По этому поводу существуют следующие мнения:
1) фундаментальные законы физики необходимы и достаточны для описания любого явления природы. Другие естественные науки (химия, биология) основываются на законах физики. Но такой банальный редукционизм несостоятелен. Более того, даже для «вывода» законов термодинамики уже необходима ревизия ряда понятий физики.
2) фундаментальные законы физики действительно необходимы, но не достаточны для описания, например, живой природы, и их необходимо дополнить (дополнительные аксиомы не приведут к переполнению системы
Именно этот вариант редукционизма может претендовать на описание явлений природы, включая живую. При этом приходится вводить новые понятия, которые в исходной аксиоматике не содержатся. Такое понимание редукционизма далее будем называть «правильным» (термин, разумеется, условен).
Существует мнение, согласно которому сложные явления (например, в живой природе и обществе) вообще не подвластны точным наукам. Это мнение противоречит стремлению познать мир в целом и оно не верно по существу. Тем не менее это мнение на первый взгляд кажется весьма правдоподобным.
Упомянутые три подхода: «всеединство», «универсальный эволюционизм» и «редукционизм» составляют основу научного мировоззрения.
Кому нужно научное мировоззрение?
Большинство ученых тратят основную часть времени и сил на решение практических задач. Для этой деятельности никакое мировоззрение не нужно (но оно, разумеется, нужно для выбора таких задач).
Однако часто встают проблемы, которые на первый взгляд кажутся неразрешимыми, обычно они называются парадоксами. Для их решения Суверенность в правильности фундаментальных законов физики необходима. Отсутствие ее порождает либо гиперскептицизм и робость, либо отсутствие самокритицизма. Необходимо понимание фундаментальных законов физики и области их применимости, т. е. физический редукционизм в его правильном понимании.
Наконец, научное мировоззрение нужно для всех людей (не только физиков), которые хотят видеть мир как целое, а не как набор отдельных (и часто противоречивых) явлений.
Интеграция наук на основе научного мировоззрения возможна. Можно построить единую и непротиворечивую картину мира. Однако для этого необходимо подвергнуть ревизии ряд фундаментальных понятий современной физики и математики и ввести относительно новое и не менее фундаментальное понятие — информация (точнее, ценная информация).
Можно задать вопрос: какое явление природы лежит в основе возникновения информации, что заставило ученых взволноваться? Ответ тоже прост: это явление — неустойчивость.
На интуитивном и вербальном уровне значение неустойчивости понималось уже давно. В качестве примера часто приводят «буриданова осла» (его приписывают средневековому философу Жану Буридану (XIV век)).
Однако теория устойчивости была заложена лишь в конце прошлого века в работах А. М. Ляпунова, который ввел меру устойчивости — «число Ляпунова». Сперва это теория воспринималась как прикладная инженерная дисциплина. Ее фундаментальное (методологическое) значение было осознано значительно позже и, возможно, еще не полностью.
Наиболее важные следствия этого явления:
1.Ревизия понятия причины. Именно благодаря неустойчивости «Причиной» может стать Его Величество Случай. Тому пример — история о том, как муха разбила хрустальную вазу. Случай выступает здесь не как результат незнания предыстории процесса, а как символ истинного незнания, т, е. принципиальной невозможности учесть исчезающе малые влияния.
Он же — случай — лежит в основе генерации новой ценной информации.
2.Необратимость процессов во времени, или, иными словами, направление «стрелы времени».
В современной физике фундаментальные законы сохранения связаны с симметрией. Именно поэтому они формулируются в виде гамильтоновых систем, где обратимость времени гарантирована.
Необратимость времени влечет за собой несохранение энергии. Последнее противоречит всему тому, что мы знаем о нашем мире.
С другой стороны, необратимость процессов во времени тоже явление фундаментальное, и от него тоже нельзя отказаться.
Неустойчивость позволяет разрешить это противоречие, поскольку именно она является «причиной» такого нарушения симметрии времени, которое не нарушает закона сохранения энергии и вместе с тем позволяет описать диссипативные процессы.
3.Ревизия понятия бесконечно большого (и бесконечно малого) и введение понятия «гугол» (числа порядка 10100 и большие). Последнее тоже чисто практическое утверждение о том, что физически реализуемые (наблюдаемые) величины такими числами выражаться не могут. Это утверждение, как практическое, сомнений не вызывало.
