Реферат: СИСТЕМНЫЙ ПОДХОД ПРИ ИЗУЧЕНИИ ФИЗИЧЕСКОЙ КАРТИНЫ МИРА

РЕФЕРАТ НА ТЕМУ:

«СИСТЕМНЫЙ ПОДХОД ПРИ ИЗУЧЕНИИ ФИЗИЧЕСКОЙ КАРТИНЫМИРА»

ВЫПОЛНИЛ СТУДЕНТ ГР. ИВТ-1-97

ШИЛОВ ПАВЕЛ

СИСТЕМНЫЙ ПОДХОД ПРИ ИЗУЧЕНИИФИЗИЧЕСКОЙ КАРТИНЫ МИРА.

          В основе системного подхода к изучению физической картины миралежит необходимость человечества четко структурировать свои познания обокружающем мире. «Кто я и что вокруг меня» — вопрос волновавший человечество снезапамятных времен.  Человеку всегда было свойственно задаваться вопросом обустройстве всего сущего. Маленький ребенок в определенных ситуациях стремитсяузнать, как действует или происходит то или иное явление: как с грохотом падаетваза или как рвется страничка книги, как включается телевизор и что внутри укота Васьки. Наиболее понятный и четкий в определениях всего окружающего подходнужен был человечеству. И оно придумало систематизацию и разбиение на структурывсего, что его окружало. Системный подход позволил человечеству разбить всемногообразие явлений на определенные классы, различные сообщества — на системы.Он позволил говорить о системе человеческих взаимоотношений, системеналогообложения, системе питания в животном мире и т.д. Причем, говоря окакой-то системе, человек находил особые законы, которым следует эта система.Говоря о системном подходе и картине мира нельзя не рассказать об историисоздания картины мира и о том  как она строилась.

Соединение методов системногоанализа с другими науками, теорией информации, векторным анализом в многомерномпространстве состояния и синергетикой открывает в этой области новыевозможности. При исследовании любого объекта или явления необходим системныйподход, что включает следующие основные этапы работы:

1.   Выделение объекта исследования отобщей массы явлений. Очертание контур, пределов системы, его основных частей,элементов, связи с окружающей средой. Установление цели исследования: выяснениеструктуры или функции системы, изменение и преобразование её деятельности илиналичие длительного механизма управления и функционирования. Система необязательно является материальным объектом. Она может быть и воображаемым вмозгу сочетанием всех возможных структур для достижения определённой цели.

2.    Выяснение основных критериев дляобеспечения целесообразного или целенаправленного действия системы, а такжеосновные ограничения и условия существования.

3.    Определение альтернативныхвариантов при выборе структур или элементов для достижения заданной цели. Приэтом необходимо учесть все факторы, влияющие на систему и все возможныеварианты решения проблемы.

4.   Составление моделифункционирования системы, учитывая всех существенных факторов. Существенностьфакторов определяется по их влиянию на определяющие критерии цели.

5.   Оптимизация режима существованияили работы системы. Градация решений по их оптимальному эффекту, пофункционированию (достижению цели).

6.   Проектирование оптимальныхструктур и функциональных действий системы. Определение оптимальной схемы ихрегулирования или управления.

7.   Контроль за работой системы вэксплуатации, определение её надёжности и работоспособности. Установлениенадёжной обратной связи по результатам функционирования.

 Все эти операцииобычно проводят повторно в виде нескольких циклов, постепенно приближаясь коптимальным решениям. После каждого цикла уточняют критериев и другихпараметров модели. До настоящего времени методы системного анализа позволялиделать качественные, часто не совсем конкретные выводы [ 12, 6, 13 ]. Послеуточнения методов определения потоков информации эти методы позволяютзначительно точнее прогнозировать поведение систем и более эффективно управлятьими. В каждой системе можно выделить отдельную, более или менее сложнуюинфосхему. Последняя оказывает особенно заметное влияние на функционированиесистемы, на эффективность её работы. Только учёт инфоструктур даёт возможностьохватить целостность системы и избегать применение недостаточно адекватныхматематических моделей. Наибольшие ошибки при принятии решений делают из-заотсутствия учёта некоторых существенных факторов, особенно учёта влиянияинфопотоков. Выяснение вопроса взаимного влияния систем представляет сложнуюза- дачу, так как они образуют тесно переплетённую сеть в многомерномпространстве. Например, любая фирма представляет собою сосредоточение элементовмногих других систем и иерархии: отраслевые министерства, территориальныеорганы власти, банковские, страховые организации, торговые и налоговыеорганизации и др. Каждый элемент в системе участвует во многих системныхиерархиях. Поэтому прогноз их деятельности сложен и требует тщательногоинформационного обеспечения. Такое же многоиерархическое строение имеют,например, клетки любого живого организма. Системами могут быть и мысленныемодели при проектировании реальных систем для оптимизации последних. Например,моделью может служить поисковое поле для принятия оптимального решения поотбору полимеров. Известны все полимерные материалы и классификация потребуемых изделий из них, а также известны критерии качества. Решениезаключается в последовательном сужении поискового поля при выясненииоптимального материала для конкретного изделия или оптимального изделия изконкретного матери- ала.

