Идея единства и простоты научного знания в современном естествознании

 Другая линия поисков  унификации знания связана с  идеей струн. Предложенная в  1985 г. Дж.Шварцем и М.Грином, она заключает в себе предположение о плодотворности перехода от представлений об объектах микромира как о частицеподобных сущностях к представлению о них как о протяженных сущностях - струнах. Будучи соединенной с идеей суперсимметрии, идея струн ведет к созданию суперструнной теории. Предполагается, что струнная модель может претендовать на роль теории всего сущего (всех физических взаимодействий). Одно из преимуществ суперструнной модели состоит в том, что в ней гравитация вводится совершенно естественно. Ни в ньютоновской, ни в эйнштейновской теориях гравитация не имела статуса физически необходимой сущности. В теории суперструн она впервые играет роль не случайной, а необходимой величины. К сожалению, пока существует слишком много теорий суперструн, и справиться с их размножением в настоящее время не представляется возможным. ( Не будем здесь повторять известные аргументы о том, что пока не удалось достичь тех уровней энергии, которые были бы достаточны для проведения экспериментов, способных подтвердить или опровергнуть струнные теории.)

Таким образом, поиски простоты и единства знания действительно  были генеральной стратегией научного познания и в классической, и в  неклассической науке. Еще раз подчеркнем: эти поиски не были лишь чем-то вторичным, они выступали определяющим фактором построения теоретических систем. Одному из зарубежных исследователей развития научного знания принадлежат слова, которые прекрасно передают суть этой стратегии: “В науке дело обстоит  не так, что мы ищем истину и лишь надеемся на простоту, - все происходит как раз наоборот: мы ищем простоту и лишь надеемся на истину”.

“Прозрачная”  простота.

 Следует обратить внимание  на то, что речь в данном  случае идет не о той простоте, которую имели в виду аналитические  философы, когда обсуждали проблему  простоты в середине прошлого  столетия. В 60-е годы ХХ в. в аналитической философии наблюдался своеобразный “бум простоты”. Было опубликовано большое число работ, посвященных природе простоты научных теорий, экспликациям понятия простоты, анализу различных аспектов простоты, измерений простоты и т.д. Не осталась в стороне и отечественная философия науки. Здесь также было опубликовано много работ, посвященных принципу простоты научных теорий [5].

 В отечественной философии  науки обращение к простоте  обусловливалось глубоким интересом  к закономерностям развития научного  знания и к той роли, которую играли в этом развитии методологические принципы научного познания. Простота рассматривалась как один из этих принципов, имеющий важнейшее значение в движении и эволюции научных идей.

В западной философии науки  интерес к простоте был вызван стремлением рационально реконструировать весьма часто воспроизводящуюся  в научном познании ситуацию, которая  характеризовалась появлением эмпирически  эквивалентных теорий, претендующих на теоретическое объяснение одной  и той же области эмпирических данных. Эти теории являются в равной мере адекватными всем имеющимся  в наличии эмпирическим данным, но исходят при этом из различных  теоретических предпосылок [6]. Поскольку  выбрать между этими конкурирующими теориями, опираясь на эмпирический критерий, оказывается невозможным, в качестве критерия выбора привлекаются внеэмпирические  соображения. Таким критерием считался критерий простоты. Понятие простоты в аналитической философии науки  рассматривалось как собирательное  для довольно широкого класса внеэмпирических  критериев - собственно простоты, единства знания, симметрии, а также толкуемых  достаточно широко эстетических соображений [7]. В связи с тем, что главную  свою задачу аналитические философы видели в реконструкции процедуры  подтверждения теории как алгоритмизуемой (в отличие от контекста открытия, который считался в принципе неалгоритмизуемым), они стремились к отысканию точных мер простоты.

