Предисловие

[212]

Проф. Роберт Г. Колодный, Университет Питтсбурга

На залитых солнцем островах Эгейского моря, где Пифагор слушал музыку сфер, другие любопытные греки заметили, что высоко в скалистых горах встречаются останки морских раковин и скелеты рыб. Эти факты привели к выводу, что жизнь зародилась в море и затем приспособилась к существованию на суше. В большой процесс трансформации был включен и человек. В другой части эллинского мира Демокрит утверждал, что космос состоит из движущихся атомов, а Гераклит говорил, что космос управляется диалектическим потоком становления.

Так зарождалась наука в шестом и пятом столетиях до рождества Христова.

Одна из первых трагедий в истории науки случилась тогда, когда Аристотель создал свою Мировую Систему, где он отвергал атомизм и математику как компоненты объяснения в изучении мира живых существ. И только через двадцать три столетия Пастер обнаружил связь между геометрией и миром живого, а Д’Арси Уэнтуорт Томпсон, талантливый математик и опытный биолог, начал объединять некоторые (но не все) элементы ионийского видения мира живого.

В.В. Налимов, продолжая традиции Опарина, Вернадского и Колмогорова и следуя за основоположниками эллинской философии, дополняет представления вероятностной онтологией и эпистемологией.

Идеи Налимова были представлены западному миру трилогией, опубликованной издательством ISI Press. Это следующие книги: In the Labyrinths of Language: A Mathematician’s Journey, 1981; Faces of Science, 1982; Realms of the Unconscious: The Enchanted Frontier, 1982.

В этих работах автор прослеживает идеи мыслителей древности, Востока и Запада, прозрения, забытые или сокрытые современной западной наукой, которая вытеснила или «разжаловала» другие формы когнитивного поиска.

Предмет исследования – эволюционный процесс, но не в узком дарвинистском или даже неодарвинистском смысле, а в смысле космического процесса, т. е. в контексте, знакомом древним натурфилософам и современным космологам. Это расширенное понимание эволюционного процесса два поколения назад было ясно, элегантно и красиво сформулировано Германом Вейлем в его Философии математики и естествознания (Philosophy of Mathematics and Natural Science – исходная немецкая версия, 1927):

Утверждение, что естественные законы лежат в основе не только более или менее постоянных структур, существующих в природе, но также и в основе всех процессов временнóго развития, следует уточнить, отметив, что случайные факторы всегда присутствуют в конкретном развитии. Классическая физика рассматривает начальное состояние как случайное. Тем самым «общее происхождение» может служить объяснением тех свойств, которые не следуют только из законов природы. Статистическая термодинамика вкупе с квантовой физикой наделяет случай широкими возможностями, но в то же время показывает, как случай вполне совместим с «почти» правильной макроскопической регулярностью явлений. Эволюция – не основание, а краеугольный камень в здании научного знания. Космогония имеет дело с эволюцией Вселенной, геология – с эволюцией Земли, ее полезными ископаемыми, палеонтология и фило-генетика – с эволюцией живых организмов.

Как внешние черты выдают возраст человека, так спектральные линии, испускаемые звездами, раскрывают стадии их жизни, и мы с некоторой степенью достоверности можем описывать «жизнь» типичной звезды. В наши дни Джеймс Джинс на основании наблюдений и точных расчетов выдвинул космогоническую теорию, которая прослеживает эволюцию от медленного вращения газового шара по спиральной туманности до скоплений звезд подобных галактике. Столетием ранее Лаплас развивал гипотезу о рождении и эволюции планетарной системы; тот факт, что все планеты вращаются вокруг Солнца в одном направлении в почти совпадающих плоскостях (проекциях), ясно указывает на общее происхождение. Леметр продвинулся еще дальше в истории Вселенной, чем это сделал Джинс. Решающим фактором в его космогонии стала сила расширения, обозначаемая космологическим термином в уравнениях гравитации Эйнштейна. При числовых условиях, принятых Леметром, гравитационное притяжение почти уравновешивает расширение, так что в некоторой нестабильной фазе эволюции небольшие локальные изменения плотности ведут к накапливающимся конденсациям. Он предполагает, что мир возник в результате радиоактивного распада гигантского единичного атома. Конечно, такие космогонии очень гипотетичны и предварительны; но один момент следует отметить: более глубокое понимание фундаментальной природы гравитации скорее всего приведет к радикальным изменениям. Ввиду всех достижений астрофизики, трудно сомневаться, что избранный подход является по существу верным и что следует обращаться к атомной физике, чтобы объяснить внутреннее строение звезд и эволюцию звездной системы.