Специфика современных картин мираможет породить впечатление, что они возникают только после того, каксформирована теория, и поэтому современный теоретический поиск идет без ихцеленаправляющего воздействия.

Однако такого рода представлениявозникают в результате весьма беглого рассмотрения современных иследовательских ситуаций. Более глубокий анализ обнаруживает, что и всовременном исследовании процесс выдвижения математических гипотез может бытьцеленаправлен онтологическими принципами картины мира.

Примером тому может служитьстановление квантовой электродинамики (о чем подробнее будет сказано впоследующих разделах).

В этой связи важно подчеркнуть,что возникновение новых стратегий познания не отменяет предшествующихклассических образцов. Они могут в модифицированном виде воспроизводиться и всовременном теоретическом поиске. Неклассические стратегии исследования могутсосуществовать рядом с классическими, взаимодействуя с ними и проявляясь вцелом спектре вариаций — от явно альтернативных классическим образцам догибридных, соединяющих некоторые черты классического и неклассического способовисследования.

В явно выраженных неклассическихситуациях теории действительно создаются до построения новой картины мира. Итем не менее вывод об исчезновении целенаправляющих функций картины мира внеклассических ситуациях представляется поспешным. Здесь следует учесть дваважных обстоятельства.

Первое касается процессапостановки проблем, с которого начинается построение фундаментальных теорий. Испециальная теория относительности, и квантовая механика были инициированыобнаружением парадоксов в системе физического знания, которые возникали присоотнесении новых фактов и новых теоретических следствий, генерированных прицеленаправляющем воздействии ранее сложившейся электродинамической картинымира, с самой этой картиной. Это были парадоксы, возникавшие при интерпретациив терминах картины мира следствий из преобразований Лоренца и следствий изпланковского закона излучения абсолютно черного тела. Именно эти парадоксытрансформировались в проблемы, которые стимулировали теоретический поиск,приведший к построению специальной теории относительности и квантовой механики.И хотя новая физическая картина мира возникла уже на завершающем этапепостроения этих теорий, участие ее ранее сложившейся версии в постановкепроблем позволяет говорить о сохранении определенных аспектов целенаправляющейроли картины мира также и в современном поиске.

Второе обстоятельство, связанноес ролью картины мира в построении современных теорий, можно определить какусиление значимости ее операциональных аспектов. В этом, пожалуй, и состоитглавная особенность неклассических стратегий формирования новой теории. Всовременных условиях картины физической реальности создаются и реконструируютсяиначе, чем в классическую эпоху развития физики. Раньше они создавались как наглядныесхемы строения и взаимодействия объектов природы, а их операциональная сторона,т.е. фиксация типа измерительных процедур, которые позволяют выявитьсоответствующие объекты, была представлена в завуалированной форме. Всовременную эпоху исследование пользуется, в известном смысле, противоположнымметодом. Будущая картина физической реальности фиксируется вначале как самаяобщая схема измерения, в рамках которой должны исследоваться объектыопределенного типа. Новая картина мира на этом этапе дана только в зародыше, аструктура исследуемой физической реальности определена через схему измерения:“природа имеет объективные свойства, выявляемые в рамках такого-то и такоготипа измерений”.

