10.5.2. Возможности и границы вероятностной картины мира

Осознание ограниченности причинного типа объяснений на рубеже XIX -XX вв. привело к формированию философского и естественнонаучного индетер­минизма. Индетерминизм полностью или частично отрицает существование при­чинно-следственных связей и возможность их детерминистического объяснения.

Однако развитие науки и философии в XX в. показало необходимость не отказываться от принципа детерминизма, а его дальнейшего развития.

Картина мира классической науки выглядит с современной точки зрения, по остроумному замечанию известного бельгийского ученого, лауреата Нобе­левской премии И. Пригожина, почти как «карикатура на эволюцию». Мы жи­вем в принципиально нестационарном универсуме, выражаясь образным язы­ком известного английского астрофизика Дж. Джинса, в «великолепной, оше­ломляющей и странной Вселенной».

²⁰⁴ В технике статистический подход и основанный на нем математический аппарат обеспечили развитие теории надежности, теории массового обслуживания, квалиметрии и др. научно-техни­ческих дисциплин.

223

Существенный вклад в разработку новых представлений о детерминизме внесла квантовая механика – установление В. Гейзенбергом (1927 г.) соотноше­ния неопределенностей, согласно которому в микромире невозможно одновре­менно точно знать импульс и координаты в силу противоречивой корпускулярно-волновой природы микрообъектов: чем меньше неопределенность коорди­наты частицы, тем больше неопределенность ее импульса и наоборот. Осознание этого приводит к формированию вероятностной картины мира, для которой характерно введение статистических закономерностей как существенной харак­теристики физических, биологических, социальных процессов.

Современная наука фиксирует открытость систем, возможность реализа­ции множества тенденций развития, заложенных в прошлых состояниях систем; возникновение в процессе развития возможностей и тенденций качественно но­вых состояний. Т.е. всякий достаточно сложный процесс развития подчиняется статистическим закономерностям, т.к. динамические закономерности являются лишь приблизительным выражением отдельных этапов этого процесса²⁰⁵. Раз­личие динамических и статистических закономерностей относительно, т.к. вся­кая динамическая закономерность представляет собой статистическую законо­мерность с вероятностью осуществления близкой или равной единицей. С рас­ширением пространственно-временных интервалов развития связь между предшествующими и последующими состояниями системы все в большей степе­ни подчиняется законам вероятностной детерминации.

До появления квантовой механики считалось, что поведение индивидуаль­ных объектов всегда подчиняется динамическим закономерностям, а поведение совокупности объектов – статистическим. Переход к исследованию квантово-механических явлений, живой клетки (мутагенеза, например) показал недоста­точность старых представлений.

И если в молекулярно-кинетической теории газов статистичность вытека­ет из массовости элементов, составляющих систему (включает понятие вероят­ности распределения материальных точек по скоростям), то вероятностный ха­рактер поведения отдельных микрообъектов обусловлен внутренним единством таких противоположных сторон как корпускула и волна. Согласно статисти­ческой интерпретации квантовой теории для каждой частицы существует ряд возможностей, из которых одна реализуется случайным образом (случайным в том смысле, что поведение частицы нельзя однозначно вывести из закона), для реализации именно этой, а не иной возможности может быть заранее вычисле­на вероятность.

В последние годы новый импульс для обсуждений проблемы детерминизма придала проблема математического моделирования диссипативных систем. Это системы, в которых пренебрежительно малые, неразличимые для нас и не учи­тываемые флуктуации приводят к резкому изменению траектории (эволюции) системы.

Проблематика нестабильности, исследуемая современной наукой, привела к переосмыслению проблемы детерминизма, соотношению необходимости и

224

случайности, ибо выявила, по мнению Пригожина и Стенгерс, необходимость четкого различения физического и математического смыслов. Процесс может иметь вполне детерминистскую математическую модель; но, чтобы понятие де­терминизма имело при этом еще и физический смысл, необходимо определить начальные условия. В ряде случаев это невозможно сделать с требующейся точностью²⁰⁶.

