СЕМЬ ИСКУССТВ

При попытке решить эти проблемы работники науки не стесняются выходить за рамки господствующих метафизических представлений, зачастую не отдавая себе отчета в метафизических следствиях своих теорий. Например, они вводят в свои теории ненаблюдаемые причины для того, чтобы объяснить наблюдаемые следствия.

Владимир Краснопольский

ЧТО МЫ ЗНАЕМ О МИРЕ, В КОТОРОМ ЖИВЕМ?

Часть I

Жизнь, как поток причинно-следственных процессов

«Нам в Бытии отказано. Всегда
И всюду путники, в любом краю,
Все формы наполняя, как вода,
Мы путь нащупываем к Бытию.»
Г. Гессе, «Игра в бисер»

Вся наша жизнь представляет собой непрерывный поток проблем — больших, малых и микроскопических. Решая эти проблемы, мы нащупываем свой Путь к Бытию. Мы принимаем, как очевидное, то, что любая проблема/событие имеет свои причины, и сама является следствием этих причин, т. е. является причинно-следственным процессом. Другими словами, вся наша жизнь — это непрерывный поток причинно-следственных процессов.

1. Значительную часть этих процессов мы не осознаем. Это значит, что проблемы, с ними связанные, разрешаются на бессознательном уровне, как, например, проблемы, связанные с прямохождением или с пищеварением.
2. Часть процессов и проблем, с ними связанных, мы осознаем, но знаем (или думаем, что знаем), как их решать. Эти решения нам известны из традиций, усвоенных в семье, из обучения и из собственного опыта. Такие проблемы решаются нами полуавтоматически, т. е. сознательно, но без необходимости искать методы их решения. Простейшим примером такой проблемы является вычисление суммы (используя арифметические правила сложения), которую мы должны заплатить за продукты, купленные в супермаркете. Более сложным примером может служить расчёт токов в сложной цепи по законам Кирхгофа.
3. Но есть третий вид проблем, встречающихся в нашей жизни. Это проблемы, для которых у нас нет в запасе готовых решений. Обычно именно такие проблемы и их решения составляют главный интерес нашей жизни — главный стимул и источник нашего развития, поскольку они требуют не полу-автоматичности сознания, а его полного напряжения в осознании проблемы, ее анализе и поиске ее новых, нестандартных решений. Решением части таких проблем занимается наука.

Проблемы третьего вида как прямые и обратные задачи

Эти проблемы распадаются на два четко определяемых класса:

1. К первому классу принадлежат такие проблемы, когда мы по известной нам причине пытаемся определить следствия этой причины. Решение таких проблем обычно не вызывает принципиальных сложностей. Такие проблемы называются прямыми задачами поскольку здесь мы движемся в «естественном», прямом направлении причинно-следственной связи — от причины к следствию. Прямые задачи обычно имеют единственное решение, для которого не нужны существенные дополнительные допущения. Примером таких проблем может служить определение освещенности от лампочки известной мощности по закону обратных квадратов.
2. Второй класс таких проблем более интересен и представляет собой бо́льший интеллектуальный вызов. Это такие проблемы, где по известному следствию необходимо восстановить/определить его причину. В этом случае мы движемся против «естественного» направления причинно-следственного процесса, т. е. от следствия к причине, соответственно, решая так называемую обратную задачу.

Обратные задачи имеют нехорошее свойство не иметь решения. Т. е. так, как она сформулирована, эта задача не решаема. Для того, чтобы она имела решение, мы должны сделать дополнительные, порой очень существенные, предположения или ограничения, т. е. использовать дополнительную информацию. Математики называют эту процедуру регуляризацией обратной задачи. Но ситуация осложняется еще и тем, что, используя разные регуляризации (разную дополнительную информацию), мы можем получить весьма разные решения.

Примером типичной обратной задачи может служить компьютерная томография — метод медицинской диагностики, который позволяет получить детальные изображения ненаблюдаемых (недоступных прямому наблюдению) внутренних органов и тканей человека. Этот метод основан на использовании рентгеновского излучения и сложной компьютерной обработки данных. Внешние источники облучают человеческое тело. Приборы регистрируют рентгеновское излучение, исходящее от человеческого тела. Оно складывается из излучения, прошедшего через тело и его внутренние органы, и излучения, отраженного от внутренних органов.

