А. Е. Годин Развитие идей Московской философско-математической школы



страница28/34
Дата11.03.2018
Размер2.32 Mb.
1   ...   24   25   26   27   28   29   30   31   ...   34
П.Я. Чаадаев о математике и естествознании
Интересных воззрений на возможности математического моделирования придерживался П.Я.Чаадаев. В четвертом философическом письме он выражает свои воззрения насчёт границ применимости математического моделирования и их проблем настолько ясно и чётко, что даже не верится, что его работа относится к первой половине XIX века!

«Действительные величины, т.е. абсолютные единицы, имеются лишь в нашем уме; во вселенной находятся лишь числовые видимости. Эти видимости, в форме которых материальность открывается нашим взорам, они-то и дают нам понятие о численности: вот основа математического восприятия. Итак, числовое выражение предметов не что иное, как мыслительный механизм, который мы создаём из данных природы. Сначала мы переводим эти данные в область абстракции, затем мы их воспринимаем как величины; и, наконец, поступаем с ними по своему усмотрению. Математическая достоверность, следовательно, имеет также свой предел; будем остерегаться упустить это из виду».

Вот что пишет П.Я.Чаадаев о возможностях механистического познания глубин человеческой психики и человеческого духа. Цитата взята также из четвёртого философического письма.

«В применении к явлениям природы наука чисел, без сомнения, вполне достаточна для эмпирического познания, а также и для удовлетворения материальных нужд человека; но никак нельзя сказать, чтобы она в той же мере соответствовала требуемой умом достоверности в абстрактном познании. Устойчивое, неподвижное, геометрическое рассуждение, каким его по большей части воспринимают геометры, есть нечто лишенное разума, безбожное. Если бы в математике заключалась совершенная достоверность, число было бы чем-то реальным. … Но мы видим ещё в природе кое-что кроме цифр, мы с полным сознанием верим в Бога, и когда мы осмеливаемся вкладывать в руку Создателя циркуль, то допускаем нелепость; мы забываем, что мера и предел одно и то же, что бесконечность есть первое из свойств божества, именно она, можно сказать, и составляет его божественность, так что, превращая Высшее Существо в геометра, мы лишаем его свойственной ему вечной природы и низводим его до нашего уровня. … Здесь мы видим настоящий антропоморфизм, в тысячу раз более вредный, нежели антропоморфизм простаков, не способных в своём пламенном устремлении приблизиться к Богу и представить себе духовное существо иным, чем то, которое доступно их пониманию, и поэтому низводящих божество до существа, подобного себе.

Если она (философия) и говорила другое, в глубине своей мысли она никогда не сомневалась, что мир духовный можно познать так же, как и мир физический, изучая его с циркулем в руке, вычисляя, измеряя величины духовные, как и материальные, производя опыты над существом, одарённым разумом, как над существом неодушевлённым. Удивительно, как ленив человеческий разум! Чтобы избавиться от труда, которого требует ясное уразумение высшего мира, он искажает этот мир, он себя самого искажает и шествует затем своим путём, как ни в чём ни бывало»

Вот мнение Чаадаева об атеизме в математике и в науке:

«Не мудрено, что один выдающийся геометр сожалел, что нам неизвестны некоторые из формул, которыми Ньютон пользовался при своей работе; наука, конечно, много бы выиграла от находки этих талисманов гения. Но можно ли серьезно думать, что вся сверхъестественность гениальности Ньютона, вся его мощь, заключается в одних его математических приёмах? Разве мы не знаем, что в этом возвышенном уме было ещё что-то кроме способности к вычисления? Я вас спрашиваю, рождалась ли когда-либо мысли подобного масштаба в разуме безбожном? … Повторю ещё раз: видано ли, чтобы человек, не говорю уж атеист, но хотя бы только равнодушный к религии, раздвинул, как Ньютон, границы науки за пределы, ей, казалось, предназначенные?»
4.2.4 Критика взглядов Н.В.Бугаева на

роль математики в познании окружающей действительности


Критикуя аналитический метод за его односторонность, Н.В.Бугаев не ставит под сомнение высочайшую роль математики в деле познания мира, он лишь хочет еще больше увеличить эту роль, дополнив математику разделом, касающимся прерывных функций.

Н.В.Бугаев фактически вообще не разделяет геометрию, механику и физику по их сущности. Для него математика – такая же наука о природе, как и физика. Он лишь изредка поднимается до того, чтобы осознать, что науки оперируют не с реальным миром, а с абстракциями [33], в душе он явно склоняется к мнению, что математические истины и законы управляют явлениями внешнего мира, а сами эти истины и законы даны нашему мозгу изначально, от Бога, и достаточно лишь хорошенько сосредоточиться, чтобы сформулировать их. Ведь ещё пифагорейцы считали, что именно число (натуральное число) есть первичная сущность, то есть число дано нам свыше.

Со времен Николая Васильевича математика сильно ушла вперед. Но, как ни странно, все чаще стали появляться мнения, ставящие под сомнение роль математики как царицы наук. На чем же основаны эти мнения?

Строго говоря, математика это всего лишь язык, но язык, постоянно заботящийся о своей непротиворечивости. Каждое предложение в этом языке строится по определенным правилам (теорема, лемма). Каждый новый термин требует определениями. В математике недопустимы произвольные, поэтические или шутливые высказывания. Каждое высказывание, прежде чем стать допустимым, должно быть доказано, проверено на непротиворечивость по отношению к остальной части математики.

