представлению о них как о протяженных сущностях - струнах. Будучи соединенной с идеей суперсимметрии, идея струн ведет к созданию суперструнной теории. Предполагается, что струнная модель может претендовать на роль теории всего сущего (всех физических взаимодействий). Одно из преимуществ суперструнной модели состоит в том, что в ней гравитация вводится совершенно естественно. Ни в ньютоновской, ни в эйнштейновской теориях гравитация не имела статуса физически необходимой сущности. В теории суперструн она впервые играет роль не случайной, а необходимой величины. К сожалению, пока существует слишком много теорий суперструн, и справиться с их размножением в настоящее время не представляется возможным. ( Не будем здесь повторять известные аргументы о том, что пока не удалось достичь тех уровней энергии, которые были бы достаточны для проведения экспериментов, способных подтвердить или опровергнуть струнные теории.)

Таким образом, поиски простоты и единства знания действительно были генеральной стратегией научного познания и в классической, и в неклассической науке. Еще раз подчеркнем: эти поиски не были лишь чем-то вторичным, они выступали определяющим фактором построения теоретических систем. Одному из зарубежных исследователей развития научного знания принадлежат слова, которые прекрасно передают суть этой стратегии: “В науке дело обстоит не так, что мы ищем истину и лишь надеемся на простоту, - все происходит как раз наоборот: мы ищем простоту и лишь надеемся на истину”.

“Прозрачная” простота

Следует обратить внимание на то, что речь в данном случае идет не о той простоте, которую имели в виду аналитические философы, когда обсуждали проблему простоты в середине прошлого столетия. В 60-е годы ХХ в. в аналитической философии наблюдался своеобразный “бум простоты”. Было опубликовано большое число работ, посвященных природе простоты научных теорий, экспликациям понятия простоты, анализу различных аспектов простоты, измерений простоты и т.д. Не осталась в стороне и отечественная философия науки. Здесь также было опубликовано много работ, посвященных принципу простоты научных теорий [5].

В отечественной философии науки обращение к простоте обуслов­ливалось глубоким интересом к закономерностям развития научного знания и к той роли, которую играли в этом развитии методологические принципы научного познания. Простота рассматривалась как один из этих принципов, имеющий важнейшее значение в движении и эволюции научных идей.

В западной философии науки интерес к простоте был вызван стремлением рационально реконструировать весьма часто воспроизводящуюся в научном познании ситуацию, которая характеризовалась появлением эмпирически эквивалентных теорий, претендующих на теоретическое объяснение одной и той же области эмпирических данных. Эти теории являются в равной мере адекватными всем имеющимся в наличии эмпирическим данным, но исходят при этом из различных теоретических предпосылок [6]. Поскольку выбрать между этими конкурирующими теориями, опираясь на эмпирический критерий, оказывается невозможным, в качестве критерия выбора привлекаются внеэмпирические соображения. Таким критерием считался критерий простоты. Понятие простоты в аналитической философии науки рассматривалось как собирательное для довольно широкого класса внеэмпирических критериев - собственно простоты, единства знания, симметрии, а также толкуемых достаточно широко эстетических соображений [7]. В связи с тем, что главную свою задачу аналитические философы видели в реконструкции процедуры подтверждения теории как алгоритмизуемой (в отличие от контекста открытия, который считался в принципе неалгоритмизуемым), они стремились к отысканию точных мер простоты.

Несмотря на то что “бум простоты” давно сошел на нет (хотя точного критерия простоты, который бы был пригоден в любой ситуации, для любых типов теорий и любых компонентов научного знания, так и не было найдено), интерес к простоте в аналитической философии не ослабевает. Простота по-прежнему рассматривается как некий собирательный внеэмпирический критерий выбора между конкурирующими теориями. При этом важнейшим вопросом, как и в прежние времена, остается вопрос о том, почему простота, так же как идеал единства знания и эстетические критерии, играет в научном познании эвристическую роль.

В самом деле, почему? То, что это действительно так, подтверждают творцы науки: И.Ньютон, рассматривавший простоту научных теорий в качестве важнейшего методологического принципа научного познания; уже цитировавшийся выше Ж.Перрен; другой великий француз, О.Френель, утверждавший, что природа не избегает аналитических трудностей и проста только в своих причинах; А.Пуанкаре, руководствовавшийся критерием аналитической простоты, когда он утверждал, что в физике всегда будет отдаваться предпочтение теориям, основывающимся на евклидовой геометрии (коэффициент кривизны пространства К в евклидовой геометрии в отличие от неевклидовых равен 0), и др.

