Філософські засади сучасної наукової картини світу: ПРИЧИННІСТЬ І ДЕТЕРМІНІЗМ

Зміна предмета природознавства на постнекласичному етапі його розвитку створила для передумови виникнення нового підходу до ро­зуміння реальності. Відповідно проблематичними виявились деякі по­передні філософські засади природознавства, що були органічно пов'я­зані з трактуванням реальності в системі філософських засад класич­ної науки.

У лапласівському детермінізмі причина та наслідок можуть бути пов'язаними лише необхідним чином, а стан системи визначається однозначно. Таким чином, якби існував всеосяжний розум (демон Лапласа), який був би в змозі абсолютно точно описати наявний стан речей, він міг би, завдяки дії лінійних законів, абсолютно точно знати минуле й майбутнє світу. Але оскільки людина на таке знання не­спроможна, доводиться вводити поняття випадковості та ймовірності як міри нашого незнання (як відомо, саме П. Лаплас започаткував те­орію ймовірностей).

"Детерміністські закони фізики, - зазначає І.

Філософська критика лапласівського детермінізму, як правило, спрямована проти загальної концепції механіцизму, історично пов'я­заної з класичною механікою. "Дух спрощення, на якому ґрунтується детерміністична концепція, - пише французький філософ Г. Башляр, - пояснює успіх механістичної гіпотези. Науковий детермінізм знахо­дить свої доводи у практиці зі спрощеними застиглими явищами: тут каузалізм збігається з речовистським підходом" [1, с. 102].

Слід сказати, що сфера дії динамічних законів у фізиці не обмежу­ється механікою. Класичні термодинаміка та електродинаміка також ґрунтуються на динамічних закономірностях. Здавалося б, до цих галу­зей знання, де необхідним чином пов'язані напруженості полів або те­плові потоки, не застосовним є звинувачення в "речовистському" під­ході. Крім того, досить давно сформульовані статистичні закономірно­сті, що розкривають більш глибокий рівень сутності відносно цих ди­намічних законів (статистична механіка, квантова електродинаміка).

Статистичні закономірності в науці відображають зв'язок необхід­ності з випадковістю: закономірний зв'язок має необхідний характер, але стан фізичної системи виражається певним імовірнісним розподі­лом (колом можливостей значень певної величини для множини об'єк­тів), і в дійсність випадковим чином кожного разу втілюється лише одна з можливостей з кола, заданого необхідністю, тобто необхідність виявляється через випадковість.

Отже, думка про те, що "динамічні закони являють собою перший, більш низький етап у процесі пізнання навколишнього світу: статис­тичні закони забезпечують більш довершене відображення об'єктив­них зв'язків у природі, виражають наступний, більш високий етап пі­знання" [6, с.

Так, саме статистичне трактування термодинамічних законів на основі кінетичної теорії довго інтерпретувалась як результат набли­жених імовірнісних методів, що застосовуються внаслідок нашої не­здатності враховувати всі подробиці зіткнень частинок газу, рідини чи іншого середовища. Припускалось, що ці зіткнення може бути описано зворотними динамічними законами. Таким чином, прагнен­ня до наукової точності та об'єктивності, які розумілися механістич­но, приводило до суб'єктивістської інтерпретації незворотності (яка є, між іншим, невід'ємною рисою нашого життя). Проте послідовних ви­сновків із цих припущень зроблено не було. А вони, між тим, абсурд­ні, що прекрасно продемонстрував Пригожин таким полемічно загос­треним питанням: "До якої міри припустимо вважати, що ми самі є результатом неповноти власного знання, наслідком того, що нашому спостереженню доступні лише макроскопічні стани?" [9, с. 178].

