Ссылки на начало в комментариях.
Под мировоззрением будем понимать набор ключевых установок (постулатов), позволяющих интерпретировать действительность с целью выработки отношения к ее проявлениям и задания реакции на эти проявления.
Гремит гром. Один мужик крестится, другой готовит жертвенного агнца Зевсу, третий выдергивает антенну из телевизора. Разница реакций на одинаковые события предопределена разницей их интерпретаций. Один связывает данное явление с нечистой силой, другой с гневом Зевса на недостаток почтения, третий – с электрическими процессами, протекающими в атмосфере. В основе всех этих интерпретаций лежат знания, убеждения, вера, принципы и т.д., составляющие мировоззрение человека.
Религиозное мировоззрение
Мировоззрение стало формироваться в момент возникновения Человека Разумного. Первый вопрос "почему?", заданный самому себе, отделяет человека от животного и является началом становления Разума. Вопросы: где добыть пищу? как уйти от хищника? что предпринять, чтобы выманить жертву из укрытия? – постоянно решает животное. Но животное озабочено только конкретными проблемами. Абстрактный вопрос "почему?" его не беспокоит. Оно воспринимает окружающую среду, как данность, и приспосабливается к ней. Животное испытывает страх перед изменившейся, незнакомой средой, но, обследовав ее и привыкнув к ней, адаптирует, если требуется, модель своего поведения, и этим его исследовательская активность ограничивается.
Человек же награжден эволюцией уникальным даром – не только страхом перед непривычным, но и страхом перед непонятным, необъяснённым. Известны опыты психологов, когда испытуемому под гипнозом дают установку совершить в заданный момент какой-либо несуразный поступок. После выхода из гипноза, человек, не зная о своей установке, совершает заданное действие. Например, внезапно рвет рисунок, который его попросили сделать. Но на вопрос – зачем он это сделал? – испытуемый всегда приводит рациональное объяснение. Обосновывает каким-либо недостатком в рисунке или любой другой причиной. И он не врет. Разум еще до вопроса сам ищет рациональное объяснение происходящему. Его заставляет это делать страх перед непонятным. И испытуемому остается только верить в объяснения, выдуманные собственным разумом.
Каково же было неокрепшему разуму первобытного человека справляться с сонмом непонятных явлений? Почему течет ручей? Почему гремит гром? Почему, почему, почему?.. И каждое "почему?" рождает свой страх и требует немедленного объяснения.
Метод мышления, позволяющий устанавливать причинно-следственные связи, был единственным. Самый древний метод мышления – аналогия. Человек слышал на охоте, как рычал страшный зверь – хозяин леса. После молнии с небес грохотало еще более страшное рычание. Значит, там, за облаками, сердится еще более могущественное существо – хозяин небосвода. Страшного зверя можно задобрить, оставив ему часть добычи. Можно наблюдать издали, как он, перестав сердиться, расправляется с оставленной жертвой, и, насытившись, добреет и успокаивается. Значит, также следует поступать и с хозяином небосвода – задабривать жертвоприношением.
У зарождающегося разума на каждое "почему?" свое отдельное, хотя и однотипное объяснение. Мировоззрение древнего человека – это набор отдельных догматов и инструкций. Способ их усвоения – вера. Либо ты принимаешь на веру культурное наследие предков, либо теряешь шансы на выживание.
С развитием мышления эволюционирует и религиозное мировоззрение. От простейших форм – фетишизма к системным – тотемизму, политеизму и монотеизму. Сверхъестественные силы вытесняются из управления повседневными событиями, по мере появления более рациональных объяснений этих событий. Божествам остаются функции мегарегулятора, высшего судьи и, наконец, творца, отошедшего в сторону после завершения своей миссии. Логическим завершением этой линии развития явилась функция первотолчка, оставленная Богу Исааком Ньютоном.
Конечно, религия несет и этические функции, и социальные. Они оказывают свое влияние на вектор развития религии. Мы не станем в них углубляться, мы будем говорить о фундаментальной функции – объяснении мироустройства.
