ГЛАВА 7
СТРАТЕГИИ НАУЧНОГО ИССЛВДОВАНИЯ В ЭПОХУ
ПОСТНЕКЛАССИЧЕСКОЙ НАУКИ
Универсальный эволюционизм-основа современной научной картины мира
Переход науки к постнеклассической стадии развития создал новые предпосылки формирования единой научной картины мира. Дли- тельное время идея этого единства существовала как идеал. Но в по- следней трети XX в. возникли реальные возможности объединения представлений о трех основных сферах бытия — неживой природе,
органическом мире и социальной жизни — в целостную научную кар- тину на основе базисных принципов, имеющих общенаучный статус.
Эти принципы, не отрицая специфики каждой конкретной отрас- ли знания, в то же время выступают в качестве инварианта в многооб- разии различных дисциплинарных онтологии. Формирование таких принципов было связано с переосмыслением оснований многих на- учных дисциплин. Одновременно они составляют один из аспектов великой культурной трансформации, происходящей в нашу эпоху.
Если кратко охарактеризовать современные тенденции синтеза научных знаний, то они выражаются в стремлении построить общена- учную картину мира на основе принципов универсального эволюци- онизма, объединяющих в единое целое идеи системного и эволюци- онного подходов.
Становление эволюционных идей имеет достаточно длительную историю. Уже в XIX в. они нашли применение в некоторых областях знания, но воспринимались скорее как исключение по отношению к миру в целом.
Принцип эволюции получил наиболее полную разработку в рам- ках биологии и стал ее фундаментальным принципом со времен
Ч. Дарвина. Однако вплоть до наших дней он не был доминирующим
332
[лава 7. Стратегии научного исследования в эпоху постнеклассической науки в естествознании. Во многом это было связано с тем, что длительное время лидирующей научной дисциплиной выступала физика, которая транслировала свои идеалы и нормы в другие отрасли знания. Физи- ка традиционно исследовала фундаментальные структуры мирозда- ния, и поэтому она всегда была в числе наук, претендующих на фор- мирование базисных идей общенаучной картины мира. Но физика на протяжении большей части своей истории в явном виде принцип раз- вития не включала в число своих фундаментальных принципов.
Что же касается биологии, то она не достигла высокого статуса теоретически развитой науки, и только в XX в. были сделаны решаю- щие шаги на этом пути. Ее представления относились к области жи- вой природы, которая традиционно не полагалась фундаментом ми- роздания. Поэтому, участвуя в построении общенаучной картины мира, биология длительное время не претендовала на то, чтобы ее фундаментальные идеи и принципы приобрели универсальный обще- научный смысл, применялись во всех других областях исследования.
Парадигмальная несовместимость классической физики и биоло- гии обнаружилась в XIX столетии как противоречие между положени- ями эволюционной теории Дарвина и второго начала термодинамики.
Согласно эволюционной теории, в мире происходит непрерывное образование все более сложно организованных живых систем, упоря- доченных форм и состояний живого.
Второе начало термодинамики демонстрировало, что эволюция физических систем приводит к ситу- ации, когда изолированная система целеустремленно и необратимо смещается к состоянию равновесия.
Иначе говоря, если биологическая теория исходила из созидания в процессе эволюции все более сложных и упорядоченных живых сис- тем, то термодинамика — из разрушения и непрерывного роста энт- ропии. Эти коллизии между физикой и биологией требовали своего разрешения, и предпосылками тому могло бы выступить эволюцион- ное рассмотрение Вселенной в целом, трансляция эволюционного подхода в физику, приводящего к переформулировкам фундаменталь- ных физических теорий. Но эта ситуация возникла только в науке по- следней трети XX столетия.
Представления об универсальности процессов эволюции во Все- ленной реализуются в современной науке в концепции глобального
(универсального) эволюционизма. Его принципы позволяют едино- образно описать огромное разнообразие процессов, протекающих в неживой природе, живом веществе, обществе.
Концепция универсального эволюционизма базируется на опреде- ленной совокупности знаний, полученных в рамках конкретных науч-
Универсальный эволюционизм—основа современной научной картины мира
333
ных дисциплин, и вместе с тем включает в свой состав ряд философ- ско-мировоззренческих установок. Она относится к тому слою зна- ния, который принято обозначать понятием «научная картина мира».