Несмотря на то что “бум простоты” давно сошел на нет (хотя точного критерия простоты, который бы был пригоден в любой ситуации, для любых типов теорий и любых компонентов научного знания, так и не было найдено), интерес к простоте в аналитической философии не ослабевает. Простота по-прежнему рассматривается как некий собирательный внеэмпирический критерий выбора между конкурирующими теориями. При этом важнейшим вопросом, как и в прежние времена, остается вопрос о том, почему простота, так же как идеал единства знания и эстетические критерии, играет в научном познании эвристическую роль.

В самом деле, почему? То, что это действительно так, подтверждают творцы науки: И.Ньютон, рассматривавший  простоту научных теорий в качестве важнейшего методологического принципа научного познания; уже цитировавшийся выше Ж.Перрен; другой великий француз, О.Френель, утверждавший, что природа не избегает аналитических трудностей и проста только в своих причинах; А.Пуанкаре, руководствовавшийся критерием аналитической простоты, когда он утверждал, что в физике всегда будет отдаваться предпочтение теориям, основывающимся на евклидовой геометрии (коэффициент кривизны пространства К в евклидовой геометрии в отличие от неевклидовых равен 0), и др.

Интерес к простоте и стремление считать ее важнейшим методологическим принципом познания являются не только достоянием истории научного познания. “Чувство красоты и восхищения отнюдь не атрофировались у ученых”, - пишет  один из создателей физики элементарных частиц, лауреат нобелевской премии С.Вайнберг. “И по мере того, - продолжает он, - как мы все больше познаем природу, это чувство не только не уменьшается, но становиться сильнее” [8]. Свидетельством справедливости этих слов С.Вайнберга являются высказывания самих творцов современной физики: А.Эйнштейна, утверждавшего, что “внутреннее совершенство теорий” важнее, чем их “внешнее оправдание” [9]; П.Дирака, заявлявшего, что в научной деятельности нужно полагаться более на красоту математических уравнений, нежели на их корректность [10]; В.Гейзенберга, посвятившего красоте в науке не одну страницу своих методологических работ [11], и многих, многих других. При этом все они согласны с тем, что хотя ощущение красоты теорий или их простоты идет рука об руку с такими аспектами познавательной деятельности, как понимание или устранение чувства интеллектуального дискомфорта, красота - это не только субъективное чувство. “Это не просто личностное выражение эстетического удовольствия, - утверждает С.Вайнберг, - это ближе к тому, что имеет в виду тренер, когда смотрит на скаковую лошадь и говорит, что она прекрасна. Конечно, он выражает свое личное мнение, но оно основано на объективном факте: на основе суждения, которое тренер лишь с трудом может уложить в слова, он выражает убеждение, что это именно та лошадь, которая выиграет скачки” [12]. И вновь возникает вопрос: почему?

 В недавно опубликованной  работе одного из представителей  современной аналитической философии,  Дж. Маккалистера, предпринимается попытка найти рациональные основания использования эстетических критериев в познании. Автор - рационалист, он считает, что ученые в своей деятельности руководствуются рациональными и неизменными критериями выбора теории. Однако такую благополучную и радужную картину портят два обстоятельства. Первое - это научные революции, которые иногда-таки совершаются в познании; второе - использование в качестве критериев оценки и выбора теории эстетических соображений. В процессе научных революций происходит изменение стандартов оценки и выбора теорий, эстетические же критерии привносят субъективный момент в познавательный процесс. Тем не менее Маккалистер считает, что положение можно спасти. Мы не будем рассматривать здесь, как осуществляется такое спасение в отношении к научным революциям. Рассмотрим, как этот автор решает проблему с эстетическими критериями.

Маккалистер разделяет все используемые в научном познании критерии на два типа: логико-эмпирические и эстетические. Логико-эмпирические - это собственно эмпирический критерий и критерий непротиворечивости. Эти критерии, с позиции автора, находят свое обоснование через цели науки. В полном согласии с конструктивным эмпиризмом Ван Фраассена, Маккалистер утверждает, что цель научного познания состоит в достижении наибольшей эмпирической адекватности теории и логико-эмпирические критерии как раз и служат достижению такой цели. Что касается эстетических критериев, то они, как полагает Маккалистер, могут также получить обоснование, но только через индукцию. Заметив, что тот или иной эстетический критерий оказывается эффективным и служит достижению основной цели познавательного процесса, ученые используют его и в дальнейшей деятельности, связанной с построением теории. Автор называет это “эстетической индукцией”.

