Нелінійне мислення як новий стиль наукового мислення

Завдання підрозділу - розглянути такий важливий наслідок сучас­ної революції у природознавстві, як формування нового стилю науко­вого мислення. Його можна позначити й терміном "нелінійне мислен­ня", вживаним природничниками, який влучно підкреслює ту головну умову, за якої стають незастосовними старі наукові підходи, що зда­валися раніше універсальними.

Нелінійне мислення - явище, яке ще не зовсім склалося. У самосві­домості вчених воно існує не систематично, а, швидше, як запере­чення стандартів класичної науки. У принципі ж саме формування стилю наукового мислення неможливе без методологічної рефлексії, її вихідний рівень - внутрішньонаукова методологічна рефлексія вче- них-природознавців. Але розвинута методологічна свідомість перед­бачає й власне філософське усвідомлення процесів розвитку науково­го пізнання. Коли метод досягає рівня методологічної свідомості, це й означає формування стилю наукового мислення, тобто, в певному ро­зумінні, синтез методологічних зусиль відповідного історичного пері­оду в даній сфері науки. Це відображено в загальноприйнятих визна­ченнях поняття "стиль мислення".

Наведемо те розгорнуте визначення, яке дає А. Мікешина на основі аналізу принципів класифікації стилів наукового мислення у працях методологів науки: "...Стиль наукового мислення функціонує в науці, як динамічна система методологічних принципів і нормативів, що де­термінують структуру наукового знання, його конкретно-історичну форму.

Слідуючи за С. Кримським [6, с. 94-104], проаналізуємо новий стиль мислення, по-перше, як реалізацію евристичності певних груп категорій; по-друге, у зв'язку з відповідним способом бачення світу (парадигма, наукова картина світу); по-третє, як спосіб застосування методу, спосіб заглиблення його в конкретний матеріал. Останній ас­пект передбачає висвітлення системи методологічних принципів, прийнятої в даний історичний період. Спочатку, проте, звернемося до способу бачення світу, що відповідає нелінійному мисленню. Як зазначають І. Пригожин і І. Стенгерс, "...наше бачення природи за­знає радикальних змін у бік множинності, темпоральності й складно­сті" [9, с. 79]. Відмова від таких передумов класичної науки, як уяв­лення про фундаментальну простоту універсальних законів, зворот­них у часі й далеких від випадковості, не є лише внутрішньою спра­вою наукового співтовариства. Наукова картина світу як компонент світогляду людини зачіпає й істотні питання розвитку культури. І як­що у світі, описуваному класичною наукою, природа виступає як ав­томат, цілком чужий людині, а наукова раціональність не в змозі вмі­стити в себе такі важливі для людини моменти, як незворотність змін і свобода вибору, то це вже не просто колізії наукової думки, а засно­вки культурної кризи. Усвідомлення меж класичної науки, пов'язане як з розвитком самої науки, так і з тенденціями розвитку соціуму в бік відкритості, множинності культурних альтернатив, змінило ситуа­цію: "Перед нами не стоїть колишня дилема трагічного вибору між наукою, що робить людину приреченою на ізоляцію в навколишньому її світі, позбавленому чарівності, й антинауковими ірраціональними протестами..., бо ми як вчені починаємо намацувати свій шлях до складних процесів, що формують найзнайоміший нам світ - світ при­роди, в якому розвиваються живі істоти та їх угруповання.

Отже, бачення світу в сучасному точному природознавстві - це ба­чення з погляду розвитку. Усі об'єкти світу, і сам світ, розглядаються як такі, що постають і розвиваються. Відповідно трактуються загаль­ні форми буття цього світу і в цьому світі, що виступають як онтоло­гічні відповідності найважливіших категоріальних співвідношень, втілених у понятійних структурах теорій самоорганізації.