Философское мировоззрение
По мере развития разума, его перестал удовлетворять набор несвязанных и, как оказалось, противоречивых догм. Разум, овладевший более сложным инструментарием, индукцией и дедукцией, требовал приведения в систему этих догматов. Так появилась теософия, обосновывающая эти догматы и само существование Бога. Из теософии выросла и философия – мировоззрение, построенное на логике, пытающееся сконструировать непротиворечивую картину мира.
Философское мировоззрение более системное, более логичное, нагружено меньшим количеством ключевых установок, чем религиозное. Философское мировоззрение дало мощный толчок человеческой мысли в различных отраслях деятельности.
Философских учений существует множество. Не обремененные необходимостью практической проверки, они способны размножаться бесконечно. Какое философское учение выбрать – дело вкуса. Если наличный ассортимент не устраивает, можно создать и новое. Согласно Александру Богданову, философия – это донаучное мировоззрение.
Научное мировоззрение
В то время как философия занималась высокими материями, далекими от повседневных нужд, практическая деятельность человека требовала конкретных знаний. Землепользование послужило толчком к развитию геометрии, мореплавание нуждалось в развитии астрономических знаний… Так зарождалась наука. Наука изначально рождалась фрагментарной. Отдельные, не связанные между собой знания, описывали и объясняли разные явления. Такая наука не могла конкурировать с религией и философией в описании картины мира в целом.
Однако науки развивались, и все более проникали друг в друга. Происходила и смычка науки с философией. Знаковым событием явился выход в свет «Натурфилософии» Исаака Ньютона. Именно так назвал ученый то, что мы сегодня называем физикой. В двадцатом веке появились системные науки. Тектология Александра Богданова, кибернетика, синергетика. Появились эволюционные науки в биологии (теории Ламарка, Дарвина…), в космологии (теория Большого взрыва), в технике (ТРИЗ). Наука стала описывать – как устроен и как развивается мир. Наука стала претендовать на нишу, занятую религией и философией и вытеснять их из этой ниши.
Научное мировоззрение нацелено на минимизацию количества ключевых установок (постулатов), лежащих в ее основе. Единственным незыблемым постулатом научного мировоззрения является примат факта над всеми взглядами, теориями, гипотезами, идеологиями. Факт (эксперимент) главный и окончательный судья над всеми нашими домыслами. Поэтому физик не может быть много, как философий.
Религия основана на вере в догматы. В основе философии лежит логика, связывающая отдельные истины. Наука требует доказательства и основана на цепочке – факт, теория, эксперимент.
Существует множество заблуждений относительно науки. Развеем главные.
Заблуждение №1. Продукт науки – истина. И вытекающее следствие – ученый имеет монополию на истину.
Это не совсем так. Истины изрекать призвана религия. Наука моделирует действительность. Закон природы является не истиной, а лишь упрощенной моделью действительности. Эта модель имеет ограничение по диапазону применения, в том числе и по дискретности.
Что значит модель? Все газовые законы описывают поведение идеального газа, с молекулой нулевых размеров. Такого газа в природе нет. Поведение газа с молекулами реальных размеров мало кому интересно. Газовые законы описывают поведение реального газа с достаточной точностью для инженерных расчетов.
Третий закон Ньютона – действие равно противодействию в реальности вообще невыполним. Закон описывает столкновение двух материальных точек. В природе не толкаются никакие точки. В природе сталкиваются тела, имеющие конечный объем, конечную упругость и множество других параметров, неучитываемых законом. От точки удара по телу распространяется ударная волна, причудливо распределяя энергию этого удара по объему. При определенном соотношении параметров сталкивающихся тел и самого удара может возникать эффект Александрова – удар без отдачи. Т.е. действие не встречает никакого противодействия. С применением этого эффекта изготавливают молотки без отдачи для космонавтов, а дятел, как оказалось, научился пользоваться этим эффектом задолго до Александрова. Вот бы удивилась птичка, если бы ей рассказали о третьем законе Ньютона.
Поскольку закон не истина, а лишь модель действительности, мы часто не знаем и пределов его применимости. Закон Ома, открытый на Земле, будет ли работать на Марсе? Вы уверены? Лучше все-таки проверить. А на Северном полюсе работает? Работает. А жидким гелием польем – работает? Нет! От сопротивления не осталось и следа. Эффект сверхпроводимости. Кто ж знал, пока не полили?
