37
9. СОВРЕМЕННАЯ ЕСТЕСТВЕННО-НАУЧНАЯ КАРТИНА МИРА Современная физическая картина мира. Смена естественно-научной традиции. Современный рационализм. Наука и искусство – два способа познания мира. Самое удивительное свойство нашего мира – это то, что он познаваем. А. Эйнштейн Современная картина мира возникла в рамках естествознания, и поэтому называется естественно-научной. Она является ре- зультатом синтеза фундаментальных открытий и результатов ис- следования всех естественных наук в целом. Существующая кар- тина мира оказывает воздействие на другие науки, в том числе и на социально-гуманитарные. Например, это воздействие выража- ется в распространении концепций, стандартов и критериев есте- ствознания на другие науки. Хотя естественно-научная картина мира формируется из достижений и результатов познания наук о природе – естествознания, но картина мира в целом дополняется важнейшими концепциями и принципами общественных наук. Современные представления о мире сложились практиче- ски целиком на основании достижений науки ХХ в. Тео- рия относительности радикально изменила наше понимание пространственно-временных отношений, квантовая механика причинно-следственных связей. Современная космология нарисо- вала удивительную историю эволюции Метагалактики, начавшу- юся около 10 - 20 млрд лет тому назад, раскрыла единство и це- лостность космоса, проявляющиеся, прежде всего, во взаимосвязи фундаментальных физических взаимодействий. Биология выявила молекулярные основы процессов жизнедеятельности, проникла в тайны передачи наследственной информации, соединила идеи эво- люции и генетики в новую синтетическую теорию, на основе ко- торой удалось понять механизмы образования и изменения живых организмов. Синергетика продемонстрировала, что процессы са- моорганизации могут происходить не только в мире живого, но и в неживой природе. Математика, химия, информатика, языко- знание, психология и другие науки также внесли немалый вклад в современную научную картину мира. Имеются все основания для того, чтобы сказать, что не в одном прошлом столетии наше понимание мира не претерпело столь значительных изменений в 265

9. СОВРЕМЕННАЯ ЕСТЕСТВЕННО-НАУЧНАЯ КАРТИНА МИРАtest.kirensky.ru/stud/natural/natural9.pdf · знание, психология и другие

  • Upload
    others

  • View
    6

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: 9. СОВРЕМЕННАЯ ЕСТЕСТВЕННО-НАУЧНАЯ КАРТИНА МИРАtest.kirensky.ru/stud/natural/natural9.pdf · знание, психология и другие

9. СОВРЕМЕННАЯ ЕСТЕСТВЕННО-НАУЧНАЯКАРТИНА МИРА

Современная физическая картина мира. Смена естественно-научной традиции.Современный рационализм. Наука и искусство – два способа познания мира.

Самое удивительное свойствонашего мира – это то, что онпознаваем.

А. Эйнштейн

Современная картина мира возникла в рамках естествознания,и поэтому называется естественно-научной. Она является ре-зультатом синтеза фундаментальных открытий и результатов ис-следования всех естественных наук в целом. Существующая кар-тина мира оказывает воздействие на другие науки, в том числе ина социально-гуманитарные. Например, это воздействие выража-ется в распространении концепций, стандартов и критериев есте-ствознания на другие науки. Хотя естественно-научная картинамира формируется из достижений и результатов познания наук оприроде – естествознания, но картина мира в целом дополняетсяважнейшими концепциями и принципами общественных наук.

Современные представления о мире сложились практиче-ски целиком на основании достижений науки ХХ в. Тео-рия относительности радикально изменила наше пониманиепространственно-временных отношений, квантовая механика –причинно-следственных связей. Современная космология нарисо-вала удивительную историю эволюции Метагалактики, начавшу-юся около 10 − 20 млрд лет тому назад, раскрыла единство и це-лостность космоса, проявляющиеся, прежде всего, во взаимосвязифундаментальных физических взаимодействий. Биология выявиламолекулярные основы процессов жизнедеятельности, проникла втайны передачи наследственной информации, соединила идеи эво-люции и генетики в новую синтетическую теорию, на основе ко-торой удалось понять механизмы образования и изменения живыхорганизмов. Синергетика продемонстрировала, что процессы са-моорганизации могут происходить не только в мире живого, но ив неживой природе. Математика, химия, информатика, языко-знание, психология и другие науки также внесли немалый вкладв современную научную картину мира. Имеются все основаниядля того, чтобы сказать, что не в одном прошлом столетии нашепонимание мира не претерпело столь значительных изменений в

265

Page 2: 9. СОВРЕМЕННАЯ ЕСТЕСТВЕННО-НАУЧНАЯ КАРТИНА МИРАtest.kirensky.ru/stud/natural/natural9.pdf · знание, психология и другие

результате развития науки. Сейчас все осознают огромное значе-ние науки не только для практической деятельности, но и длядуховной жизни, для формирования современного мировоззрения.

Однако, несмотря на гигантские успехи распространения об-разования и развития науки, человечество не избавилось от му-чительных проблем и их даже не стало меньше. Широкое при-менение науки и техники раскрыло не только их огромные сози-дательные возможности, но и продемонстрировало всем, что онимогут быть использованы и против человека. Неотъемлемой ча-стью современной картины мира являются глобальные пробле-мы, выражающие глубинные противоречия современного этапаединого исторического процесса развития. Это, несомненно, от-ражается и на мировоззрении современной эпохи. Ведь недаромвысокая оценка науки причудливо сочетается с широким распро-странением суеверий и современных мифов, нередко облаченныхв научные одежды. Как писал Ф. Тютчев, ”чему бы жизнь нас неучила, но сердце верит в чудеса.”

Рассматривая элементы теории относительности, квантовой фи-зики, физики элементарных частиц, мы, по сути дела, знакоми-лись с современной естественно-научной картиной мира, т.е.той научной картиной природы, которая является итогом разви-тия физического знания и естествознания в целом. Естественно-научная картина мира рассматривает Вселенную как единоецелое. Наука рисует Вселенную как однородную, самосогласо-ванную и простую в больших масштабах. Физика показала,что ”инструкции” для самосогласованного однородного космосазаключены в ее законах. Свойства фундаментальных взаимо-действий определили развитие ранней Вселенной и организациюее единой структуры, отличающейся простотой в больших мас-штабах.

При смене картины мира пересматриваются основные вопросымироздания, структура знаний и место науки в жизни общества.Оказалось, что окружающий нас физический мир существовалне всегда – это важнейшее научное открытие XX в. Вселеннаявозникла внезапно, в результате Большого взрыва – чудовищногокатаклизма, когда температура и давление значительно превосхо-дили их предельные значения, которые мы наблюдаем сегодня.

В настоящее время приходит осознание, что мир являетсянелинейным. Нелинейность присуща не только физическим про-

266

Page 3: 9. СОВРЕМЕННАЯ ЕСТЕСТВЕННО-НАУЧНАЯ КАРТИНА МИРАtest.kirensky.ru/stud/natural/natural9.pdf · знание, психология и другие

цессам. Все глобальные процессы – экономические, социологиче-ские, демографические, экологические – описываются нелиней-ными законами. В естествознании активно исследуются процессысамоорганизации материи. Показано, что новые структуры могутвозникать в точках ветвления системы (точках бифуркации), ко-гда становится существенным выбор решения и пути развития, а впромежутках между ними поведение системы описывается обыч-ными причинно-следственными законами. Упорядоченные струк-туры возникают не только в термодинамике, но и в астрофизике,нелинейной оптике, химии, биологии, экологии, геологии и т.д.Все это свидетельствует в пользу единства естествознания.

9.1. Современная физическая картина мира

Новая картина мира только формируется, она еще должна об-рести универсальный язык, адекватный Природе. И. Тамм гово-рил, что наша первейшая задача – научиться слушать природу,чтобы понять ее язык. Картина мира, рисуемая современным есте-ствознанием, необыкновенно сложна и одновременно проста. Еесложность состоит в том, что она может поставить в тупик чело-века, привыкшего мыслить классическими представлениями с ихнаглядной интерпретацией явлений и процессов, происходящих вприроде. С такой точки зрения современные представления о миревыглядят в какой-то мере ”безумными”. Но, тем не менее, совре-менное естествознание показывает, что в природе реализуетсявсе, что не запрещено ее законами, каким бы безумным и неверо-ятным это ни казалось. В то же время современная картина мирадостаточна проста и стройна, поскольку для ее понимания требу-ется не так много принципов и гипотез. Эти качества ей придаюттакие ведущие принципы построения и организации современногонаучного знания, как системность, глобальный эволюционизм,самоорганизация и историчность.Системность отражает воспроизведение наукой того факта, что

Вселенная предстает перед нами как самая крупная из извест-ных нам систем, состоящая из огромного множества подсистемразличного уровня сложности и упорядоченности. Эффект систем-ности состоит в появлении у системы новых свойств, которыевозникают благодаря взаимодействию ее элементов между собой.Другое ее важнейшее свойство – иерархичность и субордина-ция, т.е. последовательное включение систем нижних уровней в

267

Page 4: 9. СОВРЕМЕННАЯ ЕСТЕСТВЕННО-НАУЧНАЯ КАРТИНА МИРАtest.kirensky.ru/stud/natural/natural9.pdf · знание, психология и другие

системы более высоких уровней, что отражает их принципиальноеединство, так как каждый элемент системы оказывается связан-ным со всеми другими элементами и подсистемами. Именно такойпринципиально единый характер демонстрирует нам Природа. По-добным же образом организуется и современное естествознание.В настоящее время можно утверждать, что практически вся со-временная картина мира пронизана и преобразована физикой ихимией. Более того, она включает в себя наблюдателя, от при-сутствия которого зависит наблюдаемая картина мира.Глобальный эволюционизм означает признание того факта,

что Вселенная имеет эволюционный характер – Вселенная и все,что в ней существует, постоянно развивается и эволюциони-рует, т.е. в основе всего сущего лежат эволюционные, необрати-мые процессы. Это свидетельствует о принципиальном единствемира, каждая составная часть которого есть историческое след-ствие эволюционного процесса, начатого Большим взрывом. Идеяглобального эволюционизма позволяет также изучать все процес-сы, протекающие в мире, с единой точки зрения как составляющиеобщего мирового процесса развития. Поэтому основным объектомизучения естествознания становится единая неделимая самоорга-низующаяся Вселенная, развитие которой определяется универ-сальными и практически неменяющимися законами Природы.Самоорганизация – это способность материи к самоусложне-

нию и созданию все более упорядоченных структур в ходе эво-люции. По-видимому, образование все более сложных структурсамой различной природы происходит по единому механизму, ко-торый является универсальным для систем всех уровней.Историчность заключается в признании принципиальной

незавершенности настоящей научной картины мира. И действи-тельно, развитие общества, изменение его ценностных ориента-ций, осознание важности исследования уникальности всей сово-купности природных систем, в которые составной частью включени человек, будут непрерывно менять стратегию научного поискаи наше отношение к миру, потому что весь окружающий нас мирнаходится в состоянии постоянного и необратимого историческогоразвития.

