ФМН Учебное пособие

ма) неклассический этап развития естествознания сменяется постнеклассиче-

ским. Важнейшими особенностями данного этапа становятся междисципли-

нарность исследований, а также направленность на промышленное внедре-

ние результатов.

2. Философские концепции единства естественных наук. Редукцио-

низм и физикализм

Специализация естественных наук и их отделение от философии при-

вели, в конечном счете, к замыканию научных исследований в собственных рамках. Сама по себе специализация не является чем-то отрицательным, она имеет и важные положительные стороны – позволяет ставить и решать кон-

кретные «малые» задачи, из которых в дальнейшем складывается здание науки. Если конкретные научные дисциплины имеют каждая свой метод ис-

следования, свой предмет, свое собственное обоснование, то, как кажется,

между ними нет никакой связи. Тем не менее, примирение с разрозненно-

стью научного знания означает примирение либо с «разрозненностью» при-

роды, либо с «разрозненностью» человеческих познавательных способно-

стей. На определенном философском и интуитивном уровне исследователи не готовы принять ни ту, ни другую альтернативу (и уж тем более обе одно-

временно). Поэтому важной философской проблемой естественных наук ста-

новится восстановление утерянного единства научного знания, представле-

ний о природе и человеке. Если задаться целью обнаружить связи между естественными науками, то можно отметить следующее. Ряд понятий и зако-

нов одной научной дисциплины могут быть успешно использованы в других научных дисциплинах, примером такого взаимодействия являются физхимия,

физбиология, биохимия, геофизика и др. Многочисленные примеры подоб-

ного взаимодействия естественных наук приводят к мысли о том, что иско-

мое, глубинное, единство все же возможно, что естественные науки должны

принадлежать одной системе и находиться в особой связи друг с другом в качестве ее элементов; они должны представать как единая наука. О таком единстве науки плодотворнее всего говорить именно на примере естествен-

ных наук – они близки друг другу, во-первых, потому, что физика считается фундаментальной естественной наукой, поскольку в остальных естественных науках изучается некоторый класс явлений природы, которые в общем слу-

чае подчиняются физическим законам; во-вторых, потому, что активно ис-

пользуют математический аппарат, а теории естественных наук по большей части представляют собой математические модели явлений природы. И в этом смысле математика является языком естествознания. Из этого наблюдения законно сделать вывод о том, что установление единства наук и завершение поиска универсальной теории возможно только в случае осозна-

ния важнейшей роли языка в построении естественнонаучных теорий. Рас-

крыв основополагающую роль языка, мы сможем обнаружить взаимоперево-

димость и взаимосвязи научных теорий различных областей естествозна-

ния, что в перспективе приведет к созданию единой науки.

Приведенные рассуждения не являются чем-то абсолютно новым. По-

добный подход предлагали и пытались развить многие авторы. Наиболее ин-

тересные взгляды по этому поводу были сформулированы Г. В. Лейбницем

в его программе построения универсального математизированного языка

для (механического) разрешения любого научного спора. Построение такого lingua universalis, как предполагал Г. В. Лейбниц, позволило бы свести все споры обо всех предметах к простому действию, подобному вычислению.

Наибольшего успеха программа Г. В. Лейбница достигла в связи с развитием математической логики в конце XIX – начале XX вв. В частности, в рамках неопозитивизма (логического позитивизма) в первой половине XX в. разра-

батывался проект создания единой науки («Унифицированной науки»). С точ-

ки зрения неопозитивистов, отдельные науки являются частями единой науки, а языки конкретных научных дисциплин – частями языка единой науки, но пока науки и их языки находятся в разрозненном состоянии, и их необходимо объединить. Это возможно только через создание особого одно-

значного и универсального языка, при помощи которого можно было бы вы-

разить любое явление и закон природы. В качестве основания для унифици-

рованного языка науки неопозитивисты предлагали язык физики. Отсюда их доктрина физикализма и общее стремление к физикализации. Стремление к физикализации не является открытием неопозитивистов, его истоки можно обнаружить в глубокой древности – еще древнегреческие досократики зани-

мались поиском первоматерии и первосущностей природы, основываясь на которых можно было бы объяснить все явления (в том числе и обществен-