Причем сами эти свойства даютсявначале в форме весьма приблизительного образа структуры исследуемыхвзаимодействий, посредством фрагментарных онтологических представлений, которыеувязываются в систему благодаря экспликации операциональной схемы. И лишьвпоследствии формируется относительно четкое и “квазинаглядное” представление оструктурных особенностях той физической реальности, которая выявлена в данномтипе измерений и представлена картиной мира. Примерь такого пути исследованийможно обнаружить в истории современной физики. Обратимся, например, кэйнштеневскому творчеству того периода, когда вырабатывали основные идеиспециальной теории относительности. известно, создание этой теории началось собобщения принципа относительности и построения такой схемы пространственных ивременных измерений, в которой учитывалась конечная скорость распространениясигналов, необходимых для синхронизации часов в инерциальных системах отсчета.Эйнштейн вначале эксплицировал схему экспериментально-измерительных процедур,которая лежала в основании ньютоновских представлений об абсолютномпространстве и абсолютном времени. Он показал, что эти представления быливведены благодаря неявно принятому постулату, согласно которому часы,находящиеся в различных системах отсчета, сверяются путем мгновенной передачисигналов. Исходя из того, что никаких мгновенных сигналов в природе несуществует и что взаимодействие передается с конечной скоростью, Эйнштейнпредложил иную схему измерения пространственных и временных координат винерциальных системах отсчета, снабженных часами и линейками. Центральнымзвеном этой схемы была синхронизация часов с помощью световых сигналов,распространяющихся с постоянной скоростью независимо от движения источникасвета. Объективные свойства природы, которые могли быть выявлены в форме ичерез посредство данного типа экспериментально-измерительной деятельности,выражались в представлениях о пространственно-временным континууме, в которомотдельно взятые пространственный и временной интервалы относительны. Но в“онтологизированной” форме эти представления были выражены в физической картинемира позднее, уже после разработки специальной теории относительности. Вначальной же фазе становления новой картины мира указанные особенностифизической реальности были представлены в неразрывной связи с операциональнойсхемой ее исследования.

В определенном смысле эта жеспецифика прослеживается и в процессе становления квантовой картины физическойреальности. Причем здесь история науки позволяет достаточно ясно проследить,как само развитие Томной физики привело к изменению классического способапостроения картины мира. " истории квантовой механики можно выделить дваэтапа: первый, который основывался на классических приемах исследования, ивторой, современный этап изменивший характер самой стратегии теоретическогопоиска.

Как бы ни были необычныпредставления о квантах электромагнитной энергии, введенные М.Планком, они ещене вызывали ломки в самом методе теоретического поиска. В конце концовпредставления Фарадея о полях сил были не менее революционны, чем идеядискретности электромагнитного излучения. Поэтому, когда после работ Планкапредставление о дискретности излучения вошло в электродинамическую картинумира, то это был революционный шаг, поскольку старая картина мира послевведения нового элемента взрывалась изнутри. Но на классические методыпостроения картины мира, которая создавалась в форме наглядного образаприродных взаимодействий, идеи Планка не оказали непосредственного влияния.Последующее развитие физики было связано с попытками создать квантовую картинуреальности, руководствуясь идеалами классического подхода. В этом отношениипоказательны исследования де Бройля, который предложил новую картину физическойреальности, включающую представление о специфике атомных процессов, введя“наглядное” представление об атомных частицах как неразрывно связанных с“волнами материи”. Согласно идее де Бройля, движение атомных частиц связано снекоторой волной, распространяющейся в трехмерном пространстве (идеяволны-пилота). Эти представления сыграли огромную роль на начальных этапахразвития квантовой механики. Они обосновывали естественность аналогии междуописанием фотонов и описанием электронов, обеспечив перенос квантовыххарактеристик, введенных для фотона, на электроны и другие атомные частицы(картина физической реальности, предложенная де Бройлем, обеспечила выбораналоговых моделей и разработку конкретных теоретических схем, объясняющихволновые свойства электронов).

Однако дебройлевская картина мирабыла “последней из могикан” наглядного применения квазиклассических представленийв картине физической реальности. Попытки Шредингера развить эту картину путемвведения представлений о частицах как волновых пакетах в реальном трехмерномпространстве не имели успеха, так как приводили к парадоксам в теоретическомобъяснении фактов (проблема устойчивости и редукции волнового пакета). Послетого как М.Борн нашел статистическую интерпретацию волновой функции, сталоясно, что волны, “пакет” которых должен представлять частицу, являются “волнамивероятности”. С этого момента стремление ввести наглядную картину мира,пользуясь классическими образами, все больше воспринимается физиками каканахронизм. Становится ясным, что образ корпускулы и образ волны, необходимыедля характеристики квантового объекта, выступают как дополняющие друг друга, нонесовместимые в рамках одного наглядного представления.