Чтоб окончательно подорвать веру в науку, потопчемся по самому святому для любого физика, по закону сохранения энергии. Уж он-то непогрешим! Непогрешим? Допустим, Теория Большого Взрыва верна. В сам момент взрыва концентрация энергии в точке, которой была наша вселенная, равнялась бесконечности? Но бесконечности в природе не бывает. Это математическая абстракция. Вернее будет представить это событие, как фазовый переход из одного состояния вселенной в другое. Со скачкообразным появлением свойств, как это бывает при фазовых переходах. Как, например, появляются магнитные свойства в точке Кюри. Т.е. в момент взрыва и до него никакой энергии нет. Вселенная в это время вообще не описывается такими параметрами, как энергия и масса. Она представляет собой нечто неизвестное нам, и неописываемое в известных нам терминах.
Итак, даже Закон сохранения энергии всего лишь модель действительности, имеющая границы применимости, по крайней мере, теоретически представимые. Другим, менее знатным законам, на абсолютную истину претендовать и вовсе не пристало.
Заблуждение №2. Существуют точные законы (некоторые авторы называют их динамическими), которые нарушить нельзя. Такие как законы физики. И существуют неточные законы (статистические), которые выполнять в каждом отдельном случае необязательно. Такие, как законы экономики, законы эволюции. Я могу продавать некоторое время продукцию ниже себестоимости, в нарушение законов экономики. А вот экономика в целом, так действовать не может. И хотя меня, как субъекта экономики, ждет плачевный результат, я все же могу насладиться нарушением закона. А вот с законом Ома так поступить я не в силах.
Ошибочность аналогии в том, что рассматриваются действия законов применительно к одному объекту, ко мне. В то время как и те, и другие законы описывают поведение большого числа объектов. Возьмите один электрон и попытайтесь применить к нему закон Ома. Получите тот же результат. Можно возразить. Закон Ома – это вообще не про электрон. Это про ток в проводнике. Но так и законы экономики – это не про прихоть отдельного индивида, а про более глобальные процессы. Ток в проводнике тоже можно рассматривать, как интегральный процесс движения отдельных зарядов. И при таком взгляде закон Ома становится таким же статистическим законом, как и законы экономики. Ограничение по дискретности применения – это общее свойство всех научных моделей (законов).
Заблуждение №3. Модель должна как можно более полно описывать свой объект (процесс).
Полное описание реальности – это сама реальность. Модель принципиально вульгаризирует реальность. Для построения научной модели требуется выделить первостепенные факторы и отсечь все второстепенные. Именно в правильном выборе того, что следует отсечь и не учитывать и состоит главная работа теоретика.
Ньютон прекрасно знал, что физическое тело ведет себя не совсем так, как точка. Но именно пренебрежение этим фактом позволило ему вывести гениальные формулы, которыми успешно пользуются при инженерных расчетах. Чтобы сделать следующий шаг, нужно выделить второстепенные факторы и отсечь их от третьестепенных. Тогда получим и эффект Александрова.
Задача закона не полное описание объекта. Задача закона минимальными средствами получить максимальное приближение описания к реальности. Закон не только не истина, закон нарочито вульгаризированное описание действительности.
Заблуждение №4. Перенос всех свойств модели на описываемую действительность.
Нужно иметь в виду, что любая модель не только не описывает все свойства объекта, но, ввиду непременной вульгаризации, может и привносить посторонние свойства, которыми объект не обладает. Мы в школе решали задачки на составление квадратных уравнений. Рассчитываем, например, скорость объекта. Получаем два корня, два значения скорости, и оба ответа верные. Объект может двигаться с двумя разными скоростями, не нарушая условий задачи.
Но случался и другой вариант. Один корень действительный, другой – квадратный корень из отрицательного числа. Для мнимых чисел существует специальный раздел математики. Он незаменим для электротехнических расчетов. Но в нашей задаче он лишний, он не описывает ничего. Квадратное уравнение – это чрезмерно усложненная модель для описания нашей задачи. На ее избыточные свойства мы просто закрываем глаза.