ные). Так, например, согласно атомистике Левкиппа-Демокрита, все события

(даже те, которые мы склонны оценивать с моральной точки зрения) пред-

ставляют собой лишь движения атомов, у которых имеется определенная причина (поэтому, строго говоря, вопросы о морали в древнегреческой ато-

мистике могут считаться бессмысленными). Заслуга неопозитивистов состо-

ит в том, что они на основе строго логического анализа языка (который они,

по сути дела, отождествляли с философской деятельностью) попытались по-

казать сводимость понятий естественных наук (и даже таких наук, как,

например, социология) к физическим понятиям. В науке достаточно приме-

ров подобной сводимости. К примеру, в области молекулярной биологии ис-

следователь ДНК стремится выяснить химическую структуру предмета свое-

го исследования, обнаружив ее, он получает возможность рассуждать о био-

логических явлениях с точки зрения химии. Но ведь химические феномены

(валентности элементов) можно объяснить, обращаясь к физическому строе-

нию атомов, т. е. при помощи физического инструментария. Поскольку базо-

вые понятия ряда (своего рода иерархии) наук, надстроенных над физикой,

сводимы (редуцируемы) к физическим понятиям, то физика является наибо-

лее фундаментальной наукой, а ее теории можно рассматривать как осново-

полагающие для всего естествознания.

Логические позитивисты критерий научности в области естествозна-

ния, а значит, и наиболее глубокий уровень обоснования, в конечном счете,

сводят к языку чувственных данных, которые уже не разложимы далее созна-

нием. Для начала рассмотрим принципиальную возможность использования языка чувственных данных. Предложения об окружающем мире (в том числе

и предложения науки), поскольку нет иного способа познания мира, кроме как через органы чувств, должны предполагать возможность сведения их к данным непосредственного опыта. Такие предложения были названы неопозитивистами «протокольными предложениями». Отличие неопозити-

вистов от эмпириокритиков - позитивистов второй волны (сторонников и по-

следователей Э. Маха и Авенариуса) состоит в том, что «данное» понималось первыми не как чувственные качества, а как совокупность чувственных пе-

реживаний с отношениями между ними (Р. Карнап) или как вещные ситуа-

ции (О. Нейрат). Безусловно, ни в одной научной дисциплине нет таких про-

токольных предложений. Тем не менее, они могут быть реконструированы

в качестве оснований наблюдений в естественных науках. Неопозитивистам было необходимо обнаружить такие предложения, которые бы могли рас-

сматриваться как абсолютно достоверные. Только такие предложения могли бы считаться протокольными. Но О. Нейрат указал на то, что предложения о «данном» не свободны от предварительной понятийной обработки, и по-

этому не могут рассматриваться в качестве абсолютно достоверных (в смыс-

ле независимости от субъективного влияния познающего). Кроме того, воз-

никает вопрос: как предложение (как языковая сущность) может сравнивать-

ся с восприятием (чем-то внеязыковым)? Позже Р. Карнап и О. Нейрат сов-

местно пришли к выводу о том, что все предложения равноценны, а критери-

ем их принятия или отбрасывания является их внутренняя согласованность между собой, другими словами, лишь их логическая непротиворечивость.

Подобный аргумент, в свою очередь, приводил к серьезным трудностям, по-

скольку подобная позиция несет в себе элемент конвенционализма.

Если Р. Карнап и О. Нейрат полагали, что протокольные предложения являются «началом» естественных наук (Р. Карнап считал их логически пер-

вичными, а О. Нейрат – исторически первичными), то, согласно М. Шлику,

протокольные предложения являются «завершением» научного исследова-

ния. Предложения науки особым образом связаны друг с другом, но простой связи между предложениями недостаточно (ведь, предложения в сказке тоже

связаны). По мнению М. Шлика, протокольные предложения не являются фундаментом научной теории, поскольку по сути своей – это лишь следствия

научной теории, которые могут быть проверены на опыте. Это хорошо иллю-

стрируется знаменитым экспериментом А. О. Эддингтона по проверке теории относительности. Из теории относительности следует, что мы можем наблю-

дать определенные физические явления при определенных обстоятельствах

(например, отклонение луча света под воздействием гравитации). Именно та-

кого рода следствия и фиксируются в языке протокольными предложениями,

допускающими проверку. Для такого вида предложений М. Шлик предложил термин «констатации»; необходимо отметить, правда, что констатации при-

вязаны к пространству-времени и обладают достоверностью только в момент утверждения. В свою очередь, идея «констатаций» М. Шлика была подверг-

нута критике О. Нейратом и К. Поппером.