Классическим примером являются метеорологические ситуации. Недаром тут говорят об «эффекте бабочки», взмах крыла которой может привести к непред­сказуемым и весьма значительным последствиям²⁰⁷. Однако и относительно та­ких систем можно делать какие-то предсказания, ибо, несмотря на непредсказу­емость флуктуаций (случайных незначительных изменений начальных условий), набор возможных траекторий (путей эволюции системы) ограничен (например, погодными условиями, которые могут наблюдаться в данном сезоне в данном ре­гионе). Случайные флуктуации непредсказуемым образом меняют траектории систем, однако сами траектории тяготеют к определенным типам – «аттрак­торам» – и вследствие этого переводят систему, нестабильную относительно мельчайших изменений начальных условий, в новое стабильное состояние (Пригожин выражает это словами о том, что из флуктуаций, «шумов» рождается новый порядок).

Однако Рене Том, известный современный математик, автор теории катас­троф, видит эту же познавательную ситуацию в ином аспекте. Сами флуктуа­ции относятся, по его мнению, к «невыразимому», т. е. неподдающемуся описа­нию. Они не создают новый порядок, а лишь подталкивают систему к тому или иному априори предсказуемому типу порядка. Изучение субстрата эволюцио­нирующей системы, как постоянно подчеркивает Том, позволяет предвидеть все возможные типы траекторий. Поэтому и в ситуациях, которые имеет ввиду Пригожин, говоря о становлении порядка из хаоса, все в основе своей детерминиро­вано. Мир, заявляет Том, остается Космосом, а не Xаосом.

Спор о детерминизме, начатый Рене Томом, связан с выразительными возможно­стями современных математических теорий. Его позиция в самом кратком и общем виде состоит в том, что современная наука есть наука математизированная, и потому вопрос о ее выразительных возможностях неразрывно связан с вопросом о выразительных возможностях математических теорий. Последние же, по самой своей сути, являются детерминистскими: все, что описано на языке математики – это уже детерминированное. «Случайное», «непредвиденное» и т. п. суть, считает Том, чисто негативные понятия, обозначающие то, для чего не нашлось места в нашем формализме, что осталось невыразимым в нем. Том по­стоянно подчеркивает, что понятия случайного и детерминированного имеют смысл только относительно известного формализма, т. е. описания событий на языке математизированных теорий. «Неполноправный» статус статистических описаний

²⁰⁶ См.: Пригожин И., Стенгерс И. Время, хаос, квант. – М. 1994. Авторы поясняют ситуацию, сравнивая движения брошенных копья и игральной кости.

²⁰⁷ Суть идеи прекрасно сформулирована в рассказе Рея Брэдбери «И грянул гром». Одна из компаний устраивает с помощью машины времени для своих клиентов сафари – охоту на доис­торических животных. Компания тщательно выбирает животных для отстрела и специальные маршруты передвижения охотников, чтобы происшедшее практически не имело последствий. Однако, по случайности, герой рассказа во время неудачной охоты сошел с маршрута и разда­вил золотистую бабочку. Затем он возвращается в свое время и осознает, как драматически по­влияла судьба бабочки на дальнейший ход событий. Неуловимо изменился химический состав воздуха, оттенки цветов, изменились правила правописания и, наконец, результаты последних выборов. К власти пришел режим, жестоко расправившийся со своими противниками. В свой последний миг герой рассказа понимает, что гибель бабочки нарушила хрупкое равновесие; по­валились маленькие костяшки домино, большие костяшки, гигантские костяшки ...

