Министерство образования и науки российской федерации курский государственный университет

Вид материала

Книга

Содержание Принцип соответствия. Принцип наблюдаемости Принцип простоты и эстетичности Принцип незамкнутости физических теорий Принцип дополнительности. Принципы инвариантности, симметрии Антропный принцип В иерархии методологических принципов

Подобный материал:

• Российской Федерации Министерство образования и науки Российской Федерации Государственный, 343.55kb.
• Программа 1-3 октября 2003 года Москва Организаторы и спонсоры Министерство образования, 141.3kb.
• Министерство образования и науки российской федерации федеральное агентство по образованию, 32.48kb.
• Российской Федерации Читинский государственный университет иппк рабочая программа, 177.68kb.
• Министерство образования и науки российской федерации тамбовский государственный университет, 59kb.
• Министерство образования и науки российской федерации тамбовский государственный университет, 60.77kb.
• Министерство образования и науки российской федерации тамбовский государственный университет, 39.54kb.
• Министерство образования и науки российской федерации российский государственный социальный, 183.27kb.
• Н. А. Быковой Контрольные вопросы, 24.48kb.
• Министерство образования и науки российской федерации программ, 381.21kb.

теоретический принцип сохранения связывает в единое целое все законы сохранения, а ставший метатеоретическим (это будет показано далее) принцип симметрии – законы симметрии и сохранения.

Вообще, анализ регулятивного, нормативного знания содержится уже в работах Ф. Бэкона, Р. Декарта, Г. Лейбница [Бэкон 1978; Декарт 1953; Лейбниц 1983]. Большое внимание уделял этой проблеме И. Кант [Кант 1993; Кант 1994; Кант 1995] в своей концепции априорного формирования норм и идеалов научно-познавательной и практической деятельности. Согласно этой концепции, принцип всегда ориентирует людей в их познавательной и практической деятельности, локализует область научного поиска, ориентирует и направляет научный поиск на раскрытие сущности изучаемых объектов. Понимая принцип как нормативное знание, не определяющее содержание научных идей, мы, таким образом, существенно ограничиваем произвол в выборе основных положений строящейся концептуальной системы, такой как физическая картина мира.

Основными формами нормативности, как известно, являются ограничение, запрет, допущение. Ещё Френсис Бэкон подчеркивал, что обнаружение истины «налагает ограничения на мысли людей» [Бэкон 1978:  352]. Формы нормативности присущи всем научным принципам, однако, в различной степени. Понятие нормы в данном случае выглядит как понятие меры – меры допущения, меры ограничения, смысл которых обнаруживается в запретах, известных ограничениях на процесс познавательной деятельности. Это проявляется в уточнении объекта и предмета исследований, установлении их границ. В физической картине мира такого рода запрет накладывается на экстраполируемость принципов в ещё не изученную область и реализуется в их опредёленных границах применимости. А учитывая научную форму категории «физическая картина мира», принципы принимают несколько иное методологическое значение, чем в рамках физических теорий, выполняя по отношению к ним функции метаязыка. Таким образом, исследования, проводимые на стыке философии и физики, оказывают существенное влияние на развитие философии, обеспечивая возможность получения новых знаний о наиболее общих законах бытия. Целенаправленность и системность в конструировании физической картины мира в целом обеспечивается в первую очередь существованием и учётом подобной связи.

Каждая из конкретно-исторических форм физической картины мира может реализовываться в ряде модификаций, выражающих основные этапы развития научного познания. Таковыми, к примеру, являются развитие ньютоновских представлений о физическом мире Эйлером; развитие электродинамической картины мира М. Фарадеем, Д. Максвеллом, Г. Герцем, Х. Лоренцем, каждый из которых вводил в электродинамическую картину мира новые элементы [Спасский 1964]. Это, по сути, является выражением тенденции «охватить как можно большее число известных явлений и частных законов природы немногими фундаментальными законами, лежащими в основе системы физического знания» [Казютинский 1983:  62–63]. Модификации физической картины мира могут проявляться как в экстенсивном развитии системы физического знания, так и в экстраполяции известных законов на новые, ранее недоступные исследованию области природы. Таким образом, принципы физической картины мира обладают методологической универсальностью, то есть предполагается возможность экстраполяции на ещё не изученные области физических явлений до тех пор, пока допустимость такой экстраполяции не будет опровергнута опытом. Явления объективного мира не только бесконечно многообразны, но и, вместе с тем, обладают общими свойствами, подчиняются общим закономерностям развития действительности [Андреев 1979:  234]. При формировании крупных научных отраслей, объединяющих фундаментальные научные теории, которые изучают ту или иную форму материи, создаются условия для общенаучной методологии. При этом некоторые теоретические принципы могут возводиться в ранг метатеоретических (общенаучных). Методология физических теорий может быть обобщена на основе определённого философского подхода или, напротив, на метатеоретическом уровне могут быть конкретизированы всеобщие (философские) принципы.