Только что сказанное следует, конечно, понимать в некотором идеальном плане. Непротиворечивость различных отделов математики – это цель, которой еще только предстоит достигнуть; ученые не оставляют попыток полностью снять все противоречия между различными разделами математики [102]. Но даже в весьма узких разделах математики остается ряд противоречий, требующих разрешения. На это указывал уже Г.Фреге [129]; внутренний смысл даже таких, казалось бы, простых понятий как функция уяснить совсем нелегко.

И все же математика существует много веков, и за это время было не так уж много утверждений, что математика может ошибаться. Это осознавали уже в конце XIX века [117]. Конечно, возможны ошибки в доказательствах, но они быстро устраняются математическим сообществом. Правда, в последнее время появилась тенденция к чрезмерному усложнению доказательств. Проверке доказательств сейчас уже иногда посвящают диссертации. Для доказательства используются ЭВМ, зачастую проблема считается решённой путём предложения переборного решения, осуществлённого на компьютере.

Но действительно ли математика описывает реальные явления? Если говорить строго, то нет. Математика оперирует абстрактными величинами, а действительность конкретна. Точка, прямая, плоскость, круг. В природе не существует таких предметов. Понятие вероятности также, строго говоря, не может быть реализовано в природе. Независимая выборка из бесконечной совокупности. Это абстракция, такого не может реально существовать. Ни бесконечной совокупности предметов, ни полностью независимой выборки существовать не может.

Возьмём обычное число. Строго говоря, измеряя что-то, мы всегда получаем пару чисел: от чего-то и до чего-то. Четверть минимального деления шкалы прибора. Измеряя в быту, мы все время округляем «на глазок». А в науке мы измеряем интервал, в котором может находиться измеряемая величина.

Если посмотреть на торец линейки в мощный бинокулярный микроскоп, мы увидим не ровную степь, а гористую и холмистую местность. Поэтому даже измерение с помощью хранящегося в Париже эталонного метра не даст какого-то одного числа, а даст диапазон, характеризуемый двумя числами.

Непрерывные и разрывные функции. Это тоже абстракция. Возьмем у продавца мороженного кусок сухого льда в виде правильного куба и положим на стол. Мы можем построить график зависимости плотности от координаты. Казалось бы, вот вам типичный пример разрывной функции.

Но будем увеличивать масштаб по оси х, по длине. Резкие границы, бывшие вертикальными, вдруг оказались наклонными. Потому что молекулы сухого льда находятся в движении, и время от времени некоторые из них отрываются и улетают. Этот процесс называется сублимацией, высыханием, сушкой. В результате на границах куска сухого льда все время присутствует облако из молекул, тем более разреженное, чем дальше мы удаляемся от куска льда.

А если мы начнем увеличивать масштаб по оси y, по плотности? В конце концов вместо прямой линии мы увидим зигзагообразную. Это уже влияют отдельные молекулы.

Но молекулы тоже «пусты» внутри. Ядро и электроны занимают в пространстве только небольшую часть объема молекулы.

Но это если говорить житейским языком. На самом деле, невозможно доказать, что электрон – конкретная частица, находящаяся в конкретном месте. Электрон проявляет двойственные свойства, и волновые, и корпускулярные. Об электроне можно говорить как о частице, только когда он ударился во что-то и оставил след. Пока этого не произошло, электрон – размазанное по пространству электронное облако. Он просто может находиться в какой-то области с какой-то вероятностью. В этом контексте электрон обладает волновыми свойствами.

Когда мы приближаемся к масштабам молекулы, число теряет свои функции. Нет конкретных координат, нет конкретного времени. Есть только интервал, элемент пространства, и вероятность нахождения внутри этого интервала. Есть только интервал скоростей и вероятность нахождения внутри него.

Понятие и прерывной, и непрерывной функции – это абстракции, и в определенных условиях эти абстракции теряют не только точность, но и смысл. Нельзя построить график распределения вещества в пространстве. Приходится использовать вероятностные величины.

Почему был взят для примера кусок сухого льда, а не кусок железа? Для простоты и наглядности. Из куска железа тоже вылетают молекулы. И мы сразу получили бы на краю вероятностную функцию. А точнее, тут встретилась бы еще большая сложность – отсутствие повторяемости. Оттого, что молекулы вылетают не так часто, наш график стал бы колеблющимся на краях, становясь то более пологим, то более крутым.

Непрерывные функции и разрывные функции – это абстракции. Они могут хорошо описывать реальность обычных предметов, пока мы не углубились в микромир.

Но и то не всегда. Достаточно взять нейрон, нервную клетку. Нейроны бывают длиной в десятки сантиметров. По нейрону проходят электрические импульсы. Казалось бы, удобно применять для их описания разрывные функции, однако это возможно далеко не всегда. Импульсы, проходящие по нейрону, совсем не похожи на строго разрывные функции, у них пологие края [134]. Поэтому для описания прохождения сигналов в нейроне применяют то прерывные, то непрерывные функции, в зависимости от конкретной задачи.