Мы хотим по измерениям этого суммарного сигнала (следствия) определить его причину — невидимые для нас расположение и форму внутренних органов. Очевидно, что это очень сложная обратная задача, которую мы никогда не сможем решить без использования дополнительных и подробных данных о строении человеческого тела, о плотности разных тканей и т. д. К счастью для нас, бездна такой информации была накоплена за несколько столетий работы анатомических театров. Только наличие этих данных позволяет построить математическую модель невидимой внутренней (ненаблюдаемой непосредственно) структуры человеческого тела, регуляризировать обратную задачу и обеспечить возможность и высокую эффективность компьютерной томографии.

Наблюдаемость и картина мира

Рассмотрение причинно-следственных процессов, а также прямых и обратных задач с ними связанных, привело нас к представлениям о математической модели ненаблюдаемой причины и наблюдаемости вообще, что, в свою очередь, приводит нас к обсуждению нашей картины мира. Картина мира есть синтез наших восприятий окружающего мира с нашей ментальной внутренней жизнью. Это то, что мы переживаем, как наша индивидуальная реальность. Индивидуальных реальностей много, а существующая независимо от нас и включающая нас Реальность/Мир/Бытие — одна.

Оставив в стороне интереснейший вопрос о том, насколько сходны между собой индивидуальные картины мира, и насколько они отличаются от Реальности (эти вопросы мы обсудим во второй части статьи), остановимся на метафизике. Метафизика — это набор убеждений, «аксиом», положений, которые ощущаются индивидуумом или группой как самоочевидные («А как же иначе?»). Зачастую эти положения не формализуются и присутствуют как мощный формообразующий фон (часто неосознаваемый) всех сознательных построений, обосновывающих нашу картину мира. Бертран Рассел писал: «метафизика — попытка постичь мир как целое с помощью мысли». Современный физик-теоретик Вениамин Файн полагает, что «Метафизика предшествует физике. Наука основывается на определенном взгляде на мир». Другой физик-теоретик, Юрий Владимиров, считает, что любая научная проблема

«самым непосредственным образом связана с метафизикой и её принципами, без которых невозможно обсуждение оснований любой дисциплины. При этом следует сразу же подчеркнуть, что метафизика предназначена не для доказательств, а именно для осмысления исходных принципов, используемых теоретических конструкций и полученных результатов. Доказательства же — задача математики и физики».

Один из классиков философии Георг Вильгельм Фридрих Гегель писал:

«Любые принципы в любой науке, а тем более философские принципы, являются метафизическими. Принципы не обосновываются, поскольку само обоснование, в свою очередь, потребовало бы соответствующего обоснования и т. д., что ведёт к «порочному кругу», или «дурной бесконечности». Принципы открываются, как и законы природы, однако по отношению к последним они, безусловно, первичны».

Метафизика формируется в процессе воспитания и обучения индивида, в процессе усвоения им традиций и культуры цивилизации, в которой он живет. Поэтому метафизики людей, принадлежащих к одной цивилизации, являются, по-видимому, наиболее сходными частями их индивидуальных картин мира. Еще ближе друг к другу метафизики людей, принадлежащих к одной профессиональной группе, особенно метафизики людей, занятых в науке, поскольку изучение окружающего мира является их профессией. Здесь мы можем говорить о групповой, профессиональной метафизике, т. е. о так называемом научном мировоззрении.

Благодаря ошеломляющим успехам, достигнутым наукой и базирующейся на ней техникой в XIX, XX и нынешнем веках, научное мировоззрение перешагнуло границы науки и сделалось неотъемлемым элементом картины мира образованной части всего человечества.

Научная картина мира, научное мировоззрение

Коль скоро менторы судили честно,
И все, что ждет нас, наперед известно,
То третье измеренье неуместно.
Г. Гессе, «Игра в бисер»

Присмотримся повнимательнее к научной картине мира, к научной метафизике, т. к. именно она фактически и говорит нам о том, что мы знаем, и что мы можем, в принципе, знать об окружающем мире. Повторим, что метафизика является набором убеждений, «аксиом», положений, которые ощущаются индивидуумом или группой как самоочевидные («а как же иначе?»). Основные положения господствующей ныне в науке метафизики сформировались еще в XIX и начале XX века под решающим влиянием наиболее развитых тогда естественных наук. Их можно свести к четырем аксиомам:

1. Существует только то, что мы воспринимаем органами чувств или можем воспринять с помощью приборов (т. е. материя); ничего другого не существует.
2. Не существует предела для человеческого познания. Всё существующее (материя и ее проявления) в принципе может быть познано человеческим разумом, поскольку он сам является порождением материи; то, что невозможно познать, — не существует.
3. Разум и сознание, вся наша ментальная жизнь (которая является частью картины мира и в которой картина мира переживается и изучается) всецело являются продуктами эволюции материи и материального органа — мозга. Человеческое сознание возникает само по себе, как только мозг в процессе эволюции достигает определенной сложности.
4. Сознание отражает процессы и объекты окружающей Реальности. Однако, оно имеет досадное (и загадочное) свойство — порождать ментальные объекты, понятия и восприятия, не имеющие причины и соответствия в физическом мире, то есть не существующие. Все эти объекты, понятия и восприятия являются иллюзией, заблуждением, галлюцинацией, следствием дефектов или сбоев в работе материального носителя и генератора разума — мозга. Часто весьма специфический их характер (например, во время молитвы, медитации, клинической смерти, и т. д.) является чисто случайным.

