2.1.5. Проблемы детерминизма  

Представления о детерминизме соотносятся прежде всего с учением о причинности. Вопрос о причинности встает всегда, когда рассматриваются процессы изменений и возникновения нового в реальной действительности. Любые преобразования в состояниях и поведении объектов и систем реальности имеют свои основания, и идея причинности направлена на раскрытие этих оснований. Причинность выражает генетическую связь явлений и процессов бытия, при которой одно явление (процесс), называемое причиной, при наличии определенных условий неизбежно «порождает», вызывает к жизни другое явление (процесс), называемое следствием (или действием). Истоки зарождения представлений о причинности теряются в глубокой древности, и уже давно было осознано, что причинность может иметь весьма разнообразные формы своего проявления. Это и нашло выражение в идеях Аристотеля о четырех типах причин — действующей, материальной, формальной и целевой.

Начальные научные представления о причинности базируются на классической механике, на ее идеях и методах.

Важнейшей особенностью моделей жесткой детерминации является то, что любые изменения в поведении объектов и систем определяются внешними воздействиями, внешними причинами и условиями. Такой подход к раскрытию природы детерминизма широко просматривается в истории науки и философии. Так, известно перипатетическое изречение: «Все, что движется, движется чем-то другим». Картина мира, выработанная на базе классической механики, практически наследует такой взгляд на причины изменений в мироздании. Абсолютизация внешних причин фактически рассматривает материальные объекты и системы как пассивные и инертные, т.е. как не имеющие активного начала в самих себе. Вместе с тем следует подчеркнуть, что в истории философии и науки также представлены и иные идеи, признающие внутреннюю активность и самодвижение материи. Уже древние вводили представления о самодвижении, о спонтанных отклонениях атомов в их поведении как преодолевающих внешние взаимосвязи. Дж. Бруно говорил о сходной с деятельностью живого организма внутренней деятельности всех материальных предметов.

Представления об активной роли внутренних причин стали интенсивно разрабатываться в ходе развития биологии и познания социальных процессов. Разрабатываются представления о целях, о целенаправленном поведении живых систем. Цели характеризуются как через особенности внутреннего строения и функционирования живых систем, так и через особенности их взаимодействий с внешним окружением. Цель определяется как модель потребного системе будущего и как раскрытие функциональной роли систем и подсистем в составе некоторого целого. Системы, поведение и функционирование которых опирается на выработку представлений о целях, характеризуются как телеономические. Встает задача разработки закономерностей поведения и функционирования телеономи- ческих систем, их вписанности в общие эволюционные процессы. Некоторые исходные положения здесь представлены теорией Дарвина. Сюда же примыкают задачи об управлении в сложных системах, которые активно исследовались в период становления кибернетики с ее идеей об обратных связях в процессах управления. Дальнейшее развитие представлений о телеономии соотносится с разработкой проблем природы информации и самоорганизации. Следует добавить, что научному подходу к проблеме телеономии противостоит теологический подход, согласно которому цели в поведении сложных систем определяются неким высшим существом.

По мере развития науки, расширения областей исследования и особенно разработки новых физических теорий фундаментального порядка вскрывалась ограниченность идей и методов классической механики в структуре познания и соответственно вскрывалась ограниченность модели жесткой детерминации. Изменения в общей характеристике природы познания сопровождались глубокими преобразованиями в философии — происходило становление позитивизма. Позитивизм исходит из резкого противопоставления эмпирического и теоретического уровней познания, их роли по отношению к проблеме реальности.

Изменения в общем подходе к анализу природы познания включают в себя изменения и в трактовке категории причинности. Как утверждают родоначальники позитивизма Д. Юм и О. Конт, причинность представляет собой всего лишь постоянно реализуемую связь между наблюдаемыми величинами, к тому же эта связь не рассматривается как всеобщая и необходимая и не может характеризоваться как закон, имеющий объективные основания. Согласно позитивистским установкам, наука не объясняет, а лишь описывает явления и отвечает не на вопрос «почему», а на вопрос «как». В природе следует искать не причины, скрытые за непосредственно воспринимаемыми данными, а лишь связи между состояниями таковых во времени. Тем самым из трактовки причинности устраняется основное — активное воздействие при определенных условиях одного явления на другое, производящее в нем изменения.