Вероятность – одно из важнейших математических понятий – также является весьма условным. Ведь вероятность – это просто некоторая функция (правильнее говорить о плотности распределения вероятности), теория вероятностей – это лишь наглядная и относительно обособленно развивающаяся часть функционального анализа. Не случайно работы А.Н. Колмогорова изучаются (с разных сторон) как в курсе теории вероятностей, так и в курсе функционального анализа. Важно понимать, что вероятность или вероятностная мера – это лишь средство моделирования. Взаимодействие молекул в газе можно моделировать как статистиками Больцмана, так и статистиками Ферми или статистиками Бозе-Энштейна [79]. Эти вероятностные построения могут быть применены только при выполнении определенных условий. Моделирование вероятности как 0.5 всегда (дождь или пойдёт, или нет) – тоже один из возможных подходов, имеющий свою область применения.

Все больше ученых приходят к тому, что большинство математических понятий – это упрощения и абстракции человеческой культуры, а не свойства реального мира.

Процитируем Эйнштейна:

«Теперь мы подходим к следующему вопросу: Что явля­ется априорно безусловно или необходимо в геометрии (в учении о пространстве) или в том, что является ее осно­вой? Прежде мы думали – все, сегодня мы думаем – ни­чего. Уже само понятие расстояния логически произволь­но; нет необходимости в таких вещах, которые бы ему со­ответствовали – хотя бы приблизительно; все математические понятия являют­ся свободными изобретениями человеческого интеллекта» [118].
Вывод:

38. Используемые математикой понятия представляют собой приближения и абстракции, которые имеют ограниченную применимость:

– В природе нет непрерывных и разрывных величин. Это математические абстракции, приближения, и пользуясь ими, мы всегда должны помнить о том, что это только приближения.

– Нет случайных величин. Это тоже приближение. Вероятность предполагает множество взаимно независимых событий, которое в принципе невозможно. Все события так или иначе зависимы. Вероятность – это приближение, имеющее определенную точность, и применяя его, мы должны помнить о возможной ошибке.

– В природе не существует точек, прямых, плоскостей. Это творения человеческой культуры, математической культуры.

– Таким образом, в момент ввода информации «внутрь естественной науки» всегда возникает ошибка, большая или меньшая. Если об этом забыть, математика порой может приводить к бессмысленным, в корне неверным результатам.

В чем слабость математики, о которой не слишком любят распространяться сами математики?

Математика весьма «беззуба» в практическом плане. До чего удалось дойти в решении уравнений? В случае одного неизвестного явно решаются лишь уравнения первой, второй, третьей и четвёртой степени [113]. Для более высших степеней явно разрешимы только частные случаи.

Конечно, многие вспомнят про ЭВМ. Но здесь возникают свои проблемы. Даже для весьма простых машинных моделей уже сложно «почувствовать» поведение системы. Об этом вскользь упоминает Вайдлих, сообщая, как одному из его коллег путем случайного перебора параметров удалось обнаружить интересный режим поведения модели [40].

Рассмотрим четыре интересных проблемы, относящиеся к численному моделированию с использованием машинных вычислений.

Первая проблема связана с тем, что сам поиск решений некоторых задач занимает практически бесконечное время даже на современных высокопроизводительных вычислительных комплексах. При условии, что выполняется закон Мура (частота работы процессора удваивается за каждые 1.8 года), в ближайшие столетия некоторые задачи не могут быть решены в принципе.

Вторая проблема, с которой сталкивается множество вычислителей – нехватка памяти для счёта. Нетрудно понять, что система из 500 000 уравнений требует для своего описания терабайты памяти, которое хоть и доступно на 64-х разрядной архитектуре ЭВМ, но где же взять такое количество памяти? Разве что только Пентагон может позволить себе подобную роскошь.

Третья проблем состоит в том, что программный код «решателей» пишут люди, которые могут ошибаться. Вследствие этого стоимость программного кода резко возрастает, и для систем автоматического проектирования чипов, например, может составлять 1 000 000 долларов в год за одну копию. Требуются также хитроумные компиляторы и операционные системы. Известны случаи, когда операционная система (и hardware также) разрабатываются под конкретный аппарат. Подобное часто наблюдается в индустрии производства космических беспилотных модулей дальнего действия (при изучение планет в пределах солнечной системы и за её пределами).

Наконец, четвертая (и самая главная) трудность заключается в том, что для нахождения решения нелинейной задачи в частных производных требуется подбор так называемой разностной схемы. Для каждой крупной задачи в результате приходится строить свою разностную схему, а сложность подобного построения исчисляется количеством диссертаций, посвященных разностной схеме. Построение разностной схемы является своего рода искусством. Регулярно в городе Сарове проводятся целые конференции, посвящённые математическому моделированию с использованием машин [44].

В математике разработано множество сложных машинных моделей и алгоритмов вычисления, но в результате специалист часто уже сам не знает, что он на самом деле изучает и исследует.

Не только среди обычных людей, но даже и среди некоторых математиков бытует мнение, что математические модели способны открывать новое. На самом деле любая модель содержит только то, что было в нее заложено при разработке. Многие математики, сознательно или бессознательно, владеют искусством так составить модель, чтобы она обеспечила воспроизведение максимально эффектного результата. То есть модель заранее конструируется так, чтобы выглядеть эффектно, чтобы поразить, удивить, а не для того, чтобы описать реальность. Тот же Вайдлих, демонстрируя здоровую жадность увлеченного, раз за разом демонстрирует в своей книге, как с помощью весьма хитрой, но стандартной процедуры составлять модели, обнаруживающие наиболее эффектное поведение [40].