Це обмежене розуміння природи та її законів зумовлювало супере­чність між гуманізмом і сцієнтизмом в європейській культурі. Основа цієї суперечності - неможливість включити людину, її свободу й дія­льність у фізичну картину світу, механістичний характер якої був по­м'якшений і затушований, але не знятий некласичною фізикою. Від­носячи незвичайні, з позиції класичної науки, закономірності до мік­рооб'єктів, фізика зберегла в респектабельній формі інваріантності рівнянь до зміни знаку часу лапласівський детермінізм.

Перехід до розгляду фізикою та хімією природних об'єктів в їхньо­му спонтанному становленні (самоорганізації), яке включає, як ви­явилось, ситуації вибору і відповідно незворотність, позбавляє остан­нього ґрунту технократичне ставлення до природи як до зовнішнього для людини машиноподібного об'єкта.

умов і меж людської діяльності можлива за розширення границь нау­кової раціональності, достатнього для усвідомлення теоретичного опису нелінійних процесів.

Формування адекватних філософських засад наукового досліджен­ня нових предметних галузей покликано створити контекст раціона­льного розуміння, зокрема, і проблем їх детермінації. Утім, саме став­лення до детермінізму та його ролі останнім часом сильно змінилось. Пригожин у книзі "Час, хаос, квант" наводить підтвердження цьому: "Як свідчення змін наведемо урочисту заяву, з якою виступив в 1986 г. сер Джеймс Лайтхіл, що був на той час президентом Міжна­родного союзу теоретичної і прикладної механіки: "Тут я маю зупини­тися і знов виступити від імені широкого всесвітнього братства тих, хто займається механікою. Ми всі глибоко усвідомлюємо сьогодні, що ентузіазм наших попередників з приводу чудових досягнень ньюто- нівської механіки спонукав їх до узагальнень у цій сфері передбачу­ваності, в які до 1960 року ми всі охоче вірили, але які, як ми тепер розуміємо, були хибними. Нас не полишає колективне бажання ви­знати свою провину за те, що ми вводили в оману широкі кола осві­чених людей, розповсюджуючи ідеї про детермінізм систем, що задо­вольняють закони руху Ньютона, - ідеї, які, як з'ясувалось після 1960 року, виявились неправильними" [цит. за 7, с. 96-97]. І далі, по­яснюючи цю думку, Пригожин пише: "Детермінізм, який довгі роки здавався синонімом наукового пізнання, в наш час зведений до стану властивості, справедливої лише в обмеженому колі ситуацій. Крім то­го, ймовірності, які Больцман вважав утіленням нашого незнання, набувають об'єктивного сенсу" [7, с. 97].

Які ж філософські засади відповідають тому розумінню причин са­моорганізації, яке було висунуто самим Пригожиним?

Як відомо, серед усіх видів причинності, виділених ще Арістотелем (формальна, матеріальна, цільова й діюча), фізика Нового часу вико­ристовувала лише діючу причину.

За всіх змін, що відбулись у розумінні причинності у ході усвідом­лення результатів першої наукової революції XX ст. (причинність стала ймовірнісною, теоретичний опис станів фізичних систем лише опосередковано пов'язаний зі спостережуваним величинами і т. ін.), лише нинішня наукова революція покінчила з пережитками лапла-

сівського детермінізму. Загальноприйнятої концепції детермінізму у філософських засадах синергетики поки немає, хоч і природничі, і філософські передумови для адекватного розуміння причин самоор­ганізації вже існують.

Для того, щоб обговорювати питання про причини самоорганізації, розглянемо, чим, власне, є самоорганізація з погляду синергетичної картини світу. Пригожин, який багато зробив для формування нового погляду на світ, називає складність, темпоральність і цілісність її ви­значальними рисами. Самоорганізацію може бути визначено як ви­никнення (становлення) нового цілого, утвореного складною, але узго­дженою поведінкою елементів вихідного середовища. Початковим пунктом виникнення будь-чого нового при самоорганізації є станов­лення цілісності вихідного середовища, що виявляється в існуванні набору можливостей подальшого вибору у вигляді великомасштабних флуктуацій. Саме такі флуктуації Пригожин розглядає як причини самоорганізації [9, с. 236-274].