В физике в качестве мететеоретических принципов (общенаучных, конкретизированных философских принципов), которые сохраняют свою философскую основу и в то же время сформулированных на языке, близком к физической теории, выступают следующие принципы:  соответствия, наблюдаемости, простоты и эстетичности, незамкнутости физических теорий и неограниченности их потенциального развития, дополнительности, инвариантности, симметрии.

1. Принцип соответствия. В самом основании физики лежат фундаментальные физические законы, порождающие достаточно богатый набор исходных физических величин и понятий, таких как, например, пространство и время, масса и сила, температура, энтропия, электрический заряд, сопротивление и т. п. Используя данные понятия и физические величины в качестве базовых, возможна формулировка исходных динамических уравнений. Роль динамических уравнений в физике настолько важна, что есть соблазн, в известном смысле, сказать, что вся механика заключена в уравнении Ньютона, электродинамика – в уравнениях Максвелла, теория тяготения – в уравнении Эйнштейна, нерелятивистская квантовая механика – в уравнении Шрёдингера, релятивистская квантовая механика – в уравнении Дирака (открытое в 1928 году) и т. д. Между уравнениями существует определённая связь, обусловленная нормативным принципом соответствия, выдвинутым Н. Бором. Сама идея соответствия, то есть идея существования необходимой закономерной связи новой теории с отрицаемой ею старой теоретической системой, сознательно использовалась ещё Н. И. Лобачевским при создании первой неевклидовой геометрии и обобщении интеграла Фурье на новые классы функций [Лобачевский 1946]. В методологический принцип эту идею возвёл Н. Бор в 1913 г. при разработке теории атома, связывающей внутреннюю структуру и свойства атома с открытым М. Планком квантом действия. Согласно этому принципу, за основу конструктивной физической модели берется «затравочная» классическая модель, для неё составляется классическое уравнение движения в представлении Гамильтона, а затем в классическом гамильтониане (как указано в работе Бора 1949 г.) «кинематические и динамические переменные классической механики заменяются абстрактными символами (называемыми ныне операторами – А.К.), подчиняющимися некоммутативной алгебре» [Бор 1971:  404–405]. Аналогичная процедура, часто со ссылкой на принцип неопределенности Гейзенберга, используется и в ходе приготовления исходного состояния. Таким образом, классическая физика оказывается принципиально встроенной в самое сердце квантовой физики [Кузнецов 1948]. В наиболее общем виде принцип соответствия (как философский принцип, а не физический постулат) может быть сформулирован следующим образом:  старые теории «сохраняют свое значение для прежней области явлений как предельная форма и частный случай новых теорий. Выводы новых теорий в той области, где справедлива старая «классическая» теория, переходят (переходят в основном – А.К) в выводы новой теории. Математический аппарат новой теории, содержащий некий характеристический параметр, значения которого различны в старой и новой области, при надлежащем значении характеристического параметра переходят в математический аппарат старой теории» [Кузнецов 1948:  114; Методологические принципы… 1975].

Таким образом, принцип соответствия обусловливает предельный переход уравнений новой теории в аналогичные уравнения старой теории, описывающие одни и те же формы движения. Вместе с тем, это утверждение представляет собой и некое ограничение на новую, более точную, теорию. «Справедливость» новой теории означает способность её методологического инструментария содержать в предельном случае старую теорию, относящуюся к тем же явлениям. То есть законы менее фундаментального уровня должны быть частным случаем законов более фундаментального уровня. Таким образом, смена физических теорий, по сути, представляет собой процесс приближения к абсолютной истине, который никогда не будет завершён из-за бесконечного многообразия и сложности окружающего нас мира.

Так, при отыскании закономерностей квантовой механики принцип соответствия определяет условия перехода теории классической физики к более общей теории и наоборот. В частности, квантовая механика асимптотически переходит в классическую механику в условиях, когда можно пренебречь величиной кванта действия h, полагая квант действия стремящимся к нулю (h  0). Релятивистская механика превращается в механику Ньютона при малых скоростях движения, когда по сравнению с ней можно считать скорость света с бесконечно большой (с  ). При этом скорости начинают складываться аддитивно, зависимость массы от скорости практически пропадает, инвариант квадрата 4-мерного вектора распадается на два «почти» инварианта (интервалы длины и времени) и т.д. Общая теория относительности переходит в специальную теорию относительности в случае очень слабых полей тяготения, при стремлении гравитационных потенциалов g_ik к нулю (g_ik 0 при ik и g_ik 1 при i=k), а при малых скоростях и слабых полей тяготения – в классическую механику. Статистики Бозе-Эйнштейна и Ферми-Дирака при достаточно высоких температурах (Т) возвращают нас к классической статистической теории Максвелла-Больцмана. Волновая оптика в тех случаях, когда можно пренебречь длиной волны света и считать длину волны стремящейся к нулю (λ 0 или  ), асимптотически переходит в оптику геометрическую. При больших интенсивностях световых лучей картина дискретно-корпускулярного действия квантов света переходит в непрерывную картину волновой теории. Этот принцип успешно работает в области квантовой электродинамики, постулирующей существование предельного поля b, и в случаях слабых электромагнитных полей, когда можно считать предельное поле бесконечно большим (b), закономерно переходит в классическую электродинамику. Теория ядерных сил, опирающаяся на идею переноса взаимодействия частицами конечной массы μ, при убывании этой массы μ до нуля (μ 0) возвращает нас в область электродинамики Максвелла, а основные уравнения мезонной теории ядерных сил – уравнения Прока – преобразуются в уравнения Максвелла.