Одной из главных особенностей современной картины мира яв-ляется ее абстрактный характер и отсутствие наглядности,особенно на фундаментальном уровне. Последнее обусловлено

268

Page 5: 9. СОВРЕМЕННАЯ ЕСТЕСТВЕННО-НАУЧНАЯ КАРТИНА МИРАtest.kirensky.ru/stud/natural/natural9.pdf · знание, психология и другие

тем, что на этом уровне мы познаем мир не с помощью чувств, аиспользуя разнообразные приборы и устройства. При этом мы ужепринципиально не можем игнорировать те физические процессы,с помощью которых получаем сведения об изучаемых объектах. Врезультате оказалось, что мы не можем говорить об объектив-ной реальности, существующей независимо от нас, как та-ковой. Нам доступна лишь физическая реальность как частьобъективной реальности, которую мы познаем с помощью опытаи нашего сознания, т.е. факты и числа, получаемые с помощьюприборов. При углублении и уточнении системы научных понятиймы вынуждены все дальше уходить от чувственных восприятий иот понятий, которые возникли на их основе.

Данные современного естествознания все больше подтвержда-ют, что реальный мир бесконечно многообразен. Чем глубже мыпроникаем в тайны строения Вселенной, тем более многообразныеи тонкие связи обнаруживаем.

Коротко сформулируем те черты, которые составляют основусовременной естественно-научной картины мира.

• Пространство и время в современной картине мираСуммируем кратко, как и почему изменялись и развивались

наши, казалось бы, очевидные и интуитивные представления опространстве и времени с физической точки зрения.

Уже в античном мире были выработаны первые материалисти-ческие представления о пространстве и времени. В дальнейшемони прошли сложный путь развития, особенно в ХХ в. Специ-альная теория относительности установила неразрывную связьпространства и времени, а общая теория относительности по-казала зависимость этого единства от свойств материи. Соткрытием расширения Вселенной и предсказанием черных дырпришло понимание, что во Вселенной имеются состояния ма-терии, в которых свойства пространства и времени должныкардинально отличаться от привычных нам в земных условиях.

Время часто сравнивают с рекой. Извечная река времени те-чет сама по себе строго равномерно. ”Время течет” – таково нашеощущение времени, и в этот поток вовлечены все события. Опытчеловечества показал, что поток времени неизменен: его нельзяни ускорить, ни замедлить, ни обратить назад. Он кажется неза-висимым от событий и выступает как ни от чего не зависящаядлительность. Так возникло представление об абсолютном вре-

269

Page 6: 9. СОВРЕМЕННАЯ ЕСТЕСТВЕННО-НАУЧНАЯ КАРТИНА МИРАtest.kirensky.ru/stud/natural/natural9.pdf · знание, психология и другие

мени, которое, наряду с абсолютным пространством, где проис-ходит движение всех тел, составляет основу классической физики.

Ньютон считал, что абсолютное, истинное, математическоевремя, взятое само по себе без отношения к какому-нибудь телу,протекает единообразно и равномерно. Общую картину мира, на-рисованную Ньютоном, коротко можно выразить так: в бесконеч-ном и абсолютном неизменном пространстве с течением временипроисходит движение миров. Оно может быть весьма сложным,процессы на небесных телах разнообразны, но это никак не вли-яет на пространство – “сцену”, где развертывается в неизменномвремени драма событий Вселенной. Поэтому ни у пространства,ни у времени не может быть границ, или, образно говоря, рекавремени не имеет истоков (начала). В противном случае это бы на-рушало принцип неизменности времени и означало бы ”создание”Вселенной. Отметим, что уже философам-материалистам ДревнейГреции тезис о бесконечности мира представлялся доказанным.

В ньютоновской картине не возникало вопроса ни о структуревремени и пространства, ни о их свойствах. Кроме длительностии протяженности, у них других свойств не было. В этой картинемира такие понятия, как ”сейчас”, ”раньше” и ”позже”, были абсо-лютно очевидными и понятными. Ход земных часов не изменится,если перенести их на любое космическое тело, а события, слу-чившиеся при одинаковом показании часов где бы то ни было,надо считать синхронными для всей Вселенной. Поэтому можноиспользовать одни часы, чтобы установить однозначную хроноло-гию. Однако, как только часы отдаляются на все большие рас-стояния L, возникают трудности из-за того, что скорость света cхоть и велика, но конечна. Действительно, если наблюдать за от-даленными часами, например, в телескоп, то мы заметим, что ониотстают на величину L/c. Это отражает тот факт, что “единогомирового потока времени” просто нет.

Специальная теория относительности обнаружила еще один па-радокс. При изучении движения со скоростями, сравнимыми соскоростью света, выяснилось, что река времени не так проста,как думали раньше. Эта теория показала, что понятия ”сейчас”,”позже” и ”раньше” имеют простой смысл только для событий,которые происходят недалеко друг от друга. Когда сравниваемыесобытия происходят далеко, то эти понятия однозначны только втом случае, если сигнал, идущий со скоростью света, успел дойти

270

Page 7: 9. СОВРЕМЕННАЯ ЕСТЕСТВЕННО-НАУЧНАЯ КАРТИНА МИРАtest.kirensky.ru/stud/natural/natural9.pdf · знание, психология и другие

от места одного события до места, где произошло другое. Если этоне так, то соотношение “раньше”–“позже” неоднозначно и зависитот состояния движения наблюдателя. То, что было ”раньше” дляодного наблюдателя, может быть ”позже” для другого. Такие со-бытия не могут влиять друг на друга, т.е. не могут быть причинносвязанными. Это обусловлено тем, что скорость света в пустотевсегда постоянна. Она не зависит от движения наблюдателя и яв-ляется предельно большой. Ничто в природе не может двигатьсябыстрее света. Еще более удивительным оказалось то, что тече-ние времени зависит от скорости движения тела, т.е. секундана движущихся часах становится ”длиннее”, чем на неподвижных.Время течет тем медленнее, чем быстрее по отношению к на-блюдателю движется тело. Этот факт надежно измерен и в опы-тах с элементарными частицами, и в прямых опытах с часами налетящем самолете. Таким образом, свойства времени только каза-лись неизменными. Релятивистская теория установила нераз-рывную связь времени с пространством. Изменение временныхсвойств процессов всегда связаны с изменением пространственныхсвойств.

Дальнейшее развитие понятие времени получило в общей тео-рии относительности, которая показала, что на темп временивлияет поле тяготения. Чем сильнее гравитация, тем медлен-нее течет время по сравнению с его течением вдали от тяготею-щих тел, т.е. время зависит от свойств движущейся материи.Наблюдаемое извне время на планете течет тем медленнее, чемона массивнее и плотнее. Этот эффект имеет абсолютный харак-тер. Таким образом, время является локально неоднородным и наего ход можно оказывать влияние. Правда, наблюдаемый эффектобычно мал.

Теперь уже река времени скорее представляется текущей невезде одинаково и величаво: быстро в сужениях, медленно на пле-сах, разбитой на множество рукавов и ручейков с разной скоро-стью течения в зависимости от условий.

Теория относительности подтвердила философскую идею, со-гласно которой время лишено самостоятельной физической ре-альности и вместе с пространством является лишь необходимымсредством наблюдения и познания окружающего мира разумны-ми существами. Таким образом, концепция абсолютного временикак единого потока, равномерно текущего независимо от наблю-

271

Page 8: 9. СОВРЕМЕННАЯ ЕСТЕСТВЕННО-НАУЧНАЯ КАРТИНА МИРАtest.kirensky.ru/stud/natural/natural9.pdf · знание, психология и другие

дателя, была разрушена. Абсолютного времени как оторваннойот материи сущности нет, но есть абсолютная скорость любогоизменения и даже абсолютный возраст мироздания, рассчитанныйучеными. Скорость света сохраняет свое постоянство даже в неод-нородном времени.

Дальнейшие изменения в представлениях о времени и про-странстве произошли в связи с открытием черных дыр и теориирасширения Вселенной. Оказалось, что в сингулярности простран-ство и время перестают существовать в обычном смысле этогослова. Сингулярность – это место, где разрушается классическаяконцепция пространства и времени, так же как и все известныезаконы физики. В сингулярности свойства времени кардиналь-но изменяются и приобретают квантовые черты. Как образнонаписал один из известнейших физиков современности С. Хокинг:“...непрерывный поток времени состоит из ненаблюдаемого ис-тинно дискретного процесса, подобно рассматриваемому издалинепрерывному потоку песка в песочных часах, хотя этот поток со-стоит из дискретных песчинок – река времени дробится здесь нанеделимые капли...” (Хокинг, 1990).

Но нельзя считать, что сингулярность – это граница времени,за которой существование материи происходит уже вне времени.Просто здесь пространственно-временные формы существованияматерии приобретают совсем необычный характер, а многие при-вычные понятия становятся порой бессмысленными. Однако припопытке представить себе, что это такое, мы попадаем в затрудни-тельное положение из-за особенностей нашего мышления и языка.”Здесь перед нами вырастает психологический барьер, связанныйс тем, что мы не знаем, как воспринимать понятия пространстваи времени на этом этапе, когда они еще не существовали в на-шем традиционном понимании. У меня при этом появляется такоеощущение, как будто я внезапно попал в густой туман, в которомпредметы теряют свои привычные очертания” (Б. Ловелл).

О характере законов природы в сингулярности пока толькодогадываются. Это передний край современной науки, и многоездесь будет еще уточняться. Время и пространство приобретают всингулярности совсем другие свойства. Они могут быть квантовы-ми, могут иметь сложное топологическое строение и т.д. Но в на-стоящее время понять это детально не представляется возможнымне только потому, что очень сложно, но и потому, что специалисты

272

Page 9: 9. СОВРЕМЕННАЯ ЕСТЕСТВЕННО-НАУЧНАЯ КАРТИНА МИРАtest.kirensky.ru/stud/natural/natural9.pdf · знание, психология и другие

сами не очень хорошо знают, что все это может означать, тем са-мым подчеркивая, что наглядные интуитивные представленияо времени и пространстве как неизменной длительности всегосущего правильны лишь в определенных условиях. При переходек другим условиям должны быть существенно изменены и нашипредставления о них.