Развитие науки свидетельствовало,что новый тип объекта, который изучает квантовая физика, крайне не похож наизвестные ранее объекты, и, выражаясь словами С.И.Вавилова, “для наглядной имодельной интерпретации его картины не хватает привычных образов”. Однако общаякартина исследуемой реальности была по-прежнему необходима, так как онаопределяла стратегию теоретического поиска, целенаправляя выбор аналоговыхмоделей и математических средств для выдвижения продуктивных гипотез.

В этих условиях совершилсяповорот к новому способу построения картины мира, в разработке котороговыдающуюся роль сыграл Н.Бор. Картина физической реальности стала строиться как“операциональная схема” исследуемых объектов, относительно которых можносказать, что их характеристики — это то, что выявляется в рамках данной схемы.Подход Бора заключался не в выдвижении гипотетических представлений обустройстве природы, на основе которых можно было бы формировать новые конкретныетеоретические гипотезы, проверяемые опытом, а в анализе схемы измерения,посредством которой может быть выявлена соответствующая структура природы.

Нильс Бор одним из первыхисследователей четко формулировал принцип квантово-механического измерения, отличающийсяот классической схемы. Последняя была основана на вычленении из материальногомира себетождественного объекта. Предполагалось, что всегда можно провестижесткую разграничительную линию, отделяющую измеряемый объект от прибора,поскольку в процессе измерения можно учесть все детали воздействия прибора наобъект. Но в квантовой области специфика объектов такова, что детализациявоздействия прибора на атомный объект может быть осуществлена лишь с точностью,обусловленной существованием кванта действия. Поэтому описание квантовыхявлений включает описание существенных взаимодействий между атомными объектамии приборами.

Общие особенности микрообъектаопределяются путем четкого описания характеристик двух дополнительных друг кдругу типов приборов (один из которых применяется, например, для измерениякоординаты, а другой — импульса). Дополнительное описание представляет способвыявления основных и глубинных особенностей квантового объекта.

Все эти принципы вводили“операциональную схему”, которая была основанием новой картины мира,создаваемой в квантовой физике. Посредством такой схемы фиксировались (в формедеятельности) существенные особенности квантового объекта. Этот объект,согласно новому способу видения, представлялся как обладающий особой “двухуровневой”природой: микрообъект в самом своем существовании определялся макроусловиями инеотделим от них. “Квантовая механика, — писал по этому поводу Д.Бом, — приводит к отказу от допущения, которое лежит в основе многих обычныхвысказываний и представлений, а именно, что можно анализировать отдельные частиВселенной, каждая из которых существует самостоятельно...” Но этот образквантового объекта пока еще не дифференцирован и не представлен в формесистемно-структурного изображения взаимодействий природы. Поэтому следуетожидать дальнейшего развития квантово-релятивистской картины мира. Возможно,оно и приведет к таким представлениям о структуре объектов природы” в которыеквантовые свойства будут включены в качестве естественных характеристик. Втаком развитии решающую роль сыграют не только новые достижения квантовойфизики, но и философский анализ, подготавливающий использование новых системныхпредставлений для описания физической реальности.

В этом отношении, по-видимому,чрезвычайно перспективен подход к квантовым объектам как к сложнымсамоорганизующимся системам. Обсуждению этой проблематики посвящена ужедостаточно обширная литература, в том числе и отечественная. Еще в 70-х годахбыли предприняты попытки интерпретировать специфику квантово-механическогоописания в терминах сложных систем. Так, Ю.В.Сачков обратил внимание надвухуровневую структуру понятийного аппарата квантовой механики: наличие втеории понятий, с одной стороны, описывающих целостность системы, а с другой —выражающих типично случайные характеристики объекта. Идея такого расчленениятеоретического описания соответствует представлению о сложных системах, которыехарактеризуются, с одной стороны, наличием подсистем со стохастическимвзаимодействием между элементами, а с другой — некоторым “управляющим” уровнем,который обеспечивает целостность системы.

Мысль о том, чтоквантово-механические представления могут быть согласованы с описаниемреальности в терминах сложных, саморегулирующихся систем, высказывалась такжеГ.Н.Поваровым, В.И.Аршиновым. Эта идея была развита и в моих работах 70-хгодов.

В зарубежной литературе тех летсходные представления (с большей или меньшей степенью детализации) можно найтив работах физиков Дж.Чу, Г.Сталпа, Д.Бома, В.Хили, в философских трудах Ф.Капрыи других.

