Логика и генезис научной теории в свете концепции "умозрительного уровня познания" В.П. Бранского

Размещено на http://www.allbest.ru/

Логика и генезис научной теории в свете концепции «умозрительного уровня познания» В.П. Бранского

Э.Ф. Караваев

Санкт-Петербургский государственный университет

В данной статье рассматривается концепция «умозрительного уровня познания», разработанная В.П. Бранским и суммирующая его предшествующее философско-методологическое изучение колоссального по объему материала современной физики (особенно по теории элементарных частиц). История теоретической физики убедительно свидетельствует в пользу того, что исходные понятия новой фундаментальной теории нельзя получить путем просто индуктивного обобщения опытных данных. Нельзя также их получить -- с помощью дедукции -- из старых теоретических понятий. А между тем в реальной истории физики (и науки в целом) такие идеи нет-нет и выдвигаются. Ведь без них невозможно предложить теоретическое объяснение новых открытых явлений: без них нет адекватного отражения объективной сущности этих явлений, которая по своему содержанию с ними не совпадает (хотя, очевидно, по способу существования от них неотделима). Имеет место активность познания: умозрительный характер абстрактных теоретических понятий и «наглядных», с точки зрения нашего (макроскопического) опыта, теоретических представлений отнюдь не исчерпывается пассивным отражением объективной реальности. Умозрительные конструкты, которые создает теоретик, не являются тождественными той реальности, для познания которой они создаются. В случае успеха конструкт, не совпадая с объектом реальности по способу существования, может отражать сущность класса сходных явлений или конкретные проявления этой сущности в виде новых явлений.

Одним из основных творческих действий, ведущим к получению новых идей, оказывается выбор (селекция). Теоретическое знание становится истинным в пределах фиксированной предметной области и фиксированной чувствительности приборов, если предсказываемое им новое эмпирическое знание (в тех же пределах) согласуется с экспериментом. Проверка означает выяснение границ применимости теоретического знания. В статье рассматривается один исторический эпизод, связанный с именем Н. Бора и касающийся генезиса конструктов «умозрительного уровня». Некоторые авторы его образное высказывание о том, что теория не кажется ему верной, если она не является «достаточно сумасшедшей», истолковывают как выступление против логики. Однако Бор имел в виду, что предлагаемая теория должна крайне существенно (до «сумасшествия»!) отличаться от существующих взглядов и теорий в данной научной области. И вполне ясно, что содержание такого отличия (или отличий) нельзя различить без логики. Равным образом соответствие или несоответствие проверяемой теории содержанию данных опыта нельзя установить без логики. В заключение в статье рассматривается пример того, как концепция «умозрительного уровня познания», В. П. Бранского, позволяет продвинуться в разработке оснований концепции синергетики.

Ключевые слова: исследование, умозрительный теоретический уровень, теория элементарных частиц, индуктивное обобщение, дедукция, умозрительный конструкт, сущность, явление, логика, синергетика.

В работе «Теория элементарных частиц как объект методологического исследования» [1, с. 229-256], суммирующей его предшествующее философско-методологическое изучение колоссального по объему материала по истории современной физики (особенно по теории элементарных частиц), В.П. Бранский излагает очень важную и плодотворную концепцию «умозрительного теоретического уровня исследования», которая является значительным вкладом в современную философию науки. Впоследствии он в разработке своей теории синергетической философии истории опирается на эту концепцию Тема «Синергетическая философия истории» -- а это, несомненно, наиболее оригинальный и фундаментальный вклад В. П. Бранского в философию науки -- заслуживает отдельного и специального рассмотрения.. синергетика физики частица бранский

История теоретической физики убедительно свидетельствует в пользу того, что исходные понятия новой фундаментальной теории (т.е. ее принципиально новые теоретические идеи) нельзя получить путем просто индуктивного обобщения опытных данных. Так получаются эмпирические понятия, отражающие «чувственно сходное» в исследуемых явлениях. Поскольку существенно общее не совпадает с чувственно сходным, для его отражения требуются специальные понятия, отличные от феноменологических. Нельзя также получить принципиальноновые теоретические идеи из старых теоретических понятий при помощи дедукции. Между тем в реальной истории физики (и науки в целом) такие идеи выдвигаются для теоретического объяснения новых явлений (т.е. для адекватного отражения объективной сущности этих явлений, которая по содержанию с ними не совпадает, хотя по способу существования от них неотделима).

