Разбрасываю мысли
Шрифт:
Приложение 2
О книге В.В. Налимова «Space, Time and Life»
Предисловие [212]
Проф. Роберт Г. Колодный, Университет Питтсбурга
Природа геометризирует и сохраняет порядок во всем.
Ибо принцип Лагранжа, принцип виртуальной работы, является ключом к физиологическому равновесию и сама физиология была названа проблемой Максимума и Минимума.
212
Предисловие историка науки проф. Р. Колодного написано к книге В.В. Налимова Space, Time and Life. The Probabilistic Pathways of Evolution. Philadelphia: ISI Press, 1985, 110 p. (Мир как геометрия и мера в кн. Разбрасываю мысли, 2000). Прим. ред.
Что Природа хранит некоторые свои тайны дольше, чем другие, – что она раскрывает тайну радуги и скрывает тайну Северного сияния – это тот урок, который я выучил, когда был еще мальчиком.
Вся наука, совершенствуясь, становится математической в своих идеях.
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 [213] .
213
Соответственно: Вероятностная модель языка, 1979; Облик науки, 2010; Реальность нереального: Вероятностная модель бессознательного, 1995. Предисловия к этим книгам, изданным ISI Press, также написаны Р. Колодным. Прим. ред.
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 временн'oго 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 [214] :
214
Цитируем по русскому переводу книги: Пригожин И., Стенгерс И. 1986. Порядок из хаоса. Новый диалог человека с природой. М.: Прогресс, 431 с. (пер. с англ. Ю.А. Данилова).
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.)