В концепции “бутстрапа” Дж.Чу,возникшей на базе S-матричного подхода, предлагалась картина физическойреальности, в которой все элементарные частицы образуют системную целостность.Они как бы зашнурованы друг с другом порождающими реакциями, но ни °Дна из нихне должна рассматриваться как фундаментальная по отношению к другим. В этом жерусле разрабатывал представления о физической реальности американскийфизик-теоретик Г.Стапп. Он особое внимание уделил идеям нелокальности,невозможности в квантово-механическом описании одновременно совмещатьтребования причинности и локализации микрообъектов. Такая несовместимостьвыражена в принципе дополнительности (дополнительность причинного ипространственного описания). Соответственно этим идеям Стапп очертил контурыновой онтологии, согласно которой физический мир представляет собой системноецелое, несводимое к динамическим связям между составляющими его элементами.Кроме каузальных связей, по мнению Стаппа, решающую роль играют несиловыевзаимодействия, объединяющие в целое различные элементы и подсистемыфизического мира. В результате возникает картина паутинообразной глобальнойструктуры мира, где все элементы взаимосогласованы. Любая локализация ииндивидуализация элементов в этой глобальной структуре относительна, определенаобщей взаимозависимостью элементов. С позиций этих представлений овзаимообусловленности локального и глобального Стапп интерпретируетпринципиально вероятностный характер результатов измерений в квантовой физике.

В концепциях Дж.Чу и X.Стаппавнимание акцентировалось на идее системной целостности мира, но оставалась втени проблема уровневой иерархии элементов, выступающая важнейшейхарактеристикой сложных, саморегулирующихся систем. Представление опаутинообразной сети, где все элементы и подструктуры взаимно скоррелированы,не создавало достаточных стимулов для разработки идей об относительнойфундаментальности и сложности элементов и их связей, находящихся на разныхуровнях иерархической организации. Возможно, эти особенности концепции“бутстрапа” привели к ослаблению интереса к ней в среде физиков по мереразработки кварковой модели элементарных частиц.

Но сама идея об относительностилокализации и индивидуализации физических объектов и событий, ихобусловленности свойствами системного целого была тем необходимым и важнымаспектом, который учитывался и воспроизводился в большинстве современных

попыток построить целостнуюфизическую картину ми-па, включающую квантовые и релятивистские представления.

Этот подход был достаточноотчетливо представлен и в исследованиях Д.Бома, стремившегося решить проблемуквантовомеханической онтологии. Как подчеркивал Бом, система представлений офизическом мире должна преодолеть свойственный классике подход, согласнокоторому постулируется существование локальных, потенциально изолируемыхэлементов и событий, связанных между собой динамическими связями. Новая картинафизической реальности, по мнению Бома, должна базироваться на представлениях оботносительной локальности, зависящей от целого Вселенной, и о нединамическихотношениях, которые наряду с динамическими определяют структуру мироздания.Образ реальности, отдельные подструктуры и элементы которой взаимноскоррелированы, Бом иллюстрирует аналогией единого рисунка на ковре, где нетсмысла считать части рисунка порождающими целое благодаря их динамическомувзаимодействию. Их индивидуализация осуществляется через включение в целое иотношение к другим частям целого. В этом пункте предлагаемые Бомом образыреальности резонируют с представлениями Стаппа. Но в концепции Бома был сделанновый шаг. В ней предлагалось рассматривать мир как некоторую упорядоченность,которая организуется как иерархия различных порядков. Каждый тип порядка, помнению Бома, характеризуется присущей ему нелокальностью и несиловымивзаимодействиями. Он особо подчеркивает, что нелокальность и несиловыекорреляции проявляются не только в микромире, но и в макроскопическихмасштабах. В совместной с Б.Хили работе Д.Бом приводит в качестве примераэкспериментально установленные факты корреляции далеко отстоящих друг от другаатомов в сверхтекучем гелии. Эти корреляции исчезают при высоких температуры,когда вследствие увеличения случайных соударений атомов возникает эффектвязкого трения, но они восстанавливаются при понижении температуры меньше ееопределенной пороговой величины.

