Реферат: СИСТЕМНЫЙ ПОДХОД ПРИ ИЗУЧЕНИИ ФИЗИЧЕСКОЙ КАРТИНЫ МИРА
Что же касается концепции нелокальности в микромире, то здесь важнейшим ее проявлением выступает краеугольная для квантовой физики редукция волновой функции. Еще в эпоху дискуссий Бора и Эйнштейна 30-х годов обсуждался так называемый парадокс Эйнштейна — Подольского-Розена (ЭПР-парадокс), сущность которого сводится к следующему. Двум взаимодействующим частицам приписывается волновая функция, и затем частицы разлетаются на расстояние, при котором их динамическое взаимодействие считается пренебрежимо малым. Но если произвести измерение величин, характеризующих состояние (например, импульса или координаты) одной частицы, то происходит редукция волновой функции и тем самым автоматически меняется состояние другой частицы. Эйнштейн рассматривал этот мысленный эксперимент как парадокс, свидетельствующий о неполноте квантовой механики. Но в последующих дискуссиях относительно интерпретации ЭПР-парадокса, в том числе в обсуждениях 70-х годов, было показано, что он приводит к противоречию, если неявно принимается принцип локальности, который предполагает возможность сепарировать систему и проводить измерение ее пространственно разделенных и далеко отстоящих частей независимо друг от друга.
Однако если отказаться от абсолютности принципа локальности и предположить его только относительную и ограниченную применимость, то допускается возможность нелокального взаимодействия. ЭПР-парадокс тогда интерпретируется как проявление нелокальности.
В предлагаемой Бомом картине мира постулируется существование некоторого скрытого порядка, внутренне присущего сети космических взаимоотношений, который организует все другие виды порядков во Вселенной. Идею этого скрытого порядка Бом разъясняет посредством еще одной наглядной аналогии (наряду с ранее примененным образом рисунка на ковре). Он использует метафору голограммы, в которой освещение любого локального участка позволяет увидеть все изображение в целом, хотя и с меньшей детализацией, чем то, которое возникает при освещении всей голограммы. Понятие
скрытого порядка и иерархии порядков Бом пытается увязать с представлениями о структуре пространства. Опираясь на идеи общей теории относительности о взаимосвязи между тяготеющими массами и кривизной, он допускает возможность расширения и обобщения этих идей в рамках гипотезы о топологических свойствах пространства, скоррелированных с типами порядка, возникающими во Вселенной. Эти идеи развивают также Хили и другие сторонники исследовательской программы Бома.
Эта программа, как и исследования Дж.Чу и Х.Стаппа, могут быть рассмотрены в качестве вариантов некоторого общего подхода к построению физической картины мира, использующего идеи нелокальности, несиловых взаимодействий и образы сложной саморегулирующейся системы, где свойства элементов и частей обусловлены свойствами целого, а вероятностная причинность выступает базисной характеристикой.
Философско-методологическим основанием этого подхода является отказ от методологии “элементаризма”, которая долгое время доминировала в физике и полагала, что свойства физических систем исчерпывающе описываются характеристиками составляющих их элементов.
Противоположный элементаризму холистский, организмический подход исходит из представлений о нередуцируемости свойств целого к свойствам элементов и их взаимодействиям.
Этот подход развивался преимущественно при исследовании биологических и социальных объектов. Его перенос на системы неорганической природы был стимулирован разработкой кибернетики, теории информации и общей теории систем.
Направление исследований, осуществляемое в различных вариантах в концепциях Дж.Чу, Х.Стаппа и Д.Бома, основано на применении организмической методологии при построении физической картины мира. Ф.Капра считает, что концепции Бома и Чу “представляют собой два наиболее изобретательных в философском отношении подхода к описанию физической действительности o2 '1 . Он отмечает их сближение, поскольку в последующих версиях концепции “бутстрапа” сделаны попытки рассмотреть элементы S-матрицы как типы порядков и связать их с геометрией пространства-времени. “обе эти концепции, - пишет Капра, - исходят из понимания мира как динамической сети отношений и выдвигают на центральное место понятие порядка, оба используют матрицы в качестве средства описания, а топологию - в качестве средства более точного определения категорий порядка”.
Капра подчеркивает далее, что в картине мира, предлагаемой Чу, Стаппом и Бомом, элементарные частицы предстают не как неизменные кирпичики мироздания а как динамические структуры, “энергетические пучки”, которые формируют объекты, принадлежащие к более высоким уровням организации. “Современные физики, — пишет Капра, — представляют материю не как пассивную и инертную, а как пребывающую в непрестанном танце и вибрации, ритмические паттерны которых определяются молекулярными, атомарными и ядерными структурами... Природа пребывает не в статическом, а в динамическом равновесии”.
В этом плане уместно подчеркнуть, что предлагаемый здесь образ мироздания как динамики физических процессов, их взаимных корреляций и иерархии порядков - это скорее образ саморегулирующейся системы, где массовые, стохастические взаимодействия на разных уровнях организации регулируются целым и воспроизводят целое. Классический образ мира как простой машины, доминировавшей в классической физике, заменяется здесь образом Вселенной как самоорганизующегося автомата.