Среди трех обозначенных выше эволюций та, что касается Земли, наименее гипотетична. Эмпирическое свидетельство, поддерживающее реконструкцию прошлой истории Земли, является, безусловно, самым сильным, и физическая интерпретация релевантных геологических процессов нигде не отягчается сложностями принципиального характера.

Все это звучит скорее как пророчество, а не утверждение факта – Вейль был в высшей степени одарен способностью предвидения. Еще предстояла биологическая революция с открытием структуры и роли ДНК, начало понимания и расшифровки генного хранения информации и вмешательство человека в саму основу жизненного процесса. К этому надо добавить также исключительное развитие геофизики, геохимии и значительные успехи молекулярной биологии.

Принимая во внимание бескрайность этой «территории», Налимов фокусируется на двух основных темах: стохастическом элементе внутри процесса изменчивости и объясняющей силе вероятностного подхода. Не следует думать, что обобщенная вероятностная метафизика (я намеренно употребляю этот термин) была легко принята. Современная наука, вышедшая из колыбели семнадцатого и восемнадцатого столетий, развивалась в тесных рамках строго детерминистской каузальной структуры, опиравшейся на многовековые метанаучные традиции теологии и философии (Налимов обсуждал это в своих работах). Вероятность как направляющая теория должна была преодолеть свое происхождение – в качестве руководства для владельцев игровых залов и страховых компаний. Только к середине девятнадцатого столетия развитие статистической механики положило конец недоразумениям и утвердило новую методологию. Но какое невероятное совпадение – Грегор Мендель (1822–1884) и Людвиг Больцман (1844–1906) были современниками!

Генетика вошла в науку как статистическая дисциплина, и ее удивительный успех является доказательством (если оно вообще требуется) того, что теория данного типа является столь же строгой, как и та, что исходит из дифференциальных уравнений. Налимов задается вопросом: как точные геометрические структуры, известные в современной биологии, появились в процессе, который явно содержит случайность? И может быть, он прав, по крайней мере в том, что ответ может прийти из математики? Нобелевский лауреат по физике Илья Пригожин в своей книге Порядок из Хаоса отмечает:

Наша позиция в этой книге сводится к утверждению: наука, о которой говорит Койре, не является более нашей наукой, и отнюдь не потому, что нас ныне занимают новые, недоступные воображению объекты, более близкие к магии, чем к логике, а потому, что мы как ученые начинаем нащупывать свой путь к сложным процессам, формирующим наиболее знакомый нам мир – мир природы, в котором развиваются живые существа и их сообщества. Мы начинаем выходить за пределы того мира, который Койре называет «миром количества», и вступаем в «мир качества», а значит, и в мир становящегося, возникающего (c. 78).

Л.Ц. Уайт в своей книге Грядущее развитие человека (The Next Development of Man) давно уже написал следующее:

Человек обнаруживает себя внутри вселенского процесса, открывая вселенский процесс внутри себя. Напряженность продолжается, но с этого времени человеку предстоит борьба не против процессов природы, а вместе с ними.

Чтобы показать, как некоторые идеи Налимова, представленные в этом эссе, в частности те, что относятся к пространству, времени и спонтанности, близки представлениям, находящимся у границ современной космологии, обратимся вновь к замечательной книге Пригожина:

Однако на протяжении довольно длительного периода времени физики считали, что инертная структура кристаллов – единственный предсказуемый и воспроизводимый физический порядок, а приближение к равновесию – единственный тип эволюции, выводимый из фундаментальных законов физики. Любая попытка экстраполяции за пределы термодинамического описания была направлена на то, чтобы определить редкий и непредсказуемый тип эволюции, описанием которого занимаются биология и социальные науки. Как, например, совместить дарвиновскую эволюцию (статистический отбор редких событий) со статистическим исчезновением всех индивидуальных особенностей, всех редких событий, о котором говорит Больцман? Роже Кэллуа поставил вопрос так: «Могут ли и Карно и Дарвин быть правы?»

Интересно отметить, насколько близок по существу дарвиновский подход к пути, избранному Болъцманом. Вполне возможно, что в данном случае речь идет не просто о внешнем сходстве. Известно, что Больцман с восхищением воспринял идеи Дарвина. По теории Дарвина, сначала происходят спонтанные флуктуации видов, после чего вступает в силу отбор и начинается необратимая биологическая эволюция. Как и у Больцмана, случайность приводит к необратимости. Однако результат эволюции у Дарвина оказывается иным, чем у Больцмана. Интерпретация Больцмана влечет за собой забывание начальных условий, «разрушение» начальных структур, тогда как дарвиновская эволюция ассоциируется с самоорганизацией, с неуклонно возрастающей сложностью.

