Диалектика природы и естествознания
Шрифт:
Критику ньютонова понимания пространства и времени с позиций диалектики впервые дал Гегель [114] . Отвергая ньютоновскую бесконечность образа прямой линии как метафизическую, оторванную от конечного, он противопоставил ей образ круга [115] . Рациональным моментом здесь выступает идея диалектического единства конечного и бесконечного. Ф. Энгельс отмечал: «Бесконечность есть противоречие, и она полна противоречий» [116] .
114
См. Маркс К., Энгельс Ф. Соч., т. 20, с. 550–551.
115
См. Гегель. Наука логики, т. 1, с. 309.
116
Маркс К., Энгельс Ф. Соч., т. 20, с. 51.
Параллельно с этим критика ньютонова пространства и времени велась с точки зрения неевклидовой геометрии и теории относительности. Тем самым практика научного познания стихийно перешла ко второму уровню методологического анализа космологических моделей.
С появлением общей теории относительности с ньютоновской космологией стала конкурировать релятивистская космологическая теория. Возникновение последней связано с приложением уравнений тяготения А. Эйнштейна к космологии. Математическое решение уравнений общей теории относительности сводится к нахождению геометрии пространств Эйнштейна, представляющих собой римановы многообразия любого числа измерений и любой сигнатуры. Множество предложенных решений этих уравнений порождает миры открытые и замкнутые, конечные и бесконечные в метрическом отношении. Первая релятивистская космологическая модель была выдвинута Эйнштейном еще в 1917 г. Это была модель стационарной Вселенной, конечной, с положительной кривизной пространства. Ее аналогом является гиперцилиндр с бесконечной осью времени.
Предпринимавшиеся попытки критики такой модели с философской точки зрения основывались на мнении о том, что конечность Вселенной якобы противоречит материализму. Однако в действительности пространство Вселенной Эйнштейна и любых других конечных моделей релятивистской космологии безгранично. Следовательно, оно является всеобъемлющим пространством и не допускает возможности существования какого-либо «внешнего» по отношению к нему пространства. Тем самым и конечные модели Вселенной не противоречат материализму.
Для наглядности можно воспользоваться известным примером, приведенным Эйнштейном в беседе с сыном. Он сказал, что когда слепой жук ползет по кривой ветке, то не замечает, что она кривая. Продолжим этот образ. Представим ветку, изогнутую так, что ее конец смыкается с основанием. В таком случае мы получим конечное, но безграничное пространство, служащее одномерным аналогом пространству модели Эйнштейна. Ее недостаток заключается не в конечности, а в статичности.
В 1922 г. А. А. Фридман исправил этот недостаток, построив нестационарную модель Вселенной, подтвержденную впоследствии наблюдениями. В зависимости от плотности вещества она могла быть как открытой, так и замкнутой, как конечной, так и бесконечной. При расширении Вселенной плотность вещества может стать меньше критической, а положительная кривизна пространства сменится на отрицательную. В последнем случае пространство Вселенной будет бесконечным и подобным псевдосфере Лобачевского. В настоящее время показано, что конечность и бесконечность модели Вселенной в структуре космологической теории имеют характер постулатов. Следовательно, для выбора ее модели недостаточно лишь эмпирических критериев, необходимы еще философско-методологические критерии. Таким образом, на втором уровне анализа возникает проблема критериев выбора адекватной модели.
В множестве римановых многообразий конечное и бесконечное не совпадают с ограниченным и безграничным. Если бесконечность является метрическим свойством, то безграничность — топологическим. Проблема многообразия миров на этом уровне анализа рассматривается как множество миров с различными не только метрическими (расстояние, кривизна, темп «течения» времени), но и топологическими свойствами (размерность, связность, гомогенность, направленность времени). Например, в квантово-динамической топологии, разработанной Д. А. Уилером и его сотрудниками, мировое пространство и время представляют собой пенообразную структуру с неодносвязной (нетривиальной) топологией [117] . Однако диалектическое понимание конечного и бесконечного не сводится к метрическому и топологическому разнообразию пространственно-временных отношений.
117
См. Уилер Дж. Предвидение Эйнштейна. М., 1970; Мизнер Ч., Уилер Дж. Законы сохранения и граница границы. — Гравитация. Проблемы и перспективы. Киев, 1972.
А. Л. Зельманов высказал методологическое предположение о том, что во Вселенной реализуется все многообразие миров (явлений, условий, законов), допускаемое как старыми, так и новыми фундаментальными физическими теориями. Такое расширение концептуальной основы астрономии достигается, например, в квантовой космологии М. А. Маркова [118] . В ее основе лежит гипотетическая микрочастица «фридмон», представляющая собой целую Вселенную. Она «разомкнута» лишь на массу элементарной частицы и поэтому «внешним наблюдателем» воспринимается в качестве одного микрообъекта. В этом случае бесконечность приобретает теоретико-множественный смысл [119] . Конечный объект становится бесконечной Вселенной, а Вселенная — микрообъектом, что и приводит к тезису: «Все состоит из всего», а часть и целое выступают как «равномощные».
118
См. Марков М. А. О природе материи. М., 1976, с. 141, 169.
119
См. Ham Г. И. Понятие бесконечности в математике и космологии. Бесконечность и Вселенная, с. 44–45.
Таким образом, на данном уровне синтезируются представления об экстенсивном и интенсивном аспектах бесконечности. Выдвигается идея многообразия природы не только на уровне явлений, но и сущности. Это означает, что содержание физических законов изменяется иногда в такой степени, что приходится говорить о разных типах закономерностей.