Современные физики, пытаясь сконструировать единую теорию поля, прибегают к очень сложным математическим моделям. В этих моделях фигурируют несколько измерений пространства-времени. Иногда приходится слышать, даже от людей близких к науке, о существовании этих измерений в действительности. О том, что ученые "доказали" существование таких измерений.
Доказать нам может только практика, эксперимент. Трудно, конечно, червю доказать существование неба. Но ведь на то они и ученые, пусть стараются. Наличие в моделях излишних измерений ничего не доказывает, а лишь говорит об избыточной сложности, несовершенстве модели. Хотя это не опровергает ее полезности.
Рецидивы религиозного мировоззрения
Наука берет свое. Религия вытесняется в область этических учений и компенсаций страхов перед смертью. Духи леса, реки, горы вытеснены из современных религий, и уступили место естественнонаучным знаниям. Религиозные фантазии перенесены в область, недоступную для науки, в потусторонний мир. Здесь можно встретить все – от сорока девственниц, ожидающих в раю самых примитивных клиентов, до девяти тонких миров, разной степени толщины, для самого "продвинутого" контингента.
Но и среди ученых до сих пор можно встретить первобытное обоснование существования Бога невозможностью объяснить какое-либо явление. Человек с религиозным мировоззрением может заниматься отдельной наукой. Такой ученый готов верить не в Бога, а в науку. Но не найдя в ней эквивалентной замены религии – абсолютной истины, объясняющей всё, возвращается к универсальному объяснению непонятного действием сверхъестественных сил. В этой ситуации его логика ни чем не отличается от мышления нашего далекого предка, пугающегося грома.
Религиозное мировоззрение – это не обязательно вера в Бога. Это вера вообще. Хоть в науку, хоть в атеизм. Когда уважаемые академики, борясь со "лженаукой", опровергают факты теоретическими обоснованиями, они поступают так же, как и богословы.
Одно время было модно проводить эксперименты с "модифицированной" водой. Либо намагниченной, либо талой, либо обработанной электрическим полем. Такой водой поливали растения. Эти растения были больших размеров и более стойкие, чем растения контрольной группы, поливаемой обычной водой. Как-то появилась отповедь очень известных академиков в центральном массовом издании. Народ оберегали от "шарлатанов" спасительной проповедью об однородности жидкости, о немагнитности воды.
Но наши представления об однородности воды никак не могут опровергнуть факты, обусловленные ее неоднородностью. Наши представления о воде не объясняют и другие общеизвестные факты. Почему, например, вода имеет минимальный объем при 4оС, и увеличивает свой объем и при нагревании и при охлаждении? Видимо происходит какая-то перестройка структуры, которой по нашему представлению нет?
Но дело совершенно не в этом. И не в том, существуют ли факты выращивания необычных растений. Недостаточная чистота проведенных экспериментов может быть предметом обсуждения. И только доказательство нечистоты эксперимента может служить опровержением описываемого эффекта. Модель не опровергает эффекты, которые она не описывает, модель просто их не описывает и все. Описываемому объекту от этого ни жарко и ни холодно.
Академики, смело разящие факты моделями, просто фетишизируют свои теории. В этом они ничем не отличаются ни от талмудистов, ни от шаманов. Только фетишем у них является не засушенный хвост летучей мыши, а их теории. Мировоззрение у этих академиков религиозное. Просто служат они не в религиозном храме, а в храме науки.
Сказка о потерянном времени
Современных физиков беспокоит несоответствие двух подходов к описанию действительности – динамического и термодинамического. Из динамического подхода, унаследованного от ньютоновской механики, следует обратимость времени. Если в момент времени t0 поменять векторы скоростей всех тел на противоположные, то мы будем двигаться из настоящего в прошлое. Весь окружающий нас мир, описываемый формулами динамики, начнет восстанавливать прошлые состояния. Планеты станут вращаться вокруг светила в обратную сторону. Падающий вниз камень отправится туда, откуда прилетел. Не изменила ситуации и теория относительности Альберта Эйнштейна. Великий физик до конца своих дней называл время иллюзией.
Другой подход – термодинамический. Согласно ему процессы протекают направленно. Тепло может перейти от горячего тела к холодному, назад – нет. Энтропия (мера беспорядка) постоянно возрастает. Появляется "стрела времени". Будущее принципиально отличается от прошлого. Время необратимо.
