Жанр: Философия
Синергетика: становление нелинейного мышления
...нелинейного стиля мышления речь не идет о задании на все
времена исчерпывающего списка методологических принципов.
Позитивистский идеал полного описания критериев научности не
может быть осуществлен хотя бы потому, что границы научной
рациональности, к счастью, расширяются. Это не означает, что
наука вообще теряет отличие от других способов духовного
освоения действительности. Ее границы существуют и могут быть.
в частности, обозначены общими методологическими требованиями
к теории как продукту научной деятельности способу
фиксации научного знания.
В сохранении значения этих требований, формулировка
которых оказалась позитивным наследием позитивизма, возможно,
проявляется своеобразный принцип соответствия в методологии
науки. В последние десятилетия внимание методологов
переместилось с форм фиксации готового знания к деятельности
ученых по его развитию Однако то, что было установлено в
результате методологических исследований по отношению к
продуктам научной деятельности, сохраняет значение
методологической
134
истины, получая при этом более четкие пределы применимости.
Общие методологические установки, воплощающие и
конкретизирующие философские положения теории познания
(принцип соответствия, требование проверяемости теории,
требование принципиальной простоты теории), безусловно,
регулируют деятельность ученых, формулируя требования к
результату их деятельности. Сохранение значения этих принципов
во многом определяется и их высокой общностью, и
эпистемологической ориентацией, и, при всей их эвристичности,
обращенностью к результатам познания.
Однако, как уже было сказано в предыдущем параграфе,
деятельность ученых регулируется в определенный исторический
период в рамках данной исследовательской программы
значительно более конкретными и содержательными
методологическими принципами. Последние опираются на
определенные онтологические предпосылки, выраженные в
соответствующей картине мира, и воплощают соответствующие
философские категории, эвристичность которых фиксируется в
соответствующем стиле мышления.
Так, исследовательская программа механики включала в себя
принцип дальнодействия, способствовавший реализации
положений абстрактной базисной теории (теоретической механики
Лагранжа и Гамильтона) в механических теориях различных
областей действительности. Принцип дальнодействия в
механической картине мира был связан с абсолютными
пространством и временем, с предположением о возможности
бесконечной скорости взаимодействия, о разделенности
дискретных корпускул вакуумом и т. д. Но свидетельствует ли о
ненаучности теорий механики то обстоятельство, что в полевой
исследовательской программе действует принцип близкодействия,
воплощающий категорию непрерывности? Нет, это означает лишь
исчерпание действенности механической программы. Однако
обобщенные принципы теоретической механики продолжают
действовать в других исследовательских программах (скажем, тот
же принцип дальнодействия в квантовомеханической программе и
даже в квантовополе-вой применительно к внутренним
взаимодействиям стабильных объектов: атом, молекула).
Таким образом, в разных исследовательских программах могут
действовать противоположные методологические принципы.
Развитие познания и на методологическом Уровне идет от тезиса к
антитезису; что касается конкрет-
ного примера с принципами близкодействия и дальнодействия,
то в современных исследовательских программах в известной
степени осуществлен их синтез (с некоторым изменением смысла,
конечно). Так, глобальные эффекты в самоорганизующихся
структурах осуществляются со скоростью, значительно
превышающей скорость распространения действия между
элементами среды близкодействующих сил.
Итак, если речь идет о конкретных методологических
принципах, то они могут быть сходными для группы теорий, но
только если эти теории являются результатом реализации одной
исследовательской программы. Для разных программ набор
методологических принципов может отличаться в большей или
меньшей степени. Так что "умеренный" методологический
плюрализм может иметь не только право на существование, но и
методологическое обоснование.
Мы сделали это отступление, чтобы объяснить, о каком типе
методологических принципов будет идти речь при описании
нелинейного стиля научного мышления. Эти методологические
принципы являются результатом мировоззренческого и
категориального осмысления исходных теоретических принципов
абстрактных базисных теорий синергетической программы и
программы создания унитарных калибровочных теорий. Нам не
хотелось бы сейчас предлагать их названия. Как уже отмечалось,
методологическое содержание приобретают сами теоретические
принципы абстрактных базисных теорий: принцип подчинения в
синергетике, принцип локальной симметрии и ее спонтанного
нарушения в программе калибровочных теорий.