Так, ціле вже не збирається із частин як з кубиків, а саме формує у своєму розвитку власний елементний склад (космологічні сценарії, за­сновані на унітарних калібрувальних теоріях елементарних частинок та їхніх взаємодій) і свої частини з наявних елементів середовища (дисипативні структури всіх різновидів). Розвиток цілого детерміно­ваний законами лише на певних етапах між точками біфуркацій, в яких випадковість незворотним чином визначає народження нової необхідності. Внутрішній незворотний час становлення нової струк-

тури не є локальним і не подається як сума моментів, як параметр, аналогічний до просторових параметрів. Нестійкість, притаманна критичним значенням параметрів у точках біфуркації, робить неза­стосовним поняття траєкторії. Просторова нелокальність пов'язана з глобальним характером самоорганізації, коли просторові масштаби процесів набагато перебільшують масштаби актів взаємодії між еле­ментами середовища (немов далекодія). Конкуренція флуктуацій, ви­живання підтримуваної зовні флуктуації або такої, що найшвидше розвивається, пригнічення решти флуктуаційних процесів або вста­новлення когерентності схожих флуктуацій на всьому просторі вихід­ної системи (принцип підлеглості) забезпечує глобальність процесу самоорганізації. Істотною є роль розмірів вихідної системи для утво­рення нових структур - критичний розмір, починаючи з якого мож­лива самоорганізація, і вплив розмірів на її хід.

Такими є деякі риси світу, означені новими природничонауковими теоріями й узагальнені у відповідній науковій картині світу.

Більше того, єдність людини й природи, що знаменує культурний сенс сучасної революції у природознавстві, дозволяє включити в цю наукову картину світу людину в нерозривності її природної та соціа­льної іпостасей. Ідеться не лише про опис соціуму в термінах синерге­тики (хоч такі спроби є дедалі більше слушні й успішні). У даному разі не менш важливе обґрунтування доречності людської діяльності в цьому світі й можливої її сумірності йому. "...Складні системи мають високу чутливість щодо флуктуацій. Це дає нам водночас і надію і тривогу: надію на те, що навіть малі флуктуації можуть посилюватися й змінювати всю їхню структуру (це означає, зокрема, що індивідуа­льна активність аж ніяк не приречена на безглуздість); тривогу - то­му, що наш світ назавжди позбувся гарантій стабільних, неминущих законів. Ми живемо в небезпечному й неповному світі, що викликає не почуття сліпої впевненості, а лише... почуття поміркованої надії" [9, с. 386]. У цьому уривку йдеться про суспільство як про складну си­стему. Проте специфіка нинішньої ситуації полягає в тому, що в су-часній науковій картині світу усвідомлюється єдність у ставленні лю­дини до суспільства й до природи.

У рамках класичної картини світу людська дія взагалі не обґрун­товувалася, оскільки можливий тут природний опис людини як мис­лячої істоти зі свободою волі був би карикатурою на неї (звідси розрі­знення Кантом у розумінні людини природної й вільної причинності). Виведення людини за межі пасивної природи, відокремлення законів суспільного життя від життя природи було вихідним світоглядним пунктом антропоцентричного технократизму щодо природи ("не мо­жемо чекати милості") й нинішніх екологічних трагедій.

Навпаки, сьогоднішня тенденція до усвідомлення єдності людини й природи, природи й суспільства дає шанс новому розумінню відпові­дальності людини за власні дії, оскільки і слабкі флуктуації, що вно­сяться нею у природне існування, посилюючись, можуть, як ми знає­мо тепер, мати планетарні наслідки (і є надія, що за наявності знання й доброї волі не лише негативні).

Що ж до того, які категорії є евристичними в нелінійному мисленні, то його специфіка визначається не тим, що наукове співтовариство освоїло якісь ще філософські категорії й виявило їх застосовність та евристичність під час вивчення нових об'єктів пізнання. Так, скажі­мо, група категорій детермінації, що діють у нелінійному мисленні, порівняно зі стилем мислення квантової фізики, збагатилася катего­ріями "засновки" й "умови". Але ця обставина аж ніяк не вичерпує сутності такої події, як формування нелінійного мислення. Новий стиль мислення - це не чергове розширення стилів мислення попере­дньої "фізики існуючого". У певному розумінні він їм навіть протисто­їть. Що мається на увазі?