В XX в. позитивизм претерпел существенные преобразования — произошло становление неопозитивизма и логического позитивизма. Эти преобразования связаны с особенностями развития науки — с возрастанием математизации и формализации знания, с необходимостью анализа знаково-символических средств и языковых форм познания. Возрос- ло значение логического анализа строения знаний и логического вывода. Вместе с тем новые направления позитивизма наследовали основные особенности его предшествующего вида: знание трактовалось как состоящее из двух основных форм — непосредственно наблюдаемых (воспринимаемых) данных и теоретических объектов. В качестве истинно реальных продолжали рассматриваться первые, в то же время последние трактовались как метафизические сущности, которые не выражают природу реального бытия.

По мере дальнейшего развития науки подобные взгляды на природу познания стали подвергаться критическому анализу, что можно проследить по работам Б.

Раскрытие ограниченности механистической модели мира и принципов позитивистского подхода к познанию привели к расширению общих представлений о детерминизме и причинности. В круг представлений о причинности стали активно включаться понятия состояния исследуемых систем и особенно связи состояний. Под состоянием системы понимается как бы ее мгновенный снимок, определение значений основных характеристик исследуемой системы в определенный момент времени. Причинность стала трактоваться как связь состояний системы во времени. Соответственно причинность, определенная на базе представлений о силовых воздействиях, стала иногда характеризоваться как наглядная причинность, а ее определение через представления о связи состояний — как теоретическая причинность.

Однако в реальности положение дел сложнее. Причинность и связь состояний выполняют в познании разные функции. Причинность отвечает на вопрос «почему», а представления о связи состояний — на вопрос «как»: как происходит развертывание действия причины во времени?

Дальнейшие преобразования и обогащения учения о детерминизме в историческом развитии физического познания связаны с созданием классической электродинамики. Важнейшим познавательным итогом этих преобразований явилась разработка представлений о физических полях как особой формы материи, физически характеризующейся бесконечно большим числом степеней свободы. Концепция поля была ориентирована на анализ физических механизмов взаимодействий тел и стала своеобразным возрождением теории близкодействия. Первоначально в физике были достаточно широко распространены представления, согласно которым взаимодействия между телами могут осуществ- литься непосредственно через пустое пространство, которое не принимает участия в передаче взаимодействий, и последние могут осуществляться мгновенно.

Поскольку учение о полях играет одну из ключевых ролей в современном физическом познании, то оно характеризует и развитие учения о причинности — причинность неотделима от воздействия одних тел и систем на другие, что было заложено в исходном ее определении. Характеристика причинности имеет интересное продолжение в анализе оснований теории относительности. Теория относительности рассматривается как общая теория пространственно-временных отношений. Базовым ее понятием является понятие точечного события, т.е. того, которое происходит в данной точке пространства в данный момент времени. В случае теории относительности все события равноправны и характеризуются взаимодействиями, скорость распространения которых конечна (для электромагнитных взаимодействий это есть скорость света). Соответственно все поле событий характеризуется определенной упорядоченностью — одни события уже произошли, другие будут последовательно происходить, третьи — не могут находиться во взаимодействиях с исходным событием. Структура рассматриваемого поля событий может быть представлена графически как описание геометрических свойств четырехмерного пространства-времени. Тем самым выделяются события, которые могут находиться в причинной связи с исходным событием, с чем связано фундаментальное значение понятия светового конуса.

Крайне значимые преобразования в учении о детерминизме, вызвавшие широкие научные дискуссии, произошли в ходе становления в научном познании теоретико-вероятностных методов исследования. Идея вероятности — одна из основополагающих и «вдохновляющих» (Н. Винер) идей, лежащих в фундаменте современной науки. Методы, базирующиеся на теории вероятностей, породили важнейшие направления фундаментальных исследований второй половины XIX — первой половины XX в. Произошли радикальные преобразования в научной картине мира, стиле научного мышления и в базовых моделях мироздания и его познания.