Что же касается концепциинелокальности в микромире, то здесь важнейшим ее проявлением выступаеткраеугольная для квантовой физики редукция волновой функции. Еще в эпохудискуссий Бора и Эйнштейна 30-х годов обсуждался так называемый парадоксЭйнштейна — Подольского-Розена (ЭПР-парадокс), сущность которого сводится кследующему. Двум взаимодействующим частицам приписывается волновая функция, изатем частицы разлетаются на расстояние, при котором их динамическое взаимодействиесчитается пренебрежимо малым. Но если произвести измерение величин,характеризующих состояние (например, импульса или координаты) одной частицы, топроисходит редукция волновой функции и тем самым автоматически меняетсясостояние другой частицы. Эйнштейн рассматривал этот мысленный эксперимент какпарадокс, свидетельствующий о неполноте квантовой механики. Но в последующихдискуссиях относительно интерпретации ЭПР-парадокса, в том числе в обсуждениях70-х годов, было показано, что он приводит к противоречию, если неявнопринимается принцип локальности, который предполагает возможность сепарироватьсистему и проводить измерение ее пространственно разделенных и далеко отстоящихчастей независимо друг от друга.

Однако если отказаться отабсолютности принципа локальности и предположить его только относительную иограниченную применимость, то допускается возможность нелокальноговзаимодействия. ЭПР-парадокс тогда интерпретируется как проявлениенелокальности.

В предлагаемой Бомом картине мирапостулируется существование некоторого скрытого порядка, внутренне присущегосети космических взаимоотношений, который организует все другие виды порядковво Вселенной. Идею этого скрытого порядка Бом разъясняет посредством еще однойнаглядной аналогии (наряду с ранее примененным образом рисунка на ковре). Ониспользует метафору голограммы, в которой освещение любого локального участкапозволяет увидеть все изображение в целом, хотя и с меньшей детализацией, чемто, которое возникает при освещении всей голограммы. Понятие

скрытого порядка и иерархиипорядков Бом пытается увязать с представлениями о структуре пространства.Опираясь на идеи общей теории относительности о взаимосвязи между тяготеющимимассами и кривизной, он допускает возможность расширения и обобщения этих идейв рамках гипотезы о топологических свойствах пространства, скоррелированных стипами порядка, возникающими во Вселенной. Эти идеи развивают также Хили идругие сторонники исследовательской программы Бома.

Эта программа, как и исследованияДж.Чу и Х.Стаппа, могут быть рассмотрены в качестве вариантов некоторого общегоподхода к построению физической картины мира, использующего идеи нелокальности,несиловых взаимодействий и образы сложной саморегулирующейся системы, гдесвойства элементов и частей обусловлены свойствами целого, а вероятностнаяпричинность выступает базисной характеристикой.

Философско-методологическимоснованием этого подхода является отказ от методологии “элементаризма”, котораядолгое время доминировала в физике и полагала, что свойства физических системисчерпывающе описываются характеристиками составляющих их элементов.

Противоположный элементаризмухолистский, организмический подход исходит из представлений о нередуцируемостисвойств целого к свойствам элементов и их взаимодействиям.

Этот подход развивалсяпреимущественно при исследовании биологических и социальных объектов. Егоперенос на системы неорганической природы был стимулирован разработкойкибернетики, теории информации и общей теории систем.

Направление исследований, осуществляемоев различных вариантах в концепциях Дж.Чу, Х.Стаппа и Д.Бома, основано наприменении организмической методологии при построении физической картины мира.Ф.Капра считает, что концепции Бома и Чу “представляют собой два наиболееизобретательных в философском отношении подхода к описанию физическойдействительности o2'1. Он отмечает их сближение,поскольку в последующих версиях концепции “бутстрапа” сделаны попыткирассмотреть элементы S-матрицы как типы порядков и связать их с геометриейпространства-времени. “обе эти концепции, — пишет Капра, — исходят из пониманиямира как динамической сети отношений и выдвигают на центральное место понятиепорядка, оба используют матрицы в качестве средства описания, а топологию — вкачестве средства более точного определения категорий порядка”.

Капра подчеркивает далее, что вкартине мира, предлагаемой Чу, Стаппом и Бомом, элементарные частицы предстаютне как неизменные кирпичики мироздания а как динамические структуры,“энергетические пучки”, которые формируют объекты, принадлежащие к болеевысоким уровням организации. “Современные физики, — пишет Капра, — представляютматерию не как пассивную и инертную, а как пребывающую в непрестанном танце ивибрации, ритмические паттерны которых определяются молекулярными, атомарными иядерными структурами… Природа пребывает не в статическом, а в динамическомравновесии”.