Из этих аксиом вытекают далеко идущие следствия:

а)       Существование тождественно воспринимаемости, наблюдаемости, т. е. существует только воспринимаемый, наблюдаемый физический мир, и ничего более не существует. Таким образом, Реальность тождественна физической реальности, поскольку все остальные уровни наблюдаемой реальности (химический, биологический и т. д.) погружены в физический уровень и могут быть редуцированы к физическому, т. е. выведены из него (это утверждение называется редукционизмом);

б)       Вся Реальность представляет собой замкнутую на себя физическую реальность, самоорганизующуюся, самоуправляющуюся, а также осознающую и объясняющую себя в человеке и с помощью человека. Все причины событий, явлений и состояний, наблюдаемых и происходящих в физическом мире, лежат в том же физическом мире (а где же еще?), все следствия событий физического мира проявляются в том же физическом мире.

Современная наука и существующее научное мировоззрение

Для тех, которым все от века ясно,
Недоуменья наши — праздный бред.
Двухмерен мир, — твердят они в ответ,
А думать ѝначе небезопасно.
Г. Гессе, «Игра в бисер»

Вера в то, что физическая реальность самодостаточна и может быть объяснена из самой себя и полностью до конца познана, что полное знание физических законов и математических уравнений, их кодифицирующих, достаточно для объяснения всего на свете (в буквальном смысле слова), что все существующие проблемы с описанием Реальности являются временным следствием нашего еще неполного знания физических законов и/или недостаточности вычислительных средств, явно и неявно внедряется в сознание работников науки в процессе их длительного профессионального обучения.

Вышеупомянутые неоспоримые и впечатляющие успехи естественных и технических наук, по-видимому, объясняют, почему естественнонаучная парадигма превратилась в научную метафизику — мировоззрение, которое, как это ни странно, продолжает оставаться господствующим мировоззрением подавляющего большинства ученых, несмотря на серьёзные проблемы, с которыми сталкивается современная фундаментальная наука при попытках описания сложных систем в микромире, в космологии, при объяснении жизни и ее происхождения, сознания и т. д.

При попытке решить эти проблемы работники науки не стесняются выходить за рамки господствующих метафизических представлений, зачастую не отдавая себе отчета в метафизических следствиях своих теорий. Например, они вводят в свои теории ненаблюдаемые причины для того, чтобы объяснить наблюдаемые следствия. Так, например, в теории элементарных частиц вводится в рассмотрение целый ненаблюдаемый мир кварковых явлений (квантовая хромодинамика и Стандартная модель); в космологии — это ненаблюдаемая темная энергия и, по-видимому, ненаблюдаемая темная материя, которые содержат ~95% гравитационной массы Реальности, оставляя наблюдаемой вселенной только ~5%.

Прямое и косвенное знания

Необходимо отметить, что ненаблюдаемость кварков или темной энергии кардинально отличается от ненаблюдаемости внутренних органов, упомянутой в примере компьютерной томографии. Мы можем наблюдать внутренние органы человека, разрезав человеческое тело. Таким образом, когда мы решаем обратную задачу компьютерной томографии и строим математическую модель «ненаблюдаемой» причины, это относительная ненаблюдаемость. Мы, в принципе, можем добраться до этой причины, пощупать ее и убедиться, что она находится внутри физической реальности.