Интерес к простоте и стремление считать ее важнейшим методологическим принципом познания являются не только достоянием истории научного познания. “Чувство красоты и восхищения отнюдь не атрофировались у ученых”, - пишет один из создателей физики элементарных частиц, лауреат нобелевской премии С.Вайнберг. “И по мере того, - продолжает он, - как мы все больше познаем природу, это чувство не только не уменьшается, но становиться сильнее” [8]. Свидетельством справедливости этих слов С.Вайнберга являются высказывания самих творцов современной физики: А.Эйнштейна, утверждавшего, что “внутреннее совершенство теорий” важнее, чем их “внешнее оправдание” [9]; П.Дирака, заявлявшего, что в научной деятельности нужно полагаться более на красоту математических уравнений, нежели на их корректность [10]; В.Гейзенберга, посвятившего красоте в науке не одну страницу своих методологических работ [11], и многих, многих других. При этом все они согласны с тем, что хотя ощущение красоты теорий или их простоты идет рука об руку с такими аспектами познавательной деятельности, как понимание или устранение чувства интеллектуального дискомфорта, красота - это не только субъективное чувство. “Это не просто личностное выражение эстетического удовольствия, - утверждает С.Вайнберг, - это ближе к тому, что имеет в виду тренер, когда смотрит на скаковую лошадь и говорит, что она прекрасна. Конечно, он выражает свое личное мнение, но оно основано на объективном факте: на основе суждения, которое тренер лишь с трудом может уложить в слова, он выражает убеждение, что это именно та лошадь, которая выиграет скачки” [12]. И вновь возникает вопрос: почему?

В недавно опубликованной работе одного из представителей современной аналитической философии, Дж. Маккалистера, предпринимается попытка найти рациональные основания использования эстетических критериев в познании. Автор - рационалист, он считает, что ученые в своей деятельности руководствуются рациональными и неизменными критериями выбора теории. Однако такую благополучную и радужную картину портят два обстоятельства. Первое - это научные революции, которые иногда-таки совершаются в познании; второе - использование в качестве критериев оценки и выбора теории эстетических соображений. В процессе научных революций происходит изменение стандартов оценки и выбора теорий, эстетические же критерии привносят субъективный момент в познавательный процесс. Тем не менее Маккалистер считает, что положение можно спасти. Мы не будем рассматривать здесь, как осуществляется такое спасение в отношении к научным революциям. Рассмотрим, как этот автор решает проблему

с эстетическими критериями.

Маккалистер разделяет все используемые в научном познании критерии на два типа: логико-эмпирические и эстетические. Логико-эмпирические - это собственно эмпирический критерий и критерий непротиворечивости. Эти критерии, с позиции автора, находят свое обоснование через цели науки. В полном согласии с конструктивным эмпиризмом Ван Фраассена, Маккалистер утверждает, что цель научного познания состоит в достижении наибольшей эмпирической адекватности теории и логико-эмпирические критерии как раз и служат достижению такой цели. Что касается эстетических критериев, то они, как полагает Маккалистер, могут также получить обоснование, но только через индукцию. Заметив, что тот или иной эстетический критерий оказывается эффективным и служит достижению основной цели познавательного процесса, ученые используют его и в дальнейшей деятельности, связанной с построением теории. Автор называет это “эстетической индукцией”.

Рассуждения Маккалистера вполне разумны. Если критерий красоты (простоты, единства) используется в науке в качестве критерия выбора теории, то он, конечно, прав. В качестве критерия выбора простота действительно может быть обоснована только посредством индуктивных соображений. И идея Маккалистера об эстетической индукции оказывается оправданной.

Хотелось бы, однако, обратить внимание на то, что во всех подобных дискурсах о простоте ее роль в научном познании сильно сужается. Простота рассматривается сугубо утилитарно. Между тем в реальном познании такие внеэмпирические соображения, как простота, красота, единство научного знания, играют несравненно более значительную и широкую роль. Можно, по-видимому, говорить о двух аспектах простоты (или эстетических соображений). Один из них - тот о котором идет речь и который играет роль критерия выбора между теориями. Здесь простота рассматривается с утилитарной точки зрения, она используется в познании. Этот аспект и имеет в виду Маккалистер. Но он упускает из виду другой аспект, другую роль простоты. Простота входит в научный поиск и научную деятельность на каждом шагу, на каждом этапе познавательной деятельности. Каждый шаг в научном познании - это и есть поиск простоты (а также единства и других эстетических свойств теоретических построений). Создание законов, классификаций, формулировка теорий и т.п. - все это самым непосредственным образом сопряжено с поисками простоты. (Я хотела написать здесь “сопровождается”, но поняла, что это не то слово: создание классификаций, теорий, закономерностей и т.п. - это и есть поиски простоты.) Действие простоты в данном случае оказывается настолько имманентным самой научной деятельности, что оказывается “прозрачным”, невидимым и незаметным.