• Поле и вещество, взаимодействие

Сформировавшиеся в рамках электромагнитной картины поня-тия поля и вещества получили дальнейшее развитие в совре-менной картине мира, где содержание этих понятий существенноуглубилось и обогатилось. Вместо двух видов полей, как в элек-тромагнитной картине мира, теперь рассматривается четыре, приэтом электромагнитное и слабое взаимодействия удалось описатьединой теорией электрослабых взаимодействий. Все четыре поляна корпускулярном языке интерпретируются как фундаменталь-ные бозоны (всего 13 бозонов). Каждый предмет природы являетсясложным образованием, т.е. имеет структуру (состоит из каких-либо частей). Вещество состоит из молекул, молекулы – из атомов,атомы – из электронов и ядер. Атомные ядра состоят из прото-нов и нейтронов (нуклонов), которые, в свою очередь, состоят изкварков и антикварков. Последние сами по себе – в свободномсостоянии, не существуют и не имеют никаких отдельных частей,как электроны и позитроны. Но по современным представлени-ям они потенциально могут содержать в себе целые замкнутыемиры, имеющие собственную внутреннюю структуру. В конечномсчете вещество состоит из фундаментальных фермионов – ше-сти лептонов и шести кварков (не считая антилептонов и анти-кварков).

В современной картине мира основным материальным объек-том является вездесущее квантовое поле, переход его из одногосостояния в другое меняет число частиц. Здесь уже нет непрохо-димой границы между веществом и полем. На уровне элемен-тарных частиц постоянно происходят взаимопревращения поля ивещества.

Согласно современным взглядам взаимодействие любого ви-да имеет своего физического посредника. Такое представлениеосновано на том, что скорость передачи воздействия ограниченафундаментальным пределом – скоростью света. Поэтому притя-жение или отталкивание передается через вакуум. Упрощенную

273

Page 10: 9. СОВРЕМЕННАЯ ЕСТЕСТВЕННО-НАУЧНАЯ КАРТИНА МИРАtest.kirensky.ru/stud/natural/natural9.pdf · знание, психология и другие

современную модель процесса взаимодействия можно представитьследующим образом. Заряд-фермион создает вокруг частицы по-ле, порождающее присущие ему частицы-бозоны. По своей при-роде это поле близко к тому состоянию, которое физики при-писывают вакууму. Можно сказать, что заряд возмущает ваку-ум, и это возмущение с затуханием передается на определенноерасстояние. Частицы поля являются виртуальными – они суще-ствуют очень короткое время и в эксперименте не наблюдают-ся. Две частицы, оказавшись в радиусе действия своих зарядов,начинают обмениваться виртуальными частицами: одна частицаиспускает бозон и тут же поглощает идентичный бозон, испу-щенный другой частицей, с которой она взаимодействует. Обменбозонами создает эффект притяжения или отталкивания междувзаимодействующими частицами. Таким образом, каждой части-це, участвующей в одном из фундаментальных взаимодействий,соответствует своя бозонная частица, переносящая это взаимо-действие. Каждому фундаментальному взаимодействию прису-щи свои переносчики-бозоны. Для гравитации – это гравитоны,для электромагнитных взаимодействий – фотоны, сильное взаи-модействие обеспечивается глюонами, слабое – тремя тяжелымибозонами. Эти четыре типа взаимодействий лежат в основе всехдругих известных форм движения материи. Более того, имеютсяоснования считать, что все фундаментальные взаимодействия ненезависимы, а могут быть описаны в рамках единой теории, кото-рую называют суперобъединением. Это еще одно доказательствоединства и целостности природы.

• Взаимопревращения частиц

Взаимопревращаемость – характерная черта субатомных ча-стиц. Электромагнитной картине мира была присуща стабиль-ность; недаром в ее основе лежат стабильные частицы – элек-трон, позитрон и фотон. Но стабильные элементарные части-цы – это исключение, а правилом является нестабильность.Почти все элементарные частицы нестабильны – они самопроиз-вольно (спонтанно) распадаются и превращаются в другие части-цы. Взаимопревращения происходят и при столкновениях частиц.Для примера покажем возможные превращения при столкновениидвух протонов при различных (возрастающих) уровнях энергии:

274

Page 11: 9. СОВРЕМЕННАЯ ЕСТЕСТВЕННО-НАУЧНАЯ КАРТИНА МИРАtest.kirensky.ru/stud/natural/natural9.pdf · знание, психология и другие

p+ p→ p+ n+ π+,

p+ p→ p+ Λ0 +K+,

p+ p→ p+ Σ+ +K0,

p+ p→ n+ Λ0 +K+ + π+,

p+ p→ p+ Θ0 +K0 +K+,

p+ p→ p+ p+ p+ p̄.

Здесь p̄ – антипротон.Подчеркнем, что при столкновениях в действительности проис-

ходит не расщепление частиц, а рождение новых частиц; онирождаются за счет энергии сталкивающихся частиц. При этомвозможны не любые превращения частиц. Способы преобразова-ния частиц при столкновениях подчиняются определенным зако-нам, которые могут быть использованы для описания мира суб-атомных частиц. В мире элементарных частиц действует правило:разрешено все, что не запрещают законы сохранения. Послед-ние играют роль правил запрета, регулирующих взаимопревра-щения частиц. Прежде всего, это законы сохранения энергии,импульса и электрического заряда. Эти три закона объясняютстабильность электрона. Из закона сохранения энергии и импуль-са следует, что суммарная масса продуктов распада меньше массыпокоя распадающейся частицы. Существует много специфических”зарядов”, сохранение которых также регулируют взаимопревра-щения частиц: барионный заряд, четность (пространственная, вре-менная и зарядовая), странность, очарование и др. Некоторые изних не сохраняются при слабых взаимодействиях. Законы сохра-нения связаны с симметрией, которая, как считают многие физи-ки, является отражением гармонии фундаментальных законовприроды. Видимо, не зря еще философы древности рассматрива-ли симметрию как воплощение красоты, гармонии и совершенства.Можно даже сказать, что симметрия в единстве с асимметриейправят миром.

Квантовая теория показала, что вещество постоянно находитсяв движении, не оставаясь в состоянии покоя ни на мгновение. Этоговорит о фундаментальной подвижности материи, ее динамизме.Материя не может существовать без движения и становления.Частицы субатомного мира активны не потому, что они оченьбыстро движутся, но потому, что они – процессы сами по себе.

275

Page 12: 9. СОВРЕМЕННАЯ ЕСТЕСТВЕННО-НАУЧНАЯ КАРТИНА МИРАtest.kirensky.ru/stud/natural/natural9.pdf · знание, психология и другие

Поэтому говорят, что вещество имеет динамическую природу,а составные части атома, субатомные частицы, существуют не ввиде самостоятельных единиц, а в виде неотъемлемых компонен-тов неразрывной сети взаимодействий. Эти взаимодействия питаетбесконечный поток энергии, проявляющийся в обменах частица-ми, динамическом чередовании стадий созидания и разрушения,а также в беспрестанных изменениях энергетических структур.В результате взаимодействий образуются устойчивые единицы, изкоторых и состоят материальные тела. Эти единицы также рит-мически колеблются. Все субатомные частицы имеют релятивист-скую природу, и их свойства невозможно понять вне их взаи-модействий. Все они неразрывно связаны с окружающим их про-странством, и не могут рассматриваться в отрыве от него. С однойстороны, частицы оказывают влияние на пространство, с другой –они являются не самостоятельными частицами, а, скорее, сгуст-ками поля, пронизывающими пространство. Изучение субатомныхчастиц и их взаимодействий открывает нашему взору не мир хао-са, а в высшей степени упорядоченный мир, несмотря на то, что вэтом мире безраздельно властвует ритм, движение и непрестанноеизменение.

Динамическая природа мироздания проявляется не только науровне бесконечно малого, но и при изучении астрономическихявлений. Мощные телескопы помогают ученым следить за непре-станным движением вещества в космосе. Вращающиеся облакагазообразного водорода, сгущаясь, уплотняются и постепенно пре-вращаются в звезды. При этом температура их сильно возрастает,они начинают светиться. Со временем водородное топливо выго-рает, звезды увеличиваются в размерах, расширяются, затем сжи-маются и заканчивают свою жизнь гравитационным коллапсом,при этом некоторые из них превращаются в черные дыры. Все этипроцессы происходят в различных уголках расширяющейся Все-ленной. Таким образом, вся Вселенная вовлечена в бесконечныйпроцесс движения или, говоря словами восточных философов, впостоянный космический танец энергии.

• Вероятность в современной картине мира

Механическая и электромагнитные картины мира построенына динамических закономерностях. Вероятность там допускает-ся лишь в связи с неполнотой наших знаний, подразумевая,что с ростом знаний и уточнением деталей вероятностные законы

276

Page 13: 9. СОВРЕМЕННАЯ ЕСТЕСТВЕННО-НАУЧНАЯ КАРТИНА МИРАtest.kirensky.ru/stud/natural/natural9.pdf · знание, психология и другие

уступят место динамическим. В современной картине мира ситуа-ция принципиально иная – здесь фундаментальными являютсявероятностные закономерности, несводимые к динамическим.Нельзя точно предсказать, какое превращение частиц произойдет,можно говорить только о вероятности того или иного превраще-ния; нельзя предсказать момент распада частицы и т.д. Но этоне означает, что атомные явления протекают совершенно произ-вольным образом. Поведение любой части целого обусловлено еемногочисленными связями с последним, а поскольку об этих свя-зях мы, как правило, не знаем, нам приходится от классическихпонятий причинности перейти к представлениям о статистическойпричинности.

Законы атомной физики имеют природу статистических законо-мерностей, согласно которым вероятность атомных явлений опре-деляется динамикой всей системы. Если в классической физикесвойства и поведение целого определяются свойствами и поведе-нием его отдельных частей, то в квантовой физике все обстоит со-вершенно иначе: поведение частей целого определяется самимцелым. В современной картине мира случайность стала принци-пиально важным атрибутом; она выступает здесь в диалектиче-ской взаимосвязи с необходимостью, что и предопределяет фун-даментальность вероятностных закономерностей. Случайность инеопределенность лежат в основе природы вещей, поэтому языквероятности стал нормой при описании физических законов. Гос-подство вероятности в современной картине мира подчеркивает еедиалектичность, а стохастичность и неопределенность являютсяважными атрибутами современного рационализма.

• Физический вакуум

Фундаментальные бозоны представляют возбуждения сило-вых полей. Когда все поля находятся в основном (невозбужден-ном) состоянии, то говорят, что это и есть физический вакуум.В прежних картинах мира вакуум рассматривался просто как пу-стота. В современной – это не пустота в обычном смысле, аосновное состояние физических полей, вакуум ”заполнен” вир-туальными частицами. Понятие ”виртуальная частица” тесносвязано с соотношением неопределенностей для энергии и време-ни. Она принципиально отличается от обычной частицы, которуюможно наблюдать в эксперименте.