В действительности старые теории сохраняют своё значение для прежней области явлений, но остальная характеристика принципа соответствия нуждается в определённой коррекции. Так, при переходе математического аппарата специальной теории относительности в математический аппарат классической физики при v/c, стремящихся к нулю (где v – скорость тела, а с – скорость света в вакууме), соотношение E=mc² никак не затрагивается этим предельным переходом. Нечто подобное происходит и с математическим аппаратом квантовой механики:  при ћ, стремящемся к нулю (где ћ – постоянная Планка, деленная на 2π), он тоже в основном переходит в математический аппарат классической физики, однако при этом принцип суперпозиции волновых функций никак не затрагивается этим предельным переходом. Таким образом, выводы новых теорий в той области, где была справедлива старая классическая теория, лишь в основном переходят в выводы классических теорий [Кард 1975:  21]. Конечно, формально результат перехода математического аппарата новой теории может быть охарактеризован как его предельная форма и частный случай, однако при этом игнорируется отличие формального и содержательного аспектов проблемы, отождествление которых представляет собой одно из проявлений, так называемого, «пифагорейского синдрома» [Аронов 1997:  40].

С учётом вышесказанного, отметим:  принцип соответствия утверждает, что область применимости классической физики и квантовая область находятся в определённой корреляции друг с другом. Вследствие этого граница между ними хотя и существует, но не только разделяет, но и связывает их между собой и поэтому относительна и достаточно прозрачна, представляя собой ни что иное, как определённые предельные процессы перехода, соответствующие переходу от одной относительной сущности к другой. Такой гибкий характер связи современных классических теорий своё математическое выражение находит в том, что закономерности обеих теорий асимптотически сближаются друг с другом. Сфера действия принципа соответствия в дальнейшем будет всё больше расширяться. Гносеологической предпосылкой этого является процесс математизации современного научного знания.

2. Принцип наблюдаемости. Этот принцип означает, что язык описания должен содержать лишь термины принципиально наблюдаемых величин. Вместе с тем в структуре научной теории должен быть эффективный способ элиминирования терминов принципиально ненаблюдаемых величин:  один для всей теории, при радикальном принципе ненаблюдаемости, или для каждого контекста теории – при ослабленном принципе наблюдаемости. Поэтому онтологический статус и гносеологические функции понятия физической реальности эксплицируются в зависимости от разделяемых философских позиций. Синтез эмпирицистской и рационалистической традиций в XX веке ярче всего выражает тезис А. Эйнштейна:  «Теория лишь решает, что можно наблюдать», подчёркивая тем самым и недостаточность только лишь наблюдаемости самой по себе для понимания физических явлений, которые нуждаются ещё и в теоретическом осмыслении. Вместе с тем А. Пуанкаре писал:  «Невозможна реальность, которая была бы вполне независима от ума… Такой внешний мир… никогда не был бы доступен нам. Но то, что мы называем объективной реальностью… есть то, что обще … мыслящим существам…; этой стороной может быть только гармония, выражающаяся математическими законами… Эта гармония единственная реальность, которую мы можем достигнуть…» [Пуанкаре 1906:  9–10]. Иными словами, под физической реальностью понимается «теоретизированный» мир, мир ненаблюдаемых в обыденном смысле теоретических конструкций. В современной физике при выявлении взаимосвязи между реальным и наблюдаемым приходится иметь дело с непосредственно невоспринимаемыми явлениями, которые не всегда истолковываются в контексте привычных нам геометрических образов. Поэтому под наблюдаемостью понимается прежде всего измеримость, то есть когда экзистенциальный статус абстрактных теоретических конструкций выводится на основании тех следствий из этих структур, выражаемых математически оформленными отношениями, которые эмпирически верифицируемы, в том числе и в идеализированной схеме реального эксперимента. Известным примером подобной верификации в идеализированной схеме может служить ненаблюдаемость конструкций орбит электронов в рамках модели Бора–Зоммерфельда. Ненаблюдаемость в данном случае понимается так, что введение таких конструкций в мир объектов атомной теории противоречит физическим принципам, в частности законам сохранения, имеющим атрибутивный статус физической реальности. Таким образом, наблюдаемость объектов теории связывается не с чувственной определённостью образного воспроизведения, а с непротиворечивостью их конструкции установленным физическим принципам с их операциональной определимостью как достаточным условием наблюдаемости. Несмотря на отказ принципа наблюдаемости от самоочевидности и традиционной наглядности как непременных гносеологических характеристик физической реальности, всё же «заключения о наблюдаемости физически реального выносятся с учётом жестких требований связи с опытом и хорошо установленным теоретическим знанием» [Панченко 1981:  102]. Таким образом, методы современной физики учат нас отказаться от наивных представлений, что всякое знание должно быть наглядным.

