Однако с развитием науки появилась необходимость объединения обучающих множеств и, следовательно, решающих правил. Именно этот процесс объединения в теории распознавания и называется интеграцией информаций. В обществе он же называется интеграцией наук. Подчеркнем, на уровне нейрофизиологических процессов механизм интеграции информаций в общих чертах известен. На уровне теории нейросетей он тоже в принципе ясен, так что даже предложены математические модели процесса.
Возвращаясь к проблеме творчества, следует сказать, что в рамках каждого из упомянутых направлений, взятых в отдельности, проблему творчества решить невозможно. Это можно сделать, только объединив их (путем интеграции), т.е. представить процесс творчества в виде следующих стадий.
Первая, исходная, стадия – имеется несколько областей знания, в каждой из которых существуют свои правила (аксиомы).
Вторая стадия – появляется необходимость объединить эти области (т.е. провести интеграцию). Для этого необходимо знать ситуацию в каждой из областей и провести в них ревизию привычных правил, частично отказаться от них, частично расширить. Как правило, имеется несколько вариантов ревизии, и необходимо выбрать из них один (не обязательно наилучший, но удовлетворительный, на данном этапе). Ясно, что сделать выбор логически, т.е. на основании прежних правил, невозможно. Поэтому проблема часто представляется как логический парадокс. Отказ от привычных правил и необходимость сделать выбор влечет за собой растерянность и хаотичность как в умах людей, так и в обществе. Иными словами, эта стадия – перемешивающий слой, проявлением которого являются «муки творчества».
Третья стадия – выход из перемешивающего слоя. Часто эта стадия длится сравнительно короткое время и представляется как «момент истины», «озарение» или «порыв вдохновения». Когда выбор сделан, формулируются новые правила, в рамках которых парадокс разрешен. При этом оказывается, что прежние правила имеют область применимости, но ограниченную, в чем, собственно и состоит их ревизия.
Часто стимулом для выхода из перемешивающего слоя служит какое-либо внешнее воздействие, порою, даже банальная встряска. Так, Ньютону на голову упало яблоко (судя по всему, немалых размеров), и именно в этот момент он сделал выбор, принял решение, и в результате возникла классическая механика.
В качестве иллюстрации сказанного приведем несколько примеров творчества в науке и искусстве.
Первый пример — создание Чарльзом Дарвином теории биологической эволюции. До Дарвина в биологии господствовала концепция гармонии природы. Считалось, что создает гармонию и управляет ею некая высшая инстанция. В те времена роль её, естественно приписывалась Богу. Одна из аксиом концепции гармонии состояла в том, что живые существа ведут себя целесообразно и целенаправленно приспосабливаются к изменяющимся условиям. Массовая гибель популяций и даже исчезновение видов трактовались как случайность, вызванная внешними причинами — геологическими и климатическими катастрофами.
В рамках этой теории вставал вопрос: каким образом благоприобретенные признаки наследуются потомством. Уже было хорошо известно, что среди культурных животных и растений для этого необходима селекция, т.е. отбор желаемых и уничтожение прочих. Этот вопрос в рамках концепции гармонии не находил ответа.
Одновременно в смежной науке — экономике — господствовала теория Адама Смита и его последователя Томаса Мальтуса. В основе ее лежала аксиома о конкурентной борьбе на свободном рынке. В результате борьбы выживает наиболее приспособленный конкурент, что и обеспечивает гармонию, т.е. оптимальное для всех соотношение цен и производства товаров. В этой концепции тоже был нерешенный вопрос: какая инстанция ограничивает конкуренцию и направляет её в полезное для всего общества русло, или, иными словами, какую роль в экономике играет государство. Согласно концепции Смита она должна быть минимальной, хотя уже тогда было ясно, что эта роль весьма существенна.
Дарвин был хорошо знаком с работами Смита и Мальтуса. Большое впечатление на него произвела идея борьбы за существование, изложенная в книге Томаса Мальтуса “О народонаселении”. Однако отказаться от привычной идеи всеобщей гармонии было для него отнюдь не просто. Иными словами, муки творчества Ч. Дарвин, несомненно, испытывал, но в конце концов выбор сделал – перенес в биологию идею конкурентного отбора. В своей биографии Ч. Дарвин так вспоминал момент озарения: “Я хорошо помню поворот дороги, где я понял, что при борьбе за существование благоприятные признаки имеют большую тенденцию к сохранению в неблагоприятных условиях. Теперь я, наконец, обладаю теорией и можно работать дальше” [10]. Можно предположить, что дорога была ухабистой, и на повороте Дарвина изрядно встряхнуло, как и Ньютона под яблоней.