Досі кожен новий крок у розвитку фізики розширював можливості фізичного мислення, знімаючи ті чи ті обмеження на використання евристичної сили тих або тих категорій. Так, спосіб усвідомлення де­термінованості фізичних подій порівняно з механістичним розумін­ням необхідності причинно-наслідкового зв’язку збагатився з розвит­ком кінетичних теорій категорією випадковості, а згодом, із створен­ням квантової механіки - категоріями можливості й дійсності

Новизна сучасної ситуації, на наш погляд, полягає в тому, що в не­лінійному мисленні евристичними є цілісні категоріальні структури діалектики як методу. Так, категоріальні структури детермінації й формоутворення успішно працюють в осмисленні процесів самоорга­нізації (див. підрозділ 2.3).

Відповідність постнекдасичного природознавства класичній філосо­фії - чи не парадоксально це? Проте парадокс тут є уявним, оскільки суперечність існувала саме між класичним природознавством і класи­чною філософією відтоді, як природничонауковий світогляд зазнав "під час доби Просвітництва практичного краху у своєму застосуванні до історично усталеного культурного життя" [9, с.

Це обмежене рівнем розвитку науки розуміння природи не могло не позначатися на побудові філософських систем. Переносячи внесок розуміння ролі випадковості в жанр філософської повісті (як Д. Дідро), формулюючи антиномії (як І. Кант), розглядаючи природу як інобуття ідеї, нездатне до розвитку (як Г. Гегель), відмовляючи фі­лософії в сенсі (як позитивісти) або, нарешті, поділяючи, наскільки це можливо, закони природи й закони суспільного життя (як марксисти), філософи намагалися подолати невідповідність між самосвідомістю людства та його природознавством. Успіхи у природознавстві забез­печувались прийняттям саме тих обмежень та ідеалізацій, які, бувши онтологізованими в науковій картині світу, робили її вельми нестерп­ною для людського світовідчуття.

Однак нині фізика змушена звернутися до процесів становлення й раціонально їх реконструювати. Математичні форми для цього знай­шлися або були наново придумані, форми ж усвідомлення здобутого знання, тобто категоріальні форми раціонального відтворення проце­сів становлення як нового цілого, мають бути взяті там, де їх було від­крито - в "Науці логіки" Гегеля.

Складність сучасної ситуації полягає ще й у тому, що застосування нелінійних методів виводить наукові дисципліни за колишні межі. Так, фізика високих енергій змикається з космологією; нелінійна тер­модинаміка виходить і на фізичну, і на хімічну кінетику; виникають такі нові наукові дисципліни, як фізика живого. Отже, не просто фо­рмується новий стиль мислення, а створюється нова міждисципліна­рна наукова спільнота.

І знову-таки, тісними стають межі традиційних уявлень методології науки. Неможливо говорити лише про співвідношення теорій з нау­ковою картиною світу і стилем наукового мислення. Кажучи про фо­рмування такого стилю, доцільно скористатися методологічною мо­деллю дослідницьких програм, які, виступаючи формою розвитку знання, природно, виводять методологічний опис діяльності вчених за межі теорій і концептуальних систем як форм фіксації готового знання, за розділювальні бар'єри наукових дисциплін.

Виходячи з методологічної гіпотези, згідно з якою синергетика є за- гальнонауковою дослідницькою програмою [5, с.78-87], і пам'ятаючи про те, що її абстрактна базисна теорія послідовно пов'язана, насам­перед, з розвитком фізики, окреслимо коло методологічних принци­пів, що визначають спосіб заглиблення нелінійних методів в інший конкретний матеріал. Ці методологічні принципи є принципами реа­лізації дослідницької програми, й водночас вони становлять ядро но­вого стилю мислення - нелінійного.

При описі нелінійного стилю мислення не йдеться про складання вичерпного на всі часи списку методологічних принципів. Цей пози­тивістський ідеал повного опису критеріїв науковості не може бути здійснений хоча б тому, що обрії наукової раціональності, на щастя, постійно розширюються. Це не означає, що наука взагалі втрачає свої межі порівняно з іншими способами духовного освоєння дійсності. Во­ни існують і можуть бути, зокрема, позначені загальним методологіч­ними вимогами до теорій як продукту наукової діяльності, способу фі­ксації наукового знання. Ці загальні методологічні установки, що вті­люють і конкретизують філософські положення теорії пізнання, регу­люють діяльність вчених, формулюючи вимоги до результату їхньої ді­яльності (вимоги перевірюваності теорії, її принципової простоти, по­яснювальної й передбачуваної сили). Щоправда, у трактуванні змісту цих методологічних норм зараз відбуваються значні зрушення [3].