3. Принцип простоты и эстетичности. Согласно этому принципу, из двух гипотез с примерно одинаковыми объяснительными и эвристическими возможностями предпочтение следует отдать более простой. Известно, что гомоморфизм, в отличие от однозначного соответствия структур в случае изоморфизма, обязательно предполагает, что одна система проще другой, что она является упрощенной копией или образом другой. Такое соответствие и является в данном случае основой того, что физическая картина мира выполняет модельную функцию. Важно иметь в виду, что первоначально гипотезы выдвигаются для обобщения и объяснения одной совокупности фактов. При выявлении новых, не совместимых с гипотезой фактов предполагается, что гипотеза должна измениться. При этом, объясняя новые факты, гипотеза должна объяснять и старые факты, во всяком случае, не противоречить им. Вместе с тем любая гипотеза всегда связана с определённой философской позицией автора. В. И. Вернадский отмечал, что исходная философская установка «создаёт ту среду, в которой имеет место и развивается научная мысль. В значительной мере она её обусловливает, сама меняясь в результате её достижений» [Вернадский 1977:  25]. Важно, чтобы гипотеза была не только внутренне непротиворечивой, но и обладала логической простотой. В широком смысле, такое требование было известно ещё в Средние века как «бритва Оккама» – не умножать число принципов и сущностей сверх того, что необходимо для объяснения явления. Простой гипотезой мы называем ту, которая на основе немногих допущений объясняет широкий круг явлений. А. Эйнштейн называл данное требование критерием «внутреннего совершенства». Вместе с тем одновременная разработка параллельных гипотез, описывающих и объясняющих один и тот же объект, вынуждает её сторонников постоянно искать новые аргументы и данные в её защиту. Поэтому гипотеза стимулирует интенсивные исследования в определённом направлении, напоминая нам древний афоризм:  «когда двое делают одно и то же, это не одно и то же». Методологическая трудность выбора конкурирующей гипотезы и в том, что никакое конечное число опытных подтверждений не гарантирует её истинности. Принцип простоты при выборе между гипотезами играет роль своеобразного «фильтра», пропускающего сквозь себя лишь наиболее простые объяснения. Из двух гипотез, объясняющих данный круг явлений, истинная всегда будет проще сложной, ибо последняя, как правило, дополнительно использует искусственные положения. С требованием принципа простоты связан императив эстетичности. Соразмерность и гармоничность не требует «подпорок» в виде дополнительных гипотез, громоздящихся друг на друга. Соразмерность причин и следствий в теории воздействует на наше чувство прекрасного. Вместе с тем сложность и громоздкость концепции редко могут быть оправданы сложностью объекта, скорее это связано с неясностью наших представлений.

4. Принцип незамкнутости физических теорий и неограниченности их потенциального развития. Данный принцип отражает структурную неисчерпаемость объективного мира. Теория даёт обобщённое описание исследуемых в ней явлений, формулирование в её рамках общих законов, которые не только описывают определённый круг явлений, но и дают их объяснение и содержат возможность предсказания новых, ещё не изученных фактов. Научная теория содержит в себе две противоречивые тенденции. С одной стороны, имеет место стремление к логической завершённости, с другой стороны, теория испытывает потребность выйти за рамки строго очерченной системы. В самом общем виде теоретизация предполагает постижение всё более глубокой сущности предметов, переход от сущности одного порядка к сущности второго и далее порядков. Когда теория сформировалась, она не остаётся неизменной, раз и навсегда данной, она развивается и совершенствуется в разнообразных формах:  1) развитие гипотез, превращение их в теорию; 2) превращение феноменологической теории в объясняющую; 3) переход к обобщённым формам знания, то есть от знания о единичном к знанию об общем; 4) совершенствование понятийного (концептуального) аппарата теории; 5) пересмотр концептуального аппарата (научная революция); 6) заимствование научных методов из других разделов науки. Итак, основную причину неограниченности потенциального развития теории мы видим в её противоречии с опытом, то есть между существующей теорией и вновь открытыми опытными фактами. Разумеется, такая тенденция рассматривать данное противоречие между теорией и опытными фактами является односторонней, ибо есть и внутренние факторы развития теории. Принципиально важную роль в науке играет внутренняя логика развития теории, стремление к максимально возможной общности, логической стройности, принципиальной простоте. Но вместе с тем, поскольку исходные принципы как положения логически не выводимы внутри теории, а требуют обоснования, выходящего за её рамки, то такая теория остается «открытой»:  не все истинные утверждения являются доказуемыми в данной теории и могут быть логически выведены в её рамках.