Так появилась теория естественного отбора, в рамках которой проблема благоприобретенных признаков была решена: наследуются все признаки, но выживают только полезные.
Необходимость в «высшей инстанции» сама собой отпала, и в середине жизни Ч. Дарвин стал атеистом.
Можно подумать, что Дарвин вообще не создавал новой информации, а только перенес (рецептировал) ее из смежной области. Частично это верно, но лишь частично.
Дело в том, что буквальный перенос аксиом из одной области в другую неэффективен. Нужно выбрать какую именно информацию и из какой смежной области следует перенести в другую — в этом и состоит творчество.
Впоследствии выяснилось, что в эволюции существуют факторы, ограничивающие борьбу за существование, а именно, взаимопомощь. Последняя особенно ярко проявляется у социальных животных и насекомых в форме коллективных поведенческих реакций. Сейчас уже ясно, что аналог государства в живой природе имеет место и играет в эволюции существенную роль.
Выяснилось также, что помимо отбора наилучшего варианта, не меньшую роль играет выбор одного варианта из нескольких, практически равноправных. Именно в этом случае в живой природе возникает новая информация.
Встает вопрос: в какой мере теория Дарвина обогатила экономику и возникла ли после этого единая наука? Ответ не утешителен: до сих пор этого не произошло и вопрос о роли государства остается дискуссионным.
Однако в последнее время усилились попытки использовать в экономике достижения теории биологической эволюции [11]. Кроме того, возникло новое направление – экологическая экономика, необходимость которой обусловлена усилением техногенного влияния человека на природу.
Т.о. время объединения экономики и биологической эволюции уже пришло, но еще не прошло. Иными словами, «момент истины» приближается и, возможно, мы будем его свидетелями.
Другой пример касается Людвига Больцмана и его роли в создании современной статистической физики.
В начале прошлого века существовали две разные науки: термодинамика и механика. В каждой из них была своя аксиоматика, свои проблемы и своя область применимости.
В механике аксиомами служили законы Ньютона в разных формах: Лагранжа, Эйлера, Гамильтона и просто в форме уравнений движения. В рамках этой аксиоматики все процессы должны быть обратимы во времени. Основная проблема механики состояла в том, что реальные процессы во времени необратимы.
В термодинамике аксиомами служили первое и второе начала. Согласно второму началу все процессы во времени необратимы, и энтропия может только возрастать. Проблема состояла в том, что понятие “энтропия” не имело ясного физического смысла. Более того, в ряде случаев энтропия не могла быть определена однозначно. Последнее наиболее четко сформулировано Дж. Гиббсом в форме парадокса смешения.
Больцман задался целью — провести интеграцию наук и тем решить обе проблемы. Для этого он использовал механическую модель — бильярд Больцмана. В этой модели шары (аналоги молекул) двигались в соответствии с законами Ньютона и упруго отражались при соударениях друг с другом и со стенками бильярда. Больцман предположил, что движение шаров хаотично (гипотеза молекулярного хаоса), и получил два результата, которые вошли в золотой фонд науки.
Во-первых, был выяснен физический смысл энтропии как логарифма вероятности реализации конкретного микросостояния (где скорости и координаты шаров фиксированы).
Во-вторых, была доказана Н-теорема Больцмана о необратимом возрастании энтропии.
Таким образом, интеграция наук Больцманом была проведена, но не до конца. Гипотеза молекулярного хаоса противоречила постулатам механики, т.е. ее аксиоматика была нарушена. Однако новой аксиоматики Больцман предложить не смог, и принцип соответствия был нарушен. Конкретно, без ответа оставался вопрос: при каких именно условиях в механике возникает хаос и когда он не возникает.
Ответ на этот вопрос был получен полвека спустя, когда было показано, что движение шаров в бильярде Больцмана неустойчиво [Крылов, 1950], и была развита теория динамического хаоса [12,13,14,15].
Контрадикция между логикой и интуицией в этой истории проявилась в следующем.
Гипотезу молекулярного хаоса Больцман высказал интуитивно, основываясь на многих прецедентах, о которых знал или которые наблюдал лично. В этом и состоял акт творчества. Эта гипотеза противоречила стройной логической схеме механики. Многие видные сторонники этой схемы (в том числе Ж.А. Пуанкаре) обрушили на Больцмана град критики. Попросту началась нередкая в науке травля инакомыслящего ученого. Каждый защищал “свою” информацию.
Сторонники термодинамической аксиоматики тоже были недовольны. Результаты Больцмана не противоречили второму началу термодинамики, а напротив, подтверждали его. Однако Н-теорема Больцмана низводила второе начало из ранга аксиомы в ранг следствия. Логика термодинамики как самостоятельной науки была поколеблена. Больцман был атакован и с этой стороны.