По сравнению с первым аспектом простоты, который может быть охарактеризован как сильный, этот второй аспект простоты можно считать “слабым”, но без него ни один шаг в продвижении научного знания вперед был бы невозможен. Более того, можно высказать убеждение, что таким образом понимаемая простота лежит в самом основании научной рациональности. Мне уже приходилось писать о том, в каких прекрасных словах и образах зафиксировал связь между тенденциями к единству и рационализмом российский философ начала ХХ в. Л.Шестов. Сам Шестов, как известно, иррационалист. Он против рационального познания. В споре между Афинами (рациональ­ным познанием) и Иерусалимом (верой, откровением) он на стороне Иерусалима.

Шестов призывает человека отвернуться от древа познания и повернуться лицом к древу жизни. Для него стремление человека к познанию всеобщих и необходимых истин было причиной его грехопадения: человек совершил его тогда, когда не захотел удовлетвориться тем, что ему было предназначено Богом, а именно, называнием вещей, когда он захотел сам стать как Бог, возжелав всеобщего и необходимого знания. Философское грехопадение, полагает Шестов, впервые было совершено Фалесом, выступившим в роли философского Адама, когда он вознамерился найти единый источник бытия. И, как пишет российский философ, заблуждение Фалеса, оказавшееся столь роковым для философских исканий последующих веков, было не в том, что он видел начало всего в воде. Эта ошибка скоро разъяснилась и была исправлена. “Но привилась последующей философии и сделалась, так сказать, второй ее природой предпосылка этого заблуждения: должен быть какой-нибудь единый источник, единое начало всего сущего. Эта предпосылка, - продолжает Шестов, стала для человечества истиной an sich и до такой степени овладела нашим духом, что вне ее всякое творчество стало казаться невозможным. Не только наука задалась как последней своей задачей, исключительной целью преодолеть в идее многообразие существующего мира, но всюду, куда являлся человек, он приносил с собой эту мысль” [13].

Даже религия, полагает Шестов, дала обет философскому Адаму - Фалесу, поскольку каждая религия стремится навязать человеку лишь одно учение, одну веру. Поэтому русский мыслитель приветствует идею многообразия религиозного опыта У.Джеймса, его усилия опровергнуть атрибут рационализма в религии - тенденции к единству и обще­обязательную истину.

Ассоциируя единство, регулярность и закон с рационализмом, Шестов трактует многообразие и признание принципиального плюрализма как иррационализм. В отличие от Шестова современный постмодернизм отождествляет идею плюрализма с новым рационализмом. Характерная черта классического рационализма, утверждают постмодернистски ориентированные исследователи науки, состояла в стремлении преодолеть в идее присущее миру разнообразие. Современный рационализм, полагают они, отказывается от этой посылки и приветствует разнообразие во всех его проявлениях. И эта стратегия, по их мнению, находит свое обоснование в практике современного естествознания. Так ли это на самом деле?

Миф простоты или все-таки ее идеал?

Как уже упоминалось в начале статьи, против простоты и единства научного знания как необходимых требований к теориям и регулятивным принципам познания активно выступают теоретики синергетики [14]. На чем основывают они свою аргументацию?

Прежде всего, их рассуждения касаются самой синергетики, где, как они утверждают, претерпевают глубокие изменения классические представления о характере закона. Синергетика в своей физической части представляет собой термодинамику открытых систем и занята изучением систем, находящихся в неравновесном, неустойчивом состоянии. Предельным случаем неустойчивых систем являются хаотические системы, для которых описание в терминах траекторий оказывается невозможным, поскольку соседние траектории со временем расходятся экспоненциально. Это делает невозможным сколько-нибудь определенные предсказания будущего поведения систем, что было совершенно обязательно при описании любых систем классического и неклассического естествознания. Возникают сомнения в возможности законосообразного описания таких систем, а ведь закон - это первая ступень в достижении единства и упрощения знания.