Обираючи філософські засади, які були б адекватні запропонова­ному Пригожиним розумінню причин самоорганізації, можна проде­монструвати не помічену ним самим можливість використання відо­мих філософських винаходів. Поняття філософського винаходу за­провадив М. Мамардашвілі, який писав, що "є деякі теоретичні стру­ктури думки, які фактично вільні, причому в тому числі й від їх ін­терпретації самими винахідниками структур" [5, с.

Розуміння Пригожиним причин самоорганізації актуалізує гегелів­ську категоріальну структуру як формування причини на певному за­сновку й за певних умов [4, с. 98-105].

Пригожин, розглядаючи самоорганізацію дисипативних структур як порядок через флуктуації, саме великомасштабні флуктуації, що випадково обираються в точці біфуркації як варіанти подальшого ро­звитку системи, визначав як причину нового порядку. Це розуміння причинності стосовно процесу самоорганізації, ще не було належним чином зрозумілим й оціненим. Натомість аналіз причинності в сине­ргетиці має деякі типові помилки.

Часто-густо в методологічній літературі, присвяченій причинності в синергетиці, можна прочитати про так званий "слабкий детермінізм". У цьому випадку як причину самоорганізації намагаються розглядати передуючий біфуркації стан середовища. Дається взнаки звичка ви­користовувати поняття причинно-наслідкових відношень так, як во­но розглядалось у лінійній фізиці, будучи вираженим через однознач­ний зв’язок минулого й майбутнього станів фізичної системи, здійс-

нюваний фізичним сигналом, що розповсюджується з кінцевою шви­дкістю. Зрозуміло, що в такому контексті нічого іншого не лишається, як констатувати відсутність однозначного зв'язку між попереднім і наступним станами системи, коли при плавній зміні контрольного параметра графік розв'язку нелінійних рівнянь розгалужується в осо­бливій точці. Однак жодних підстав розглядати передуючий біфурка­ції стан як причину наступного тут немає. Стан середовища перед першою біфуркацією ще навіть не є нелінійним. А без нелінійності немає самоорганізації.

Пригожин як причину виникнення порядку із хаосу розглядає не стан, що передує біфуркаціії, а флуктуації щодо середніх значень, що характеризують термодинамічний хаос, яким є цей попередній стан. Слід ще раз підкреслити, що йдеться про великомасштабні флуктуа­ції, тобто про варіанти так званого "далекого порядку". Вони виника­ють у критичному стані середовища, відповідному точці біфуркації, коли середні значення взагалі припиняють існувати [9, с. 236-274]. Ці флуктуації, власне, і є новим порядком, який виникає й підтримуєть­ся в умовах сильної нерівноважності середовища. їх не слід плутати, як це часто буває, із зовнішнім або внутрішнім "шумом", з малими випадковими збуреннями, які можуть вплинути на вибір варіанта розвитку. Такі випадкові впливи іноді називають малими причинами великих наслідків. І це також досить типова плутанина в розумінні причинності в синергетиці, пов'язана з принциповою відкритістю си­стеми у критичній точці до найменших впливів.

Якщо ж прийняти думку Пригожина, ситуацію біфуркації слід роз­глядати як ситуацію формування причин, адже саме в цій ситуації з'являються варіанти далекого порядку, тобто флуктуації як причини порядку. У цьому випадку причина дорівнює дії, як і має бути відпо­відно до давньої традиції розуміння причинності у світовій філософ­ській думці. Адже дією цієї причини виявляється саме існування но­вої самоорганізованої дисипативної структури.