Почему же именно для современного этапа функционирования науки идеи универсального эволюционизма оказались принципиаль- но значимыми, позволяющими выработать общую картину единого процесса развития природы и общества? Прежде чем ответить на этот вопрос, необходимо уточнить, что понимается под универсальным эволюционизмом, и выяснить, что способствовало утверждению в на- уке его идей, причем не на уровне метафизических рассуждений, но как обобщение конкретно-научных данных.
Универсальный (глобальный) эволюционизм характеризуется часто как принцип, обеспечивающий экстраполяцию эволюционных идей,
получивших
обоснование в биологии, а также в астрономии и геологии,
на все сферы действительности и рассмотрение неживой, живой и соци- альной материи как единого универсального эволюционного процесса.
Это действительно очень важный аспект в понимании глобально- го эволюционизма. Но он не исчерпывает содержания данного прин- ципа. Важно учесть, что сам эволюционный подход в XX столетии приобрел новые черты, отличающие его от классического эволюцио- низма XIX в., который описывал скорее феноменологию развития,
нежели системные характеристики развивающихся объектов.
Возникновение в 40—50-х гг. XX столетия общей теории систем и становление системного подхода внесли принципиально новое содер- жание в концепции эволюционизма. Идея системного рассмотрения объектов оказалась весьма эвристической прежде всего в рамках биоло- гической науки, где она привела к разработке проблемы структурных уровней организации живой материи, анализу различного рода связей как в рамках определенной системы, так и между системами разной степени сложности. Системное рассмотрение объекта предполагает прежде всего выявление целостности исследуемой системы, ее взаимо- связей с окружающей средой, анализ в рамках целостной системы свойств составляющих ее элементов и их взаимосвязей между собой.
Системный подход, развиваемый в биологии, рассматривает объекты не просто как системы, а как самоорганизующиеся системы, носящие открытый характер. Причем, как отмечает Н.Н. Моисеев, сегодня мы представляем себе процессы эволюции, самоорганизации материи ши- ре, чем во времена Дарвина, и понятия наследственности, изменчиво- сти, отбора приобретают для нас иное, более глубокое содержание.
С его точки зрения, все, что происходит в мире, действие всех при- родных и социальных законов можно представить как постоянный
334
Глава 7. Стратегии научного
исследования в эпоху постнеклассической наукиУниверсальный эволюционизм—основа современной научной картины мира 335
отбор некоторых состояний из поля возможностей. В этом смысле все динамические системы обладают способностью «выбирать», хотя конкретные результаты «выбора», как правило, не могут быть пред- сказаны заранее.
Н.Н. Моисеев указывает, что можно выделить два типа механизмов,
регулирующих такой «выбор». С одной стороны, адаптационные, под действием которых система не
приобретает принципиально новых свойств, а с другой — так называемые бифуркационные, связанные с ра- дикальной перестройкой системы. Но кроме этих механизмов для объяс- нения самоорганизации необходимо выделить еще одну важную харак- теристику направленности самоорганизующихся процессов, которую
Н.Н. Моисеев обозначает как принцип экономии энтропии, дающей преимущество сложным системам перед простыми. Этот принцип зву- чит так: если в данных условиях возможны несколько типов организации материи, не противоречащих законам сохранения и другим принципам,
то реализуется и сохранит наибольшие шансы на стабильность и после- дующее развитие именно тот, который позволяет утилизировать внеш- нюю энергию в наибольших масштабах, наиболее эффективно
1
Формирование самоорганизующихся систем можно рассматривать в качестве особой стадии развивающегося объекта, своего рода «син- хронный срез» некоторого этапа его эволюции. Сама же эволюция мо- жет быть представлена как переход от одного типа самоорганизующей- ся системы к другому («диахронный срез»). В результате анализ эволюционных характеристик оказывается неразрывно связанным с системным рассмотрением объектов.
Универсальный эволюционизм как раз и представляет собой со- единение идеи эволюции с идеями системного подхода. В этом отно- шении универсальный эволюционизм не только распространяет раз- витие на все сферы бытия (устанавливая универсальную связь между неживой, живой и социальной материей), но и преодолевает ограни- ченность феноменологического описания развития, связывая такое описание с идеями и методами системного анализа.
В обоснование универсального эволюционизма внесли свою лепту многие естественнонаучные дисциплины. Но определяющее значение в его утверждении как принципа построения современной общенауч- ной картины мира сыграли три важнейших концептуальных направле- ния в науке XX в.: во-первых, теория нестационарной Вселенной; во- вторых, синергетика; в-третьих, теория биологической эволюции и развитая на ее основе концепция биосферы и ноосферы.