Процесс методологического осмысления исходных принципов
абстрактной базисной теории идет паоаллельно с содержательной
интерпретацией соответствующих математических форм, ведь не
следует забывать, что исходными этапами в формировании ядра
рассматриваемых нами исследовательских программ являются
математическая гипотеза (в физике высоких энергий) и
математическая аналогия (в синергетике). Оба процесса отнюдь не
завершены, продолжается и совершенствование математического
аппарата. Все это создает большие трудности в вычленении общих
методологических принципов нового стиля мышления из
содержательных алгоритмических предписаний применения
нелинейных методов при создании конкретных теорий
самоорганизации. В работах естествоиспытателей при всей
философской искушенности
многих из них указанные выше аспекты конкретного
содержания и общее осмысление все же не разнесены.
Положение методолога несколько облегчается как тем, что
синергетическая программа реализуется в очень разных властях
науки, так и тем, что нелинейный стиль мышления вырабатывается
не только в пределах этой программы. Сопоставление и совместное
осмысление разных программ, характеризующихся нелинейностью
математического аппарата абстрактных базисных теорий, облегчает
выделение общих моментов нелинейного мышления.
МЫ позволим себе не излагать подробно элементы физического
содержания конкретных теорий; воспользуемся примерами, уже
описанными в предыдущих разделах книги.
Ориентиром при обобщении способов погружения в "конкретный
материал нелинейных методов нам будут служить те общие
философские принципы, освоение которых естественнонаучным
знанием знаменует нынешнюю революцию в естествознании. Это
принцип развития и связанные с ним диалектические соотношения
категорий, в особенности те, что выражают черты целостности
развивающихся объектов. В конечном счете эти всеобщие связи
поглощаются в конкретном содержании теоретических принципов: в
принципе спонтанного нарушения локальной калибровочной
симметрии, в принципе "порядок через флуктуации", в принципе
подчинения. Однако в данном случае нас интересует в знании не
уровень всеобщего (философский) и не уровень конкретносодержательного
(чacтнонаучный), а промежуточный уровень
общего (методологический) .
Какими же методологическими принципами выражаются идеи
развития и целостности в современном нелинейном стиле научного
мышления?
Прежде всего это принцип нарушенной симметрии. Именно
нарушение симметрии знаменует появление различий. переход от
хаоса к порядку, рождение новых структур. Речь идет и о нарушении
симметрии хаотических флуктуаций вакуума при зарождении
Вселенной в космологии, и о нарушении локальных симметрий при
последовательных фазовых переходах расширяющейся Вселенной,
связанных с разделением типов физических взаимодействий,
рождением элементарных частиц, т. е. структурированием
элементной основы мира, послужившей фундаментом дальнейшего
его упорядочения. При этом нарушается и временная симметрия
(появляется необратимая
направленность процессов), и пространственная (взаимная
ориентация движения элементов, затем пространственная
ориентация образованных из них систем.)
Аналогично нарушаются временная и пространственная
симметрии при образовании диссипативных структур. Необратимый
случайный выбор одного из решений в точке бифуркации,
энтропийный барьер, разделяющий прошлое и будущее,- так
выражается спонтанное нарушение временной симметрии.
Возникновение устойчивых предельных циклов (или других
устойчивых видов решения нелинейных уравнений) нарушает
симметрию в фазовом пространстве, но и в обычном пространстве
имеет место нарушение симметрии за счет пространственной
проекции предельных циклов или, более очевидным образом, при
возникновении структур типа ячеек Бенара, автоколебаний и
реакции Белоусова - Жаботинского, волн горения и т. п. Такое
спонтанное нарушение симметрий при образовании диссипативных
структур также влечет за собой возникновение различий:
внутреннего и внешнего. Эти различия тем больше, чем выше
устойчивость нового целого.