Фактически в результате математического моделирования мы занимаемся интерполяцией реальных процессов. Мы можем обеспечить приемлемую точность описания моделируемых явлений внутри диапазона введенных данных. Но получаемая при этом модель ни в коей мере не повторяет и не проясняет структуру изучаемого объекта. Мы можем, в принципе, добиться любой точности интерполяции, повышая порядок уравнений модели или добавляя в эти уравнения нелинейные члены. Но чем дальше мы будем удаляться от диапазона данных, использованных при построении и идентификации модели, тем хуже будет модель описывать реальные процессы. Как это ни смешно, чем точнее модель описывает интерполируемый диапазон данных, то есть чем более нелинейна модель, тем больше будет расхождение с реальностью при попытке экстраполяции.

Таким образом, любая математическая модель – это всего лишь логарифмическая линейка большей или меньшей сложности. Раньше в школе учили пользоваться не только логарифмическими линейками, но и равноценными им математическими таблицами (четырехзначными, шестизначными и т.п.), которые позволяли определить значения общеупотребительных функций. В принципе, любая модель может быть заменена подобной таблицей.

Во второй половине XX века стали появляться теории, ставящие под сомнение позитивную роль науки в накоплении объективного знания. Одним из первых ниспровергателей устоев был Т.Кун с его концепцией научных революций [78]. В развитии науки чередуются короткие, но бурные периоды научных революций, когда путем эпохальных исследований закладывается научные образцы, парадигмы, и длительные стабильные периоды, когда наука повторяет и воспроизводит образцы парадигмального исследования. Но постепенно накапливаются факты, не укладывающиеся в парадигму, и в науке зреет революционная ситуация. В конце концов начинается бурный период ломки авторитетов и научных школ, и формулируется новая парадигма, полностью отвергающая старую парадигму. Таким образом, Т.Кун отвергает поступательность движения науки и отрицает ее прогресс [52].

П.Фейерабенд сформулировал ряд концепций, еще больше ставящих под сомнение традиционное отношение к науке, например концепцию недетерминируемости теории эмпирическими данными. Эмпирические данные не определяют однозначно истинность или неистинность теории. На одних и тех же данных может базироваться несколько взаимоисключающих теорий. Другая концепция – это концепция нагруженности эмпирических данных. Суждения ученого формулируются в определенном теоретическом и культурном контексте, с использованием специфических инструментов и приборов, во многом предопределяющих результат измерения. В результате эмпирические данные перестают служить критерием истинности теорий. По мнению Фейерабенда, наука оказывается гораздо ближе к мифу, чем принято думать. Наука это новый, но очень агрессивный религиозный институт, и по аналогии с церковью наука должна быть отделена от государства [119].

Л.Флек, анализируя историю медицины, обнаружил, что анализируя одну и ту же болезнь, врачи и биологи на разных стадиях развития медицины видели совершенно различные факты. Видение действительности спутано, хаотично, и только в рамках какой-либо теории, какого-либо стиля мышления человек способен видеть факт, закономерность. Когда стиль мышления меняется, ученый видит в том же самом совершенно другое [120].

Интересно, что то же самое за десятки лет до этого говорил и Г.Тейхмюллер [115].

Ж.-Ф.Лиотар считает, что описание общества как целостности представляется все более неадекватным по причине утраты в современном мире доверия к метаповествованиям, всеобъемлющим развернутым теориям, предполагающим телеологию, идею смысла и цели, оправдывающей любое средство. Лиотар рассматривает науку как языковую игру со своими четкими правилами игры. Науке не нужно внешнего оправдания, ученому достаточно, чтобы его деятельность была признана лишь другими представителями научного сообщества [52].

Из изложенного можно сделать вывод о весьма существенной относительности научного знания и его зависимости от окружающей ученого культурной среды.


Выводы:

39. Математические подходы имеют весьма ограниченную применимость в практическом плане: при повышении числа переменных математической модели экспоненциально возрастают трудности аналитического решения получающихся систем уравнений и анализа решений, получаемых численными методами.

40. Появившиеся во второй половине ХХ века теории частично ставят под сомнение роль точных наук в накоплении объективного знания; ставится под сомнение преемственность сменяющих друг друга научных теорий, проверяемость теорий эмпирическими данными; акцентируется закрытость научных сообществ, их «агрессивность» по отношению к обществу и их сходство с религиозными организациями.

4.2.5 Имеется ли у ума прирожденная способность к познанию истин логики и математики?


Н.В.Бугаев и его единомышленники считали, что постигая математические законы, мы постигаем нечто гармоничное, высшее, божественное, существующее в мире, и что у человеческого ума имеется врожденная способность к постижению абстрактных математических истин, и именно эта способность в наибольшей степени свидетельствует о близости человека к божественному.

Подобный взгляд не был чем-то новым, оригинальным; в то время, да и много позже его придерживались очень многие великие умы. Достаточно привести лишь некоторые высказывания

Э.Эверетт (1931): «В чистой математике мы созерцаем абсолютные истины, которые существовали в божественном уме прежде, чем восси­яли утренние звезды, и которые будут существовать и тогда, когда последняя из их сияющего сонма упадет с небес» [118].