Понятие, Вселенной как множества возможных физических миров также не охватывает всего материального мира, оно ограничено спецификой самого физико-космологического познания. Преодоление этой ограниченности возможно на пути использования понятий, общих с другими науками, т. е. общенаучных понятий. Тем самым мы переходим на четвертый уровень методологического анализа Вселенной (системно-структурных образов). Для этого экстенсивный аспект неисчерпаемости материи должен «быть уточнен и конкретизирован, если его дополнить некоторыми элементами системного подхода» [120] . Он объясняет связь между различными фрагментами реальности с принципиально отличными свойствами.
120
Мостепаненко А. М. Проблема многообразия миров в современной космологии. — Астрономия, методология, мировоззрение, с. 200
Подобным объяснением качественного многообразия законов природы служит концепция структурных уровней материи. Согласно ей, мир представляет собой бесконечную иерархию подсистем, в каждой из которых действует своя совокупность специфических закономерностей. Эта концепция в известной мере объясняет связь между такими, например, областями, как микромир, макромир и мегамир. Однако обнаруживается и ограниченность данного уровня анализа. Поскольку в системно-структурной схеме строения материи абсолютизируется лейбницево качество (часть меньше целого), то она не позволяет объяснить целый ряд естественнонаучных теорий. К ним относятся концепции фридмонов и кварков, в которых реализуется нелейбницево качество (часть больше или равна целому). Едва ли объяснима с точки зрения этой концепции и модель Вселенной, строящаяся с использованием гипотетических тахионов (частиц, движущихся со сверхсветовой скоростью и образующих «отдаленные» районы Вселенной) [121] . В ней также возникает необычное соотношение «части» и «целого» у длительности времени, поскольку направленность времени меняется при движении со сверхсветовой скоростью. Все это свидетельствует об ограниченности данного уровня анализа.
121
Srivasteva Suchil К… Pathak Mahendra S. A. Time-symmetrie tachy-on universe. — Journal of Mathematical Physics, 1978, N 19, p. 9.
Таким образом, бесконечная линейная упорядоченность иерархии структурных уровней материи отражает определенный тип материальной организации. Однако ее универсализация метафизична, она противоречит современным, астрономическим знаниям и принципу неисчерпаемости материи. Принцип неисчерпаемости не сводится ни к концепции структурных уровней, ни к какой-либо другой завершенной схеме материи.
Очевидно, общенаучные понятия отражают относительно всеобщие признаки атрибутов единого материального мира, а не абсолютно всеобщие. Развитие научной практики выявляет релятивность научного знания, вскрывает его ограниченность в попытках «связать» воедино разные типы объективной реальности. Преодоление этой ограниченности возможно на базе признания этой реальности и критики метафизики как антидиалектики.
Для этого необходим переход к следующему уровню методологического анализа Вселенной, к ее пониманию как экстенсивной бесконечности материи [122] . Понятие конечного при этом играет роль «системы координат», на которую «проецируется» реальная бесконечность, поляризующаяся на экстенсивный и интенсивный аспекты. И наоборот, единство этих аспектов лежит в основе диалектики конечного и бесконечного, выраженной в концепции неисчерпаемости материи. Материальность и неисчерпаемость выступают единственными абсолютно универсальными характеристиками объективного мира. Они объясняют с позиций материалистического монизма единство и взаимосвязь различных фрагментов объективного мира с различными относительно-универсальными свойствами. Если бесконечная материя характеризуется лишь объективностью и неисчерпаемостью, то любая ее конечная часть — системой диалектико-материалистических принципов и категорий. Такое представление объясняет органическую целостность принципов: материального единства мира, неисчерпаемости, универсальной взаимосвязи и развития. Оно несовместимо с идеализмом и метафизикой. Например, отношение различных типов организации материи объясняется взаимосвязью относительно-универсального содержания атрибутов, развитие — направленным изменением содержания атрибутов не только на уровне единичного, особенного, общего, но и всеобщего. При этом сама система атрибутов остается неизменной.
122
См. Кармин А. С. Вселенная как объект космологии. — Астрономия, методология, мировоззрение; его же. Познание бесконечного.
Дальнейший прогресс познания диалектики конечного и бесконечного в астрономии состоит в восхождении от абстрактного к конкретному. Задача исследования заключается в том, чтобы средствами теоретического описания единого материального мира отразить его конкретные типы и виды, иначе говоря, посредством всеобщих характеристик бытия в теоретической форме воспроизвести особенные характеристики бытия.
Диалектический синтез моментов категорий представляет собой схему построения моделей в общенаучном и конкретно-научном знании. Например, синтезируя моменты — элементная и структурная устойчивость (абстракция от изменчивости) с определенностью величины, места, границы (абстракция от неопределенности), получим философское обоснование «системности» как принципа строения одного из типов объективной реальности с лейбницевым качеством и свойством аддитивности. Всеобщее содержание атрибутов материи составляет диалектически-противоречивое единство однородности и неоднородности. Поэтому для обоснования целостности как признака системного мира следует абстрагироваться от неоднородности всеобщего содержания. И наоборот, абстрагируясь от однородности, мы получим теоретический «мир» типа квантово-космологической модели М. А. Маркова. В ней реализуется «несистемность», вызванная нелейбницевым качеством и неаддитивностью частей целого.