Виртуальная частица существует столь малое время ∆t, что277

Page 14: 9. СОВРЕМЕННАЯ ЕСТЕСТВЕННО-НАУЧНАЯ КАРТИНА МИРАtest.kirensky.ru/stud/natural/natural9.pdf · знание, психология и другие

определяемая соотношением неопределенностей энергия ∆E =~/∆t оказывается достаточной для ”рождения” массы, равной мас-се виртуальной частицы. Эти частицы появляются сами по себеи тут же исчезают, считается, что они не требуют затрат энер-гии. По замечанию одного из физиков, виртуальная частица ведетсебя как кассир-мошенник, регулярно успевающий вернуть взя-тые из кассы деньги, прежде чем это заметят. В физике мы нетак редко встречаемся с вполне реально существующим, но дослучая себя не проявляющим. Например, атом в основном состоя-нии не испускает излучения. Значит, если на него не действовать,он останется ненаблюдаемым. Говорят, что виртуальные частицыненаблюдаемы. Но они ненаблюдаемы до тех пор, пока на нихопределенным образом не подействовать. Когда же они сталкива-ются с реальными частицами, имеющие соответствующую энер-гию, то происходит рождение реальных частиц, т.е. виртуальныечастицы превращаются в реальные.

Физический вакуум представляет собой пространство, в ко-тором рождаются и уничтожаются виртуальные частицы. Вэтом смысле физический вакуум обладает определенной энерги-ей, соответствующей энергии основного состояния, которая по-стоянно перераспределяется между виртуальными частицами. Новоспользоваться энергией вакуума мы не можем, потому чтоэто самое низкое энергетическое состояние полей, соответствую-щее самой минимальной энергии (меньше быть не может). Приналичии внешнего источника энергии можно реализовать возбуж-денные состояния полей – тогда будут наблюдаться обычные ча-стицы. С этой точки зрения обычный электрон теперь представ-ляется как бы окруженным ”облаком” или ”шубой” виртуальныхфотонов. Обычный фотон движется ”в сопровождении” виртуаль-ных электрон-позитронных пар. Рассеяние электрона на электронеможно рассматривать как обмен виртуальными фотонами. Точнотак же каждый нуклон окружен облаками мезонов, которые су-ществуют очень недолго.

При некоторых обстоятельствах виртуальные мезоны могутпревратиться в реальные нуклоны. Виртуальные частицы спонтан-но возникают из пустоты и снова в ней растворяются, даже еслипоблизости нет других частиц, которые могут участвовать в силь-ных взаимодействиях. Это также свидетельствует о неразрывномединстве вещества и пустого пространства. Вакуум содержит

278

Page 15: 9. СОВРЕМЕННАЯ ЕСТЕСТВЕННО-НАУЧНАЯ КАРТИНА МИРАtest.kirensky.ru/stud/natural/natural9.pdf · знание, психология и другие

бесчисленное множество беспорядочно возникающих и исчезаю-щих частиц. Связь между виртуальными частицами и вакуумомимеет динамическую природу; образно говоря, вакуум есть ”жи-вая пустота” в полном смысле этого слова, в его пульсациях берутначало бесконечные ритмы рождений и разрушений.

Как показывают эксперименты, виртуальные частицы в вакуумевполне реально воздействуют на реальные объекты, например, наэлементарные частицы. Физики знают, что отдельные виртуаль-ные частицы вакуума невозможно обнаружить, но их суммарноевоздействие на обычные частицы опыт замечает. Все это соответ-ствует принципу наблюдаемости.

Многие физики считают открытие динамической сущности ва-куума одним из важнейших достижений современной физики. Изпустого вместилища всех физических явлений пустота преврати-лась в динамическую сущность огромной важности. Физическийвакуум принимает непосредственное участие в формировании ка-чественных и количественных свойств физических объектов. Та-кие свойства, как спин, масса, заряд, проявляются именно привзаимодействии с вакуумом. Поэтому любой физический объектв настоящее время рассматривается как момент, элемент кос-мической эволюции Вселенной, а вакуум считается мировымматериальным фоном. Современная физика демонстрирует, чтона уровне микромира материальные тела не имеют собственнойсущности, они являются неразрывно связанными со своим окру-жением: их свойства могут восприниматься только в терминах ихвоздействий с окружающим миром. Таким образом, неразрывноеединство мироздания проявляется не только в мире бесконечномалого, но и в мире сверхбольшого – этот факт получает призна-ние в современной физике и космологии.

В отличие от предыдущих картин мира, современнаяестественно-научная картина рассматривает мир на существен-но более глубоком, более фундаментальном уровне. Атомистиче-ская концепция присутствовала во всех прежних картинах мира,но только в XX в. удалось создать теорию атома, позволившуюобъяснить периодическую систему элементов, образование хими-ческой связи и т.д. Современная картина объяснила мир микро-явлений, исследовала необычные свойства микрообъектов и ради-кальным образом воздействовала на наши представления, которыевырабатывались веками, заставила кардинально пересмотреть их

279

Page 16: 9. СОВРЕМЕННАЯ ЕСТЕСТВЕННО-НАУЧНАЯ КАРТИНА МИРАtest.kirensky.ru/stud/natural/natural9.pdf · знание, психология и другие

и решительно порвать с некоторыми традиционными взглядами иподходами.

Все прежние картины мира страдали метафизичностью; они ис-ходили из четкого разграничения всех исследуемых сущностей,стабильности, статичности. Сначала преувеличивалась роль меха-нических движений, все сводилось к законам механики, затем –к электромагнетизму. Современная картина мира порвала с та-кой ориентацией. В ее основе лежат взаимопревращения, играслучая, многообразие явлений. Основанная на вероятностных за-конах, современная картина мира диалектична; она значительноточнее, чем прежние картины, отражает диалектически противо-речивую действительность.

Раньше вещество, поле и вакуум рассматривали раздельно. Всовременной картине мира вещество, как и поле, состоит изэлементарных частиц, которые взаимодействуют друг с дру-гом, взаимопревращаются. Вакуум ”превратился” в одну из раз-новидностей материи и ”состоит” из виртуальных частиц, взаи-модействующих друг с другом и с обычными частицами. Такимобразом, исчезает граница между веществом, полем и вакуумом.На фундаментальном уровне все грани в природе действитель-но оказываются условными.

В современной картине мира физика тесно объединяется с дру-гими естественными науками – она фактически сливается с хими-ей и выступает в тесном союзе с биологией; недаром эту картинумира называют естественно-научной. Для нее характерно стира-ние всех и всяческих граней. Здесь пространство и время высту-пают как единый пространственно-временной континуум, массаи энергия взаимосвязаны, волновое и корпускулярное движениеобъединяются и образуют единый объект, вещество и поле взаи-мопревращаются. Исчезают границы между традиционными раз-делами внутри самой физики, а, казалось бы, такие далекие дис-циплины, как физика элементарных частиц и астрофизика, ока-зываются настолько связанными, что многие говорят о революциив космологии.

Мир, в котором мы живем, состоит из разномасштабных откры-тых систем, развитие которых подчиняется общим закономерно-стям. При этом он имеет свою историю, в общих чертах известнуюсовременной науке, начиная от Большого взрыва. Науке известныне только “даты”, но и во многом сами механизмы эволюции Все-ленной от Большого взрыва до наших дней. Краткая хронология

280

Page 17: 9. СОВРЕМЕННАЯ ЕСТЕСТВЕННО-НАУЧНАЯ КАРТИНА МИРАtest.kirensky.ru/stud/natural/natural9.pdf · знание, психология и другие

20 млрд лет назад Большой взрыв3 минуты спустя Образование вещественной основы ВселеннойЧерез несколько сотен лет Появление атомов (легких элементов)19-17 млрд лет назад Образование разномасштабных структур (га-

лактик)15 млрд лет назад Появление звезд первого поколения, обра-

зование тяжелых атомов5 млрд лет назад Рождение Солнца4,6 млрд лет назад Образование Земли3,8 млрд лет назад Зарождение жизни450 млн лет назад Появление растений150 млн лет назад Появление млекопитающих2 млн лет назад Начало антропогенеза

Таблица 9.1.

наиболее важных событий приведена в таблице 9.1 (взята из кни-ги [3]). Здесь мы обратили внимание в первую очередь на данныефизики и космологии, потому что именно эти фундаментальныенауки формируют общие контуры научной картины мира.

9.2. Смена естественно-научной традиции

...Разум есть способность видетьсвязь общего с частным.

И. Кант

Достижения естествознания, и прежде всего физики, в своевремя убедили человечество, что окружающий нас мир можнообъяснить и предсказать его развитие, абстрагируясь от Бога ичеловека. Лапласовский детерминизм сделал человека стороннимнаблюдателем, для него было создано отдельное – гуманитарноезнание. В результате все прежние картины мира создавалиськак бы извне: исследователь изучал окружающий мир отстранен-но, вне связи с собой, в полной уверенности, что можно иссле-довать явления, не нарушая их течения. Н. Моисеев пишет: ”Внауке прошлого с ее стремлением к прозрачным и ясным схемам,с ее глубокой убежденностью, что мир в своей основе достаточнопрост, человек превратился в стороннего наблюдателя, изучающе-го мир ”извне”. Возникло странное противоречие – человек всеже существует, но существует как бы сам по себе. А космос, при-рода – тоже сами по себе. И объединились они, если это можноназвать объединением, только на основе религиозных воззрений”.(Моисеев, 1988.)

281

Page 18: 9. СОВРЕМЕННАЯ ЕСТЕСТВЕННО-НАУЧНАЯ КАРТИНА МИРАtest.kirensky.ru/stud/natural/natural9.pdf · знание, психология и другие

В процессе создания современной картины мира эта традициярешительно ломается. Она сменяется принципиально иным подхо-дом к изучению природы; теперь научная картина мира создаетсяуже не ”извне”, а ”изнутри”, сам исследователь становитсянеотъемлемой частью создаваемой им картины. Об этом хоро-шо сказал В. Гейзенберг: ”В поле зрения современной науки пре-жде всего – сеть взаимоотношений человека с природой, те связи,в силу которых мы, телесные существа, представляем собой частьприроды, зависящую от других ее частей, и в силу которых самаприрода оказывается предметом нашей мысли и действия тольковместе с человеком. Наука уже не занимает позиции только на-блюдателя природы, она осознает себя как частный вид взаимодей-ствия человека с природой. Научный метод, сводившийся к изоля-ции, аналитическому объединению и упорядочению, натолкнулсяна свои границы. Оказалось, что его действие изменяет и преобра-зует предмет познания, вследствие чего сам метод уже не можетбыть отстранен от предмета. В результате, естественно-научнаякартина мира, по-существу, перестает быть только естественно-научной.” (Гейзенберг, 1987.)

Таким образом, познание природы предполагает присут-ствие человека, и надо ясно осознавать, что мы, как выразилсяН. Бор, не только зрители спектакля, но одновременно и дей-ствующие лица драмы. Необходимость отказа от существующейестественно-научной традиции, когда человек отстранился от при-роды и мысленно бесконечно детально готов был ее препариро-вать, хорошо осознавал уже 200 лет назад Гете:

Во всем подслушать жизнь стремясь,Спешат явленья обездушить,Забыв, что если в них нарушитьОдушевляющую связь,То больше нечего и слушать. (”Фауст”.)