5. Принцип дополнительности. Кратко его сформулировал ученик Н. Бора Дж. А. Уилер:  «Никакой квантовый феномен не может считаться таковым, пока он не является наблюдаемым (регистрируемым) феноменом» [Weeler 1983]. То есть свойства микрообъектов проявляются в зависимости от экспериментального окружения:  при одних условиях элементарная частица, обладающая массой покоя (подпадающая под дефиницию вещества), будет проявлять волновые свойства, а при других – корпускулярные. Возможность и равную «легитимность», как заведомую неполноту описания физических явлений в рамках какой-либо одной системы детерминации можно объяснить многоплановостью и поликаузальностью таких явлений. Метод абстракций сходен с методом центральной проекции. С переменой центра проекции меняется и картина, то есть посредством абстракций мы в известном смысле субъективируем природу в её физической картине мира. Например, в квантово-релятивистской физической картине мира, а точнее – в квантовой теории поля, объединяются квантовые и релятивистские представления, абстракциями которых являются понятия частиц и полей, переносчиков взаимодействий. Частицы и поля являются различными видами материи; частицы с конечным числом степеней свободы участвуют во взаимодействиях, а переносчиками являются поля с бесконечным числом степеней свободы. С появлением в физике корпускулярно-волнового дуализма классическое описание поля непрерывными функциями является лишь приближением, а стало быть, лишь в определённой области применения. Аппарат квантовой механики позволяет описать любую систему взаимодействующих частиц с помощью некоторого квантового поля. Следовательно, не только полю соответствуют частицы, но и всем частицам – квантовые поля.

6.  Принципы инвариантности, симметрии. Сводя содержание различных разделов физики к соответствующим уравнениям, мы, сами того не замечая, рискуем лишить физику её подлинного смысла, определяемого не на уровне уравнений, а на уровне фундаментальных физических законов и специфических физических величин, порождаемых особым видом симметрии системы физических объектов. Инвариантность представляет один из конкретных физических аспектов такой философской проблемы, как соотношение между относительной и абсолютной истиной. В частности, эту проблему можно сформулировать следующим образом: является ли некоторое утверждение справедливым лишь при определённых условиях? Специфика физики как количественной науки проявляется в том, что рассматриваемые утверждения касаются величин, которые могут быть выражены числами. Поэтому инвариантность как методологический принцип выражает сходную тенденцию в развитии физического знания:  искать и открывать неизменные величины. В этом смысле любая константа говорит об инвариантности. Если физический закон устанавливает некое тождество в классе явлений, то принцип инвариантности устанавливает единообразие в классе физических законов, то есть некоторую их тождественность по отношению к математическим преобразованиям (переносам, сдвигам, вращениям и т.д. в физическом пространстве-времени [Вигнер 1971:  36]). Методологическая ценность принципа инвариантности заключается в том, что инвариантность позволяет отделить атрибутивные свойства исследуемого объекта от внешней формы выражения этих свойств, связанной с выбранной системой отсчёта.

Использование принципов инвариантности и симметрии при онто-гносеологическом обосновании синтеза физической картины мира основывается на убеждённости в объективной истинности принципа материального единства мира, который позволяет нам выявлять на различных уровнях объективной реальности инвариантные свойства, описываемые той или иной симметрией. Особый интерес представляют такие свойства любых объектов, которые остаются неизменными при любых их преобразованиях. Очевидно, это и будут самые общие, атрибутивные, свойства мироздания. Кант заметил, что необходимость и всеобщность научных принципов имеет своим источником инвариантные свойства природы, поскольку именно с этими свойствами связана всеобщность свойств исследуемых предметов.

С точки зрения математической гипотезы на конкретном теоретическом уровне научной методологии, регулятивная функция принципа выражается в требовании инвариантности нового уравнения по отношению к целой системе преобразований, считающихся обязательными для всякой физической теории вообще, и дополнительных преобразований, специфичных для данной области явления [Кузнецов 1975:  151]. В частности, одним из таких важных требований является положение о релятивистской ковариантности – итоговом уравнении математической гипотезы, которое, к какому бы кругу физических процессов ни относилось, должно сохранять свою форму при лоренцевых преобразованиях (динамическая инвариантность). Примером дополнительных преобразований, специфичных для квантовой физики являются калибровочные преобразования (градиентная инвариантность) электромагнитных потенциалов, по отношению к которым должны быть ковариантны уравнения электродинамики. В этой формулировке к четырёхмерному потенциалу может быть добавлен четырёхмерный градиент произвольной скалярной величины. В квантовой теории градиентная инвариантность имеет более глубокий смысл: при градиентном преобразовании потенциалов меняются одновременно и фазовые множители у всех волновых функций. Из такой инвариантности непосредственно следует закон сохранения электрического заряда.