Вдальнейшем представители Венского кружка под давлением, как внешней, так и внутренней критики отказались от требования сводимости предложений науки к предложениям о чувственных данных.

Вконтексте дискуссий о протокольных предложениях вернемся к фи-

зикализму. Возникает вопрос, о каких объектах должен говорить язык физики как фундаментальной (и в этом смысле универсальной) науки? На указанный вопрос неопозитивисты отвечали по-разному. Так, О. Нейрат и Р. Карнап из-

начально полагали, что утверждения физики описывают свойства простран-

ственно-временных объектов количественным образом. Тогда как, по мне-

нию «позднего» Р. Карнапа, языком единой науки должен служить «вещный» язык. Такая точка зрения позволила ему радикально пересмотреть тезис о сводимости наук к физике. Он пришел к выводу, что не все биологические и психологические явления можно объяснить при помощи физических поня-

тий, но, по крайней мере, все научные понятия данных областей естествозна-

ния могут быть выражены при помощи «вещного» языка; непереводимые в «вещный» язык термины являются псевдопонятиями и не могут использо-

ваться в науке.

3. Единство природы и проблема поиска универсальной теории в со-

временной физике

Если обратиться к современному состоянию естественных наук, то мы обнаружим, что проблема построения единой теории остается все также ак-

туальной. А приблизительно с сер. XX в. она наполняется все более конкрет-

ным содержанием и приобретает научную «остроту», а именно: становится очевидным, что в настоящее время у нас нет даже единой физической тео-

рии. В начале XX в. были сформулированы «столпы» современной физики – теория относительности и квантовая теория. Эти теории знаменуют собой отказ от ньютоновской механики. Во-первых, теория относительности утверждает, что пространство и время не являются абсолютными, не являют-

ся «вечным фоном», на котором «разыгрываются» физические явления. Во-

вторых, квантовая теория представляет собой новую теорию материи и излу-

чения. К сожалению, основным результатом физики XX в. следует признать,

что относительно двух наиболее перспективных теоретических направле-

ний – теории относительности и квантовой механики – нет единого мнения

(например, Э. Шредингер в своих построениях отказался от теории относи-

тельности; хотя квантовая механика и совместима со специальной теорией относительности (эти две теории относительно независимы, а квантовая тео-

рия поля может быть построена и в нерелятивистском ключе3)). Поскольку мы не готовы отказаться от представления о единстве природы – напротив,

это, наверное, самое глубокое основание для признания единства науки,

необходимо либо (1) согласовать указанные противоборствующие теории,

(2) либо сформулировать новую, обобщающую их теорию. В этой связи Л. Смолин4 называет пять проблем, решение которых позволит завершить революцию в физике, начавшуюся в конце XIX в.:

3Шварц А. С. Математические основы квантовой теории поля. – М.: Атомиз-

дат, 1975.

4Smolin L. The Trouble with Physics: The Rise of String Theory, the Fall of a Science, and What Comes Next. – Boston: Houghton Mifflin, 2006. Ли Смолин – американ-

ский физик-теоретик, знаменит вкладом в разработку теории петлевой квантовой гравитации (пытается доказать, что указанная теория и теория струн описывают разные аспекты

1.Объединение общей теории относительности и квантовой теории

водну теорию, которая может претендовать на роль полной теории природы.

2.Решение проблемы обоснования квантовой механики или путем перестройки имеющейся теории (с тем, чтобы избавится от влияния наблюдателя на наблюдаемые явления), или путем создания новой теории.

3.Определить, могут или нет различные частицы и силы быть объединены в теорию, которая объясняет их все как проявление единственной, фундаментальной сущности.

4.Объяснить, как в природе выбираются величины свободных констант5 в стандартной модели физики частиц.

5.Объяснить темную материю и темную энергию. Или, если они

те величины, которые имеют.

Все эти пять проблем современной физики имеют глубокие философ-

ские (теоретико-познавательные и онтологические, если не сказать более смело – метафизические) корни. Так, физики-теоретики стремятся к тому,

чтобы физические теории были адекватны природе самой по себе, но относи-

тельно квантовой теории имеет место спор о полноте этой теории. С одной стороны, квантовая теория предполагает ключевую роль наблюдателя, с дру-

гой – противники человеческого влияния на объекты науки склонны считать квантовую теорию неполным описанием физических явлений микромира.