В этом плане уместно подчеркнуть,что предлагаемый здесь образ мироздания как динамики физических процессов, ихвзаимных корреляций и иерархии порядков — это скорее образ саморегулирующейсясистемы, где массовые, стохастические взаимодействия на разных уровняхорганизации регулируются целым и воспроизводят целое. Классический образ миракак простой машины, доминировавшей в классической физике, заменяется здесьобразом Вселенной как самоорганизующегося автомата.

Однако в этой связи уместнозафиксировать и ограниченность таких подходов к построению современнойфизической картины мира, которые сопряжены с образами сложнойсамоорганизующейся системы, воспроизводящей в динамике изменений основныехарактеристик целого как иерархии порядков.

Самоорганизация не сводитсятолько к процессам производства динамического порядка и уровневои организациисистемы, хотя и обязательно предполагает

аспект. Другим ее аспектомвыступает необратимое изменение и развитие, связанное с появлением новыхуровней организации и переходами от одного типа саморегуляции к другому. Учетэтих аспектов требует применения более сложных образов системной организации, аименно, образов сложных, исторически развивающихся систем. Представления отаких системах включает в качестве особого аспекта идею динамическогоравновесия, но только в качестве одного из состояний неравновесных процессов,характеризующихся изменением типа динамического равновесия и переходами отодного такого типа к другому.

В современной науке наиболееадекватной этому видению является исследовательская программа, связанная сразработкой динамики неравновесных процессов (И.Пригожин) и синергетики(Г.Хакен, М.Эйген, Г.Николис, Э.Ласло, С.Курдюмов, Г.Малинецкий, Ю.Кли-мантовичи др.). Синергетическая парадигма принципиально иначе, чем классическая физика,оценивает место и роль во Вселенной неравновесных и необратимых процессов и ихсоотношение с равновесными, обратимыми процессами. Если в классической физикенеравновесные процессы представали как своего рода отклонение от эталоннойситуации, то новая парадигма именно их ставит в центр внимания, рассматриваякак путь к порождению устойчивых структур.

Устойчивости возникают не вопреки,а благодаря неравновесным состояниям. В этих состояниях даже небольшиефлуктуации, случайные воздействия порождают аттракторы, выводящие к новойорганизации; “на всех уровнях, будь то уровень макроскопической физики, уровеньфлуктуаций или микроскопический уровень, источником порядка являетсянеравновесность. Неравновесность есть то, что порождает «порядок изхаоса»”.

Описание в терминахсамоорганизующихся систем поведения квантовых объектов открывает новыевозможности построения квантово-механической онтологии. И.Пригожинподчеркивает, что особенности квантово-механического измерения, связанного средукцией волновой функции, можно истолковать как следствие неустойчивости,внутренне присущей движению микрообъектов, а измерение — как необратимыйпроцесс порождения устойчивостей в динамическом хаосе.

С позиций возникновения порядкаиз хаоса принтпиальная статистичность предсказаний квантовой механики предстаетуже не как результат активности наблюдателя, производящего измерения, а каквыражение существенных характеристик самой природы.

Причем нелокальности,проявляющиеся в поведении микрообъектов, как подчеркивают И.Пригожин иК.Джордж, связаны с ростом когерентности квантовых ансамблей по сравнению склассической динамикой. Когерентность же выражает особое свойствосамоорганизующихся систем, связанное с их нелинейностью и способностью ккооперативным эффектам, основанным на несиловых взаимодействиях.

“В нашем подходе, — отмечаютИ.Пригожин и И.Стенгерс, — мир следует одним и тем же законам с измерением илибез измерений”; “… введение вероятностей при нашем подходе совместимо сфизическим реализмом, и его не требуется идентифицировать с неполнотой нашегознания. Наблюдатель более не играет активной роли в эволюции природы или покрайней мере играет отнюдь не большую роль, чем в классической физике. И в том,и в другом случае мы можем претворить в действие информацию, получаемую извнешнего мира”.

Весьма интересны результаты,полученные С.П.Курдюмовым при решении задач, связанных с математическимописанием режимов обострения в нелинейной среде. Эти режимы являютсясущественной характеристикой поведения синергетических систем, а ихматематическое описание основано на нелинейных связях пространственно-временныхкоординат. Развиваемый применительно к таким ситуациям аппарат, оказываетсяэффективным в приложении к квантово-механическим задачам. Он позволяет получитьуравнение Шредингера и дать объяснение квантованию как выражению свойствнелинейной среды.