В науке стали говорить о вероятностной революции[73]. Н. Винер отмечал, что переход от XIX к XX в. в творческой науке ознаменовался переходом от ньютоновского мира к вероятностному миру. Связывая радикальное становление вероятностной картины мира с именем Дж. В. Гиббса, Винер писал, что «именно Гиббсу, а не Альберту Эйнштейну, Вернеру Гейзенбер- гу или Максу Планку мы должны приписать первую великую революцию в физике XX века»[74].

Несмотря на столь фундаментальное значение теоретико-вероятностных методов исследования, вопрос о природе, понимании вероятности остается во многом открытым. Как отмечал К. фон Вейцзеккер: «Вероятность представляет собою один из выдающихся примеров «эпистемологического парадокса», когда мы можем успешно применять наши базовые понятия, не имея их реального понимания»[75]. Подобным же образом высказывались многие другие исследователи. Вхождение теоретико-вероят- ностных методов в познание революционизировало все научное мышление и соответственно преобразовало учение о детерминизме. Доктрина детерминизма стала тесно ассоциироваться с раскрытием природы вероятности. Чтобы раскрыть особенности, новизну вероятностного образа мышления, необходимо исходить из анализа предмета теории вероятностей и оснований ее многочисленных приложений. Теория вероятностей есть математическая наука о закономерностях массовых случайных явлений. Раскрытие ее содержания неотделимо от анализа основных идей системного подхода. Важнейшей характеристикой системного подхода является категория структуры, а в случае вероятностных систем — категория вероятностного распределения, на базе которого были выработаны представления о статистических закономерностях.

Приложения теории вероятностей к познанию бытия весьма значительны, и наиболее развитыми в теоретическом и логическом отношениях являются классическая статистическая физика и квантовая теория. Именно анализ структуры этих теоретических систем раскрывает природу вероятности. Классическая статистическая физика дает исходную базу для раскрытия природы вероятности; квантовая теория развивает далее идею вероятности. Специфика теоретико-вероятностных методов и выросших на их базе представлений о статистических закономерностях обычно определяется через категорию случайности: в структуру таковых включена идея случая. Последнее нуждается в известной расшифровке. Для раскрытия структуры классической статистической физики весьма существенно, что исходной моделью вероятностных (статистических) систем выступает модель идеального газа. Важнейшим признаком этой мо- дели является то, что частицы (молекулы) газа рассматриваются как невзаимосвязанные, «свободные», независимые, так что поведение частиц в газе взаимно не коррелируемо. Обобщение этой модели говорит о том, что статистические (вероятностные) системы суть системы, образованные из независимых или квазинезависимых сущностей. Вхождение идеи независимости в структуру научной теории представляет собой весьма существенные преобразования в общем учении о детерминизме.

Вероятностный образ мышления, как и мышление на базе статистических закономерностей, есть искусство мыслить на языке и в образах распределений. Фундаментальная роль распределений в структуре научного познания зачастую почти не раскрывается. При анализе природы вероятности и статистических закономерностей большое внимание обычно уделяется анализу оснований той неопределенности и неоднозначности, которые они вводят в научное познание. Анализ этой проблемы неотделим от анализа существа и значимости представлений о распределениях. Распределения не характеризуют однозначным, жестким образом поведение отдельных элементов систем. Они устанавливают лишь поле возможностей в поведении элементов в рамках систем, но не определяют их конкретного, детального поведения. В связи с этим и говорят о том, что вероятность вводит в исследования неоднозначность и неопределенность, а зачастую утверждается мысль о торжестве индетерминизма и крахе детерминизма. При этом под последним понимаются лишь жестко детерминированные связи. Соответственно возникли утверждения о неполноте теоретико-вероятностных методов и статистических закономерностей.