В.П. Бранский, вводя понятие «умозрительный теоретический уровень», следовал мыслям А. Эйнштейна, который считал, что «аксиоматическая основа теоретической физики не может быть извлечена из опыта, а должна быть свободно изобретена... Опыт может подсказать нам соответствующие математические понятия, но они ни в коем случае не могут быть выведены из него. Поэтому я считаю в известной мере оправданной веру древних в то, что чистое мышление в состоянии постигнуть реальность» [2, с. 184]. И еще: «Чисто логическое мышление само по себе не может дать никаких знаний о мире фактов; все познание реального мира исходит из опыта и завершается им» [3, с. 62].

Таким образом, как отмечает полушутя Бранский, повседневная работа физика-теоретика напоминает игру ребенка, который любуется радужным блеском выдуваемых им мыльных пузырей. Но случается, что, в отличие от детской игры, в работе физика иногда происходит «чудо» -- появляется «пузырь», который «не лопается». А если говорить серьезно, то случается время от времени событие, заключающееся в том, что предложенное умозрительное понятие (конструкт) позволяет не только объяснить какой-то известный эмпирический факт (и соответствующее эмпирическое понятие), но и предсказать новое явление, и это подкрепляется экспериментом.

Итак, умозрительные понятия и суждения могут быть спекулятивными (не проверяемыми на опыте) или теоретическими (проверяемыми на опыте). Проверяемые суждения -- в зависимости от результата их проверки -- оказываются истинными или ложными. Так что критерий адекватности отражения суждениями, основанными на умозрительных понятиях, объективной сущности сходных явлений, -- наличие возможности успешно объяснять и предсказывать эмпирические факты.

Развивая приведенные соображения, можно отметить: (1) умозрительный характер абстрактных теоретических понятий и «наглядных», с точки зрения нашего (макроскопического) опыта, теоретических представлений отнюдь не исчерпывается пассивным отражением объективной реальности («активность» познания); (2) умозрительные конструкты, которые создает теоретик, не являются тождественными той реальности, для познания которой они создаются; (3) в случае успеха конструкт (т. е. понятие в нашей голове), не совпадая с объектом реальности по способу существования, может отражать сущность класса сходных явлений (адекватные теоретические понятия) или конкретные проявления этой сущности в виде новых, т.е. еще не наблюдавшихся, явлений (адекватные теоретические представления).

Как уже было сказано, умозрительные понятия и суждения могут быть спекулятивными (не проверяемыми на опыте) или теоретическими (проверяемыми на опыте), причем проверяемые суждения в зависимости от результата их проверки, оказываются истинными или ложными. Бранский делает важное заключение о том, что одним из основных творческих действий, ведущих к получению новых идей, становится выбор (селекция). Надо полагать, он «не просто так» подкрепляет это ссылкой на М. Гелл-Манна: «Самый важный инструмент в нашей работе -- мусорная корзина, куда мы выбрасываем все теории, внутренне не согласованные или не согласующиеся с хорошо установленными результатами опыта. Остается мало, но, по-видимому, это самое ценное для нас» [4, c. 281].

Как показывает история теоретической физики, теоретическое знание является таким видом умозрительного знания, которое объясняет (в рамках данной предметной области, изучаемой с помощью материальных средств -- приборов с определенными характеристиками) старое и предсказывает новое эмпирическое знание. Теоретическое знание становится истинным в пределах фиксированной предметной области и фиксированной чувствительности приборов, если предсказываемое им новое эмпирическое знание (в тех же пределах) согласуется с экспериментом.