Г.Х.Харди (1941): «Я полагаю, что математическая реальность находится вне нас и что наша цель состоит в том, чтобы открывать или на­блюдать ее, и что те теоремы, которые мы доказываем и которые мы высокопарно называем нашими “творениями”, являются всего лишь выражениями наших наблюдений» [118].

П.У. Бриджмен: «Понятие о том, будто математика является творением человека, — это самый что ни на есть трюизм, который сразу же становится очевидным для непредвзятого наблюдения» [118].

«Тому, кто совершает открытия в этой сфере, – замечает Эй­нштейн, – продукты его воображения представляются столь не­обходимыми и естественными, что он считает их (и хотел бы, чтобы таковыми их считали и другие) не творениями мысли, но данностями реальности» [118].

Генрих Герц: «Нельзя избавиться от ощущения, что эти математиче­ские формулы существуют независимо и обладают своим собственным умом, что они мудрее и нас, и даже тех, кто их открывает, что мы извлекаем из них больше, чем в них было заложено изначально» [118].

Гете: «Всякое творение высшего порядка, всякая значитель­ная теория, всякое открытие, всякая великая мысль, прино­сящая плоды... – все они не подвластны никому, не подчи­няются никакой земной власти. Подобные вещи следует рассматривать как нежданные дары свыше, как сугубо боже­ственные творения» [118].

Анри Пуанкаре утверждает, что акси­омы геометрии – это просто «соглашения», т.е. обычаи: они «не являются ни синтезированными априорными суждениями, ни экспериментальными фактами. Они – соглашения» [118].

По мнению Л.Уайта, «Математические истины существуют в культурной традиции, в которую вступает при рождении индивид, и, таким обра­зом, проникают в его сознание извне. Однако вне культурной традиции математические понятия не существуют и не име­ют смысла, а культурная традиция, разумеется, не существу­ет отдельно от человеческого рода. Таким образом, математические реальности существуют независимо от индивидуально­го сознания, но полностью зависят от сознания рода. Или, если выразить то же самое с помощью антропологических тер­минов, можно сказать, что математика в целом, ее «истины» и ее «реальности», являются частью человеческой культуры и более ничем. Каждый индивид рождается в той культуре, ко­торая уже существовала и от него не зависит. Культурные чер­ты существуют вне индивидуального сознания и независимо от него. Индивид овладевает своей культурой, воспринимая обычаи, верования, навыки своей группы. Однако сама куль­тура не существует и не может существовать в отрыве от человеческого рода. Следовательно, математика, подобно языку, общественным установлениям, орудиям, искусствам и т.д., является совокупным продуктом многовековых усилий чело­веческого рода [118].

Разумеется, математика является частью культуры. Каж­дый народ от своих предшественников или от современных ему соседей наряду со способами приготовления пищи, обычаями брачного поведения, религиозного поклонения и т.д. наследует и способы счета, вычислений и все прочее, что подразумевает математика. Фактически математика являет­ся формой поведения – реакцией особого рода организма приматов на совокупность стимулов. Считают ли люди пя­терками, десятками, дюжинами или двадцатками; отсутству­ют ли у них слова для обозначения количественных числительных свыше пяти или они обладают самыми современны­ми и высокого уровня математическими понятиями – в лю­бом случае их математическое поведение определяется той математической культурой, которая ими владеет. Конечно, имеется «нечто вне нас самих», некая власть, некая сила, которая овладевает человеком и принуждает его делать то-то или то-то. Но в этом нет ничего таинственного или мистического. Это не что-то неземное или божествен­ное, как полагал Гёте. Это просто великая традиция куль­туры; это она сжимает каждого из нас в своих мощных объятиях. Когда, словно в реке, нас охватывает быстрое те­чение либо стремнина культурных перемен, или нас уносит водоворот культурного синтеза, нам не остается ничего, кроме как полностью этому отдаться. Тогда мы действи­тельно чувствуем в себе дух и силу, которые, как мы хоро­шо знаем, не являются нашими. Но мы знаем, откуда эта сила исходит и какова ее природа. Это – великий и сово­купный поток человеческой культуры, который течет к нам от своих древних источников, несет нас в своем лоне, пи­тает и поддерживает нас, используя нас (но скорее сохра­няя, чем уничтожая) для будущей культуры и тех поколе­ний, которые еще придут [118].
Вывод:

41. Естественно-научный и, в частности, математический подходы сформировались в рамках человеческой культуры, это такие же продукты человеческой культуры, как и любые другие, поэтому они не могут претендовать на абсолютную объективность, имеют как преимущества, так и существенные недостатки, и в этом смысле эти подходы ничуть не лучше и не выше, чем другие подходы к осознанию окружающего мира – подходы гуманитарных наук, искусства, философии, практики и т.п.

4.2.6 Кто победил с точки зрения

современных естественно-научных

воззрений – позитивисты с их

детерминизмом или Н.В.Бугаев

со своей аритмологией?
Позитивисты считали, что в конце концов физика сможет описать математическим языком каждую клетку человеческого тела, каждый атом, и полностью предсказать поведение человека. Н.В.Бугаев протестовал против взгляда некоторых философов, утверждавших, что если бы у Канта, Ньютона, Коперника не было ни одной мысли в голове, – даже ни одного самого элементарного ощущения, – но физический состав их организмов был бы тот же, какой был в действительности, то они все-таки подарили бы миру те самые сочинения, какие они написали [81].