Аналогичные сомнения возникают и в физике элементарных частиц. Среди исследователей субатомного мира нет единого мнения о том, каково будущее знание в плане его организации. Часть физиков являются приверженцами идеи “окончательной теории” и выражают уверенность в возможности ее создания. Другие думают иначе. Они полагают, что мир устроен неустранимо иерархическим образом. Это означает, что мир представляет собой несводимые друг к другу уровни организации материи. В этой связи утверждается, что единственной реальной стратегией для теоретической реконструкции мира элементарных частиц является программа “эффективных теорий”. Эта программа предполагает бесконечную и несводимую к некоему конечному состоянию серию теорий, каждая из которых является справедливой лишь для одного из уровней организации материи. Предполагается, что эти уровни связаны между собой каузально и являются, таким образом, лишь квазиавтономными. Тем не менее законы, управляющие поведением объектов на разных уровнях, не сводимы друг другу. Так же несводимы они и к некоему “окончательному”, “последнему” уровню.

В отличие от стратегии “окончательной” теории стратегия “эффективных” теорий является антиредукционистской. Если упоминать только очень известных физиков, то среди ее сторонников можно назвать Ш.Глэшоу. Как явствует из его недавно опубликованной статьи, он не верит в создание некоей окончательной теории, хотя и признает, что сама идея такой теории является великим стимулом в творчестве ученых, занимающихся теоретической реконструкцией мира элементарных частиц. С.Вайнберг, напротив, является убежденным сторонником идеи окончательной теории. Характерно в этом плане название уже упоминавшейся его книги - “Мечта об окончательной теории” (“Dreams of a final theory”). Как уже было сказано выше, Вайнберг полагает, что одним из возможных кандидатов на роль окончательной теории является теория струн [15]. Как бы то ни было, сторонники программы эффективных теорий склонны полагать, что в физике элементарных частиц идеал простоты и единства научного знания уже не работает.

Представляется, однако, что и в случае синергетики, и в случае физики элементарных частиц проявление скепсиса по отношению к эффективности идеалов единства и простоты не является обоснованным. Как бы ни изменялись представления о законе, остается неизменным одно: поиски законов продолжаются во всех областях знания и на всех уровнях организации материи. Они осуществляются даже при исследовании хаотических систем, где ситуация с законосообразным описанием выглядит на первый взгляд безнадежной. На самом же деле это не так. Напротив, по свидетельству самих ученых, “физики все более и более обращаются к природе наиболее сложных и хаотических проявлений природы, пытаясь сконструировать законы для этого хаоса” [16]. Да и сами теоретики хаоса утверждают, что для теоретической реконструкции поведения хаотических систем уже удалось разработать новый концептуальный аппарат, использующий вероятностное описание в терминах ансамбля траекторий [17]. Аналогичная ситуация складывается и в методологии физики элементарных частиц.

Какая бы множественность при реконструкции микрореальности ни открывалась, физики отнюдь не отказываются от поисков единства в многообразии. Высказывается, в частности, мнение, что даже если в физике элементарных частиц победит программа эффективных теорий, это не будет означать отказа от идеала единства знания. Характерна в этом плане полемика, развернувшаяся на конференции, посвященной концептуальным основаниям квантовой теории поля (март 1996 г., Бостонский университет, США). Кембриджский философ науки М.Рэдхед, обсуждая концептуальные основания квантовой теории поля и защищая идеалы единства научного знания и стратегию поисков “окончательной” теории, сетовал на то, что без такой стратегии и без такой теории вся исследовательская деятельность в области физики элементарных частиц станет значительно менее соответствующей эстетическим критериям, а следовательно, значительно менее волнующей в интеллектуальном отношении [18]. На что другой участник конференции, Т. Ю Цао, возражал, что эстетизм картины не пострадает, даже если придется отказаться от монофундаментализма и согласиться на полифундаментализм, неизбежно порождаемый программой эффективных теорий. Просто идеалы единства и красоты теоретического описания действительности также приобретут черты полифундаментализма. Исследователь каждого из уровней иерархического описания мира будет пытаться найти лежащие в основании явлений закон и порядок, наслаждаясь красотой достигнутых обобщений, даже если и будет осознавать, что его теория имеет ограниченную область применения. И это не должно будет обескураживать его, ведь даже наиболее последовательный сторонник единой и окончательной теории в физике элементарных частиц понимает, что его теория имеет ограниченную область приложения и не может быть использована, скажем, в экономике или поэтическом творчестве [19].