Зеркальная инвариантность (перемена знака одной из координат) представляет собой обобщение понятия симметрии. Такую инвариантность физики называют также чётностью. Решение физических проблем на этой основе позволяет отделить в наших представлениях атрибутивные свойства исследуемого объекта от свойств системы отсчёта. Доказана фундаментальная теорема о зеркальной инвариантности – CPT-теорема. Согласно данной теореме, физические законы должны тождественно сохраняться при одновременном изменении знаков пространственной координаты, всех зарядов и времени.

На метатеоретическом уровне регулятивная функция принципа сводится к указанию наиболее предпочтительных из всех возможных путей развития научных исследований и к элиминации формально противоречивых научных систем и систем, не имеющих референтов в реальном мире [Чудинов 1977:  181]. Таким образом, с современной точки зрения идея глубокой связи принципов мышления и бытия получает своё развитие. Идея совпадения или, иначе, единства наиболее общих законов материи и мысли становится одним из важнейших принципов.

7. Антропный принцип [от греч. «антропос» – человек] был выдвинут профессором университета в Кембридже Брандоном Картером [Картер 1978], который заявил о наличии взаимосвязи между рядом характеризующих фундаментальных констант Вселенной и существованием в ней разума. Картер в 1970 году исследовал ряд странных «совпадений» между фундаментальными физическими константами и выявил, в частности, то, что образование планетных систем требует определённого соотношения между силой гравитации и некоторыми константами атомной физики.

Известно, что фундаментальные виды взаимодействий определяют законы объективной реальности от ядерных реакций до строения звёзд и галактик. Всё разнообразие сил основано на неабелевой калибровочной теории Янга–Миллса. Интенсивность этих взаимодействий оценивается значениями констант взаимодействия (мировых постоянных). Фундаментальные физические константы являются взаимозависимыми [Kosinov 2000:  96–102; Косинов 2001:  176–179]. В настоящее время в физике используются сотни констант [Peter 1998; Physics.nist.gov/constants 2000]. Они разбиты на отдельные классы:  универсальные константы, электромагнитные константы, атомные и ядерные константы, физико-химические константы. Определённые классы констант относятся к соответствующим классам физических объектов, являющихся предметом изучения определённых разделов физики. В физике мы измеряем все наблюдаемые величины тремя единицами – длины, времени и массы. Все другие количественные характеристики могут быть выражены через эти единицы. Однако мы понимаем, что фундаментальными константами размерности в природе являются отнюдь не метры, килограммы и секунды. Эти единицы изобретены человеком. Есть предположение, что в Природе в основе единиц измерения лежат так называемые фундаментальные размерные константы: скорость света c, квант действия h и гравитационная постоянная Ньютона G. М. Планк утверждал, что постоянные h, c, G можно использовать в качестве трёх базовых единиц, необходимых для описания всех физических явлений. Кроме того, учёный дал нам определения длины Планка, времени Планка и энергии Планка. Тот факт, что планковская масса на 19 порядков превышает массу протона, важен для понимания структуры Вселенной и физических явлений. Например, почему звёзды, тела такие большие и в них так много протонов? Причина в том, что размер самой крупной звезды, которая может сформироваться без быстрого гравитационного коллапса в чёрную дыру, пропорционален кубу отношения планковской массы к массе протона, то есть 10¹⁹. Поэтому звёзды содержат до 10⁵⁷ протонов, и размер их огромен по сравнению с размерами атомов. Это ограничение относится и к планетам и людям. Если бы вышеназванное отношение равнялось десяти, а не 10¹⁹, звезда могла бы содержать не более тысячи протонов. Понятно, что о жизни, в нашем представлении говорить не приходится при таких условиях. Эта же иерархия масштабов обусловливает и слабость гравитации, которая искривляет, согласно общей теории относительности Эйнштейна, топологическую структуру пространства-времени, но в обычных условиях пространство и время практически не искажает. Поэтому даже на молекулярном уровне пространство-время имеет гладкую структуру. Если бы вышеназванное отношение равнялось десяти или единице, а не 10¹⁹, тогда на обычных или межатомных расстояниях нам приходилось бы считаться с искривлением пространства-времени, обычные атомы коллапсировали бы в чёрные дыры, а квантовые флуктуации метрики пространства-времени были бы заметны на обычных расстояниях в области образования чёрных дыр.