С той поры прошло уже более ста лет. Что же скажет об этом утверждении современная наука? Конечно, клетка математически не описана до конца, чем больше мы изучаем органические молекулы, тем больше вопросов возникает. Но нас интересует чисто принципиальный вопрос: может ли наука в принципе, когда-нибудь, через тысячу лет, полностью описать, полностью смоделировать, математически предсказать поведение человека?

Н.В.Бугаев протестовал, что кроме механизма есть мысли, чувства. Но, вероятно, мысли и чувства – это всего лишь электрические импульсы в нейронах мозга. Что в этих импульсах такого чудодейственного, что не может быть описано точно, без привлечения теории вероятности?

Даже если удастся описать все процессы в громадном количестве нейронов человека, этого окажется недостаточным, ибо поведение человека в большинстве случаев определяется его социокультурной средой. Значит, к модели человеческого мозга придется добавить модели всех людей из окружения данного человека.

Но даже если бы удалось построить модель, описывающую сразу всех людей на земле, этого все равно окажется недостаточно. Изредка у каждого человека возникают ситуации, когда выбор из двух вариантов ему представляется полностью равнозначным. В этих условиях на решение человека может повлиять любая случайность, любое явление природы. Для описания таких моментов придется к модели всех людей добавить модель всех биосферных процессов. Но даже если бы удалось построить такую модель с какой-то степенью приближения, нельзя быть уверенным в том, что модель полностью опишет действительность, ибо вселенная бесконечна (как считают), следовательно, и количество явлений в ней бесконечно.

Другими словами, какую большую модель мы бы не построили для описания мира, найдется явление, не описываемое этой моделью.

Вывод: идеальная детерминированность, реальная индетерминированность. То есть именно то, что утверждал П.А.Некрасов.

Получается, что идея механицизма, хоть и близкая человеческому рассудку, не достижима, потому что уходит в бесконечность.

Человек – это не только совокупность клеток. При объединении миллиона клеток у организма появляется новое свойство, сознание, душа.

Сознание это те же биотоки в нейронах, – ответит механицист. – Если мы опишем все клетки, все биотоки, значит мы описали сознание. Если построить на ЭВМ численную модель всех клеток великого Ньютона, затем задать в качестве начальных условий его мысли в какой-то момент, то можно запустить программу, и она нам выдаст все, что выдал бы великий Ньютон.

Посмотрим, так ли это?

Нервные клетки, нейроны, соединены между собой многочисленными специальными соединениями – синапсами. Когда электрический импульс проходит по синапсу, он вызывает изменение, похожее на процесс адаптации; меняется структура белков синапса [110]. Из-за этого изменения проводимость синапса увеличивается, и последующие импульсы проходят легче. При повторении импульсов проводимость увеличивается еще больше. На этом эффекте повторения часто строится процесс обучения. Но существует и обратный процесс, организм пытается залечивать повреждения, восстанавливает структуру белков синапса, как бы восстанавливает его первоначальное состояние. Этот процесс является причиной забывания информации. Если информация, как бы зафиксированная изменением структуры определенной цепочки синапсов, не востребуется, если импульсы по этой цепочке больше не проходят, эта информация постепенно забывается [46].

Чтобы смоделировать на ЭВМ личность Эйнштейна, нужно описать все его клетки. Нужно описать молекулярные структуры всех синапсов его мозга с учетом их изменения при обучении и забывании полученных знаний в процессе всей жизни индивида. Для этого не хватит всех ЭВМ мира.

Механицист лишь улыбается в ответ. В будущем разработают более новые ЭВМ.

Но чтобы идентифицировать модель, нужно измерить свойства всех молекул организма. Мы не сможем, принципиально не сможем измерить молекулярные свойства синапсов, потому что на уровне молекул измерение сталкивается с новыми, принципиально новыми сложностями. Любое измерение предполагает взаимодействие. Минимально возможный при измерении инструмент — это квант света. Но квант взаимодействует с электронными оболочками молекулы в процессе измерения, кардинально меняя ее свойства. Квантовая физика говорит, что мы не можем даже точно определить положение электрона и его импульс одновременно. Если мы точно определим положение электрона, когда он, например, ударится в фотопластинку и оставит на ней след, то мы не можем определить его скорость. И наоборот, если мы точно измерим его скорость, мы совершенно не можем определить его положение.

Механицист снова улыбается в ответ. В будущем будут созданы новые способы измерения. Вместо квантов света будут использоваться частицы нейтрино или что-то еще во много раз меньшее.

Хорошо, отвечаем мы, допустим, мы могли бы клонировать Эйнштейна. Но чтобы воссоздать Эйнштейна, способного создать теорию относительности, мы должны полностью воссоздать и повторить окружавшую его физическую и человеческую среду с момента его рождения до зрелого возраста. Нужно фактически воссоздать все человечество. Задача становится громадной.

— Нет проблем, отвечает механицист. – Главное, что в принципе мы можем записать с точностью, которую обеспечивают наши органы чувств, всю прошедшую через органы чувств Эйнштейна информацию. Точность наших органов чувств конечна, значит необходимое количество информации конечно. Следовательно, мы можем воссоздать Эйнштейна.