Целостность же вновь образованных структур проявляется в
свойстве когерентности движения элементов среды в флуктуации,
подчиняющей себе остальные .процессы в исходном объеме, либо в
установлении когерентности многих флуктуаций. Наиболее высокая
степень когерентности в движении частей соответствует наиболее
устойчивой целостности воспроизводящего себя с необходимостью
целого - целостности квантовомеханической системы. Ядра,
атомы, молекулы, живые организмы при всей сложности состава
обнаруживают единство одной частицы (одночастичные спектры
характеристических частот) и способны выступать элементной базой
дальнейшего усложнения (связанного с локальным понижением энтропии).
Итак, спонтанное нарушение симметрии, переход от неустойчивости
хаотического движения к образованию устойчивого
порядка нового целого - это не просто описание развития вообще.
За каждым словосочетанием здесь стоит возможность
математического выражения конкретного физического содержания.
Есть еще один важный методологический момент в описании
развития как самоорганизации. Это принцип "случайность как
дополнение необходимости". Пути развития самоорганизующихся
систем не предопределены. Конкретная история конкретного
объекта, понятая как цепь бифуркаций со случайным выбором,
открывающим
впереди разные наборы возможности, предстает как
необходимое действие причины, в рождении которой играла
неэлиминируемую роль случайность. Условия, которые способно
ассимилировать данное основание, в том числе и внешние условия,
способствуют тому, что случайность дополняет необходимость.
Если внешнее воздействие резонансно свойствам среды, то и малое
воздействие способно сыграть большую роль в судьбе системы. На
этом основано и понимание самопроизвольности появления нового,
т. е. естественного хода развития, и обоснование возможности
человека вмешиваться в ход развития (и пределы этого
вмешательства). Здесь же лежит основание невозможности
безоговорочной экстраполяции законов (как в линейной физике) ни в
пространстве (критический размер системы), ни во времени
(критические значения управляющих параметров, если они
изменяются во времени).
Все вышесказанное не только не исключает устойчивости
становящегося целого, но, напротив, предполагает такую
устойчивость, осуществляемую за счет его постоянного
динамического воспроизведения. Устойчивые состояния
диссипативных структур, раз возникнув, удерживаются. невзирая на
большие внешние воздействия. Чуткие к малым изменениям
управляющих параметров в точках бифуркаций, в момент
возникновения новой необходимости, самоорганизующиеся системы
демонстрируют свою действительность, удерживая необходимость
своего существования в дальнейшем.
В ядре синергетической исследовательской программы
содержатся различные типы нелинейных уравнений и методы их
решения. Кроме того, здесь наличествуют и условия применения
этого математического аппарата: это, например, достаточно большое
количество элементов среды, в которой происходит
самоорганизация (молекул газа или жидкости, живых клеток, зайцев
и рысей, людей и пр.); это и критическое значение управляющего
параметра, ведущее к неустойчивости, и прочее. Синергетические
методы содержат четкие алгоритмы деятельности ученых при
создании конкретных теорий самоорганизации. Напоминаем, что нас
интересуют более общие методологические установки,,
определяющие нелинейный стиль мышления, если угодно, ожидания
и ориентации ученых при обращении к нелинейным методам.
В негативном плане здесь признаются: невозможность
экстраполяции законов без дополнительного исследования условий
существования системы в иных пространственно-
временных масштабах; необратимость развития самоорганизующихся
систем; невозможность предсказания поведения целого
лишь на основе исследования поведения его элементного состава.
В позитивном плане нелинейный стиль мышления ориентирует
на готовность к появлению нового. Соответственно, акценты
делаются на исследование условий неустойчивого состояния
исходной системы и анализ альтернативных возможностей
появления устойчивых состояний нового целого. Говоря точнее, в
центре внимания - поиски симметрий и условий их нарушения для
исходных систем, с одной стороны, и поиски условий когерентности
вновь образующегося целого - с другой.
В категориальном плане актуализируются диалектические
категориальные структуры детерминации и формообразования, о
действии которых в отражении процессов самоорганизации шла речь
во второй главе.
Итак, мы попытались осветить все принятые в методологии
аспекты формирования и действия нелинейного стиля мышления.