Встает интересный и интригующий вопрос: как возможно образование систем из независимых сущностей? Независимость означает отрицание наличия внутренних взаимосвязей в системах. Что же в таком случае их объединяет? Особенность статистических систем заключается в том, что целостность, наличие внутренней устойчивости им придают внешние условия, внешнее окружение, внешние, а не внутренние силы. Находясь в определенных условиях, независимые элементы систем хаотически перемешиваются, в результате чего мы приходим к устойчивости вероятностных систем. Кульминационным пунктом применения вероятностных концепций в естествознании является разработка квантовой механики — физической теории микропроцессов, процессов атомного масштаба. Если в статистической физике идея вероятности основывалась на непосредственном анализе массовых явлений, то в квантовой теории вероятность соотносится с анализом поведения отдельных, индивидуальных микрочастиц. Вхождение вероятности в квантовую теорию рассматривается как наиболее адекватное, наиболее фундаментальное проявление вероятностных идей в познании.

Существо вероятностного подхода в квантовой теории следует раскрывать на основе анализа ее логической структуры. При этом весьма зна- чимо, что используемые в квантовой теории понятия делятся в своей основе на два класса: первый класс составляют так называемые «непосредственно наблюдаемые» в опыте величины, рассматриваемые в теории как типично случайные (в теоретико-вероятностном смысле) — координаты, импульсы; второй класс образуют «квантовые числа» (типа спина, заряда). Различия между этими классами понятий заключаются в «степени их близости» к непосредственно данному в физическом опыте.

Использование понятий различных классов в рамках единой теории представляет собой наиболее сильное изменение в логике построения научной теории. Зависимости между этими двумя классами понятий раскрываются уже не в плане координации, а в плане субординации. При этом субординация, иерархия, включает в себя определенную независимость, автономность: характеристики высшего, собственно квантового уровня взаимосвязаны между собой вполне жестким, однозначным образом, но они не определяют однозначно значения характеристик «низшего», исходного уровня, а лишь дают спектр, структуру их допустимых значений.

Сказанное позволяет сделать вывод, что значение вероятностных методов в квантовой теории заключается прежде всего в том, что они дают основание исследовать и теоретически выражать закономерности объектов, имеющих сложную, «двухуровневую» структуру. Идея уровней, иерархии оказывается весьма существенной для понимания природы вероятности и основывающихся на ней методов исследования. Она характерна и для классической статистической физики. Основная задача статистической физики, говоря словами Г. Уленбека, «всегда заключается в отыскании соответствия между микроскопическим, или атомным, миром и миром макроскопическим»[76].

Можно вообще сказать, что понять природу вероятности означает понять особенности вероятностной иерархии. Высший уровень поддерживает, контролирует структуру процессов на низшем уровне. Другими словами, вероятностные методы не отрицают «начисто» наличие генетически однозначных связей как ведущего признака причинности, а переносят их действие на более глубокие уровни анализа взаимодействий и поведения систем и объектов. На низшем уровне определяются закономерности, включающие неоднозначность и неопределенность в поведении частиц. Эти закономерности представлены так называемыми соотношениями неопределенностей Гейзенберга, согласно которым квантовая система не может находиться в состояниях, когда координаты ее центра инерции и импульс одновременно принимают вполне определенные, точные значения.

Дискуссии по вопросам трактовки квантовой теории во многом концентрируются вокруг проблемы «беспричинного» поведения микрообъ- ектов. В ходе этих дискуссий была выдвинута так называемая концепция скрытых параметров. Суть дела ясно проявляется при рассмотрении опытов по дифракции микрочастиц на кристаллах — основных опытов, обосновывающих квантовую механику. При прохождении через кристалл микрочастица изменяет направление своего полета, и попадание частиц на экране образует случайную совокупность событий. Теория не определяет место попадания каждой из частиц на экран. Классический образ мышления не мог признать принципиального характера подобной неопределенности. Соответственно появились утверждения, что квантовая теория неполна и, следовательно, неполноценна. В развитие этого подхода и возникла гипотеза скрытых параметров, которая предполагает, что микрочастица обладает некоторым параметром, пока науке неизвестным (скрытым), но вариации которого строго определяют места попадания каждой из частиц на экран.

Тем не менее выявить такой параметр науке не удается. Более того, сама концепция скрытых параметров все более подвергается критике.