Ось тільки нова необхідність, тобто закон існування цієї структури, включає в себе випадковість вибору одного з можливих варіантів са­моорганізації. Гегель називав таку необхідність, що містить у собі ви­падковість, реальною необхідністю, розглядаючи в "Науці логіки" фо­рмування причини [2, с. 197]. Таким чином, випадковий вибір пере­дує виникненню діючої причини. Нелінійність середовища при цьому може бути розглянуто як засновок самоорганізації, а критичне зна­чення контрольного параметра - як її умову [4, с. 98-115]. Подвійна детермінація засновком та умовами визначає виникнення флуктуа­ції як діючої причини становлення нового цілого. За Гегелем, суб­станція грає роль причини, оскільки вона здатна "породжувати якусь дію, якусь дійсність".

Таке розуміння надає можливість уникнути парадоксального роз­гляду подій, подібних до крику в горах як причини виникнення лави­ни. (Це типовий приклад, який наводиться на користь думки про малі причини великих наслідків.) За наявного перепаду висот (нерівноваж- ність) нестабільність, пов'язана з нездатністю сил тертя далі утримува­ти маси сніїу або каміння від падіння, створює нелінійний стан сніго­вого покриву або розсипу каміння. Ця нелінійність як причина форму­вання лавини надає випадковій події, такій як крик у горах, значення критичної умови. Це є умовою випадкового вибору формування однієї з можливих причин і, відповідно, її дії (тобто сходження лавини саме в тому, а не іншому з можливих місць). Потужність такої події, непорів­нянна з потужністю крику, забезпечується дією сили гравітації

Як не дивно, такий розгляд повністю відповідає розумінню діючої причини у класичній фізиці, фізиці Галілея й Ньютона. Як відомо, во­ни вважали, що причина потрібна для зміни стану руху (створення прискорення) і ця причина - сила. Щоб змінити стан механічного ру­ху, потрібна енергія. Такою ж є ситуація і в нелінійній області. Щоб утворити нову структуру, необхідна потужність потоків енергії, які отримує або виробляє середовище. Може йтися про нагрівання в першому випадку або хімічні реакції - у другому. Ця енергія, що ро­бить середовище нелінійним, і є засновком для виникнення причин, здатних здійснити відповідні дії. Невелике випадкове збурення може вплинути на вибір однієї із флуктуацій у критичному нерівноважному стані, але не воно визначає сам набір можливих флуктуацій.

Оскільки нелінійні рівняння мають кілька розв'язків, теоретичний опис має включати інформацію про випадковий вибір одного з варі­антів, здійснюваний системою в особливих точках. Іноді можлива ре­алізація кожного з варіантів, коли різні варіанти розв'язків можуть співіснувати в одному і тому самому середовищі для різних його еле­ментів. Так, люди можуть обирати різні партії, а молекули брати участь у різних когерентних рухах, які утворюють різні турбулентнос­ті, наприклад, вихорі за швидкісним моторним човном. Теоретична реконструкція можливих варіантів вибору виступає як пояснення на відміну від теоретичного опису. Тобто пояснення в нелінійних теоріях здійснюється лише для сфер можливого.

Зв'язок теоретичного пояснення з реконструкцією набору можли­востей не є новиною, принаймні, у фізиці. Не лише квантова, але й класична статистики реконструюють стани фізичної системи, пов'я­зані законом, як набір можливостей. Специфіка нелінійної ситуації визначається співвідношенням необхідного й випадкового й може бу­ти прояснена з позицій філософських засад науки. Коротко кажучи, різниця полягає в такому - у статистичних законах необхідність окре­слює коло можливого, а випадковість здійснення будь-якої з можли­востей є виявом необхідності.

Випадковий же вибір у точці біфуркації - це вибір поміж новими необхідностями, додатковими щодо необхідності, що існувала до особ­ливої точки, і вираженої, наприклад, термодинамічною кривою. Зо­всім не те саме мати стійкий і передбачуваний розкид значень у ви­явах лінійного статистичного закону чи виражений розв'язками нелі­нійних рівнянь непередбачуваний випадковий вибір між різними шля­хами еволюції з нелінійним роздуванням найменшої вихідної різниці.