Дополнительный анализ возможного варьирования физических параметров фундаментальных констант показывает, что даже незначительное их изменение приводит к невозможности существования нашей Метагалактики в наблюдаемой форме и несовместимо с появлением в ней жизни и, соответственно, разума [Barrow 1986; Болдачев http: // piramyd.express.ru/ disput/boldatchev/cosmo.php]. Разумеется, это утверждение относится к известным представлениям о существующем разуме и формах жизни. Вместе с тем нам известно:  1) гравитационное взаимодействие определяет движение планет в Солнечной системе и всей Вселенной, структуру и, как следствие температуру звезд; 2) электромагнитное взаимодействие осуществляет связь электронов и ядра в атомах и связь между атомами в молекулах и кристаллах; 3) ядерное взаимодействие определяет устойчивость ядер и процессы в недрах звезд и Солнца (будь оно на 2% слабее – и не станет устойчивых связей нейтронов и протонов, то есть не будет ядер, атомов и т. д.; если же оно будет на 0,3% сильнее, то вместо лёгких элементов водорода и гелия будут преобладать тяжёлые металлы); 4) слабое взаимодействие регулирует скорость радиоактивного распада, будь оно немного меньше – во Вселенной не было бы нейтронов, а следовательно, единственным элементом был бы водород, так как ядра всех остальных содержат нейтроны. Таким образом, допустимо предположить, что если соотношение между значениями констант ядерного и электромагнитного взаимодействий будет отлично от существующих более чем на одну миллиардную долю, то будет невозможен процесс образования звёзд. Таким образом, во Вселенной с иными фундаментальными константами не было бы сложных физических структур. В этом смысле, «наш мир устроен очень хрупко, небольшое изменение его законов разрушает его элементы – основные связанные устойчивые состояния, к которым можно отнести ядра атомов, атомы, звёзды и галактики» [Розенталь 1987:  115–116].

Вместе с тем существование устойчивых частиц зависит и от топологических и метрических свойств самого пространства. В соответствии с инфляционной теорией Большого взрыва Вселенная напоминает стоящий на острие карандаш:  она наполнена неустойчивым полем, которое в любой момент может совершить квантовый «туннельный переход» к устойчивому состоянию и уничтожить всё существующее.

Тем не менее некоторые учёные предполагают, что фундаментальные постоянные нельзя в строгом смысле слова отнести к постоянным [Болдачев http: // piramyd.express.ru/ disput/boldatchev/cosmo.php].

С точки зрения гипотезы осциллирующей Вселенной, констатация возможности передачи информации о параметрах Вселенной через момент сингулярности вполне логична и допустимо указывает на неслучайность их значений, обусловленных гипотетическим предыдущим циклом, что всё же не приближает нас к научной интерпретации антропного принципа. С позиции глобального эволюционизма А. В. Болдачёв полагает, что антропный принцип формулируется не как принцип соответствия физической и прочих условий возможности появления наблюдателя, а наоборот, как соответствие конкретной формы реализации разума имеющимся условиям. Ф. Типлер полагает, что «во Вселенной должна возникнуть разумная обработка информации, и, раз возникнув, она никогда не прекратится» [Barrow 1986]. По сути, имеем аналогию человека с компьютером, реализующим некоторую программу:  «Живое существо есть скорее представление определённой программы, чем программа сама по себе» [Barrow, Tipler 1986:  659]. Отсюда следует, что жизнь, понимаемая как реализация программы, возможна в любых материальных структурах.

Таким образом, в контексте научной картины мира антропный принцип предлагает дополнительный внеэмпирический критерий выбора модели Вселенной, а в философско-мировоззренческом контексте объясняет некоторые из фундаментальных свойств Вселенной условиями в ней человека, наблюдателя. Кроме модели ансамбля миров Картера, для объяснения антропного принципа привлекается значительно большая совокупность знаний:  теория эволюционных процессов во Вселенной [Балашов, Илларионов 1994:  108–123], теория происхождения жизни, теория происхождения человека. Нам представляется, что они, а не факт существования человека должны быть основой для объяснения феномена человека и структуры наблюдаемой Вселенной. Таким образом, признавая изначальную заданность фундаментальных физических констант, природа которых скорее ментальна, чем физична, выдвигается идея о том, что элементарные смыслы (не являющиеся ещё текстами) заданы изначально. Используя представления о метрически гетерогенных пространствах, допускаются возможность локального изменения метрики в семантически насыщенном пространстве, определяя Эго человека как семантический экситон – метрически неоднородное состояние семантически насыщенного пространства [Налимов В.В. 1996:  37–41]. Вместе с тем возможность пространственно воспринимать мир смыслов задаётся развитием нашей способности достаточно наглядным образом задавать образ семантического поля, то есть геометризировать представления о сознании, близком к физическому. «Является ли Вселенная в некотором странном смысле своего рода “самовозбуждающимся контуром”?… Не приобретает ли Вселенная посредством наблюдений (наблюдателей) ту осязаемость, которую мы называем реальностью? Не есть ли это механизм существования?» [Уиллер 1982:  555–556].

В каком смысле человек занимает выделенное положение во Вселенной, разъясняют модификации антропного принципа. На данный момент существует несколько трактовок антропного принципа (АП).