Особенно ярко новый подход к исследованию природы проде-монстрировал В. Вернадский, создавший учение о ноосфере –сфере Разума – биосфере, развитие которой целенаправлен-но управляется человеком. В. Вернадский рассматривал человекакак важнейшее звено в эволюции природы, который не только под-вергается влиянию природных процессов, но и, будучи носителемразума, способен целенаправленно воздействовать на эти про-цессы. Как отмечает Н. Моисеев, ”учение о ноосфере оказалось

282

Page 19: 9. СОВРЕМЕННАЯ ЕСТЕСТВЕННО-НАУЧНАЯ КАРТИНА МИРАtest.kirensky.ru/stud/natural/natural9.pdf · знание, психология и другие

как раз тем звеном, которое позволило связать картину, рожден-ную современной физикой, с общей панорамой развития жизни –не только биологической эволюции, но и общественного прогрес-са... Очень многое нам еще не ясно и скрыто от нашего взора. Темне менее сейчас перед нами развертывается грандиозная гипоте-тическая картина процесса самоорганизации материи от Большоговзрыва до современного этапа, когда материя познает себя, когдаей становится присущ разум, способный обеспечить ее целена-правленное развитие”. (Моисеев, 1988.)

9.3. Современный рационализм

В XX в. физика возвысилась до уровня науки об основах бы-тия и его становления в живой и неживой природе. Но это неозначает, что все формы существования материи сводятся к физи-ческим основаниям, речь идет о принципах и подходах к модели-рованию и освоению целостного мира человеком, который и самявляется его частью, и осознает себя таковым. Мы уже отмеча-ли, что в основе всякого научного знания лежит рациональноемышление. Развитие естествознания привело к новому понима-нию научной рациональности. Согласно Н. Моисееву, различа-ют: классический рационализм, т.е. классическое мышление,–когда человек ”задает” вопросы Природе, а Природа отвечает, какона устроена; неклассический (квантово-физический) или со-временный рационализм – человек задает Природе вопросы, ноответы уже зависят не только от того, как она устроена, но иот способа постановки этих вопросов (относительность к сред-ствам наблюдения). Пробивает дорогу третий тип рационально-сти – постнеклассическое или эволюционно-синергетическоемышление, когда ответы зависят и от того, как был задан вопрос,и от того, как устроена Природа, и какова ее предыстория. Самаже постановка вопроса человеком зависит от уровня его развития,его культурных ценностей, которые, по сути, определяются всейисторией цивилизации.

• Классический рационализм

Рационализм есть система взглядов и суждений об окружа-ющем мире, которая основывается на выводах и логическихзаключениях разума. При этом не исключается влияние эмо-ций, интуитивных прозрений и т.п. Но всегда можно отличить

283

Page 20: 9. СОВРЕМЕННАЯ ЕСТЕСТВЕННО-НАУЧНАЯ КАРТИНА МИРАtest.kirensky.ru/stud/natural/natural9.pdf · знание, психология и другие

рациональный образ мышления, рациональные суждения от ирра-циональных. Истоки рационализма как образа мышления лежатв глубокой древности. Весь строй античного мышления был ра-ционалистичен. Рождение современного научного метода связы-вают с революцией Коперника–Галилея–Ньютона. В этот периодподверглись коренному слому взгляды, утвердившиеся со временантичности, сформировалось понятие современной науки. Имен-но отсюда родился научный метод формирования утверждений оприроде взаимосвязей в окружающем мире, который опирается нацепочки логических заключений и эмпирический материал. Врезультате сформировался образ мышления, который теперь на-зывают классическим рационализмом. В его рамках утвердилсяне только научный метод, но и целостное миропонимание – некаяцелостная картина мироздания и процессов, которые в нем проис-ходят. В ее основе лежало представление о Вселенной, возникшеепосле революции Коперника–Галилея–Ньютона. После сложнойсхемы Птолемея Вселенная предстала в своей удивительной про-стоте, законы Ньютона оказались простыми и понятными. Новыевоззрения объяснили, почему все происходит так, а не иначе. Носо временем эта картина усложнилась.

В XIX в. мир уже предстал перед людьми как некий слож-ный механизм, который однажды был когда-то и кем-то запущени который действует по вполне определенным, раз и навсегда на-чертанным и познаваемым законам. В результате возникла вера внеограниченность знаний, которая была основана на успехах на-уки. Но в этой картине самому человеку места не оказалось. В нейон был лишь только наблюдатель, не способный влиять на всегдаопределенный ход событий, но способный регистрировать проис-ходящие события, устанавливать связи между явлениями, други-ми словами, познавать законы, управляющие этим механизмом и,таким образом, предугадывать возникновение тех или иных собы-тий, оставаясь посторонним наблюдателем всего, что происходитво Вселенной. Таким образом, человек эпохи Просвещения – все-го лишь посторонний наблюдатель того, что происходит во Все-ленной. Для сравнения вспомним, что в античной Греции человекприравнивался к богам, он был в силах вмешиваться в происхо-дящие вокруг него события.

Но человек – не просто наблюдатель, он способен познаватьИстину и ставить ее на службу самому себе, предсказывая ход

284

Page 21: 9. СОВРЕМЕННАЯ ЕСТЕСТВЕННО-НАУЧНАЯ КАРТИНА МИРАtest.kirensky.ru/stud/natural/natural9.pdf · знание, психология и другие

событий. Именно в рамках рационализма возникло представлениеоб Абсолютной истине, т.е. о том, что есть на самом деле –что от человека не зависит. Убежденность в существовании Аб-солютной истины позволила Ф. Бэкону сформулировать знаме-нитый тезис о покорении Природы: знания человеку нужны длятого, чтобы ставить себе на службу силы Природы. Изменятьзаконы Природы человек не в состоянии, но заставить их слу-жить человечеству он может. Таким образом, у науки появиласьцель – умножать силы человеческие. Природа теперь представля-ется неисчерпаемым резервуаром, предназначенным для того, что-бы удовлетворять его безгранично растущие потребности. Наукастановится средством покорения Природы, источником челове-ческой активности. Такая парадигма в конечном счете и привелачеловека на край пропасти.

Классический рационализм установил возможности позна-ния законов Природы и их использования для утверждения мо-гущества человека. Одновременно появились представления о за-претах. Оказалось, что существуют и различные ограничения,непреодолимые принципиально. Такими ограничениями являет-ся, прежде всего, закон сохранения энергии, который носит абсо-лютный характер. Энергия может переходить из одной формы вдругую, но не может возникать из ничего и не может исчезать. От-сюда вытекает невозможность создания вечного двигателя – этоне технические трудности, а запрет Природы. Другой пример –второй закон термодинамики (закон о неубывании энтропии).В рамках классического рационализма человек осознает нетолько свое могущество, но и собственную ограниченность.Классический рационализм – детище европейской цивилизации,его корни уходят в античный мир. Это величайший прорыв че-ловечества, открывший горизонты современной науки. Рациона-лизм – есть некий образ мышления, чье влияние испытали насебе и философия, и религия.

В рамках рационализма сложился один из важнейших подхо-дов к изучению сложных явлений и систем – редукционизм,суть которого состоит в том, что, зная свойства отдельных эле-ментов, составляющих систему, и особенности их взаимодей-ствия, можно предсказать свойства всей системы. Другимисловами, свойства системы выводятся из свойств элементов иструктуры взаимодействия и являются их следствием. Таким обра-

285

Page 22: 9. СОВРЕМЕННАЯ ЕСТЕСТВЕННО-НАУЧНАЯ КАРТИНА МИРАtest.kirensky.ru/stud/natural/natural9.pdf · знание, психология и другие

зом, изучение свойств системы сводят к изучению взаимодействияотдельных ее элементов. Это и составляет основу редукциониз-ма. При таком подходе решено множество важнейших проблеместествознания, он часто дает хорошие результаты. Когда говорятслово “редукционизм”, то имеют в виду также и попытки заме-нить исследование сложного реального явления некоторой сильноупрощенной моделью, его наглядной интерпретацией. Построениетакой модели – достаточно простой для изучения ее свойств и од-новременно отражающей определенные и важные свойства для ис-следования реальности, всегда является искусством, и каких-либообщих рецептов наука предложить не может. Идеи редукционизмаоказались весьма плодотворными не только в механике и физике,но и в химии, биологии и других областях естествознания. Клас-сический рационализм и идеи редукционизма, сводящие изучениесложных систем к анализу отдельных их составляющих и струк-туры их взаимодействий, представляют важный этап в историине только науки, но и всей цивилизации. Именно им в первуюочередь обязано современное естествознание своими основнымиуспехами. Они были необходимым и неизбежным этапом разви-тия естествознания и истории мысли, но, будучи плодотворнымив определенных сферах, эти идеи оказались не универсальными.

Несмотря на успехи рационализма и связанное с ним бурноеразвитие естественных наук, рационализм как образ мышленияи основа миропонимания не превратился в некую универсальнуюверу. Дело в том, что в любом научном анализе присутствуютэлементы чувственного начала, интуиции исследователя и да-леко не всегда чувственное переводится в логическое, так какпри этом теряется часть информации. Наблюдение за природойи успехи естествознания постоянно стимулировали рационалисти-ческое мышление, которое, в свою очередь, способствовало раз-витию естествознания. Сама реальность (т.е. воспринимаемый че-ловеком окружающий мир) порождала рациональные схемы. Онирождали методы и формировали методологию, которая и станови-лась инструментом, позволявшим рисовать картину мира.

Разделение духа и материи – наиболее слабое место в концеп-ции классического рационализма. Кроме этого, он привел к тому,что в сознании ученых глубоко укоренилась убежденность в том,что окружающий мир прост: он прост потому, что такова реаль-ность, а любая сложность от нашего неумения связать наблюдае-

286

Page 23: 9. СОВРЕМЕННАЯ ЕСТЕСТВЕННО-НАУЧНАЯ КАРТИНА МИРАtest.kirensky.ru/stud/natural/natural9.pdf · знание, психология и другие

мое в простую схему. Именно эта простота позволяла строить ра-циональные схемы, получать практически важные следствия, объ-яснять происходящее, строить машины, облегчать жизнь людей ит.д. В основе простоты реальности, которую изучало естествозна-ние, лежали такие, казалось, ”очевидности”, как представленияоб универсальности времени и пространства (время всюду и все-гда течет одинаково, пространство однородно) и т.п. Не всегдаэти представления могли быть объяснены, но они всегда казалисьпростыми и понятными, как говорят, само собой разумеющими-ся и не нуждающимися в обсуждении. Ученые были убеждены,что это есть аксиомы, раз и навсегда определенные, потому чтов реальности происходит так, а не иначе. Классическому рацио-нализму была присуща парадигма абсолютного знания, котороеутверждалось всей эпохой Просвещения.