Но физики давно подозревали, что и те и другие законы описывают один и тот же мир. Делить его на сферы влияния разных законов не пристало, и, значит, между ними следует найти согласие. Илья Пригожин и Изабелла Стенгерс в книге «Порядок из хаоса» сделали такую попытку.
Они предлагают следующий эксперимент. Возьмем разреженный газ и проследим за его эволюцией во времени. При t=t0 обратим скорости всех молекул газа. Газ вернется в начальное состояние. Но если до момента t0 энтропия возрастала, то после этого момента ситуация начнет восстанавливаться, энтропия – уменьшаться. Допустить такого, конечно, нельзя. Для исправления ситуации авторы предлагают два подхода. Первый – перейти к новому "термодинамическому представлению", в рамках которого динамика становится вероятностным процессом. И второй – в точке обращения скоростей мы сообщаем системе новую информацию, и функция энтропии претерпевает скачок. В этом втором состоянии энтропия системы меньше, и при возвращении системы в начальное состояние энтропия не убывает до прежнего значения, а возрастает к прежнему значению.
Но где в системе прячется эта новая информация, если первое и второе состояние абсолютно симметричны? А что будет, если в точке t0 мы еще раз "сообщим системе информацию" и изменим скорости частиц на противоположные? Возникнет третье состояние с дважды уменьшенной энтропией? Но ведь это третье состояние ни как не будет отличаться от первого. Неужели достаточно пару раз мысленно развернуть вселенную вспять, чтобы ее энтропия резко понизилась?
Предложенное решение ad hoc, и полностью негодное. Никакая энтропия скачком не изменится. Первый подход с введением вероятностного процесса более адекватен. Потому что частицы, при реверсе их скоростей, никогда не вернутся в прежнее положение. В прежнее положение могли бы вернуться лишь материальные точки, для которых написаны законы динамики, но не живые молекулы, атомы, или другие объекты.
Все законы динамики написаны не для физических тел, а для материальных точек. В природе материальные точки не живут. Это чисто математическая абстракция. Законы динамики это не столько законы физики, сколько законы математики. К физическим явлениям они применимы лишь в диапазоне, в котором можно пренебречь физическими свойствами тел. То есть точные законы динамики описывают движение тел с погрешностью на "физичность" этих тел.
Законы динамики применимы для описания траектории частицы между двумя столкновениями. При каждом столкновении проявляются неучитываемые нами физические свойства частиц. Возникает погрешность. В рассматриваемой системе столкновения происходят нелитературное число раз. В такой же нелитературной степени возрастает неопределенность координат частицы. Переход на вероятностное описание состояния системы вызван вовсе не неточностью нашей информации о состоянии системы, как полагают некоторые физики. Если бы мы смогли в фиксированный момент времени абсолютно точно узнать информацию о каждой частице системы, нам бы это все равно не помогло. Дело в принципиальной неприменимости законов динамики для описания данной системы. Состояние системы прекрасно описывается надсистемными параметрами – давление, температура, энтропия. Но и они имеют свои пределы применения. Не стоит забывать, что законы газодинамики описывают поведение идеального газа.
И дело совершенно не в масштабах системы. Это Аристотель мог делить мир на небесный, божественный, где все подчиняется строгому порядку, и подлунный, где все не вечно, тленно. Движение планет по орбитам, перемещение светил – все подчинено строгим правилам. Но только, если за этими движениями наблюдать короткое время – годы, столетия, тысячелетия. Если же мы возьмем миллионы лет, то можем ошибиться не только в положении планеты на орбите, но и саму орбиту не обнаружить на прежнем месте. Мы можем предсказать судьбу Земли и на миллиарды лет вперед. Но, не исходя из законов динамики, а применяя другие, надсистемные законы.
Законы динамики и законы термодинамики сопрягаются очень просто. Законы динамики – это модель первого приближения к описанию действительности. Законы термодинамики – второго, более подробного. Мы говорили, что динамический закон Ома носит статистический характер относительно поведения отдельного электрона вследствие ограничений по дискретности. При усложнении описываемой системы динамические законы теряют применимость вследствие ограничения точности из-за упрощения описываемых объектов. И систему становится возможным описать надсистемными, статистическими закономерностями, относительно этих динамических законов.
