Раздел 1. Научное познание

Роках А.Г.

Физика, техника, интеллект. - Саратов, 2013. – 232 с.

Аннотация. Рассмотрена методология познания в современной науке, главным образом в физике, и технике. Проведено традиционное деление физики на науку о макро-, микро- и мегамире, релятивистскую физику. Обсуждаются пути для объяснения явлений жизни и сознания с позиций современной физики и техники. Дается краткая история техники и технического образования. Особое внимание уделено искусственному интеллекту – информационной основе современной техники, в частности идеям его реализации на основе квантового компьютера. В приложении приводятся материалы по астрофизике и космологии и краткие биографии ученых.

Учебное пособие по курсу «История и методология науки и техники» для студентов-магистрантов факультета нано - и биомедицинских технологий.

 

 

© А.Г.Роках, 2013

 

Оглавление

Введение.. 6

РАЗДЕЛ 1. НАУЧНОЕ ПОЗНАНИЕ.. 8

1. История, субъект и объект познания. 9

1.1. Развитие во времени и особенности научного познания. 9

1.2. О субъекте познания. 14

2. Физическое познание. 21

2.1. Знание и вера в физике. 21

2.2. Геометрия пространства или закон обратных квадратов. 28

«на пальцах». 28

2.3. Роль математики. 36

РАЗДЕЛ 2. ФИЗИКА МАКРОМИРА.. 37

3. Механическая картина мира. 37

Первый закон Ньютона.. 40

Историческая формулировка. 40

Второй закон Ньютона.. 41

Современная формулировка. 41

Историческая формулировка. 42

Третий закон Ньютона.. 42

Современная формулировка. 42

Историческая формулировка. 43

3.1. Уравнения Гамильтона. 43

3.2. Основные положения механической картины мира. 45

3.3. Система Земля - Луна. 46

3.4. Детерминизм и отклонения от него. 49

4. Термодинамика. 51

4.1. Энергия. 51

4.2. Три начала термодинамики (другие формулировки) 56

4.3. Термодинамические функции и энтропия. 57

4.4. Термодинамика неравновесных процессов. 59

4.5. Синергетика. 61

4.6. Энтропия и информация. 62

Вопросы по разделам 1 - 4. 64

5. Электродинамика и оптика. 64

5.1. Уравнения Максвелла. 65

5.2. Оптика. Почему синий свет преломляется сильнее, чем красный?. 69

РАЗДЕЛ 3. РЕЛЯТИВИСТСКАЯ ФИЗИКА.. 73

6. Теория относительности.. 73

6.1. А. Эйнштейн и международный год физики. 76

6.3. Общая теория относительности. 90

РАЗДЕЛ 4. ФИЗИКА МИКРОМИРА.. 99

7. Квантовая механика. 99

7.1. История квантовых представлений. 99

7.2. Уравнение Шредингера. 103

7.3. О физическом смысле квантовой механики. 105

7.4. Квантовая механика атома. 107

7.5. Принцип запрета Паули. Периодическая система. 109

элементов. Твердое тело. 109

8. Атомное ядро.. 113

8.1. История открытий. 113

8.2. Модели ядра. 121

8.3. Ядерные силы.. 127

8.4. Техническое применение ядерных реакций. 128

9. Элементарные частицы.. 130

9.1. История и краткий обзор. 131

9.2. Виды материи в микромире. 133

9.3. Поле и вещество. 139

9.4. Калибровочные теории. 140

9.5. Бозон Хиггса. 143

Что такое бозон Хиггса?. 144

Кое-что о массе. 144

Как искали бозон Хиггса?. 144

Когда мы узнаем, что бозон Хиггса найден?. 145

Что дальше?. 145

Современное состояние в физике элементарных частиц (Википедия, апрель 2015) 145

РАЗДЕЛ 5. ФИЗИКА МЕГАМИРА.. 146

10. Астрономия и астрофизика. 146

10.1. Происхождение Солнечной системы.. 147

10.2. Астрономия. 151

10.3. Космология. 152

10.4. Нерешенные проблемы космологии. 160

10.5. Темная энергия. 161

РАЗДЕЛ 6. ФИЗИКА И СОЗНАНИЕ.. 162

11. Некоторые вопросы познания в современной.. 162

физике. 162

11.1. Кошка Шредингера или как может существовать стабильный мир на нестабильном основании. 162