Однако в этой связи уместно зафиксировать и ограниченность таких подходов к построению современной физической картины мира, которые сопряжены с образами сложной самоорганизующейся системы, воспроизводящей в динамике изменений основные характеристик целого как иерархии порядков.
Самоорганизация не сводится только к процессам производства динамического порядка и уровневои организации системы, хотя и обязательно предполагает
аспект. Другим ее аспектом выступает необратимое изменение и развитие, связанное с появлением новых уровней организации и переходами от одного типа саморегуляции к другому. Учет этих аспектов требует применения более сложных образов системной организации, а именно, образов сложных, исторически развивающихся систем. Представления о таких системах включает в качестве особого аспекта идею динамического равновесия, но только в качестве одного из состояний неравновесных процессов, характеризующихся изменением типа динамического равновесия и переходами от одного такого типа к другому.
В современной науке наиболее адекватной этому видению является исследовательская программа, связанная с разработкой динамики неравновесных процессов (И.Пригожин) и синергетики (Г.Хакен, М.Эйген, Г.Николис, Э.Ласло, С.Курдюмов, Г.Малинецкий, Ю.Кли-мантович и др.). Синергетическая парадигма принципиально иначе, чем классическая физика, оценивает место и роль во Вселенной неравновесных и необратимых процессов и их соотношение с равновесными, обратимыми процессами. Если в классической физике неравновесные процессы представали как своего рода отклонение от эталонной ситуации, то новая парадигма именно их ставит в центр внимания, рассматривая как путь к порождению устойчивых структур.
Устойчивости возникают не вопреки, а благодаря неравновесным состояниям. В этих состояниях даже небольшие флуктуации, случайные воздействия порождают аттракторы, выводящие к новой организации; “на всех уровнях, будь то уровень макроскопической физики, уровень флуктуаций или микроскопический уровень, источником порядка является неравновесность. Неравновесность есть то, что порождает "порядок из хаоса"”.
Описание в терминах самоорганизующихся систем поведения квантовых объектов открывает новые возможности построения квантово-механической онтологии. И.Пригожин подчеркивает, что особенности квантово-механического измерения, связанного с редукцией волновой функции, можно истолковать как следствие неустойчивости, внутренне присущей движению микрообъектов, а измерение - как необратимый процесс порождения устойчивостей в динамическом хаосе.
С позиций возникновения порядка из хаоса принтпиальная статистичность предсказаний квантовой механики предстает уже не как результат активности наблюдателя, производящего измерения, а как выражение существенных характеристик самой природы.
Причем нелокальности, проявляющиеся в поведении микрообъектов, как подчеркивают И.Пригожин и К.Джордж, связаны с ростом когерентности квантовых ансамблей по сравнению с классической динамикой. Когерентность же выражает особое свойство самоорганизующихся систем, связанное с их нелинейностью и способностью к кооперативным эффектам, основанным на несиловых взаимодействиях.
“В нашем подходе, — отмечают И.Пригожин и И.Стенгерс, — мир следует одним и тем же законам с измерением или без измерений”; “...введение вероятностей при нашем подходе совместимо с физическим реализмом, и его не требуется идентифицировать с неполнотой нашего знания. Наблюдатель более не играет активной роли в эволюции природы или по крайней мере играет отнюдь не большую роль, чем в классической физике. И в том, и в другом случае мы можем претворить в действие информацию, получаемую из внешнего мира”.
Весьма интересны результаты, полученные С.П.Курдюмовым при решении задач, связанных с математическим описанием режимов обострения в нелинейной среде. Эти режимы являются существенной характеристикой поведения синергетических систем, а их математическое описание основано на нелинейных связях пространственно-временных координат. Развиваемый применительно к таким ситуациям аппарат, оказывается эффективным в приложении к квантово-механическим задачам. Он позволяет получить уравнение Шредингера и дать объяснение квантованию как выражению свойств нелинейной среды.
Возможно, что с развитием всех этих подходов квантовая картина мира со временем предстанет в объективированной форме, изображающей структуру природы “саму по себе”.
Но для рассмотрения современных особенностей теоретического поиска важно, что в начальных фазах становления картин мира современной физики акцент перенесен на “операциональную сторону” видения реальности. Именно эта операциональная сторона прежде всего определяет поиск математических гипотез.
Весьма показательно, что современный теоретико-групповой подход прямо связывает принципы симметрии, основанные на различных группах преобразований, со свойствами приборов, осуществляющих измерение. Попытка использовать в физике те или иные математические структуры в этом смысле определяется выбором схемы измерения как “операциональной стороны” соответствующей картины физической реальности.
Поскольку сам исходный пункт исследования — выбор картины мира как операциональной схемы — часто предполагает весьма радикальные изменения в стратегии теоретического поиска, постольку он требует философской регуляции. Но, в отличие от классических ситуаций, где выдвижение картины мира прежде всего было ориентировано “философской онтологией”, в современных физических исследованиях центр тяжести падает на гносеологическую проблематику. Характерно, что в регулятивных принципах, облегчающих поиск математических гипотез, явно представлены (в конкретизированной применительно к физическому исследованию форме) положения теоретико-познавательн?