225

Рене Том связывает с их меньшим математическим совершенством, по­нять которое может, однако, лишь человек с развитым математическим мышлением²⁰⁸. Отсюда вытекает, что детерминистские теории обладают научным совершенством, так как допускаемая ими математическая онтология проще. Поэтому научная рациональность диктует стремление переходить от статис­тических описаний к детерминистским. А отказ от такого стремления, призна­ние несводимости и принципиальной значимости случая, заявления о «новой на­уке», базирующейся на таковом признании – все это, как утверждает Том, есть не что иное, как отступничество от науки и идеалов научной рациональности. Для него «случайное» есть чисто негативным понятием, обозначающим то, что мы не поняли и не смогли описать. Поэтому настоящий ученый не должен оста­навливаться на признании случайности явления, а искать его скрытые причины.

Возражая Тому, Пригожин напомнил, что идее «скрытых параметров» по­чти сто лет. Ее выдвинул Гельмгольц для обоснования второго принципа тер­модинамики, но уже Пуанкаре показал слабости подобной идеи. Ситуация в современной квантовой механике еще более затруднительна для защитника идеи «скрытых параметров».

Развитие научных исследований в этой сфере показало, что противопос­тавление детерминированного и случайного является ложной проблемой. Дан­ные понятия взаимодополнительны и связаны со стабильностью или нестабиль­ностью аттракторов, управляющих эволюцией диссипативной системы. Детер­минизм и признание случайного вовсе не исключают, но, напротив, прекрасно дополняют друг друга. «Я убежден, – пишет Пригожин, – что нам равно необхо­димы и детерминистские и вероятностные схемы для описания невероятно слож­ных явлений, с которыми столкнулась наука последних десятилетий»²⁰⁹. Для за­щиты своей позиции Пригожин обращается также к аргументации онтологи­ческого и мировоззренческого плана. В детерминистских законах классической механики время обратимо; прошлое и будущее играют тут одинаковую роль. Но мы, напоминает Пригожин, живем в эволюционирующем мире, мире нео­братимых процессов. Как же описать эту необратимость, составляющую фун­даментальную черту человеческого опыта? Необратимость появляется на тео­ретическом уровне при переходе к статистическим описаниям.

В отличие от классической науки, стремившейся сводить все к простому и предсказуемому, современная наука работает с непредсказуе­мым, неопределенным, неточным и сложным, широко использует вероятностные методы и признает важную роль случайного и непредс­казуемого. В ближайшем будущем, по-видимому, науку ожидает расширение и переосмысление многих классических понятий²¹⁰.

Таким образом, развитие науки в течение последних ста лет привело к тому, что представления о детерминизме становятся все более сложными и гибкими, уче­ные осознают ограниченность классического физического детерминизма, стремят­ся

²⁰⁸ Дело в том, что аппарат теории вероятностей предполагает использование функций (и, вооб­ще, математических сущностей) более высоких порядков, чем это требуется теорией, допускаю­щей ограниченный набор «скрытых параметров».

²⁰⁹ Пригожин И., Стенгерс И. Порядок из хаоса. – М., 1986. – С.108.

²¹⁰ В частности, должна быть преодолена, по мнению И. Пригожина, оппозиция понятий «закон науки» и «история». Мы должны научиться описывать и живые объекты, и саму Вселенную как эволюционирующие объекты, имеющие свою историю. Такое описание требует и детерминист­ских, и статистических законов. Сейчас физика в своем развитии подошла к такому порогу, когда и физик должен считаться с необходимостью использовать новые методы и понятия (иног­да даже против своей воли).

226

снять противопоставление необходимости и случайности. Детерминизм лапласовского толка, исключающий случайность, непредсказуемость, неопределен­ность, бифуркации (как в прошлом, так и в будущем) сейчас уже оказывается недостаточным для понимания сложных саморазвивающихся объектов современ­ной науки. Новая объяснительная парадигма в науке опирается не только на поня­тие необходимости, организованности, порядка, но и случайности, беспорядка, хаоса. Признание конструктивной роли случая – выражение не ограниченности познания, а его способности заглядывать за пределы известных форм познания. В поле реального человеческого опыта присутствуют детерминации и непредсказу­емое, порядок и беспорядок одновременно. Это мы видим в явлениях микро- и мак­ромиров, в астрофизике, биологии, экологии, антропологии, истории.