Невозможно понять действительную природу теоретического знания, если не учитывать закономерностей его развития. Сначала формируется феноменологическая конструкция (эмпирическое обобщение фактов и их систематизация). Затем для ее объяснения выдвигается множество умозрительных программ; далее эти программы развертываются в умозрительные концепции. Из множества концепций выбирается подмножество таких, которые не только объясняют известную феноменологическую конструкцию, но и предсказывают новую. Наконец, производится экспериментальная проверка этих предсказаний; в результате последней делается окончательный выбор такой концепции, предсказания которой подтверждаются в одной предметной области и опровергаются в другой. Таким образом, проверка означает выяснение границ применимости теоретического знания.

В развитие приведенного выше высказывания Гелл-Манна, касающегося роли логики в умозрительном уровне формирования теории, представляется уместным напомнить один исторический эпизод, связанный с именем Н. Бора.

К сожалению, «сплошь и рядом» мы встречаемся с приписыванием Н.Бору мысли, что теория не кажется ему верной, если она не является «достаточно сумасшедшей», а это свойство приравнивается к нелогичности. Авторы подобного «умозаключения» не замечают того, что «сумасшествие», состоящее в том, что предлагаемая теория противоречит господствующим в данное время представлениям, можно обнаружить только благодаря логике.

Содержание упомянутого эпизода излагается по статье одного из главных его участников Дайсона Фримена [5]. В Нью-Йорке в 1958 г. состоялся симпозиум по теории элементарных частиц, предложенной В. Паули. За несколько месяцев до описываемого события В. Гейзенберг и В. Паули посчитали, что они сделали существенный шаг вперед в разработке теории элементарных частиц. Так случилось, что Паули, который был проездом в Нью-Йорке, уговорили прочитать лекцию, объясняющую новые идеи для аудитории, которая включала Нильса Бора. Паули говорил в течение часа. А потом была общая дискуссия, в ходе которой его довольно резко критиковало тогдашнее молодое поколение. Наконец, попросили выступить Бора -- с тем чтобы подвести итоги обсуждения. «Мы все согласны с тем, -- сказал он, -- что ваша теория сумасшедшая. Вопрос, который нас разделяет, заключается в том, является ли она достаточно сумасшедшей для того, чтобы иметь какой-то шанс быть правильной. У меня такое чувство, что она недостаточно сумасшедшая» [5, с. 80].

Итак, судя по пересказу Дайсона, Бор вовсе не имел в виду, что правильная теория должна противоречить законам логики. Она должна крайне существенно (до «сумасшествия»!) отличаться от существующих в данное время взглядов и теорий в данной научной области В самом деле, в толковых словарях об употреблении обсуждаемого здесь слова в переносном значении говорится так: «крайний, исключительный (по величине, степени и т. п.)». См., напр.: [6, с. 716]; в оригинале приведенного в статье текста слово «crazy» на американском сленге имело такое же значение, см.: [7, с. 86].. И вполне ясно, что содержание такого отличия (или отличий) нельзя различить без логики. Равным образом соответствие или несоответствие проверяемой теории содержанию данных опыта нельзя установить без логики.

Теперь рассмотрим пример того, как концепция «умозрительного уровня познания» Бранского позволяет продвинуться в разработке оснований концепции синергетики. В дополнение к материалам эмпирического уровня (опытным данным): «ячейки Бенара», «химические часы» в реакции Белоусова--Жаботинского и т.п., например, в работе одного из основателей синергетики Г. Хакена [8; 9], приведем пример использования «умозрительного уровня». Этот пример взят нами у Р. Фейнмана [10; 11]. Итак, «проводим» умозрительный теоретический эксперимент, заимствованный у Фейнмана [11, с. 117-121]. Пусть у нас есть вода, подсиненная чернилами, и «обычная» вода без чернил (прозрачная). Пусть они налиты в прозрачную банку из двух половин, разделенных очень тонкой перегородкой. Осторожно вынимаем перегородку. В самом начале вода разделена: синяя справа, чистая, прозрачная слева (рис. 1).