А со временем все просто. Времени нет не в физическом мире. Времени нет в мире математики, где физики временно заблудились.
Как опровергнуть теорию
Заблуждение №5. Факт, противоречащий теории, опровергает ее.
Мы уже выяснили, что теория никогда не может опровергнуть факт. Но и факт опровергает теорию не всегда. Мы уже знаем, что теория – это модель, имеющая ограничения применимости по диапазону различных параметров, в том числе по дискретности. Следовательно, просто обязаны существовать факты, противоречащие нашей теории. Эффект сверхпроводимости не отменил закон Ома. Опровержение теории, замена одной на другую, как, например, теории Птолемея на теорию Коперника, вообще большая редкость. Чаще новая теория расширяет диапазон применимости старой, включая ее в себя, как частный случай. Как, например, теория относительности поступила с ньютоновской механикой.
Итак, факт, не описываемый теорией, еще не является ее опровержением. Следующий шаг – создание новой модели, описывающей как новый факт, так и все события, описываемые старой теорией. Но эта новая модель еще не новая теория. Нет гарантии, что это модель не подогнана под конкретный факт и не запнется на следующем. Кроме того, под конкретный факт можно подогнать и другую модель. Поэтому новая модель может претендовать лишь на звание гипотезы. Чтобы стать научной теорией ей нужно пройти всю цепочку: факт, модель, эксперимент.
Нужно придумать новый эксперимент, результаты которого по-разному предсказываются старой и новой моделями. И лишь после успешного эксперимента новая модель может претендовать на звание научной теории, отменяя старую или включая в себя как составную часть.
Многим не нравится, как Альберт Эйнштейн обошелся в своей теории относительности со временем. Академик Анатолий Логунов придумал свою теорию, в которой время не искривляется. Наверное, можно придумать и другие модели, в которых за абсолют взята не скорость света, а время или пространство. Остальные параметры пересчитаются по каким-то, может более сложным и менее красивым формулам. Что лучше – красота формул или равномерность времени?
Дело вообще не в этом. Теории проверяются не на вкус. Дело в том, что ниша уже занята теорией относительности. Если бы Анатолий Логунов успел со своей моделью раньше Эйнштейна, мы, может быть, сегодня изучали бы его теорию. А теперь Логунову остается только придумать теорию, описывающую действительность в более широком диапазоне, чем теория относительности и провести эксперимент, результаты которого двумя теориями предсказываются по-разному.
Иногда появляются сообщения о космических событиях, которые можно трактовать, как процессы, протекающие на скоростях, превышающих скорость света. И из этого делаются сенсационные выводы о неверности теории относительности и ошибочности науки в целом. Но для человека с научным мировоззрением в этом ничего невозможного нет. Теория относительности не икона, а такая же модель действительности, как и все научные знания. Скорость света по Эйнштейну абсолютна и неизменна. Но абсолютна когда и где? Всегда и везде? Тогда, когда кончается "всегда" и где кончается "везде"? А если скорость света неизменна плавно, то почему она не может быть изменяемой дискретно?
А, может быть, по ту сторону скорости света существует другая действительность, с которой мы ни как не можем взаимодействовать? А фотоны и нейтрино – связующие нас с той действительностью субстанции. Одна из теорий струн (бозонная) описывает частицу из такой действительности – тахион. И хотя дальнейшие модификации теорий суперструн избегают подобных частиц, факт прорыва воображения физиков за пределы, установленные самим Эйнштейном, вызывает уважение. Эйнштейна мы, конечно, любим, но и теория относительности – не слово божье.
Четвертое важнейшее свойство сильного мышления – модельность (научность). Научность (модельность) мышления в рассматриваемом контексте подразумевает понимание упрощенности, искаженности и конечности применимости моделей (законов, постулатов, истин…). Ненаучное мировоззрение искажает действительность в еще большей степени. Научное мировоззрение искажает отображение действительности, осознавая это.
Научное мышление – это управляемое искажение действительности.