Для більш глибокого розуміння процесів самоорганізації та їх при­чин, слід "розпакувати" точку біфуркації й розглянути рух елементів середовища в перехідному процесі, що відбувається у хаотичному се­редовищі (див. підрозділ 2.4).

Підкреслимо ще раз: доти, доки ситуацію в середовищі може бути описано лінійними рівняннями, флуктуації автоматично згасають за рахунок взаємодії елементів системи. Однак за певного критичного значення контролюючого параметра (наприклад, температури), коли інтенсивність взаємодії між елементами системи зростає й середо­вище стає нелінійним, нелінійні рівняння мають принаймні два роз­в'язки (ситуація біфуркації). При цьому флуктуація вже не постає тут відхиленням від середнього значення (його в ситуації біфуркації просто не існує), а здійснює випадковий вибір між двома рівноймо- вірними рішеннями.

Саме флуктуація, яка "добирає" одне з рішень рівнянь, можливих за певного критичного значення параметра (умови), може бути зро­зумілою як причина утворення нового цілого. При цьому дія дорівнює своїй причині. У ситуації біфуркації флуктуації мають великі розміри. Власне, нова макроскопічна структура і є флуктуацією, підтриманою внутрішніми та зовнішніми умовами, яка являє собою впорядковану кооперативну дію багатьох елементів, що рухаються узгоджено (коге­рентно). Цей рух і забезпечує існування нової структури.

При цьому ситуація, яка робить вибір можливим і випадковим, пе­редує формуванню причини. До такої ситуації становлення нового цілком застосовні міркування Гегеля, який розробив категоріальну структуру детермінації формоутворення саме для осмислення проце­сів становлення. "Реальна необхідність містить випадковість, вона повертається до себе з вказаного інобуття дійсності й можливості від­носно одне одного..." [2, с. 197].

Застосовуючи гегелівські положення до ситуації біфуркації, мож­на зробити висновок, що, маючи засновком нелінійність середовища за умови критичного значення певного параметра, дійсне містить у собі об'єктивно різні рівноймовірні можливості й вибір між ними ви­значається флуктуацією, тобто є випадковим. Проте будь-яке з об­раних рішень виявляється необхідним, причому ця необхідність у будь-якому варіанті вибору має свій засновок й умови реалізації, а крім того, і значущість флуктуації, і сама ситуація вибору є об'єкти­вно обґрунтованими.

Усе вищесказане дозволяє зрозуміти, чому Пригожин наполягав на тому, що в нелінійній області не достатньо знати реіулярності. Крім них, слід зважати на події, а саме події випадкового вибору варіанта подальшої еволюції в особливій точці - точці розгалуження (у найпро­стішому випадку роздвоєння в точці біфуркації).

Отже, типове для класичного природознавства розуміння природи як математичного універсуму, де кожна подія є виявом закону, пере­стає працювати в нелінійній науці. Найважливішими стають події, що не визначаються жодним законом, а є принципово випадковими подіями вибору. Варто пам'ятати, проте, що сам набір варіантів ви­бору не є випадковим і визначається властивостями середовища, на якому відбувається самоорганізація, тобто можливими атракторами нелінійної динаміки. Знання можливих варіантів діючої причини не забезпечує однозначної передбачуваності. Стратегія людської діяль­ності має спиратися, швидше за все, на знання про атрактори як на варіанти можливих фінальних станів розгортання нелінійної динамі­ки. Здається природною думка, що атрактори можна розглядати як цільові причини. Такий спосіб реабілітувати як науковий ще один з арістотелівських видів причинності, проте, не спрацьовує, коли сере­довище самоорганізації перебуває у стані не статистичного, а дина­мічного (детермінованого) хаосу, де атрактори конкурують між собою і вигляд виникаючих структур визначається не одним з атракторів, а їх конкуренцією (див. підрозділ 2.4).