Рис. 1. Пример Р. Фейнмана

Стрелка на рисунке указывает направление времени. Предположим, что мы снимаем процесс на кинопленку. Мало-помалу синяя вода начинает перемешиваться с обычной, и через некоторое время вся вода оказывается голубой, причем интенсивность голубого цвета вдвое меньше прежнего синего. Так что в конце «фильма» мы видим сосуд, заполненный жидкостью, интенсивность цвета которого вдвое меньше интенсивности цвета правой окрашенной половины жидкости в начале процесса. Теперь, сколько бы мы, наблюдая жидкость, ни ждали, мы не дождемся того, чтобы она разделилась и состояние целого объема стало бы таким, как раньше: правая половина -- синяя, а левая -- прозрачная.

Если показать «фильм» в обратном направлении, то мы увидим нечто странное. Вначале будет равномерно окрашенная голубая вода, а потом постепенно начнется ее разделение на «обычную» и синюю.

Это «кино» не слишком правдоподобно. Сразу же отметим, что частичек жидкости в сосуде конечное количество. Если мы выделим на полученной кинопленке кадр, соответствующий некоторому промежуточному состоянию наблюдаемого процесса, то увидим, как частички сталкиваются беспорядочно друг с другом и разлетаются; при этом угол, под которым они разлетаются, равен углу, под которым они сближались (рис. 2).

Рис. 2. «Фильм» Фейнмана в нормальной демонстрации

Стрелок, которые указывают направления движения частичек, в самом «фильме» нет, и нам не отличить только что описанное «событие» от другого, взятого из нашего «фильма» при обратном «прокручивании» пленки (рис. 3).

Физик, пристально наблюдавший за происходящим, скажет нам: «Да, здесь всё правильно, всё согласуется с законами физики. Если молекулы сходились по этим траекториям, то они должны были разлетаться так, как они разлетались». Законы молекулярных столкновений являются обратимыми.

а

Рис. 3. «Фильм» Фейнмана при обратном «прокручивании» пленки

Иными словами, конечное количество обратимых «событий» элементарного масштаба составляет суммарный процесс, являющийся «практически необратимым»: вероятность процесса обратного направления не равна нулю, но крайне мала. Законам физики не будет противоречить содержание «фильма», прокрученного в обратном направлении. Такое может произойти один раз в миллион лет.

Теперь выделим из нашего эксперимента очень маленький объем, так что в новый сосуд попадет всего по четыре-пять молекул каждого типа. Будем наблюдать за тем, как они перемешиваются. Нетрудно поверить в то, что когда-нибудь -- и вовсе необязательно через миллион лет, может быть, и в течение года -- в процессе многочисленных хаотических столкновений этих молекул окажется, что ситуация вернулась в состояние, похожее на исходное. И если в этот момент опустить перегородку, то все белые молекулы окажутся в правой половине сосуда, а все синие -- в левой. В этом нет ничего невозможного. Однако реальные объекты, с которыми мы имеем дело, состоят не из четырех-пяти белых и синих молекул. В них четыре или пять миллионов молекул, и нужно, чтобы все они разделились таким образом.

В связи с этим возникает следующий вопрос: а чем объяснить существование исходного порядка? Иными словами, почему удается начать с упорядоченной системы? Трудность здесь заключается в том, что мы, начиная с упорядоченного состояния, никогда не приходим к такому же состоянию. Один из законов природы состоит в том, что всё меняется от порядка к беспорядочности. Пусть мы смотрим на сосуд с водой и видим, что справа она -- синяя, слева -- бледно-голубая, а где-то посередине -- светло-синего цвета. Пусть нам известно, что к сосуду в течение последних 20 или 30 минут никто не прикасался. Наверное, мы догадаемся, что такая расцветка возникла потому, что раньше разделение было гораздо более значительным. Если подождать, то прозрачная и синяя вода перемешаются еще больше. Если известно, что в течение достаточно долгого времени с водой ничего не делали, то можно сделать некоторые заключения о ее первоначальном состоянии. Тот факт, что по бокам сосуда цвет воды «ровный», указывает на то, что в прошлом эти цвета были разделены резче. Иначе за прошедшее время они перемешались бы в гораздо большей степени. Таким образом, наблюдая настоящее, мы можем кое-что узнать о прошлом.