Рассуждения Маккалистера вполне разумны. Если критерий красоты (простоты, единства) используется в науке в качестве критерия выбора теории, то он, конечно, прав. В качестве критерия выбора простота действительно может быть обоснована только посредством индуктивных соображений. И идея Маккалистера об эстетической индукции оказывается оправданной.

Хотелось бы, однако, обратить внимание на то, что во всех подобных дискурсах о простоте ее роль в научном познании сильно сужается. Простота рассматривается сугубо утилитарно. Между тем в реальном познании такие внеэмпирические соображения, как простота, красота, единство научного знания, играют несравненно более значительную и широкую роль. Можно, по-видимому, говорить о двух аспектах простоты (или эстетических соображений). Один из них - тот о котором идет речь и который играет роль критерия выбора между теориями. Здесь простота рассматривается с утилитарной точки зрения, она используется в познании. Этот аспект и имеет в виду Маккалистер. Но он упускает из виду другой аспект, другую роль простоты. Простота входит в научный поиск и научную деятельность на каждом шагу, на каждом этапе познавательной деятельности. Каждый шаг в научном познании - это и есть поиск простоты (а также единства и других эстетических свойств теоретических построений). Создание законов, классификаций, формулировка теорий и т.п. - все это самым непосредственным образом сопряжено с поисками простоты. (Я хотела написать здесь “сопровождается”, но поняла, что это не то слово: создание классификаций, теорий, закономерностей и т.п. - это и есть поиски простоты.) Действие простоты в данном случае оказывается настолько имманентным самой научной деятельности, что оказывается “прозрачным”, невидимым и незаметным.

По сравнению с первым аспектом простоты, который может  быть охарактеризован как сильный, этот второй аспект простоты можно  считать “слабым”, но без него ни один шаг в продвижении научного знания вперед был бы невозможен. Более того, можно высказать убеждение, что таким образом понимаемая простота лежит в самом основании научной рациональности. Мне уже приходилось писать о том, в каких прекрасных словах и образах зафиксировал связь между тенденциями к единству и рационализмом российский философ начала ХХ в. Л.Шестов. Сам Шестов, как известно, иррационалист. Он против рационального познания. В споре между Афинами (рациональным познанием) и Иерусалимом (верой, откровением) он на стороне Иерусалима.

Шестов призывает человека отвернуться от древа познания и  повернуться лицом к древу  жизни. Для него стремление человека к познанию всеобщих и необходимых  истин было причиной его грехопадения: человек совершил его тогда, когда  не захотел удовлетвориться тем, что ему было предназначено Богом, а именно, называнием вещей, когда  он захотел сам стать как Бог, возжелав всеобщего и необходимого знания. Философское грехопадение, полагает Шестов, впервые было совершено  Фалесом, выступившим в роли философского Адама, когда он вознамерился найти  единый источник бытия. И, как пишет  российский философ, заблуждение Фалеса, оказавшееся столь роковым для  философских исканий последующих  веков, было не в том, что он видел  начало всего в воде. Эта ошибка скоро разъяснилась и была исправлена. “Но привилась последующей философии  и сделалась, так сказать, второй ее природой предпосылка этого заблуждения: должен быть какой-нибудь единый источник, единое начало всего сущего. Эта предпосылка, - продолжает Шестов, стала для человечества истиной an sich и до такой степени овладела нашим духом, что вне ее всякое творчество стало казаться невозможным. Не только наука задалась как последней своей задачей, исключительной целью преодолеть в идее многообразие существующего мира, но всюду, куда являлся человек, он приносил с собой эту мысль” [13].