Проте діяльність вчених регулюється в певний історичний період у межах відповідної дослідницької програми значно більш конкрет­ними й змістовними методологічними принципами, які спираються на певні онтологічні передумови, відображені у відповідній картині світу, і втілюють певні філософські категорії, евристичність яких фік­сується у відповідному стилі мислення.

Такі методологічні принципи сьогодні є результатом світоглядного й категоріального усвідомлення вихідних теоретичних принципів абс­трактних базисних теорій синергетичної програми й програми ство­рення унітарних калібрувальних теорій. Методологічного змісту набу­вають самі теоретичні принципи абстрактних базисних теорій: прин­цип підлеглості - в синергетиці, принцип локальної симетрії та її спо­нтанного порушення - у програмі калібрувальних теорій.

Процес методологічного усвідомлення принципів абстрактної базис­ної теорії відбувається паралельно зі змістовою інтерпретацією певних математичних формалізмів. Адже не слід забувати, що вихідними ета­пами у формуванні ядра розглядуваних дослідницьких програм є ма­тематична гіпотеза (у фізиці високих енергій) і математична аналогія (в синергетиці). Обидва ці процеси аж ніяк не завершені, продовжу­ється й удосконалення математичного апарата. Це і створює великі труднощі у виокремленні загальних методологічних принципів нового стилю мислення зі змістових алгоритмічних приписів застосування не­лінійних методів у створенні конкретних теорій самоорганізації. У пра­цях природознавців, за всієї філософської досвідченості багатьох з них, змістові моменти й загальне осмислення все ж таки не збігаються.

Становище методолога дещо полегшується як тим, що синергетична програма реалізується в різних сферах науки, так і тим, що нелінійний стиль мислення випрацьовується не лише в межах цієї програми. Зі­ставлення й усвідомлення різних програм, що характеризуються нелі- нійністю математичного апарата абстрактних базисних теорій, полег­шує виділення загальних моментів нелінійного мислення.

Орієнтиром при узагальненні способів заглиблення нелінійних ме­тодів у конкретний матеріал нам слугують ті загальні філософські принципи, освоєння яких природничонауковим знанням знаменує нинішню революцію у природознавстві. Це принцип розвитку й по­в'язані з ним діалектичні співвідношення категорій та особливості, що відображають цілісність об'єктів, які розвиваються. Такі загальні зв'язки, у кінцевому підсумку, втілюються в конкретному змісті тео­ретичних принципів: принципі підлеглості, принципі спонтанного порушення локальної симетрії, принципі "порядок через флуктуації", але нас цікавить у даному разі не загальне у знанні - філософський рівень - і не конкретно-змістове - конкретно-науковий рівень, а про­міжний, загальнометодологічний рівень.

Через які ж методологічні принципи виражаються ідеї розвитку й цілісності в сучасному нелінійному стилі наукового мислення?

Передусім це принцип порушеної симетрії. Саме порушення симе­трії означає появу відмінностей, перехід від хаосу до порядку, наро­дження нових структур. Ідеться й про порушення симетрії хаотичних флуктуацій вакууму під час зародження Всесвіту в космології, і про порушення локальних симетрій при послідовних фазових переходах Всесвіту, який розширюється. Із цими порушеннями симетрії пов'я­зане і народження елементарних частинок, і виникнення певних ти­пів фізичних взаємодій, тобто структурування елементної основи сві­ту - фундаменту подальшого упорядкування в ньому. При цьому по­рушується і часова симетрія (виникає необоротна спрямованість про-

цесів), і просторова (взаємна орієнтація руху елементів, потім просто­рова орієнтація утворених з них систем).