Но мы же не знаем заранее, кто станет Эйнштейном. Не можем же мы записать всю информацию о каждом человеке?

— Ничего, – отвечает механицист. – Число людей конечно, значит, количество информации конечно. Значит, мы можем ее записать.

Любой человек, говорим мы, может поступить, руководствуясь своей мыслью. В качестве мысли в его голове может появиться любая из его прошлого, любая из прошлого и настоящего опыта человечества. А также любая случайная комбинация этих мыслей.

— Количество мыслей велико, – отвечает механицист, – но оно конечно. Количество комбинаций из конечного числа также конечно.

Пытаясь спастись, мы выдвигаем принцип: при попытке точного описания любого наделенного сознанием объекта сложность задачи стремится к бесконечности. Чем точнее мы стремимся описать такой объект, тем больше требуется независимых переменных. При попытке устремить ошибку описания к нулю сложность задачи стремится к бесконечности. Процесс расходится.

Механицист не сломлен. – Нам не нужна нулевая ошибка, – отвечает он. – Достаточно, чтобы ошибка была меньше точности наших приборов.

Мы предпринимаем последнюю попытку. – Представьте себе такую картину, – говорим мы.

Рассмотрим толпу, состоящую из десяти миллиардов человек. Это десять в десятой степени. У каждого за секунду может появиться любая мысль из комбинации очень большого числа мыслей. Произвольно примем общее возможное число мыслей как десять в сотой степени. Прошла одна минута. Каждый человек успел подумать одну мысль и высказать ее. Чтобы не потерять информацию, мы должны записать в каждую клеточку в нашей тетрадке из десяти миллиардов колонок номер мысли, которая пришла данному человеку. У нас получится десять миллиардов чисел, каждое число произвольное от единицы до десяти в сотой степени. Если мы будем последовательно заполнять наши колонки, то кажется, что мы всегда сможем записывать все мысли человечества.

Но это не так. Существует еще одна большая колонка – общее сознание, общая сокровищница культуры.

Слишком большие числа сбивают нас с толку, мы запутаемся. Оставим из всего человечества только два человека, а в активе человечества только три мысли. Количество возможных мыслей у двух человек будет равно количеству сочетаний из 3 по 2, оно равно 3*2=6. Значит, культура может пойти одним из шести путей. Это можно нарисовать как шесть отрезков, исходящих из одной точки. При этом количество мыслей в общей сокровищнице культуры увеличится на две и станет равным пяти. В следующую минуту количество возможных мыслей будет равно количеству сочетаний из 5 по 2, оно равно 5*4=20. Из конца каждого из шести отрезков будет выходить двадцать отрезков, всего путей 20*6=120. В следующую минуту количество возможных путей культуры будет равно 7*6=42. Из конца каждого из 120 отрезков будет выходить 42 отрезка. И так далее. То есть, будет реализовываться следующий ряд:

6

6+6*20=126



6+6*20+6*20*42=5’166

6+6*20+6*20*42+6*20*42*71=64’806

6+6*20+6*20*42+6*20*42*71+6*20*42*71*110=6’625’206

И это всего для двух человек и трех начальных мыслей. А для всего человечества это будет колоссально расходящийся ряд. Количество вариантов развития культуры возрастает в миллиарды раз круче экспоненты.

– Ну и что, ответит механицист. – Ведь на каждом шаге количество вариантов хоть и очень велико, но конечно!

– Хорошо, – торжествующе ответим мы. – Если каждую минуту мощность ваших вычислительных машин будет возрастать в два раза, отставание от возможного количества путей развития культуры, то есть от требуемой мощности ваших машин, будет на каждом шаге увеличиваться в миллиарды раз.

Механицист нахмурился. – А если мы откроем способ, как увеличивать мощность наших машин в миллиарды раз в минуту? – робко спросил он.

Тут уж мы рассердились. Мы правда рассердились.

— Ваша механика утверждает, что мир бесконечен?

— Да.


— Значит, количество информации, поступающей на Землю, бесконечно?

— Да.


— Значит, количество возможных мыслей бесконечно?

Механицист надолго задумался.

Мы с облегчением растянулись в кресле, потирая руки. Но в душе оставалась тревога: Что-то он еще придумает?
Вывод:

42. Гипотеза механистического детерминизма явлений, вызывающая сомнения в своей истинности у ряда современных ученых и философов, неприменима практически при количественном описании общественных, социальных и культурных явлений из-за чрезмерного количества подлежащих учету факторов.

4.2.7 Может ли оказаться так, что Бугаев

был во всем прав?


Мысль Бугаева о панпсихизме может оказаться не такой уж одиозной. Никем ведь не доказано, что живая клетка не обладает своеобразным аналогом психики.

Клетка берет из окружающей среды необходимые ей элементы и строит из них нужные ей ферменты, белки и другие молекулы, Воистину, это целая громадная (и в то же время микроскопическая) химическая фабрика. Клетка делится, размножая заключенную в ней информацию.

Явление репарации тканей просто загадочно. При повреждении даже большого количества клеток соседние клетки начинают делиться и застраивать образовавшийся проем. Там, где были клетки кожи, опять появятся клетки кожи; там, где были мышечные клетки, опять появятся мышечные клетки. Откуда клетки знают, как и куда им расти? Что управляет этим загадочным живым сообществом?

Утерянный хвост отрастает у ящерицы целиком.