Что касается парадигмы-образца, аналогия с которым воплощала бы
основные черты этого стиля *, то, на наш взгляд, здесь образцом
может служить биологическая модель формирования вида со
случайными мутациями и их естественным отбором.
_____________________________
* С, Б. Крымский, обобщая характеристики предшествующих стилей мышления,
упоминает парадигмы часов (Возрождение), модели солнечной системы (XVII-XVIII
вв.), гидродинамический образ волны и потока (XVIII-XIX вв.), стохастический
автомат (XX в.) [40, 95- 99].
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Заканчивая книгу, автор не может не задаться вопросом о том, в
какой мере ему удалось решить поставленные перед собой задачи.
Поскольку этот вопрос может заинтересовать и читателей,
попробуем на него ответить, ориентируясь на порядок
сформулированных во введении задач.
1. Рассмотрение хода революционных изменений в современном
точном естествознании потребовало некоторых методологических
уточнений. Было проведено различение исследовательских
программ как формы теоретического освоения действительности
(формы регуляции деятельности ученых по получению нового
знания) и теорий или их концептуальных систем как формы
фиксации знания (результатов деятельности, продуктов духовного
производства) .
2. Показано, что создание синергетики можно методологически
интерпретировать как еще не завершенный процесс формирования
общенаучной исследовательской программы. Этот процесс согласно
концепции исследовательских программ является революцией в
естествознании. Такой вывод также подтверждается: а) изменениями
в научной картине мира (универсализация принципа развития);
б) становлением нового стиля научного мышления ("нелинейное
мышление").
3. Показана адекватность категориальных структур диалектики для
осмысления теоретически описанных процессов самоорганизации. В
результате категориального анализа естественнонаучного материала
прослежена конкретная диалектика становления
самоорганизующихся систем, в частности основания, условия,
причины как моменты детерминации формообразования нового
целого в процессе самоорганизации. Разная степень устойчивости
вновь образованного в результате самоорганизации целого
послужила основанием категориального различения целостности
самоорганизующихся структур: "целостность"
как преходящее неустойчивое открытое образование (например,
тепловые структуры в плазме); "целое", воспроизводящее условия
своего существования во взаимодействии со средой (диссипативные
структуры); "тотальное целое" как самоорганизующееся целое
высшей степени устойчивости, способное выступать в качестве
элементной базы систем более высокого уровня организации (ядро,
атом, молекула, живой организм, обладающие целостностью
квантовой системы). Проведенное различение важно для перехода от
естественнонаучного описания становления как момента развития к
теоретическому отражению в точном естествознании таких
моментов развития, как устойчивость нового, необратимость,
возможность дальнейшего усложнения.
4. В качестве методологических следствий происходящей
революции в естествознании рассмотрены: становление нового стиля
научного мышления ("нелинейное мышление") и изменение
соотношения между науками в связи с зарождением физики живого.
Новый стиль мышления связан с формированием нового видения
мира как сложного развивающегося целого, естественным образом
включающего в себя человека и его деятельность. В нелинейном
мышлении свою эвристичность обнаруживают не отдельные
категории, пары или группы категорий, а целостные категориальные
структуры диалектики как метода. Что касается изменения системы
методологических принципов в связи со становлением нового стиля
мышления, то анализ реализации двух новых исследовательских
программ в естествознании (унитарных калибровочных теории и
синергетики) продемонстрировал успешность действия таких новых
методологических принципов, как принцип спонтанного нарушения
симметрии и принцип когерентности флуктуаций при становлении
нового целого. Именно эти принципы методологически воплощают
философские идеи развития и целостности, на уровне теорий
реализующиеся в принципе подчинения и принципе нарушения локальной
симметрии
По поводу появления физики живого придется высказаться
несколько подробнее в "Заключении", так как логика развития
мысли не оставила места для рассмотрения этого крайне важного (в
перспективе) вопроса методологии науки в основной части книги.
Методологические основания конституирования физики живого
как новой научной дисциплины, отличной от традиционной
биофизики, должны включать в себя решение двух групп проблем.