Начало XX столетия ознаменовалось цепью научных революций, сре- ди которых существенное место заняла революция в космологии. Она сы- грала важную роль в утверждении идеи эволюции в неорганической при- роде и вызвала радикальную перестройку представлений о Вселенной.
Речь идет о разработке теории расширяющейся Вселенной. Эта те- ория вводила следующие представления о космической эволюции:
примерно 15—20 млрд лет назад из точки сингулярности в результате
Большого взрыва началось расширение Вселенной, которая вначале была горячей и очень плотной, но по мере расширения охлаждалась,
а вещество во Вселенной по мере остывания конденсировалось в га- лактики. Последние, в свою очередь, разбивались на звезды, собира- лись вместе, образуя большие скопления. В процессе рождения и умирания первых поколений звезд происходило синтезирование тя- желых элементов. После превращения звезд в
красные гиганты они выбрасывали вещество, конденсирующееся в пылевых структурах. Из газово-пылевых облаков образовывались новые звезды и возникало многообразие космических тел
2
. Теория Большого взрыва рисовала картину эволюции Вселенной в целом. В ее истоках лежало открытие
А.А. Фридмана, которое поставило под сомнение выводы А. Эйн- штейна о пространственной конечности Вселенной и ее четырехмер- ной цилиндрической форме и постулат о стационарности Вселенной во времени. Анализируя «мировые уравнения» Эйнштейна, описыва- ющие метрику четырехмерного искривленного пространства-време- ни, Фридман нашел нестационарные решения мировых уравнений и предложил три возможные модели Вселенной. В двух из них радиус кривизны пространства должен расти и Вселенная, соответственно,
должна расширяться; третья модель предлагала картину пульсирую- щей Вселенной с периодически меняющимся радиусом кривизны
3
Модель расширяющейся Вселенной вела к трем важным предска- заниям, которые впоследствии оказалось возможным проверить путем эмпирических наблюдений. Речь идет, во-первых, о том, что по мере расширения Вселенной галактики удаляются друг от друга со скоро- стью, пропорциональной расстоянию между ними; во-вторых, эта мо- дель предсказывала существование микроволнового фонового излуче- ния, пронизывающего всю Вселенную и являющуюся реликтовым остатком его горячего состояния в начале расширения; в-третьих, дан- ная модель предсказывала образование легких химических элементов из протонов и нейтронов в первую минуту после начала расширения
4
Модель расширяющейся Вселенной существенно трансформиро- вала наши представления о мире. Она требовала включить в научную картину мира идею космической эволюции. Тем самым создавалась реальная возможность описать в терминах эволюции неорганический мир, обнаруживая общие эволюционные характеристики различных
336 [лапа 7. Стратегии научного исследования в эпоху постнеклассической науки
Универсальный эволюционизм—основа современной научной картины мира
337
уровней его организации, и в конечном счете построить на этих осно- ваниях целостную картину мира.
В середине нашего столетия идеям эволюции Вселенной был дан но- вый импульс. Теория расширяющейся Вселенной, достаточно хорошо описывая события, которые имели место через секунду после начала рас- ширения, испытывала значительные трудности при попытках охаракте- ризовать наиболее загадочные этапы этой эволюции от первовзрыва до мировой секунды после него. Ответы на эти вопросы во многом были да- ны в рамках теории раздувающейся Вселенной. Эта теория возникала на стыке космологии и физики элементарных частиц. Ключевым элемен- том раздувающейся Вселенной была так называемая «инфляционная фа- за» — стадия ускоренного расширения. Она продолжалась 10
32
с, и в те- чение этого времени диаметр Вселенной увеличился в 10 50
раз. После колоссального расширения окончательно установилась фаза с нарушен- ной симметрией, что привело к изменению состояния
вакуума и рожде- нию огромного числа частиц5
. В нашей Вселенной преобладает вещест- во над антивеществом, и в этом смысле мы живем в несимметричной
Вселенной. Предсказание асимметрии вещества и антивещества во Все- ленной явилось результатом сочетания идей «великого объединения» в теории элементарных частиц с моделью раздувающейся Вселенной.