• Сильный АП. Разум (социальная система) – обязательный этап эволюции Мира, обусловленный всем предыдущими видами движения. То есть фундаментальные законы и константы Вселенной настроены так, чтобы мог возникнуть осмысляющий их наблюдатель. Картер перефразирует в этом смысле Декарта:  «Cogito ergo mundus talis est» [Картер 1978:  373]. Это, по сути, оформление «биологического детерминизма» а-ля Кристиан де Дюве. На наш взгляд, выглядит это несколько телеологично. Для теолога вообще антропные свойства выглядят неким искушением для подтверждения веры в Творца. Чтобы избежать ссылок на Бога, физикам достаточно было предположить, что наша Вселенная – одна из бесконечно возможных, которые в совокупности образуют мультиуниверсум. Однако, следуя «бритве Оккама», подобный аргумент мы не можем представить как чисто антропный. И. С. Шкловский комментирует эту ситуацию следующим образом:  «Мы наблюдаем Вселенную такой, какая она есть, просто потому, что мы существуем и в другой Вселенной существовать не могли бы» [Шкловский 1988:  245–246]. То есть человек, его жизнь неотделимы от Вселенной и являются следствием её эволюции, поэтому наивно удивляться тому, что она так прекрасно приспособлена для жизни. В данной связи философам уместно помнить, что, несмотря на кажущееся сопоставление физических постоянных и биологической формы материи, связь как таковая осуществляется уже на атомном уровне перманентно. Если изменить что-то в физике, то будут иметь место не только количественные изменения в физической картине, но и рухнет её основа – существование основных состояний, обусловленных всей совокупностью физических закономерностей, включая размерность пространства и другие численные значения фундаментальных постоянных [Розенталь 1980:  239–256].
  
• Слабый АП. Разум (социальная система) – один из видов движения Мира. Тогда разумно в данном случае задаться вопросом:  а какой, собственно, функциональный смысл придаётся иным Вселенным, и, если они отделены от нашей (наблюдаемой) Вселенной, то как может происходящее в них влиять на нас. Следует обратить внимание на предположение Ф. Типлера и Барроу, которые считают, что «наше положение во Вселенной является по необходимости особым в том смысле, что оно должно согласовываться с нашим существованием как наблюдателей» [Barrow 1986]. Иными словами, те совпадения, что толкуются как приспособление Вселенной под появление жизни, по существу являются следствием селективного отбора, то есть жизнь не могла возникнуть раньше, чем Вселенная достигла определённого возраста, который, в свою очередь, зависит от соотношения гравитационных и электромагнитных сил. Эта эпоха эволюции Вселенной по порядку величины равна времени типичной звезды на так называемой главной последовательности диаграммы звёздных расстояний Герцшпрунга–Рессела. Но поскольку человек, наблюдатель, возник при определённых не только астрофизических, но и геологических, биологических предпосылках, то уровень интерпретации антропного принципа выходит за собственно астрофизические рамки.
  
• Финалистический АП. Разумная форма движения Мира неотъемлемый этап развития Мира, определяющий его дальнейшую эволюцию. Этот принцип выдвинут Ф. Типлером и направлен не на объяснение прошлого, а на предсказание её отдалённого будущего [Казютинский 1996:  130]. Концепция этой версии стремится ответить на вопросы:  а) какова физическая структура будущей Вселенной с точки зрения возможности неограниченного продолжения разумной жизни в ней; б) какова активная роль разума во влиянии на крупномасштабные свойства Вселенной для обеспечения возможности продолжения жизни; в) какой качественной определённости достигают Вселенная и сама жизнь в финальном пункте эволюции системы.
  
• Сильный Финалистический АП. Конец Мира необходимо связан с развитием разума и может трактоваться как момент абсолютного самопознания Миром самого себя.
  

Таким образом, эвристическое значение антропного принципа усматривается нами в создании научных потенций, выходящих за физикалистские рамки, с включением разумных существ в концептуальный концепт глобального эволюционизма. Нам представляется, что появление самого антропного принципа явилось следствием проверки противоположных мировоззрений:  ортодоксальной науки с безличными физическими законами бессмысленной Вселенной и романтического представления о самоорганизующейся Вселенной, управляемой законами, «поощряющими» развитие материи в направлении жизни и сознания. Разумеется, возможна и такая точка зрения, которая предполагает на фоне необратимого распада Вселенной возникновение отдельных флуктуаций, в которых может возникнуть жизнь.

§ 1.4. ВЗАИМОСВЯЗЬ УРОВНЕЙ В ИЕРАРХИИ МЕТОДОЛОГИЧЕСКИХ ПРИНЦИПОВ ЛОГИКО-ГНОСЕОЛОГИЧЕСКОГО ОСНОВАНИЯ ФИЗИЧЕСКОЙ КАРТИНЫ МИРА