А такое явление, как самоубийство клеток? В какой-то момент клетка «решает», что пора заканчивать свое существование, и начинает вырабатывать ферменты, которые растворяют ее изнутри. А раковые клетки? Чем не контркультура?

По-видимому, только через панпсихизм можно было придти к идее согласованного ансамбля молекул, к идее лазера. Нужно было отказаться от механицизма, эмпиризма, перешагнуть через него. А как это сделать? Для этого Бугаев возвращается к первобытному мировоззрению, к одухотворению окружающего мира. Возвращается, чтобы сделать разбег. Правда, прыгнуть пришлось не ему. Прыгнули другие, ознакомившиеся с его теорией, переварившие ее, отвергнувшие ее и отправившие на свалку как никому не нужный хлам. Но использовавшие ее для прыжка, прыжка к самоорганизующимся системам, к синергетике, к стратификации, квантованию, диссоциации уровней, бифуркации систем, к анализу особых точек систем уравнений и их устойчивости, к анализу потери устойчивости и переходных процессов в другое устойчивое состояние.

Посмотрим теперь на вопрос о произвольности функций, обратных к прерывным. Из одного наличия последних Н.В.Бугаев делал вывод об отсутствии детерминированности явлений, фактически даже об отсутствии причинности. Казалось бы, здесь налицо неправильное понимание сущности математических абстракций, налицо непонимание, что математические абстракции вырабатывались в процессе развития человеческой культуры, налицо антропоцентризм, приписывание природе существующих в мозгу человека конструкций.

Н.В.Бугаев неверно трактует закон Вебера. На самом деле, закон Вебера гласит, что ощущение пропорционально логарифму раздражения [11]. Любой современный физиолог поднимет на смех утверждение Бугаева о внутренней свободе единичного нервного волокна или о непредсказуемости и недерминированности поведения единичного нейрона. Конечно, свободу человеческой воли нужно объяснять с помощью более сложных механизмов.

Но есть все же одно «но», одно сомнение, которое мучает нас. Сформулировать его не просто, будем формулировать его с помощью цепочки шагов.

Наши приборы не могут иметь бесконечной точности. В каждый конкретный момент наши приборы имеют конкретную конечную точность.

Когда мы измеряем скорость какого-либо процесса, мы квантуем процесс во времени, измеряем какую-то характеристику через конкретные промежутки времени. Квантование времени в наших приборах конечно. В силу бесконечной неисчерпаемости природы всегда найдется процесс, который может произойти за более меньший промежуток времени, чем минимальный интервал между последовательными измерениями, который допускает наш прибор. С точки зрения нашего прибора такой процесс будет изменяться скачком, с бесконечной скоростью. На самом деле этот процесс меняется с очень большой, но конечной скоростью. Но наш прибор «абстрагирует» действительность, и с точки зрения нашего прибора процесс имеет так называемый разрыв первого рода.

Когда мы измеряем изменение какого-то параметра в пространстве, наш прибор также имеет конечное разрешение. Если какая-то характеристика меняется в пространстве на интервале расстояния, меньшем, чем максимальное разрешение нашего прибора, то с точки зрения нашего прибора процесс меняется в пространстве скачком. Наш прибор «абстрагирует» действительность, для него процесс меняется в пространстве разрывно, это разрыв первого рода, производная по координате равна бесконечности.

Точно так же, если процесс-причина произошел за промежуток времени, меньший разрешающей возможности нашего прибора, или в интервале пространства, меньшем разрешающей способности нашего прибора, то процесс-следствие будет меняться с точки зрения нашего прибора беспричинно, становится непредсказуемым, недетерминированным.

По мере совершенствования наших приборов процессы, фиксируемые приборами как прерывные во времени и в пространстве, а также недетерминированные процессы станут выглядеть как меняющиеся во времени с конечной скоростью, меняющиеся в пространстве с конечной производной, причинными. Но всегда найдется бесконечное число процессов, которые останутся для нас прерывными и недерминированными.

Значит, следует признать, что природные процессы всегда останутся для нас имеющими двойственную природу – и аналитическую, и разрывную. С этой точки зрения природа всегда останется для нас непрерывно-разрывной. Всегда найдутся процессы, которые будут выглядеть для нас недетерминированными, непредсказуемыми, беспричинными. И с этой точки зрения и в этом аспекте следует признать, что Н.В.Бугаев был абсолютно прав. Для обоснования этого своего вывода он использовал неверную аргументацию, но сам его вывод, сама его блестящая догадка не теряют от этого правильности и гениальности.
Выводы:

43. Подобно тому, как понятия прерывного и непрерывного являются математическими абстракциями, одна и другая из которых применима в большей или меньшей степени в зависимости от анализируемого явления, разрешения приборов и конкретных условий, точно так же понятия детерминированности и индетерминированности являются только двумя научными абстракциями, каждая из которых может оказаться как применимой, так и неприменимой при анализе конкретного явления.

44. Понятие причинности явлений, ставящееся под сомнение рядом современных ученых, может оказаться всего лишь абстракцией человеческого мышления, имеющей ограниченное применение.




Поделитесь с Вашими друзьями:
1   ...   24   25   26   27   28   29   30   31   ...   34


База данных защищена авторским правом ©znate.ru 2019
обратиться к администрации

    Главная страница