В случае с кварками или темной энергией ситуация кардинально иная. Согласно современной теории элементарных частиц, все частицы, называемые адронами, включая протоны, нейтроны и мезоны, из которых состоят атомные ядра, взаимодействуют так называемым сильным взаимодействием и состоят из кварков. Кварки — это «частицы», которые могут находиться и взаимодействовать только внутри элементарных частиц. «Раскрыть» протон, извлечь кварк и наблюдать его в свободном (не внутри протона) состоянии мы не можем и никогда не сможем, т. к., согласно теории, он, в принципе, не может находиться в свободном состоянии. Итак, в отличие от относительной ненаблюдаемости органов в человеческом теле, кварки и весь кварковый мир абсолютно ненаблюдаемы. Таким образом, кварковая Стандартная модель является математической моделью абсолютно ненаблюдаемой причины, которая позволяет регуляризовать решаемую обратную задачу, чтобы объяснить природу/причину сильного взаимодействия между адронами. Является ли эта модель единственной? Нет, не является. Физики, ведущие исследования в этой области, уже разрабатывают альтернативные модели — модели струн. Мы никогда не узнаем, существуют ли кварки «на самом деле», состоят ли адроны из струн (тоже абсолютно ненаблюдаемые объекты) или из чего-то другого. Таким образом наше знание о мире кварков является косвенным знанием в отличие от знания о наблюдаемом мире.

Очень похожей выглядит ситуация на предельно больши́х из известных нам масштабов. Структура доступной нашему наблюдению вселенной от метагалактик, галактик, звездных систем и планет, и даже гросс структура живых существ и растений определяются гравитационным взаимодействием. Природа же этого взаимодействия определяется абсолютно ненаблюдаемыми причинами — темными материей и энергией. Математические модели этих причин — мира темных материи и энергии — еще находятся в зародышевом состоянии, т. е. мы, по существу, о них еще ничего не знаем. Но, когда мы что-то узнаем, это знание будет косвенным знанием, как и наше знание о кварковом мире.

Что же мы все-таки знаем?

Так что же мы все-таки узнали за последние сто лет в результате упорной работы исследователей и колоссальных затрат на строительство реакторов, ускорителей и космических телескопов?

Мы теперь знаем, что в основании нашей физической реальности, т. е. внутри каждой составляющей ее элементарной частицы, лежит мир абсолютно ненаблюдаемых причин, определяющих взаимодействие между этими частицами. Это взаимодействие, в свою очередь, вместе с электромагнитным взаимодействием определяет всю структуру физической реальности в огромном интервале масштабов от микромира, атомов — элементов периодической системы, мира неорганической и органической химии, миров растительного и животного, и до масштабов глобальных. И об этих ненаблюдаемых причинах мы можем иметь только косвенное знание, получая его из математических моделей ненаблюдаемых причин, решая обратные задачи.

Мы теперь знаем, что причины гравитационного взаимодействия, которое определяет структуру доступной нашему восприятию физической реальности больши́х и сверхбольши́х масштабов тоже абсолютно не наблюдаемы, и мы можем иметь о них только косвенное знание.

Другими словами, мы теперь знаем, что физическая реальность, как со стороны малых, так и со стороны больших масштабов, определяется ненаблюдаемыми причинами, о которых мы можем иметь только косвенное знание. Это ненаблюдаемые причины формируют «законы природы», управляющие физической реальностью. Таким образом получается, что наблюдаемая нами физическая реальность не является замкнутой и самодостаточной системой, она открыта и взаимодействует по крайней мере с двумя ненаблюдаемыми мирами: миром кварков и миром темных материи и энергии и управляется ими.

Постепенно выясняется, что, помимо описанных выше, существуют и другие ненаблюдаемые причины, регулирующие процессы, происходящие в нашей физической реальности. Так, например, многие исследователи, работающие в области эпигенетики считают, что процесс специализации клеток и образования органов, т. е. процессы структурирования живых организмов управляются ненаблюдаемыми морфогенетическими полями.

Новая метафизика?

Как знать, быть может, смерть, и гроб, и тленье —
Лишь новая ступень к иной отчизне.
Не может кончиться работа жизни…
Так в путь — и все отдай за обновленье!
Г. Гессе, «Игра в бисер»

Очевидно, что вышеописанные достижения науки никак не вписываются в стандартное, общепринятое научное мировоззрение, описанное выше. Очевидно, что, если описанные в этом эссе теории получат развитие и дальнейшее, пусть и косвенное, подтверждение, то грядущая научная революция не только в корне преобразит нашу картину мира, превратив замкнутую физическую реальность в часть огромной и сложной Реальности, часть, открытую взаимодействиям с множеством других частей этой Реальности. Эта революция трансформирует наше мышление из местечкового мышления жителя замкнутой физической реальности в глобальное космополитическое мышление жителя чрезвычайно сложной Реальности, только малую часть которой мы можем познать непосредственно, часть косвенно, а остальные части мы, как это ни прискорбно, в нашем нынешнем статусе познать вообще не можем. Но мы можем надеяться, что Бог благ, и путем последовательных обновлений и пробуждений мы сможем постепенно расширять поле познанного нами.

(продолжение следует)