• Современный рационализм

В ХХ в. от этой простоты, от того, что казалось само собойразумеющимся и понятным, пришлось отказаться и принять, чтомир устроен гораздо сложнее, что все может быть совсем иначе,чем привыкли думать ученые, опираясь на реальность окружа-ющего, что классические представления – всего лишь частныеслучаи того, что может быть на самом деле.

Существенный вклад в это внесли и русские ученые. Основа-тель русской школы физиологии и психиатрии И. Сеченов посто-янно подчеркивал, что человека можно познать только в един-стве его плоти, души и Природы, которая его окружает. Посте-пенно в сознании научного сообщества утверждалось представ-ление о единстве окружающего мира, о включенности человекав Природу, о том, что человек и Природа представляют собойнерасторжимое единство. Человека нельзя мыслить тольконаблюдателем – он сам действующий субъект системы. Такоемировосприятие русской философской мысли называют русскимкосмизмом.

Одним из первых, кто способствовал разрушению естествен-ной простоты окружающего мира, был Н. Лобаческий. Он от-крыл, что кроме геометрии Евклида могут существовать и другиенепротиворечивые и логически стройные геометрии – неевклидо-вы геометрии. Это открытие означало, что ответ на вопрос, каковагеометрия реального мира, вовсе не прост, и что она может бытьотличной от евклидовой. На этот вопрос должна ответить экспе-

287

Page 24: 9. СОВРЕМЕННАЯ ЕСТЕСТВЕННО-НАУЧНАЯ КАРТИНА МИРАtest.kirensky.ru/stud/natural/natural9.pdf · знание, психология и другие

риментальная физика.В конце XIX в. было разрушено еще одно из основополагающих

представлений классического рационализма – закон сложения ско-ростей. Также было показано, что скорость света не зависит оттого, направлен световой сигнал вдоль скорости движения Землиили против (эксперименты Майкельсона–Морли). Чтобы это как-то интерпретировать, пришлось признать как аксиому существо-вание предельной скорости распространения любого сигнала. Вначале XX в. рухнул еще целый ряд опор классического рацио-нализма, среди которых особое значение имело изменение пред-ставления об одновременности. Все это привело к окончательномукрушению обыденности и очевидности.

Но это не означает крушение рационализма. Рационализм пе-решел в новую форму, которую называют теперь неклассическимили современным рационализмом. Он разрушил кажущуюсяпростоту окружающего мира, привел к крушению обыденностии очевидности. В результате прекрасная в своей простоте и логич-ности картина мира теряет свою логичность и, главное, – на-глядность. Очевидное перестает быть не только просто понятным,а иногда и просто неверным: очевидное становится невероятным.Научные революции ХХ в. привели к тому, что человек уже го-тов к встрече с новыми сложностями, новыми невероятностями,еще более не соответствующими реальности и противоречащимиобычному здравому смыслу. Но рационализм остается рациона-лизмом, так как в основе картин мира, создаваемых человеком,остаются схемы, созданные его разумом на основе эмпирическихданных. Они остаются рациональной или логически строгой ин-терпретацией опытных данных. Только современный рационализмприобретает более раскрепощенный характер. Запретов на то, чтоэтого не может быть, становится меньше. Но зато исследова-телю чаще приходится задумываться над смыслом тех понятий,которые до сих пор казались очевидными.

Новое понимание места человека в Природе начало формиро-ваться с 20-х годов ХХ в. с появлением квантовой механики. Онанаглядно продемонстрировала то, что Э. Кант и И. Сеченов давноподозревали, а именно принципиальную неразделимость объек-та исследования и изучающего этот объект субъекта. Онаобъяснила и показала на конкретных примерах, что опора на ги-потезу о возможности разделения субъекта и объекта, которая

288

Page 25: 9. СОВРЕМЕННАЯ ЕСТЕСТВЕННО-НАУЧНАЯ КАРТИНА МИРАtest.kirensky.ru/stud/natural/natural9.pdf · знание, психология и другие

казалась очевидной, никаких знаний не несет. Оказалось, что мы,люди, тоже являемся не просто зрителями, но и участникамимирового эволюционного процесса.

Научное мышление очень консервативно, и утверждение новыхвзглядов, формирование нового отношения к научным знаниям,представлениям об истине и новой картине мира проходили в на-учном мире медленно и непросто. Однако при этом старое пол-ностью не отбрасывается, не перечеркивается, ценности классиче-ского рационализма и сейчас сохраняют свое значение для челове-чества. Поэтому современный рационализм – это новый синтез об-ретенных знаний или новых эмпирических обобщений, это попыт-ка расширить традиционное понимание и включить схемы класси-ческого рационализма в качестве удобных интерпретаций, годныхи полезных, но только в определенных и весьма ограниченныхрамках (годных для решения почти всей повседневной практики).Тем не менее это расширение абсолютно фундаментально. Онозаставляет видеть мир и человека в нем в совершенно ином свете.К нему надо привыкнуть, и это требует немалых усилий.

Таким образом, первоначальная система взглядов на устройствоокружающего мира постепенно усложнялась, исчезало первона-чальное представление о простоте картины мира, его структуре,геометрии, представлениях, которые возникли в эпоху Просвеще-ния. Но происходило не только усложнение: многое из того, чтораньше представлялось очевидным и обыденным, оказалось на са-мом деле просто неверным. Осознать это было наиболее трудным.Исчезло разграничение между материей и энергией, между мате-рией и пространством. Они оказались связанными с характеромдвижения.

Не надо забывать, что все отдельные представления – эточасти единого неразрывного целого, а наши определения их яв-ляются крайне условными. А отделение человека-наблюдателя отобъекта исследования вовсе не универсально, оно тоже условно.Это всего лишь удобный прием, хорошо работающий в определен-ных условиях, а не универсальный метод познания. Исследовательначинает привыкать, что в природе все может происходить самымневероятным, алогичным образом, потому что в действительностивсе между собой каким-то образом связано. Не всегда понятнокак, но связано. И человек тоже погружен в эти связи. В осно-ве современного рационализма лежит утверждение (или постулат

289

Page 26: 9. СОВРЕМЕННАЯ ЕСТЕСТВЕННО-НАУЧНАЯ КАРТИНА МИРАtest.kirensky.ru/stud/natural/natural9.pdf · знание, психология и другие

системности, согласно Н.Моисееву): Вселенная, Мир представ-ляют собой некую единую систему (Универсум), все элементыявления которой так или иначе связаны между собой. Чело-век выступает неотделимой частью Универсума. Это утверждениене противоречит нашему опыту и нашим знаниям и является эм-пирическим обобщением.

Современный рационализм качественно отличается от класси-ческого рационализма XVIII в. не только тем, что вместо класси-ческих представлений Евклида и Ньютона пришло гораздо болеесложное видение мира, в котором классические представления яв-ляются приближенным описанием очень частных случаев, относя-щихся преимущественно к макромиру. Основное отличие состоитв понимании принципиального отсутствия внешнего Абсолют-ного наблюдателя, которому постепенно открывается Абсолют-ная Истина, равно как отсутствие самой Абсолютной Истины. Сточки зрения современного рационализма исследователь и объ-ект связаны нерасторжимыми узами. Это экспериментально до-казано в физике и естествознании в целом. Но при этом рациона-лизм продолжает оставаться рационализмом, ибо логика была иостается единственным средством построения умозаключений.

9.4. Наука и искусство – два способа познания мира

...Чутье художника стоит иногдамозгов ученого, и то и другое име-ет одни цели, одну природу и что,может быть, со временем при со-вершенствовании методов им суж-дено слиться...

А. Чехов

Мы уже отмечали, что наука – мощный и практически незаме-нимый метод познания мира, хотя и не единственный. Стремлениек познанию окружающего мира объективно обусловлено важней-шей задачей разумно использовать природу, разумно организо-вать общество и вообще выработать целесообразное поведе-ние, которое обеспечивает жизнь человеческого рода. Великароль науки в прогнозировании и планировании того, что можетслучиться. Эта потребность была, есть и будет обязательным усло-вием существования человечества.

В течение многих столетий люди всегда считали именно своюэпоху временем небывалого расцвета и триумфа науки. Они с

290

Page 27: 9. СОВРЕМЕННАЯ ЕСТЕСТВЕННО-НАУЧНАЯ КАРТИНА МИРАtest.kirensky.ru/stud/natural/natural9.pdf · знание, психология и другие

удивлением и гордостью рассматривали свою науку как знание,достигшее чуть ли не высшей ступени. Наше время не исключе-ние. До сих пор рост науки описывается экспоненциальной зави-симостью, которая показывает, что число ученых, число публи-куемых научных работ, материальные затраты и т.п. удваиваютсячерез каждые 15–20 лет, т.е. в пределах формирования новогопоколения. Другими словами, за это время новых знаний появля-ется столько, сколько их было накоплено за всю предшествующуюисторию человечества.

Рассматривая познание мира в историческом развитии, мож-но увидеть неуклонное возрастание роли научного, точного зна-ния. Этот процесс начался в незапамятные времена и привел кпредставлениям рационалистов XVII-XVIII вв. Именно тогда былпоставлен вопрос о возможности познания мира в рамках стро-го научных, неопровержимых, логически взаимно обусловленныхпонятий и связей. В современном мире значение точного знания,существенно опирающегося на формальную логику, так вырос-ло, что формально-логические методы иногда абсолютизируются.Часто достоверным считается только такое утверждение, котороеможет быть строго логически доказано, а науку, не основанную наэтом методе, многие вообще не считают наукой. Люди ”точных”наук убеждены, что, исходя из строго сформулированных основ-ных положений и в дальнейшем примененных последовательно (врамках системы законов формальной логики), можно прийти толь-ко к одному-единственному и потому правильному выводу.

Наука осваивает мир в понятиях. Оперирование понятиями поз-воляет выполнять науке познавательные функции: описание, объ-яснение и предсказание явлений. Поэтому каждая наука имеетсобственный язык. Всякое научное познание характеризуется до-казательностью и системностью. Эти качества отличают научноепознание от обыденного. В основе системности доказательностилежит логическая взаимосвязь научных понятий и суждений.

В точных науках широко используется дедуктивный метод ис-следования: сначала дают строгое определение понятий, которыеиспользуются в дальнейшем, затем формулируют правила дей-ствий с ними, а также постулируют некоторые основные связы-вающие их соотношения. После этого в процессе исследованияприменяются лишь логические операции. Исходные положения(определения и постулаты) предполагаются ”правильными”, т.е.соответствующими истинным свойствам тех природных объектов,

291

Page 28: 9. СОВРЕМЕННАЯ ЕСТЕСТВЕННО-НАУЧНАЯ КАРТИНА МИРАtest.kirensky.ru/stud/natural/natural9.pdf · знание, психология и другие

которые изучает данная наука. Но, строго говоря, эти исходныеположения являются гипотетическими. Их выбор представляетсобой действие, лежащее вне логики, а их правильность подтвер-ждается лишь успехами науки, построенной таким образом. Зна-чит, в науке используются как формально-логические элементы,так и внелогические.