В рамках программы «великого объединения» (унитарные калибровоч- ные теории всех фундаментальных взаимодействий) оказалось возмож- ным описать слабые, сильные и электромагнитные взаимодействия при высоких энергиях, а также достичь существенного прогресса в теории сверхплотного вещества. При изучении последнего было обнаружено,
что при изменении температуры в сверхплотном веществе происходит целый ряд фазовых переходов, во время которых резко меняются и свой- ства вещества, и свойства элементарных частиц, составляющих это ве- щество. Подобного рода фазовые переходы должны были происходить при охлаждении расширяющейся Вселенной вскоре после Большого взрыва. Тем самым была установлена взаимосвязь между эволюцией Все- ленной и процессом образования элементарных частиц. Все это давало возможность рассмотреть Вселенную как уникальную лабораторию для проверки современных теорий элементарных частиц
6
Теория раздувающейся Вселенной радикально меняла наше пред- ставление о мире: в частности, претерпевал изменение «взгляд на Все- ленную как на нечто однородное и изотропное и сформировалось но- вое видение Вселенной как состоящей из многих локально однородных и изотропных мини-вселенных, в которых и свойства элементарных частиц, и величина энергии вакуума, и размерность пространства-вре- мени могут быть различными».
Теория раздувающейся Вселенной, трансформируя сложившуюся физическую картину мира, дает новый импульс формированию обще- научной картины мира на основе идей глобального эволюционизма.
Она требует корректировки философско-мировоззренческих основа- ний науки, выдвигая ряд весьма важных проблем мировоззренческого характера. Новая теория позволяет рассматривать наблюдаемую Все- ленную лишь в качестве малой части Вселенной как целого, а это зна- чит, что вполне правомерно предположить существование достаточно большого числа эволюционирующих вселенных. Причем большинство из них в процессе эволюции не способны породить того богатства форм организации, которые свойственны нашей Вселенной (Метагалакти- ке). Но тогда возникают вопросы: почему наша Вселенная такая, как она есть, и как в ней возможна прогрессивная эволюция материи?
Можно ли считать возникновение жизни на Земле,
равно как и проис- хождение человека, случайным в существующей Вселенной либо ста- новление человека является закономерным процессом в эволюциони- рующей Вселенной? Какое место занимает это событие в процессах эволюции, как сказывается оно на ходе эволюционных процессов?
Один из вариантов ответа базируется на так называемом антропном принципе, в основе которого лежит неявное предположение о сущест- вовании множества вселенных, а жизнь возникает там, где складыва- ются для этого особые условия. Согласно одному из вариантов антроп- ного принципа, «то, что мы ожидаем наблюдать, должно быть ограничено условиями, необходимыми для нашего существования как наблюдателей. Хотя наше положение не обязательно является цент- ральным, оно неизбежно в некотором смысле привилегированное».
Эта формулировка антропного принципа позволила Б. Картеру акцен- тировать внимание в основном на двух его вариантах: «слабом» и
«сильном», которые получили достаточно широкую интерпретацию.
Согласно первому, наше положение во Вселенной с необходимостью является привилегированным в том смысле, что оно должно быть сов- местимо с нашим существованием в качестве наблюдателей. «Силь- ный» антропный принцип утверждает, что Вселенная должна быть та- кой, чтобы в ней на некотором этапе эволюции допускалось существование наблюдателей
7
. Исследователи всякий раз подчеркива- ли удивительную согласованность основных свойств Вселенной
(А.Л. Зельманов, Г.М. Идлис, П. Девис и др.). Физические параметры
(константы физических взаимодействий, массы элементарных частиц,
размерность пространства) являются определяющими для существо- вания наличной структуры Вселенной, ибо любое нарушение одного из них могло бы привести к невозможности прогрессивной эволюции,
338 Глава 7. Стратегии научного исследования в эпоху постнеклассической науки
Универсальный эволюционизм—основа современной научной картины мира 339
а наше существование как наблюдателей также оказалось бы невоз- можным. Антропный принцип выводит исследователей в область ми- ровоззренческих проблем, заставляя вновь задуматься над вопросом о месте человека в мире, его отношения к этому миру. Новые данные,
полученные в космологии, позволяют предположить, что объектив- ные свойства Вселенной как целого создают возможность возникнове- ния жизни, разума на определенных этапах ее эволюции. Причем по- тенциальные возможности этих процессов были заложены уже в начальных стадиях развития Метагалактики, когда формировались численные значения мировых констант, определившие характер даль- нейших эволюционных изменений. Все эти научные результаты дают основания рассмотреть их как один из факторов утверждения идеи глобального эволюционизма в современной научной картине мира.
Скачать 1.88 Mb.