Первая группа касается выработки
методологических принципов физического исследования
саморазвивающихся целостных объектов (именно таково живое). В
основе решения этих проблем лежит освоение точным
естествознанием процессов самоорганизации, понятых как
становление нового целого, что происходит в рамках нелинейных
синергетических подходов. Вторая группа проблем связана с местом
физики живого среди других наук- с ее отношением к традиционным
физике и биологии, с правомерностью различения ее с синергетикой,
а также с выделением собственного предмета исследования,
отличного от предмета биологической науки.
Методологическим ключом к решению вышеперечисленных
проблем может служить концепция физических исследовательских
программ, различающая абстрактную базисную теорию с
методологическими принципами ее построения как ядро программы
и защитный пояс гипотез, позволяющий, применяя положения этого
ядра, строить конкретные научные теории В нашем случае синергетика
может быть рассмотрена как первая в точном естествознании
общенаучная исследовательская программа, применяемая в качестве
руководства к действию при построении конкретных теорий
самоорганизации Такими теориями выступают и теории физики
живого.
Этот методологический подход определяет место физики живого по
отношению к синергетике как результат применения принципов
последней к живому, взятому в специфически физическом аспекте,
но сохраняющему признаки живого. Этим теории физики живого
отличаются от биофизических теорий, реализующих по отношению к
живому такие принципы традиционных исследовательских программ
"физики существующего", как редукционизм и элементаризм
Физика живого - не единственная возможная концептуальная
система теорий, которая может быть получена при реализации
принципов синергетической программы на таком предметном поле
исследований, как живое Существуют и собственно биологические
синергетические теории, касающиеся, например, морфогенеза
Кроме того, существуют и собственно физические синергетические
теории, касающиеся неорганических объектов (объясняющие
существование ячеек Бенара, эффекта Джозефсона и др ).
Таким образом, реализация синергетической исследовательской
программы знаменуется появлением теорий, которые в одних
случаях связаны с появлением нового направления в устоявшихся
научных дисциплинах (физика
возникающего, синергетический подход в биологии), а в
случае физики живого конституируются в новую перспективную
научную дисциплину.
И все же, завершая эту книгу, посвященную методологии науки,
не хотелось бы оставаться на твердой научной почве берега реки под
названием "жизнь". Представляется, что нелинейное мышление как
готовность к появлению нового всегда было необходимо для
путешествий по этой реке. Сейчас это мышление, наконец,
приобретает научный статус.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ
ЛИТЕРАТУРЫ
1 Маркс А. Экономические рукописи 1857-1859 гг. // Маркс К;
Энгельс Ф. Соч. 2-е изд. Т. 46. Ч. 1.
2. Энгельс Ф. Людвиг Фейербах и конец классической немецкой
философии//Там же. Т. 21.
3. Ленин В. И. Философские тетради. М., 1969. (Полн. собр. соч.;
Т. 29).
4. Аббасов А. Ф. Соотношение категории и принципов системноцелостной
проблематики. Баку, 1984.
5. Аверьянов А. Н. Система: философская категория и реальность.
М., 1976.
6. Андреев Е. А., Белый М. У., Ситько С. П. Проявление собственных
характеристических частот организма человека//Докл. АН
УССР. Сер. Б. 1984. № 10.
7. Их же. Реакция организма человека на электромагнитное излучение
миллиметрового диапазона//Вести. АН СССР. 1985. № 1.
8. Андреев Е. А. и др. Физические основы микроволновой (биорезонансной)
коррекции физиологического состояния организма
человека // Применение миллиметрового излучения низкой
интенсивности в биологии и медицине. М., 1985.
9. Андреев Е. А.. Добронравова И. С., Ситько С. П. Целое как
результат самоорганизации. М., 1987 / Препр. АН СССР. Филос. о-во
СССР
10. Артюх А. Т. Категориальный синтез теории. К., 1967.
11. Ахундов М. Д., Баженов Л. Б. Физика на пути к единству. М.,
1985.
12. Ахундов М. Д., Илларионов С. В. Методологический анализ
современного этапа развития квантовой теории поля//Методы научного
познания и физика. М., 1985.
13. Их же Преемственность исследовательских программ в
развитии физики//Вопр. философии. 1986. № 6.