Аналогічно порушується часова і просторова симетрія під час утво­рення дисипативних структур. Незворотним є випадковий вибір од­ного з розв'язків нелінійних рівнянь у точці біфуркації, що поділяє минуле й майбутнє, - таким чином виражається спонтанне порушен­ня часової симетрії. Поява стійких граничних циклів (або інших ста­нів, що виражаються у стійких розв'язках нелінійних рівнянь) пору­шує симетрію у фазовому просторі. Але й у звичайному просторі спо­стерігається порушення симетрії - за рахунок просторової проекції граничних циклів або, що найочевидніше, під час виникнення струк­тур типу комірок Бенара, автоколивань у реакції Бєлоусова - Жабо- тинського, хвиль горіння тощо. Таке спонтанне порушення симетрій під час утворення дисипативних структур також тягне за собою по­яву відмінностей внутрішнього й зовнішнього. Ці відмінності тим бі­льші, чим вища стійкість нового цілого.

Стійкі стани дисипативних структур, виникнувши, утримуються, незважаючи на сильні зовнішні впливи. Чутливі до малих змін конт­рольних параметрів у точках біфуркацій у момент виникнення нової необхідності, самоорганізовані системи демонструють свою дійсність, утримуючи необхідність свого існування надалі.

Цілісність же новоутворених структур виявляється в когерентності руху елементів середовища у великомасштабній флуктуації, що під­порядковує собі інші процеси у вихідному середовищі, або у встанов­ленні когерентності багатьох флуктуацій. Найвищий рівень когерент­ності руху частин відповідає найбільш стійкій цілісності цілого, що відтворює себе з необхідністю - цілісності квантово-механічної систе­ми. Ядра, атоми, молекули, живі організми за всього непростого скла­ду виявляють єдність - кожне з них ніби є однією частинкою (одноча- стинкові спектри характеристичних частот) і вони здатні виступати елементною базою подальшого ускладнення (пов'язаного з локальним зниженням ентропії).

Є ще один важливий методологічний момент в описі розвитку як самоорганізації. Це принцип "випадковість як доповнення необхідно­сті". Шляхи розвитку самоорганізованих систем наперед не визначе­ні. Конкретна історія конкретного об'єкта, яка мислиться як ланцюг біфуркацій з випадковим вибором, що відкриває різні набори мож­ливостей, постає як неодмінна дія причин, у виникненні яких неелі- міновну роль відіграє випадковість. Умови, які здатен асимілювати даний засновок, у тому числі й зовнішні, сприяють тому, що випад­ковість доповнює необхідність. Якщо зовнішній вплив є резонансним 134 до властивостей середовища, то, навіть бувши вельми малим, він зда­тен відіграти велику роль у долі системи. На цьому ґрунтується і ро­зуміння спонтанності появи нового, тобто природного, ходу розвитку, і обґрунтування можливості людини втручатися в нього (і межі цього втручання). Із цим саме пов’язана й причина неможливості беззасте­режної екстраполяції законів (це припускається в лінійній фізиці) ні у просторі (критичний розмір системи), ні в часі (критичні значення контрольних параметрів, якщо вони змінюються в часі).

Усе вищесказане не лише не виключає стійкості встановлюваного цілого, але, навпаки, передбачає її - за рахунок постійного динамічного відтворення. Отже, спонтанне порушення симетрії від нестійкості хао­тичного руху до утворення стійкого порядку нового цілого - це не про­сто опис розвитку взагалі. За кожним словосполученням тут постає можливість математичного вираження конкретного наукового змісту.

Головне ж полягає в тому, що нелінійний стиль мислення орієнтує на готовність до появи нового, до дослідження умов нестійкого стану вихі­дної системи й аналізу альтернативних можливостей виникнення стій­ких станів нового цілого, кажучи точніше - на пошуки симетрій і умов їх порушення для вихідних систем, з одного боку, і пошуки умов збере­ження когерентності, притаманної новоутворюваному цілому, з другого.

Аналіз реалізації двох нових дослідницьких програм у природо­знавстві (єдиних теорій фундаментальних фізичних взаємодій і сине­ргетики) переконливо свідчить про могутній евристичний потенціал таких методологічних установок, як принцип спонтанного порушення симетрії та принцип когерентності. У цих принципах дістають своє методологічне втілення фундаментальні філософські ідеї розвитку й цілісності. Так постнекласичне природознавство повертає нас до ідей класичної філософії, розвиваючи й уточнюючи їхній зміст.