Так что и современное естествознание пока не позволяет говорить о каком-либо отказе от идеалов простоты и единства в научном познании. Есть все основания полагать, что наука и впредь будет за видимой сложностью, какой бы безнадежно запутанной она ни казалась, искать невидимую простоту. Без такой простоты само научное познание было бы невозможным.

Примечания

1. Пригожин И., Стенгерс И. Порядок из хаоса. - М., 1986. - С. 89-102.

2. Эйнштейн А. О специальной и общей теории относительности // Эйнштейн А. Собр. науч. трудов. - М., 1965. - Т. 1. - С. 552.

3. Там же.

4. Мечта Эйнштейна о единой теории поля, нашла, по-видимому, свое воплощение в современном варианте теории Калуцы - Клейна. В этой теории все известные взаимодействия рассматриваются как искажения пространственно-временного континуума. Гравитация представляет собой искривление четырехмерного пространственно-временного континуума, остальные взаимодействия - различного типа расслоения пространственно-временного континуума.

5. См., например: Мамчур Е.А., Овчинников Н.Ф., Уемов А.И. Принцип простоты и меры сложности. - М., 1989. Здесь же читатель может найти ссылки на соответствующую литературу по проблеме простоты.

6. В западной философии науки это явление объясняется “недоопределенностью” теории эмпирическими данными (underdetermination of theory by empirical data) и рассматривается как имеющее весьма драматические последствия для самого теоретического познания. Так, Б. Ван Фраассен считает, что это явление ведет к тому, что в познании может быть достигнута только эмпирическая адекватность теории, и ни о какой истинности теорий речи быть не может. Представители так называемой “сильной программы” социологии познания (эдинбургская школа социологии научного познания) трактуют этот феномен как необходимость прибегать при реконструкции познавательного процесса к социальным факторам. В недоопределенности теории эмпирическими данными они усматривают зазор для проникновения в познавательный процесс социальных факторов в качестве факторов выбора между конкурирующими теориями.

7. Типична в этом отношении одна из недавних работ, посвященных красоте научного знания, в которой красота трактуется весьма широко и иногда даже контр­интуитивно - как простота научной теории, ее визуализация (способность к построению наглядных образов), соответствие господствующему мировоззрению и т.п.

8. Weinberg S. Life in the Universe // Sci. American. - 1994. - Oct. - Р. 79.

9. См.: Эйнштейн А. Собр. науч. трудов. - Т. 4. - С. 266, 267.

10. См.: Дирак П. Эволюция физической картины природы // Элементарные частицы. - М., 1965 / Сер. “Над чем думают физики”. - Вып. 3.

11. См., например: Гейзенберг В. Значение красоты в точной науке // Шаги за горизонт. - М., 1987.

12. Weinberg S. Dreams of a final theory. - L., 1993. - P. 106.

13. Шестов Л. Логика рационального творчества: Памяти Вильгельма Джемса // Шестов Л. Собр. соч. - СПб., 1999. - Т. 6. - С. 293.

14. См.: Пригожин И., Стенгерс И. Порядок из хаоса. - С. 89 и далее.

15. См.: Weinberg S. What is quantum field theory, and what did we think it was? // Conceptual foundations of quantum field theory. - Р. 250.

16. Kadanoff L. From order to сhaos. Essays: сritical, сhaotiс and оtherwise. - Singapore: World Scientific, 1994. - Р. 403.

17. См.: Пригожин И., Стенгерс И. Время, хаос, квант. - М., 1994.

18. См.: Redhead M. Quantum field theory and the philosopher // Cоnceptual foundation of quantum field theory. - Р. 39, 40.

19. Cao T.Yu. Why are philosophers interested in QFT? // Conceptual foundations of quantum field theory. - Р. 33.

Институт человека РАН,

Москва

Mamchur, E.A. The idea of unity and simplicity of scientific knowledge in modern natural sciences

The paper shows that all significant advances of ideas in scientific cognition were determined rather by seeking after unity and simplicity of theoretical knowledge than by aspiration for grappling with contradictions between a theory and abnormal results of an experiment. This seeking was not something secondary and it did not come to putting results already obtained in some order. It was primary and represented the main principle and requirement determining the strategy of scientific research.