В заключение напомним, что концепция «умозрительного теоретического уровня познания», предложенная выдающимся российским философом науки В.П. Бранским, подкрепляется и в созданной им синергетической философии истории.

Литература

1. Бранский В. П. Теория элементарных частиц как объект методологического исследования. 2-е изд, испр. М.: КомКнига, 2005. 257 c.

2. Эйнштейн А. Собрание научных трудов: в 4 т. М.: Наука, 1967. Т 4. 600 c.

3. Эйнштейн А. О методе теоретической физики // Эйнштейн А. Физика и реальность: сборник статей. М.: Наука, 1965. С. 61-66.

4. Гелл-Манн М. Вопросы на будущее // Фундаментальная структура материи / под ред. Д. Малви. М.: Мир, 1984. С. 265-290.

5. Dyson Freeman J. Innovationin Physics // Scientific American. 1958. Vol. 199, N 3. P. 74-83.

6. Ожегов С. И. Словарь русского языка. М.: Советская энциклопедия, 1973. 846 c.

7. Спиерс Р. А. Словарь американского сленга. М.: Русский язык, 1991. 528c.

8. Haken H. Synergetics. An Introduction. No equilibrium Phase Transitions and Self-Organization in Physics, Chemistry and Biology. 2^ndenlargeded. Berlin; Heidelberg; NewYork: Springer-Verlag, 1978. xii + 325 p.

9. Хакен Г. Синергетика. М.: Мир, 1980. 406 с.

10. Feynman R. The Character of Physical Law. A series of lectures, recorded by the BBC at Cornell University, U.S.A. London: Coxand WymanLtd., 1965. 173 p.

11. Фейнман Р. Характер физических законов. М.: Мир, 1985. 232 с.

References

1. Branskii V P. Teoriiaelemen tarn khchasti tskakob'ektmetod ologichesko goissle dovaniia [Element aryparticlesthe oryasanob jectofmeth odologica lresearch], 2^nded., revised. Moscow, KomKnigaPubl., 2005. 257 p. (InRussian)

2. Einshtein A. Sobrani enauchny khtrudov [Collection ofscie ntificworks],in 4 vols. Vol. 4. Moscow, Nauka, Moscow, 1967. 600 p. (InRussian)

3. Einshtein A. O metode teoretic heskoifiziki [Onthemetho doftheoretical physics]. Einshtein A. Fizika i real'nost' [Physicsandreality], Digestofarticles. Moscow, Nauka, 1965, pp. 61-66. (InRussian)

4. Gell-Mann M. Vopros ynabudushchee [Questionsf orthefuture]. Fundamental'naiastruktu ramaterii [Fundamentals tructureofmatter].Moscow, MirPubl., 1984, pp. 265-290. (InRussian)

5. DysonFreeman J. Innovationin Physics. Scientific American, 1958, vol. 199, no. 3, pp. 74-83.

6. Ozhegov S. I. Slovar' russkogoiazyka [Dictionary of the Russianlanguage].Moscow, Sovetskaiaent siklopediia, 1973. 846 p. (InRussian)

7. Spears R. A. Dictionary of American Slang, Specialed. Moscow, Russkiiiazyk, 1991. 528 p.

8. Haken H. Synergetics, AnIntroduction, Nonequi librium Phase Transitionsa nd Self-Organizationin Physics, Chemistry and Biology. 2^nded. Berlin, Heidelberg, NewYork, SpringerVerlag, 1978. xii + 325 p.

9. Haken H. Sinergetika [Synergetics].Moscow, Mir, 1980. 406 p. (InRussian)

10. Feynman R. The Character of PhysicalLaw, A seriesoflectures, recordedbythe BBC at Cornell University, U.S.A. London, Coxand WymanLtd., 1965. 173 p.

11. Feynman R. Kharakter fizicheski khzakonov [The Character of Physical Law]. Moscow, Mir, 1985. 232 p. (In Russian)

Размещено на Allbest.ru