Даже религия, полагает Шестов, дала обет философскому Адаму - Фалесу, поскольку каждая религия стремится  навязать человеку лишь одно учение, одну веру. Поэтому русский мыслитель  приветствует идею многообразия религиозного опыта У.Джеймса, его усилия опровергнуть атрибут рационализма в религии - тенденции к единству и общеобязательную истину.

Ассоциируя единство, регулярность и закон с рационализмом, Шестов трактует многообразие и признание  принципиального плюрализма как  иррационализм. В отличие от Шестова современный постмодернизм отождествляет идею плюрализма с новым рационализмом. Характерная черта классического рационализма, утверждают постмодернистски ориентированные исследователи науки, состояла в стремлении преодолеть в идее присущее миру разнообразие. Современный рационализм, полагают они, отказывается от этой посылки и приветствует разнообразие во всех его проявлениях. И эта стратегия, по их мнению, находит свое обоснование в практике современного естествознания. Так ли это на самом деле?

Миф простоты или  все-таки ее идеал? 

 Как уже упоминалось  в начале статьи, против простоты  и единства научного знания  как необходимых требований к  теориям и регулятивным принципам  познания активно выступают теоретики  синергетики [14]. На чем основывают  они свою аргументацию?

Прежде всего, их рассуждения  касаются самой синергетики, где, как  они утверждают, претерпевают глубокие изменения классические представления  о характере закона. Синергетика  в своей физической части представляет собой термодинамику открытых систем и занята изучением систем, находящихся  в неравновесном, неустойчивом состоянии. Предельным случаем неустойчивых систем являются хаотические системы, для  которых описание в терминах траекторий оказывается невозможным, поскольку  соседние траектории со временем расходятся экспоненциально. Это делает невозможным  сколько-нибудь определенные предсказания будущего поведения систем, что было совершенно обязательно при описании любых систем классического и  неклассического естествознания. Возникают  сомнения в возможности законосообразного  описания таких систем, а ведь закон - это первая ступень в достижении единства и упрощения знания.

Аналогичные сомнения возникают  и в физике элементарных частиц. Среди исследователей субатомного  мира нет единого мнения о том, каково будущее знание в плане  его организации. Часть физиков  являются приверженцами идеи “окончательной теории” и выражают уверенность  в возможности ее создания. Другие думают иначе. Они полагают, что мир  устроен неустранимо иерархическим  образом. Это означает, что мир  представляет собой несводимые друг к другу уровни организации материи. В этой связи утверждается, что единственной реальной стратегией для теоретической реконструкции мира элементарных частиц является программа “эффективных теорий”. Эта программа предполагает бесконечную и несводимую к некоему конечному состоянию серию теорий, каждая из которых является справедливой лишь для одного из уровней организации материи. Предполагается, что эти уровни связаны между собой каузально и являются, таким образом, лишь квазиавтономными. Тем не менее законы, управляющие поведением объектов на разных уровнях, не сводимы друг другу. Так же несводимы они и к некоему “окончательному”, “последнему” уровню.

В отличие от стратегии  “окончательной” теории стратегия  “эффективных” теорий является антиредукционистской. Если упоминать только очень известных физиков, то среди ее сторонников можно назвать Ш.Глэшоу. Как явствует из его недавно опубликованной статьи, он не верит в создание некоей окончательной теории, хотя и признает, что сама идея такой теории является великим стимулом в творчестве ученых, занимающихся теоретической реконструкцией мира элементарных частиц. С.Вайнберг, напротив, является убежденным сторонником идеи окончательной теории. Характерно в этом плане название уже упоминавшейся его книги - “Мечта об окончательной теории” (“Dreams of a final theory”). Как уже было сказано выше, Вайнберг полагает, что одним из возможных кандидатов на роль окончательной теории является теория струн [15]. Как бы то ни было, сторонники программы эффективных теорий склонны полагать, что в физике элементарных частиц идеал простоты и единства научного знания уже не работает.