Возможно, что с развитием всехэтих подходов квантовая картина мира со временем предстанет в объективированнойформе, изображающей структуру природы “саму по себе”.

Но для рассмотрения современныхособенностей теоретического поиска важно, что в начальных фазах становлениякартин мира современной физики акцент перенесен на “операциональную сторону”видения реальности. Именно эта операциональная сторона прежде всего определяетпоиск математических гипотез.

Весьма показательно, чтосовременный теоретико-групповой подход прямо связывает принципы симметрии,основанные на различных группах преобразований, со свойствами приборов,осуществляющих измерение. Попытка использовать в физике те или иныематематические структуры в этом смысле определяется выбором схемы измерения как“операциональной стороны” соответствующей картины физической реальности.

Поскольку сам исходный пунктисследования — выбор картины мира как операциональной схемы — частопредполагает весьма радикальные изменения в стратегии теоретического поиска,постольку он требует философской регуляции. Но, в отличие от классическихситуаций, где выдвижение картины мира прежде всего было ориентировано“философской онтологией”, в современных физических исследованиях центр тяжестипадает на гносеологическую проблематику. Характерно, что в регулятивныхпринципах, облегчающих поиск математических гипотез, явно представлены (вконкретизированной применительно к физическому исследованию форме) положениятеоретико-познавательного характера (принцип соответствия, простоты и т. д.).

По-видимому, именно на путианализа этих проблем (Рассматривая всю цепь отношений: философия — картина мира— аналоговая физическая модель — математика — математический аппарат физическойтеории) можно будет выявить более подробно механизмы формированияматематической гипотезы.

С этой точки зрения, ценностьобсуждения метода математической гипотезы в философско-методологическойлитературе состояла не столько в самой констатации существования данногометода, сколько в постановке первых попытках решения описанных выше задач.

Однако, отдавая должное актуальности поднятойпроблематики, хотелось бы подчеркнуть, что, делая акцент на эвристическойценности математических методов нельзя упускать из виду и другую, не менееважную сторону теоретического исследования, а именно процесс построениятеоретической схемы, обеспечивающей интерпретацию вводимого математическогоформализма. Недостаточно детально проведенный анализ этой сторонытеоретического исследования приводит к неявному введению ряда упрощающихположений, которые верны только в плане общей формулировки, но, если ониприменяются без достаточной конкретизации, могут породить неверныепредставления. К такого рода положениям относятся:

1. Допущение, что самаэкспериментальная проверка математической гипотезы и превращение ее вфизическую теорию — вполне очевидная процедура, которая состоит в простомсопоставлении всех следствий гипотезы с данными опыта (гипотеза принимается,если ее следствия соответствуют опыту, и отбрасывается, если они противоречатопыту); 2. Предположение, что математический аппарат развитой теории может бытьсоздан как результат движения в чисто математических средствах, путемматематической экстраполяции, без какого бы то ни было построения промежуточныхинтерпретационных моделей.

Постараемся показать, что такогорода представления о формировании современной теории недостаточно корректны.

Для этой цели разберем вначалеситуацию построения частных теоретических схем, а затем обратимся к процессусоздания развитой теории. В качестве первой выберем теоретическую схему,лежащую в основания дираковской теории релятивистского электрона, в качествевторой — квантовую электродинамику (теорию взаимодействия квантованногоэлектромагнитного и квантованного электронно-позитронного поля).

Предварительно отметим, чтотрактовка теории Дирака как знания, соответствующего уровню частныхтеоретических схем, может быть проведена лишь с учетом того, что она былаассимилирована развитой теорией -квантовой электродинамикой и вошла в ее составв трансформированном виде в качестве фрагмента, описывающего один из аспектовэлектромагнитных взаимодействий в квантовой области. По степени общности теориярелятивистского электрона превосходит такие классические образцы частныхтеоретических схем и законов, как, допустим, систему теоретических знаний околебании маятника (модель Гюйгенса) или развитые Фарадеем знания обэлектромагнитной индукции.

Но в том и заключается одна изособенностей метода математической гипотезы, что она как бы поднимает на новуюступень обобщения частные теоретические схемы и законы, позволяя начинатьпостроение развитой теории с синтеза теоретических знаний большей степениобщности (по сравнению с классическими образцами).