Возникает естественный вопрос о соотношении логическо-го и внелогического в процессе познания. Успехи точных на-ук столь велики, что понимание принципиальной необходимостиобоих элементов распространено недостаточно широко, и логиче-ский элемент обычно превалирует над внелогическим (последнеенередко считается чем-то второстепенным). Однако внимательныйанализ показывает, что необходимость во внелогическом элемен-те возникает в любой науке, как только мы хотим сопоставитьс реальными процессами в мире результаты, получаемые с помо-щью математического аппарата, а также аксиоматические положе-ния, на которых этот аппарат строится. Вера в то, что логическивозможное обязательно связано с реальным миром, свойственнабольшинству физиков и математиков.

В гуманитарных науках внелогический элемент более значи-телен. Однако непроходимой границы между естественными игуманитарными науками нет. Например, Н. Вавилов предложилосновывать выводы науки о культурных растениях на анализе ихназваний. Именно здесь наглядно обнаруживается отсутствие ре-альных границ между гуманитарными и естественными науками.Здесь нужно быть или ботаником, или генетиком, проникшим вязыковые тайны, либо лингвистом, профессионально изучающимгеографию растений. Метод совместного изучения языка и матери-альной культуры применяется не только к исследованию названийрастений, но и слов, обозначающих сельскохозяйственные орудия.На этом пути была установлена связь языка и истории культур-ных растений и получены важные выводы по некоторым вопросамистории, позволившие понять культурное прошлое человечества.

Внелогический элемент В. Вернадский называл эмпирическимобобщением. Его смысл состоит в том, что в качестве отправныхпозиций для любого анализа должны использоваться утвержде-ния, согласные, т.е. не противоречащие, эмпирическим данным –опыту, приобретенному в практической деятельности. Следова-ние этому принципу позволяет повысить вероятность реализации

292

Page 29: 9. СОВРЕМЕННАЯ ЕСТЕСТВЕННО-НАУЧНАЯ КАРТИНА МИРАtest.kirensky.ru/stud/natural/natural9.pdf · знание, психология и другие

предполагаемого развития событий, но, очевидно, не дает гаран-тий, что выводы, полученные на основе эмпирических обобщений,будут обладать абсолютной достоверностью. Эмпирическое обоб-щение есть тоже некая интерпретация.

Рассмотрим пример такого утверждения: мир, вся окружаю-щая нас природа принимается как реально существующая.Доказать подобное утверждение невозможно, его либо можно при-нять, либо отвергнуть (как и нельзя доказать или опровергнутьсуществование Бога). Данное утверждение можно рассматриватьв качестве аксиомы. В основе рационалистического миропони-мания лежит вера в то, что наши эмпирические обобщения насне обманывают. Мир (или Универсум) действительно существуетна самом деле, а не в нашем воображении, как считают позити-висты, а логические выводы, которые мы делаем на их основе,позволяют служить благу человека. Другим примером использо-вания внелогического рассуждения является высказывание обоб-щающих суждений. Например, справедливость неевклидовой гео-метрии для физического мира устанавливается не логически, аизучением и обобщением опытных фактов, т.е. в результате ис-пытания критерием практики. Истинность таких положений уста-навливается путем сравнения с опытом, который всегда, вообщеговоря, ограничен.

Таким образом, дополняя формальную логику критерием опыт-ной проверки, критерием практики, и оценивая в процессе этойпроверки с помощью внелогического суждения достаточностьоснований для обобщающего вывода, мы можем познавать окру-жающую нас природу. Значит, всякая научная система в областиточного знания, претендующая на описание реально существую-щего мира, содержит два важнейших элемента: не только строгоелогическое доказательство, но и интуитивное усмотрение (всмысле интуиции-суждения). Мы постигаем мир не только с по-мощью логики, которая позволяет делать строгие заключения испособна создавать рациональные конструкции на основе эмпири-ческих данных, но и благодаря интуитивному, чувственному, ало-гичному (нелогичному) восприятию мира. Интуиция является неменее важным каналом познания мира. По-видимому, сама приро-да почему-то “распорядилась” таким образом, чтобы уравнять этидве стороны нашего “я”, которые находятся в разных полушарияхмозга. Именно чувственное восприятие позволяет создавать об-

293

Page 30: 9. СОВРЕМЕННАЯ ЕСТЕСТВЕННО-НАУЧНАЯ КАРТИНА МИРАtest.kirensky.ru/stud/natural/natural9.pdf · знание, психология и другие

раз в целом. Однако наше чувственное восприятие, как правило,вносит в картину мира элемент субъективизма, потому что разныелюди по-разному воспринимают и понимают одни и те же явленияокружающего мира.

Интуитивное суждение, остающееся само по себе логическинедоказуемым, необходимо в науке не только для решения прин-ципиальных проблем, например, установления новых законов при-роды. Любой экспериментатор постоянно в нем нуждается и импользуется, так как нельзя экспериментировать до бесконечностии в какой-то момент всегда нужно остановиться, считая, что ни-какие дальнейшие изменения условий опыта ничего не изменятв сделанном выводе. Но эта уверенность логически недоказуема.Суждение о достаточности и есть внелогический акт – эмпириче-ское обобщение, в полной мере интуитивное, не сводимое логи-чески к другим положениям, принятым за основные и безусловноверные.

Необходимое познание мира не ограничивается познанием егоматериальной основы, но также предполагает познание и обще-ственной среды, и даже ”самого себя”. Последние представляютсущественно иной предмет, и используемые здесь методы и спосо-бы имеют свою специфику. Конечно, они не настолько различны,чтобы между ними существовала непроходимая граница. Мето-ды ”точных” наук все более внедряются, например, в психологию,социологию, филологию и т.п. Однако есть науки, ”крайние” в от-ношении возможности использования таких методов, существуетискусство, которое не поддается подобным научным методам.

На всех этапах истории человечества искусство занимало осо-бое место, хотя полного объяснения этому феномену нет. Тем неменее стремление к художественному творчеству следует по-ставить в один ряд со стремлением к познанию окружающего ми-ра. Искусство – это вид духовного освоения действительностичеловеком, имеющим целью формирование и развитие его спо-собности творчески преобразовывать мир и самого себя по за-конам красоты. Оно удовлетворяет универсальные потребностичеловека – восприятие окружающей действительности в разви-тых формах человеческой чувственности и дает художественнуюкартину мира. Художественное творчество является составнойчастью духовной культуры человечества. Оно включает литерату-ру, театр, кино, живопись, музыку, архитектуру и др. Искусство

294

Page 31: 9. СОВРЕМЕННАЯ ЕСТЕСТВЕННО-НАУЧНАЯ КАРТИНА МИРАtest.kirensky.ru/stud/natural/natural9.pdf · знание, психология и другие

оказывает огромное влияние на человека, оно обращается к егодуше, внутреннему миру, воздействует на его эмоции и чувствакак непосредственно, так и на интуитивном уровне. Многие счи-тают, что искусство – это целитель от всех проявлений мерзостейчеловеческого характера, потому что оно имеет колоссальнуюсилу воздействия на внутренний мир человека.

Весь человеческий опыт показывает, что искусство дает позна-ние того, что интуитивное решение, не обосновываемое рацио-нально, не доказуемое логически и даже противоречащее логи-ческому рассуждению, способно быть гораздо более справедли-вым и верным, чем само это рассуждение. В отличие от науки вискусстве основной формой познания является художественныйобраз. Искусство дает познание того, что такая ситуация типич-на для жизни человека, пронизывает эту жизнь, и без доверияк интуиции человечество не может существовать. Искусствосоздается без помощи математики и строгих логических рассуж-дений. Оно использует такие инструменты, присущие сознанию,как эмоции и образы. Поэтому можно сказать, что искусство –это ценностное эмоционально-образное моделирование челове-ческой реальности. Художественный образ всегда конкретен, даннепосредственно чувству, переживается, а не мыслится. Искус-ство возвышает человека до современного ему уровня культуры,мышления и понимания, и является наиболее существенным фак-тором самоорганизации и саморазвития общества. Расцвет на-уки и искусства – процессы взаимосвязанные, свидетельствующиеоб ускоренном развитии.

Итак, наука и искусство – два способа познания природы имира, аналитический (логический, рациональный) и синтети-ческий (интуитивный, целостный); оба они отражают действи-тельность.

И в науке, и в искусстве человек занимается творческой дея-тельностью, направленной на создание новых по содержанию ипо форме материальных и культурных ценностей. Но средства иметоды в науке и в искусстве различны. Они существенно разли-чаются тем, что в науке основное внимание уделяется анализу,хотя в определенной мере присутствует и синтез. Именно синтездает общую картину мира. Поэтому он не менее нужен чело-веку, чем логические построения. Здесь прямо работает принципдополнительности Бора: только тогда сознание полноценно, когда

295

Page 32: 9. СОВРЕМЕННАЯ ЕСТЕСТВЕННО-НАУЧНАЯ КАРТИНА МИРАtest.kirensky.ru/stud/natural/natural9.pdf · знание, психология и другие

оно объединяет различные способы познания.В искусстве основным является синтетическое или целостное

изображение действительности. В этом смысле они дополняютдруг друга. Но искусство дает, в отличие от науки, целост-ное восприятие мира. Оно дает изображение таких ситуаций,где число существенных факторов столь велико, что картина неподдается анализу. Но искусство – не наука и поэтому не можетбыть специально направлено на исследование проблем социаль-ной жизни человека. Однако, оно может выступать как средствообнаружения тонких ньюансов в процессе познания мира, на чтоне способна наука, которая стремится к созданию абстрактных(достаточно универсальных) образов – теорий и гипотез. Наукав развитии более конструктивна, чем искусство, которое, однако,позволяет раскрыть весьма существенные свойства, недоступныепока современной науке. Наука и искусство как два пути позна-ния мира – едины; взятые раздельно, они не могут дать полнойкартины мира. Именно поэтому настоящий ученый использует исредства искусства, а настоящий художник (писатель, артист) –средства науки.

В науке существует критерий истины, и слово ”нравится” здесьисключено. Истины в науке доказываются, а явления объясня-ются. В искусстве они истолковываются, ему чужды логическиерассуждения, а строгие доказательства оно заменяет непосред-ственной убедительностью образов. Наука может объяснить, по-чему хороша или плоха та или иная теория. Искусство позволяетпочувствовать очарование мелодии, звука и т.п., но никогда необъясняет до конца. Высшее достижение ученого, – если его ре-зультаты работы подтвердятся, но в искусстве “повторение равно-сильно смерти”.