Резюмируя сказанное, мы можем утверждать, что равновесная термодинамика была первым ответом физики на проблему сложности природы. Этот ответ получил свое выражение в терминах диссипации энергии, забывания начальных условий и эволюции к хаосу. Классической динамике, науке о вечных, обратимых траекториях были чужды проблемы, стоявшие перед XIX в., в которых главная роль отводились понятию эволюции. Равновесная термодинамика оказалась в состоянии противопоставить свое представление о времени представлениям других наук: с точки зрения термодинамики время означает деградацию и смерть. Как мы знаем, еще Дидро задавал вопрос: где именно вписываемся в инертный мир, подчиняющийся законам динамики, мы, организованные существа, наделенные способностью воспринимать ощущения? Существует и другой вопрос, над которым человечество билось более ста лет: какое значение имеет эволюция живых существ в мире, описываемом термодинамикой и все более беспорядочном? Какова связь между термодинамическим временем, обращенным к равновесию, и временем, в котором происходит эволю ция ко все возрастающей сложности?

Был ли прав Бергсон? Верно ли, что время есть либо само по себе средство инновации, либо вообще ничто? (С. 181–182.)

Я закончил бы Предисловие личным замечанием. При подготовке этого текста я говорил моему московскому коллеге, что некоторые его взгляды могут встретить враждебный прием в условиях преобладания позитивизма и неприятия метафизики. Только к концу своей работы я с большей ясностью осознал, что в науке и философии мы спорим не только с нашими современниками и предшественниками, но также и с нашими потомками. Эту мысль лучше меня выразил в Четвертом афоризме Фрэнсис Бэкон, «человек, который видел сквозь время»:

Вселенная не должна быть сужена до пределов понимания… но само понимание должно быть расширено и увеличено, чтобы дополнять образ Вселенной по мере его раскрытия.

Перевод с английского языка Ж.А. Дрогалиной

 

Рецензия

[215]

V. V. Nalimov. Space, Time, and Life. R. Colodny (ed.). Philadelphia: ISI Press, 1985, 110 p.

Проф. М.Дж. Моравчик

Институт теоретической науки

Университет Орегона

По мере своего развития наука предпринимает исследование естественных явлений, все более отдаленных от повседневного человеческого опыта. Эта отдаленность не умаляет их «значимости» по космическим критериям, наоборот – значимость возрастает: поскольку рамки, в которые человек помещен своей природой, есть лишь небольшая часть всего диапазона значений таких параметров, как длина, время, температура, плотность (и это крошечное окошко находится где-то в середине каждого диапазона), то вероятнее всего «действительно» фундаментальные явления природы находятся далеко за пределами этих диапазонов.

На самом деле, явления, далеко отстоящие от повседневного опыта, даже по человеческим критериям, все сильнее влияют на условия нашего существования. Примерами могут служить разработка и утилизация ядерных объектов, молекулярная биология или сверхпроводимость.

Кроме того, исследование таких «отдаленных» явлений требует все больших технологических ресурсов, увеличения исследовательских коллективов, более образных и «странных» концептуальных структур и непрерывно усложняющихся организационных усилий. Развитие оказывает влияние также и на характер «научного метода», что важно для наукометрии.

В частности, я хочу отметить изменение взаимоотношений между теорией и экспериментом. Поскольку экспериментальные усилия слишком массивны и трудоемки, а результаты измерений колеблются на пороге восприятия, принятое взаимодействие теории, стимулирующей эксперимент, и эксперимента, проверяющего теорию (что всегда было идеализированной моделью для реальных случаев), теперь явно отошло от фактической картины научной работы и уступило место менее убедительному и гораздо более медленному развитию новых догадок и появлению новых «фактов». Здесь можно провести аналогию с кораблем, исследующим неизвестные воды в условиях нарастающего тумана. История физики элементарных частиц за прошедшие 40 лет – хороший пример изменений картины научного исследования. Ожидания, связанные с возможностями прогноза, критерии многообещающей теории, понятия эффективности экспериментальной работы – все это претерпело изменение, стало гораздо более скромным и изменило методологию, посредством которой ученые проводят исследования и двигаются вперед. Действительно, оценка продвижения стала намного более трудной, менее четкой и более спорной.