Фундаментальное значение его было осознано позже, и опять же оказалось, что оно связано с неустойчивостью. Именно, в неустойчивых процессах малые начальные отклонения (меньшие, чем «обратный гугол») приводят к большим последствиям. Пренебрежение этим фактом ведет к тому, что ряд математически строгих теорем приходит в противоречие с не менее фундаментальными законами физики.
4.Неустойчивость является непременным условием генерации новой ценной информации. Воспринимать, хранить и передавать информацию можно и в устойчивых процессах. Более того, неустойчивость в этих процессах является только помехой. Однако создавать ценную информацию можно только в условиях неустойчивости.
Из изложенного следует, что неустойчивость существенно расширяет наши представления о мире и должна играть фундаментальную роль в том, что мы называем миропониманием или научным мировоззрением. В науке XXI-го века неустойчивость будет играть роль одного из краеугольных камней. Сейчас такая наука зарождается. Название ее еще не устоялось, поэтому используют: «нелинейная динамика», «нелинейная термодинамика» и «синергетика». На наш взгляд, последнее наиболее удачно, поскольку наименее понятно.
2.2Синергетика и логика
Ревизия понятий в физике и математике влечет за собой и ревизию формальной (математической) логики, поскольку именно она лежит в основе современной математики.
Логику можно рассматривать как алгоритм построения сложного суждения на основе более простых утверждений. Последние считаются заданными и играют роль начальных условий. Сейчас предложено несколько вариантов логики, обсудим некоторые из них.
1. Классическая (формальная) логика наиболее популярна. Долгое время она развивалась как наука абстрактная, самодостаточная и прямо не связанная с проблемами насущной жизни. Основные положения ее (аксиомы или алгоритмы) были сформулированы еще в античные времена, и с тех пор почти не изменились. Эти алгоритмы возникли как обобщение повседневного опыта, но на этом связь логики с реальной жизнью заканчивалась. Кратко, они сводятся к следующему.
A. Все суждения (или сообщения) разделяются на две группы: «истинные» (в математической логике им ставится в соответствие индекс «1») и «ложные» (им соответствует индекс «0»). Алгоритм построения сложного суждения формулируется с использованием логических связок «и», «или» и «не». Требуется, чтобы сложное суждение тоже было либо «истинным», либо «ложным» (верным — не верным). Иными словами, на каждый вопрос, сформулированный в рамках аксиоматики (или алгоритма) должен быть получен ответ, причем только один: «да» или «нет» (истинно — ложно, верно — не верно). Это положение известно как аксиома исключенного третьего (tertium non datur). Этим достигается однозначность суждений.
Отсюда следует, что формальная логика имеет дело с дискретным множеством объектов.
Б. Каждое из суждений является абсолютным, т.е. не зависящим от цели, с которой оно делается, и должно быть доказано, либо опровергнуто. Такой подход носит в себе отзвук божественного происхождения законов природы. Это значит, что на множестве объектов А,В,С,... на вопросы типа: А или не-А равно В (или не равно), А > В, А < В и т. п. ответ должен быть однозначным и независимым от меры сходства или различия. Вообще понятие меры в формальной логике отсутствует.
B. Все элементы множества равноправны, что, в частности, относится и к множеству чисел.
В математике наряду с дискретными рассматриваются и метрические континуальные множества, где вводится понятие меры. Тем не менее равноправие чисел сохраняется. Например, если два отрезка длинами х1, и х2отличаются на малую конечную величину êх << х1, х2, то отрезок êх можно «растянуть» (т. е. измерить в другом масштабе) и рассматривать я как достаточно протяженный. На этом основано утверждение о бесконечной делимости отрезка. Последнее в современной математике играет существенную роль.
Было выявлено, что система формальной логики не является полной.
Примеры неоднозначности внутри формальной логики отмечались и ранее и формулировались в виде парадоксов, таких, как парадокс лжеца и проблема буриданова осла. В строгом математическом виде неполнота системы формальной логики была доказана Гёделем.
Роль, которую сыграли принципы измеримости и наблюдаемости в естественных науках, общеизвестна. Они приблизили логику к реальной жизни, но разрыв, еще остался.
2.В конструктивной логике в отличие от классической, каждое утверждение подвергается конструктивной проверке путем измерения или, в более общем случае, наблюдения. Так, в классической логике на вопрос: "А или не-А" всегда должен быть получен однозначный ответ: «да» или «нет». В конструктивной логике допускается отказ от ответа, если истинность суждения невозможно проверить.
В естественных науках такая ситуация встречается довольно часто. Если утверждение в принципе «ненаблюдаемо», то оно относится к категории бессодержательных.