Выдвигаются и другие представления о вероятностной природе квантовых процессов. Так, К. Поппер предлагает свою интерпретацию вероятности на основе представлений о предрасположенностях. Он соотносит предрасположенности не с внутренними свойствами частиц, но со свойствами организации соответствующего эксперимента[77]. Предлагаются и другие концепции. Наиболее экзотические среди них — те, в которых делаются предположения о «внутренней активности» элементов системы. Характерно в этом плане высказывание Ф. Дайсона: «Материя, согласно квантовой механике, не есть инертная субстанция, но является активным агентом, постоянно делающим выбор между альтернативными возможностями согласно вероятностным законам. Каждый квантовый эксперимент заставляет природу делать выбор. Кажется, что разум, как выражающий способность делать выбор, некоторым образом присущ каждому электрону»[78].

В современной науке осуществляются дальнейшие концептуальные преобразования, включая преобразования в учении о детерминизме. Происходит становление новой базисной модели бытия и познания. Новая модель как бы идет на смену простой вероятностной модели, обогащая таковую. Преобразования связаны с переходом науки к аналитическим исследованиям сложноорганизованных динамических систем и характеризуются такими понятиями, как нелинейность, неустойчивость, целенаправленность, самоорганизация. Разрабатываются представления о новых видах (классах) закономерностей и научных теорий, которые наследуют и обогащают основные идеи вероятностного взгляда на мир — идеи независимости и иерархии. Эти преобразования связаны с разработкой синергетики, которую определяют как науку, изучающую проблемы, порождаемые образованием упорядоченных структур в сложных системах в процессах кооперативного поведения автономных подсистем. «Центральной темой в синергетике, — отмечает Г. Хакен, один из родоначальников этой науки, — следует считать координацию действия отдельных частей с помощью параметров порядка и принципа подчинения»[79]. Параметры порядка и принцип подчинения характеризуют закономерности функционирования сложных систем, где под сложностью понимают не просто резкое увеличение числа элементов, составляющих системы, а возникновение новых видов взаимосвязей и взаимодействий. Параметры порядка характеризуют структуру сложных систем, и эта структура выражает новые виды иерархии и независимости. Принцип подчинения означает, что изменения в целостных характеристиках систем воздействуют на базисные элементы систем, их свойства и поведение.

Особо следует отметить проблему целенаправленного поведения сложных систем, где представления о цели соотносятся с раскрытием функциональной роли и назначения элементов, подсистем и систем в составе окружения. Добавим также, что современные проблемы детерминизма испытывают и иные трудности. Отдельные причинно-следственные зависимости и связи исследуются не в своем изолированном виде, а в их соотнесенности со многими другими связями и взаимодействиями, что обогащает анализ современных форм детерминации. В связи с этим все настойчивее говорят о таких типах отношений между событиями, как функциональная связь, синхронистичность, когерентность, многофакторность и др.

Подытоживая все сказанное, можно сделать вывод, что проблема детерминации в познании физических объектов и систем, их функционирования и поведения обогащалась в ходе исторического развития физики. Классическая физика (в первую очередь классическая механика) начинала разработку представлений о детерминизме с анализа внешних факторов, внешних воздействий на поведение и функционирование объектов и систем, а сами объекты и системы рассматривались как инертные, пассивные. В вероятностных системах, особенно в квантовой теории, проблемы детерминации стали дополнительно включать в сферу научного анализа (пусть в своем простейшем виде) воздействие внутренних факторов, внутренних параметров. Происходит сближение физики с биологией. Ее ориентация на анализ живых систем будет все более втягивать исследования в разработку аналитических методов познания взаимодействия и взаимопроникновения внешних и внутренних факторов в раскрытии структуры и поведения исследуемых объектов и систем. Как в свое время высказался М. Бунге: «...Материальные предметы на всех уровнях организации все более и более рассматриваются как сущности, имеющие собственную активность, обусловленную, но не полностью детерминированную окружающей их средой. В возрастающей степени, хотя и не сознательно, признается древний диалектический тезис, что ничто не изменяется исключительно под давлением внешнего принуждения, а все конкретные предметы вместе со своими внутренними процессами принимают участие в непрекращающемся изменении материальной Вселенной... Внешние причины являются действующими лишь в той степени, в какой они захватывают собственную природу и внутренние процессы вещей»[80].