Мы привыкли считать науку и искусство противоположнымиполюсами. Такое разделение произошло почти триста лет назад ив значительной мере сохраняется до сих пор. В науке укоренил-ся дух рационализма. С его помощью мир преобразован до такойстепени, что само существование человека оказалось под угрозой.Даже искусство перед ним оказалось беспомощным. Все это от-разилось и на естествознании. Но так ли уж они не зависят другот друга? Существует ли между ними общее?

В наше время появляется все больше доказательств общно-сти науки и искусства и их зависимости друг от друга. Наука

296

Page 33: 9. СОВРЕМЕННАЯ ЕСТЕСТВЕННО-НАУЧНАЯ КАРТИНА МИРАtest.kirensky.ru/stud/natural/natural9.pdf · знание, психология и другие

и искусство – составная часть культуры человека. Многиеученые осознают неадекватность укоренившегося рационалисти-ческого способа мышления, который страдает склонностью воз-водить получаемые данные в догмы, разрывать и абсолютизиро-вать их. Приходит понимание, что пора пересмотреть отношениек рациональному (логическому), оно перестает претендовать наединственный способ получения абсолютных истин. Но рациона-лизм как способ мышления отбрасывать нельзя, он себя еще неисчерпал, у него богатые возможности.

Окружающий нас мир сложен и нелинеен. Нелинейность прису-ща не только физическим процессам. Все глобальные процессы –экономические, социальные, экологические и т.п. – описываютсянелинейными законами. Однако физики и математики умудрялисьуспешно это игнорировать. Сосредоточившись на простых (линей-ных) задачах, которые они могли решить, ученые оказали сильноевлияние на технологию и таким образом радикально изменили об-лик планеты. Теперь, однако, начинает возникать ощущение, чтотребуется нечто большее, чем понимание линейных явлений. Со-временным знаниям становится ”тесно” в рамках когда-то откры-тых законов. Почти одновременно во многих дисциплинах растетозабоченность тем, что о следствиях нелинейных законов известноне так уж много.

Теперь уже недостаточно открыть основные законы и понять,как работает мир ”в принципе”. Более важным становится выясне-ние того, каким способом эти принципы проявляют себя в реаль-ности, в явлениях, так как фундаментальные законы действуют вреально существующем мире. Дело в том, как мы уже отмечаливыше, что любой нелинейный процесс приводит к ветвлению, кразвилке на пути, в которой система может выбрать ту или инуюветвь. Мы имеем дело с выбором решения, последствия которыхтрудно предсказать, так как незначительные неточности раздува-ются и имеют далеко идущие последствия. В каждый отдельныймомент причинная связь сохраняется, но после нескольких ветв-лений она уже не видна. Рано или поздно начальная информацияо состоянии системы становится бесполезной. Таким образом, за-коны природы допускают для событий множество различныхисходов, но наш мир имеет одну-единственную историю.

Даже в астрономии, одной из старейших естественных наук,следует пересмотреть прежние представления. Когда Кеплер и

297

Page 34: 9. СОВРЕМЕННАЯ ЕСТЕСТВЕННО-НАУЧНАЯ КАРТИНА МИРАtest.kirensky.ru/stud/natural/natural9.pdf · знание, психология и другие

Ньютон, а затем более точно Эйнштейн объяснили, как отдель-ные планеты движутся вокруг Солнца по своим орбитам, созда-лось впечатление, что для полного описания движения системытрех и более тел требуется просто увеличить интенсивность вы-числений. Действительно, движение космических кораблей описы-вается законами ньютоновской механики, а современные компью-теры направляют их к нужным целям, однако также верно, чтопо истечении достаточно большого периода времени траекторииих движения становятся практически непредсказуемыми (хаоти-ческими). До сих пор нет ответа на старый вопрос об устойчивостиСолнечной системы. До конца XIX в. считалось, что она должнабыть устойчивой. В начале ХХ в. появились основания предпо-лагать обратное. Сегодня многие ученые допускают, что долго-срочный прогноз поведения солнечной системы невозможен. Какговорят специалисты, большинство уравнений являются ”неинте-грируемыми”. Любая даже самая малая неточность в начальныхусловиях может позже повлиять на последующее движение.

Аналогичные проблемы возникают почти во всех дисциплинах.Все это не означает, что известные до сих пор законы приро-ды неверны; это лишь говорит о том, что очень трудно обнару-жить все скрытое в них. Эти трудности являются общими и длянебесной механики, и для физики элементарных частиц, и длябиологии, и для экономики. Приходит понимание, что требуютсясовершенно новые взгляды в науке. Поэтому говорят, что фун-даментальные науки должны перевести свой взгляд от основ кявлениям. И здесь, по-видимому, одной логики недостаточно.

Такая точка зрения возникла в основном в последние десятиле-тия и во многом благодаря развитию компьютерной техники (хотяи не только). Именно это новое средство познания позволило уви-деть связи и их значение, которые до сих пор были скрыты от нас.Компьютер, компьютерная графика помогает приподнять покровнад тайнами природы. Там, где предыдущие поколения ученых бы-ли вынуждены существенным образом упрощать свои уравненияили вообще отказываться от них, теперь их суть можно увидетьна экране дисплея. Естественные процессы, представленные гра-фически, т.е. в виде рисунка, можно постичь во всей сложности,опираясь на нашу интуицию.

Рисунки – это, в сущности, другой способ описания реальныхсобытий (фактов). Их можно закодировать числами, а затем об-

298

Page 35: 9. СОВРЕМЕННАЯ ЕСТЕСТВЕННО-НАУЧНАЯ КАРТИНА МИРАtest.kirensky.ru/stud/natural/natural9.pdf · знание, психология и другие

Рис. 9.3. “Космический пейзаж” Рис. 9.4. Пейзаж, полученный наоснове фрактального множестваМандельброта

работать с помощью компьютера. Графические изображения, со-зданные компьютером, называют компьютерной графикой. Зна-чение этого способа использования компьютера возросло в послед-нее время. Современные компьютерные средства позволяют созда-вать двух- и трехмерные изображения с фотографической точно-стью и вместе с этим позволяют ловить не отдельные мгновения,а охватывать действительность в движении и изменениях в реаль-ном масштабе времени. Можно построить плоские или трехмерныедвижущиеся изображения даже с тех точек зрения, которые недо-ступны человеческому взгляду или камере. По сути дела, возни-кает новый язык – язык изображений, позволяющий наблюдатьи другие виды взаимосвязи явлений, которые недоступны обычно-му языку, например, петлевидные процессы, взаимодействия, сетикоммуникаций и т.п. А такое восприятие действительности ужеближе к искусству. Сведения, представленные в виде рисунков(картинки) и схем, весьма удобны и легче воспринимаемая длячеловека информация, чем длинные перечни чисел. Именно по-этому цифровая информация часто представляется в диаграммах,гистограммах, графиках и т.п.

В качестве примера, где сближение науки и искусства налицо,можно привести компьютерную графику на основе фракталь-ной математики. Такой подход является мощным средством мо-делирования сложных нелинейных процессов. Это позволило по-новому взглянуть на процессы, протекающие в природе. Особеннокрасивы представления фракталов в виде изображений (рис. 9.3и рис. 9.4). Они могут восприниматься и как абстрактная живо-пись, и как реальные пейзажи. Фрактальные пейзажи выглядят

299

Page 36: 9. СОВРЕМЕННАЯ ЕСТЕСТВЕННО-НАУЧНАЯ КАРТИНА МИРАtest.kirensky.ru/stud/natural/natural9.pdf · знание, психология и другие

настолько правдоподобными, что большинство людей восприни-мает их как естественные. Но самое удивительное состоит в том,что все это разнообразие описывается простыми математическимиформулами. В книге Х. Пайтгена и П. Рихтера “Красота фракта-лов” (М.: Мир, 1993) собрано много подобных красивых картинок,нарисованных с использованием фрактальной математики. Имен-но из-за этого она сразу же получила огромную известность нетолько среди специалистов, но и людей искусства. Картины, пред-ставленные в этой книге, просто прекрасны. На них кажущаясясмесь порядка и беспорядка поразительна и удивительна, и этоявляется типичным также для природных процессов. Можно ска-зать, что ощущение прекрасного возникает под влиянием гармо-нии порядка и беспорядка в объектах природы. Возможно, именнопоэтому они и представляются нам такими правдоподобными.

Можно сказать, что фракталы позволяют сделать математиче-ский мир видимым, и мы даже можем окунуться в него, как вмир настоящий. Поэтому говорят, что фрактальные графики слу-жат мостом между наукой и искусством. Здесь подобие реаль-ному миру настолько велико, что фрактальные поверхности ужеиспользуются для изображения гор в компьютерных мультфиль-мах. Возникла точка зрения, что компьютеры выступают новымсредством получения произведений искусства. Производимое эсте-тическое впечатление и вызываемое новизной удивление – именноэто и роднит произведения искусства и изображения, создаваемыенаукой.

Таким образом, один из путей сближения науки и искусствалежит в росте математизированного знания – в компьютериза-ции. Стремительно возрастает доля интеллектуальной деятельно-сти, которая может быть передана ЭВМ и которую машина выпол-няет значительно быстрее и надежнее, чем человек. В принципе,так может быть охвачена вся формализуемая часть мыслительнойдеятельности человека. В результате человек освобождается дляподлинно творческой работы. Следовательно, благодаря компью-теризации сближается структура интеллектуальной деятельностив естественно-научной и гуманитарной сфере, в науке и искусстве.

Хорошо известно, что крупные математики и физики всегдамыслили образами; более того, они использовали эстетическиекатегории в качестве критерия если не истины, то, по крайней ме-ре, завершенности (критерий красоты). Именно здесь содержится

300

Page 37: 9. СОВРЕМЕННАЯ ЕСТЕСТВЕННО-НАУЧНАЯ КАРТИНА МИРАtest.kirensky.ru/stud/natural/natural9.pdf · знание, психология и другие

глубокая вера в единство науки и искусства.

Контрольные вопросы

1. Объясните сущность современной естественно-научной картинымира.2. Перечислите особенности вещества и поля в современной кар-тине мира.3. В чем состоит сущность физического вакуум как разновидностиматерии и каковы его особенности?4. Что понимают под сменой естественно-научной парадигмы?5. На каких принципах основана современная картина мира?6. Объясните смысл понятий ”рациональный”, ”рационализм”, ти-пы рационализма.7. Сформулируйте сущность классического рационализма, совре-менного рационализма.8. В чем состоит отличие современного рационализма от класси-ческого?9. Почему нельзя отказываться от рационального способа мы-шления?10. В чем различие и в чем сходство между наукой и искусством?11. Приведите примеры, которые доказывают сближение науки иискусства.

Литература: [3, 12, 24, 39, 50, 51].

Дополнительная литература: [1, 2, 4, 6, 67].

301