14. Баженов Л. Б. Строение и функции естественнонаучной теории.
М., 1978.
15. Башляр Г. Новый рационализм. М., 1987.
16 Белинцев Б. Н. Диссипативные структуры и вопросы биологического
формообразования//Успехи физ. наук. 1983. Т. 128. Вып 1.
17. Блауберг И., Юдин Б. Понятие целостности и его роль в научном
познании. М., 1972.
18. Бляхер Е. Д; Волынская Л. М. Картина мира и механизмы
познания Душанбе, 1976.
19 Бучаченко А. Л., Сагдеев Р. 3; Саликов К.. М. Магнитные и
спиновые эффекты в химических реакциях. Новосибирск, 1978.
20 Вайнберг С Идейные основы единой теории слабых и электромагнитных
взаимодействий//На пути к единой теории поля. М.,
1980.
21. Его же; Первые три минуты. М., №81.
22. Вайскопф В. Физика в XX столетии. .М., 1977.
23. Гегель Г. В. Ф. Наука логики. В 3 т. М" 1972. Т. 2.
24. Его же. Феноменология духа//Соч.: В 14 т. М., 1959. Т. 4.
25. Его же. Энциклопедия философских наук. В 3 т. М., 1974.
26. Гриб А. А. Неравенства Белла и экспериментальная проверка
квантовых корреляций на макроскопических расстояниях // Успехи
наук. 1984. Т. 142. Вып. 4.
27. Девятков Н. Д. и др. Влияние электромагнитного излучения
миллиметрового диапазона длин волн на биологические объекты //
Там. же. 1973. Т. 113. Вып. 3.
28. Добронравова И. С. Идея развития в современной физике //
Филос. науки. 1984. № 1.
29. Ее же. Интертеория и единство мировоззренческих и
методологическихфакторов развития теории//Филос. пробл. соврем,
естествознания. К., 1982. Вып. 52.
30. Ее жe. Отражение диалектики прерывного и непрерывного в
категориальной структуре квантовой электродинамики // Там же.
J979.Bbin.46.
31. Добронравова I. С. Роль інтертеорії в аналіз фізичних концепцій.//
Філос. думка. 1981. № 4.
32. Добронравова И. С. Роль физической картины мира в установлении
соотношении между понятиями теории, связанных
принципом соответствия//Научная картина мира. К., 1981.
33. Злотина М. Л. О логике курса диалектического
материализма. К., 1978.
34. Казютинский В. В. Идея Вселенной // Философия и мировоззренческие
проблемы науки. М., 1981.
35. Кайзер Ф. Нелинейные колебания (предельные циклы) в физических
и биологических системах//Нелинейные электромагнитные
волны. М., 1985.
36. Климонтович Н. Ю. Без формул о синергетике. Минск, 1986.
37. Климонтович Ю. Л. Предисловие редактора перевода // Хакен
Г. Синергетика. М., 1982.
38. Его же. Проблемы статистической теории самоорганизации
синергетики. М., 1987 / Препр. АН СССР. Филос. о-во СССР.
39. Кринский В. И.. Михайлов А. С. Автоволны. М., 1984.
40. Крымский С Б. Научное знание и принципы его трансформации.
К., 1974.
41. Его же. Системы знания и проблема их категориальной определенности
// Логико-философский анализ понятийного аппарата
науки. К., 1977.
42. Крымский С. 5., Кузнецов В. И. Мировоззренческие
категории в современном естествознании. К., 1984.
43. Кун Т. Структура научных революций. М., 1977.
44. Курдюмов С. П., Малинецкий Г. Г. Синергетика - теория самоорганизации.
М., 1983.
45. Кучевский В. Б. Анализ категории "материя". М., 1983.
46. Лакатос И. История науки и ее рациональные реконструкции
// Структура и развитие науки. М., 1978.
47. Линде А. Д. Раздувающаяся Вселенная//Успехи физ. наук.
1984. Т. 142. Вып. 2.
48. Лосев А. Ф. Эстетика Возрождения. М., 1978.
49. Ляп
Закладка в соц.сетях