одних и тех же подлежащих физических явлений; согласно теории петлевой квантовой гравитации пространство и время состоят из дискретных частей, соединенных определенным образом, на больших масштабах «склееные» части пространства и времени переходят в непрерывное пространство-время), выступил против использования антропного принципа в науке, является автором таких нашумевших книг по общим проблемам развития современной физики как «Жизнь Космоса» (1999), «Три дороги к квантовой гравитации» (2001), «Неприятности с физикой» (2006).

5 Имеется в виду, что математически стандартная модель состоятельна, но имеет слишком большое количество определяемых экспериментами величин (около двадцати констант). Каждая такая константа означает, что имеется некоторый физический принцип, определяющий ее величину, который нами игнорируется. Если физика стремится объяснить все физические явления, то таких констант быть в теории не должно.

Не будет преувеличением сказать, что объектом математического знания, начиная с античности, становится мир в целом. Все остальные науки изучали отдельные роды сущего (существующего), математика же была

знанием в чистом виде, знанием истины как таковой. Этот объект математика сохраняет за собой по сей день, что роднит ее с философией и теологией.

Мир как целое представлен в виде системы. Античность выражает систем-

ность мира через такие категории как порядок, симметрия, гармония, опре-

деленность, мера. Представленная таким образом системность мира и ста-

новится объектом математики в строгом смысле слова.

Предмет науки – это та часть объекта, изучая которую мы сможем рас-

крыть его природу, решить задачу, поставленную исследованием. В антично-

сти предметом математики становятся числа и геометрические фигуры, кото-

рые позволяют выразить и объяснить размерность, определенность, порядок,

симметрию, гармонию мира, одним словом – его красоту.

Изменение предмета математики происходит в эпоху Нового време-

ни. Это было связано с возникновением алгебры. Идеологом алгебры в евро-

пейской математике стал Р. Декарт. Не он ее изобрел, но именно он стал си-

стематически применять алгебраические методы решения геометрических задач. Для античности существовала принципиальная разница между ариф-

метикой, предметом которой было число, и геометрией, предметом которой были геометрические фигуры. Число рассматривалось как чисто идеальный объект, который может быть дан только в мышлении, а геометрические объ-

екты даны не только в мышлении, но и в воображении. В результате антич-

ность приписывала числу более высокий онтологический статус (чистого идеального бытия), и не допускала возможности сведения геометрии к ариф-

метике.

Декарт деонтологизирует математику: неважно, какова природа чис-

ла или отрезка, важно, что по отношению к ним можно выполнять одни и те же операции.

Алгебру можно определить как совокупность n-арных операций, опре-

деленных на некотором множестве объектов. Математика становится наукой не о числах или геометрических фигурах, предметом математики стано-

вятся универсальные операции, применимые к объектам. Математическое мышление приобретает операциональный и инструментальный характер.

В современной математике единства в понимании предмета матема-

тики нет. Общим для представителей различных подходов является вера в то,

что математика описывает структуру мира. В этом смысле математику можно определить как науку о собрании абстрактных форм – структур. Ма-

тематическая структура задается системой аксиом, которые определяют ма-

тематическое многообразие возможностей опыта. Важно, что одна и та же математическая структура может быть интерпретирована на различных чув-

ственно воспринимаемых моделях. В результате, уровень математических структур рассматривается в науке как самый глубокий уровень реальности.

При этом все формы движения материи: физическая, химическая, биологиче-

ская, социальная, психическая и др. становятся лишь внешними формами проявления этого глубинного уровня реальности.

Это возвращает нас к сформировавшемуся еще в античности понима-

нию математики как науки, объектом которой является изучение структуры мира в предельно общей (идеальной) форме, а предметом – особого рода ма-

тематические объекты.

Для истории и философии математики важным является вопрос об он-

тологическом и эпистемологическом статусе математических объектов.

В решении этого вопроса в философии математики можно выделить

несколько позиций.

Первая приписывает математическим объектам более высокий онтоло-

гический статус, чем объектам окружающего мира и более высокий эписте-

мологический статус, по сравнению с другими категориями познания.

Эта позиция явным образом представлена в математике Платона, ко-

торая предполагает автономное самостоятельное существование мира общих