Этот измененный сценарий также изменил взаимодействие науки и философии. Между традиционной философией науки и традиционной научной теорией мы наблюдаем теперь внедрение нового типа деятельности, касающейся гипотез относительно общей структуры научной теории, еще непроявленной. Ее можно было бы назвать гипернаукой. Она может включать элементы тематической системы Холтона, но выходит далеко за пределы этой системы. Сошлемся, к примеру, на различие между «фундаменталистской» теорией и теорией bootstrap, что в общем плане является одной из проблем гипернауки.

Новая деятельность, возможно, заметнее всего проявилась в физике в результате достижений Винера, Пригожина, Чу и других ученых. Но подобные явления также очевидны и в биологии, и книга Налимова, предмет анализа данной рецензии, пример тому. Ее подзаголовок – «Вероятностные пути эволюции», однако тематика включает также размышления о роли геометрии в структуре биологической теории.

Работы Налимова отличает широкий охват различных областей естественных и гуманитарных наук, включая лингвистику, исторические рассмотрения, статистику и многое другое. Книга содержит гипотезы, контуры грандиозных построений, размышления, касающиеся оснований будущих теорий. Она прежде всего – результат кабинетной деятельности, отличной от обычной науки, которая всегда более или менее непосредственно опирается на лабораторные исследования. Но и философской в привычном смысле книгу Налимова назвать тоже нельзя. В ней содержится много больше науки и специальных компонентов. Это скорее – гипернаука.

Но почему она имеет отношение к наукометрии? Ответ приходит сам собой. Гипернаука ставит новую проблему перед наукометрией. Маловероятно, что обычные индикаторы, используемые в наукометрии, применимы в анализе, описании и оценке гипернауки. Передача информации не выполняется через традиционные журнальные статьи; сообщество гиперученых слишком мало и слишком отлично от других, чтобы получать отклики от коллег; влияние на человеческую деятельность за пределами науки в коротком интервале времени маловероятно и воздействие на традиционную часть науки также проблематично. Кроме того, многие уважаемые ученые традиционного толка с традиционными задачами нашли бы книгу Налимова вненаучной и фактически бесполезной в «реальной» научной работе.

Однако возможно, что гипернаука не только законная часть науки, но в будущем – кардинально существенная ее часть, необходимый шаг в разработке «научного метода», без которого мы не сможем развиваться дальше. Наукометрия могла бы высказаться на этот счет, но в своей нынешней форме сделать это не может.

Даже стиль изложения гипернауки отличен. Рискуя быть пристрастным или тенденциозным, цитируя без контекста, приведу два абзаца из книги Налимова, чтобы проиллюстрировать стиль:

Это несуществование сущего в спонтанно распаковываемой нераспакованности. В том, что не распаковано, как не распакован континуум, не может не существовать все. В том, что распаковано через вероятностно взвешенную размытость, не может существовать ничто, так как в нем все равно содержится все (с. 95).

Но главное для нас – это позитивная сторона: возможность показать правомерность представлений о вероятностной, т. е. по существу геометрической онтологии мира, где движущим началом является не закон, а спонтанность – та спонтанность, которая обретает контуры научности, будучи записанной на языке модельных представлений (с. 97).

Один из способов проверки утверждений научной теории, вызывающей сомнения, состоит в том, чтобы предложить автору произвести вычисления, оценивающие прогностическую способность его теории. К сожалению, применить такие критерии к гипернаучным текстам было бы явно несправедливо и не по существу. Гипернаука не заявляет теорию – она только показывает, как можно строить теории, а это фактически не поддается проверке.

Или возьмем проверенную временем технику объединения в кластеры и конструирования интеллектуальных историй на базе ссылок в научных текстах. Трудно понять, как такой метод можно использовать применительно к ссылкам в списке литературы в книге Налимова, включающем 200 наименований, среди которых – А Guide to the I Ching и рядом с ней – Gravitation, или статьи с такими заглавиями, как Honey Bee Navigator, Une theorie dynamique de la morphogenese, Tolerance spaces and the brain и The mysterious number of 137 (автор последней не кто-нибудь, а Макс Борн). Заключая, можно сказать, что книга Налимов содержит далеко идущие послания физикам, биологам и другим естествоиспытателям. Она также ставит задачи и перед наукометрией: за изменением методологии науки должны следовать изменения наукометрических инструментов и методов, чтобы соответствовать задачам анализа науки как процесса человеческой деятельности.

Перевод с английского языка Ж.А. Дрогалиной