11.2. Законы сохранения в физике. 166

11.3. Аксиоматическое построение физических теорий. 168

12. Хватит ли арсенала физики для описания жизни и сознания?. 169

12.1. В рамках традиционной науки. 169

12.2. Вненаучные подходы.. 170

РАЗДЕЛ 7. КОНЦЕПЦИИ ТЕХНИКИ.. 173

13. История, закономерности и социальная роль. 173

техники.. 173

13.1. Краткая история техники: основные этапы и идеи. 174

13.2. Осмысление феномена техники. 186

13.2. Автоматизация. 188

14. Искусственный интеллект – информационная. 192

основа техники.. 192

14.1. Некоторые определения. 192

14.2. Искусственный интеллект.. 193

15. Квантовая психология и квантовый компьютер. 194

15.1. Квантовая механика и сознание. 195

15.2. Квантовый компьютер. 215

16. Нейронные сети и нейрокомпьютеры.. 228

16.1. Зачем нужны искусственные нейронные сети?. 228

16.2. Свойства нейронных сетей. 229

16.3. История нейрокомпьютеров. 230

16.4. Нейронные сети в последние годы.. 233

16.5. Нейронные сети и экспертные системы.. 234

Выводы к главе 16. 235

17. Социальная роль и ответственность ученого.. 236

ЗАКЛЮЧЕНИЕ.. 236

ПРИЛОЖЕНИЯ.. 238

П.1. Тексты по астрофизике и космологии.. 238

П.1.1. Нейтронная звезда. 239

П.1.2. Новая звезда. 240

П.1.3. Пульсар. 243

П.1.4. Сверхновая звезда. 246

П.1.5. Черная дыра. 248

П.1.6. Гравитационный коллапс. 252

П.2. Разбегание галактик и темная энергия. 256

П.3. Парадокс Эйнштейна-Подольского-Розена. 259

П.4. Персоналии.. 262

ЛИТЕРАТУРА.. 270

ВОПРОСЫ ПО КУРСУ.. 271

ТЕМЫ РЕФЕРАТОВ.. 273

 

 

 

Введение

Первое утро творения

Не оставляло сомнения:

Будущее прочитается

Методом вычисления.

                                                                                              Омар Хайам [1]

Вероятно, достоинства университетского образования и науки опираются на гуманитарную культуру естественников и естественнонаучную осведомленность гуманитариев. Обычно учебные курсы, посвященные концепциям естествознания, делают упор на последнее. В этой книге сделана попытка «убить двух зайцев»: связать представления, характерные для современных физики и техники, которые занимаются внешним миром человека, с процессом научного познания, протекающего в его внутреннем мире, являющемся в основном предметом забот гуманитариев. Такой подход может быть полезен как студентам, так и будущим аспирантам, которым предстоит сдавать экзамен по философии науки.

При изложении фактического материала автор опирался не столько на оригинальные труды, сколько на энциклопедические издания и обзоры, посвященные затронутым проблемам, в предположении, что курс общей физики проработан достаточно подробно. При этом концепции Эйнштейна, Шрёдингера, Пенроуза, Дойча и некоторых других исследователей по вопросам квантовой механики, квантовых вычислений, роли сознания не оставлены без внимания.

В книге рассматриваются не только одобренные научным сообществом, но и альтернативные (религиозные и «псевдонаучные») подходы, что пока еще не стало традицией нашего образования. Книга задумана как учебное пособие по курсу «История и методология науки и техники » на факультете нано - и биомедицинских технологий Саратовского государственного университета. В этой связи рассматриваются принципы и возможные направления реализации квантового и нейрокомпьютера.

· Автор подготовил первый вариант учебного пособия, необходимость которого диктуется нуждами учебного процесса. Все замечания по поводу неизбежных погрешностей и предложения будут внимательно рассмотрены.

Целью изучения дисциплины «История и методология науки и техники», является формирование у студентов:

- комплекса профессиональных знаний и умений разбираться в основных направлениях физики на качественном (не связанном или, точнее, почти не связанном с расчетами) уровне и углубление знаний о физических принципах функционирования технических устройств;

- научной картины физического мира;

- представлений о феномене техники и системе человек-машина c использованием понятий естественного и искусственного интеллекта.

Задачами изучения дисциплины являются:

· формирование и углубление знаний о физической природе макро-, микро- и мегамира;

· формирование знаний и умений связывать физические явления с геометрией пространства, в котором они происходят;

· приобретение навыков разграничения существующих представлений на научные и ненаучные;

    Дисциплина «История и методология науки и техники» изучается студентами-магистрантами дневного отделения факультета нано- и биомедицинских технологий СГУ.

Материал дисциплины опирается на ранее приобретенные студентами знания по философии, физике, математике, и завершает общефизическую, а отчасти и общенаучную, подготовку студентов.

При написании учебного пособия автор столкнулся с немалыми мировоззренческими и методологическими трудностями. И хотя фактический материал дан в основном в традиционном изложении, не обошлось и без необходимости определить авторское отношение к ряду ключевых моментов, которые пришлось изложить не вполне традиционным образом. Для удобства читателей, главным образом коллег-преподавателей, выделим применённые новации.

Методологическая новизна.

1) Закон обратных квадратов «на пальцах» как следствие евклидовости физического пространства.

2) Квадратура круга и число «пи», по Платону.

3) Наглядное качественное описание системы «Земля – Луна», или почему мы видим только одну сторону Луны.

4) Тепловой насос: топливный коэффициент взамен коэффициента полезного действия, «превышающего» единицу.

5) Теория относительности как теория абсолютности на примере парадокса близнецов.

6) Почему синий свет преломляется сильнее, чем красный?

Мировоззренческая новизна.

7) Знание и вера в науке, по О.Д. Хвольсону. Сопоставление с верой в религии.

8) О возможности объяснения феномена сознания в рамках физики.

9) Отношение к вненаучной модели сознания с позиции торсионных полей.

10) Отношение к кришнаитской трактовке сознания Ричардом Томпсоном в его книге «Механистическая и немеханистическая наука».

11) Что есть бог для ученого?

12) Рассмотрение взаимодействия психологии, физики и техники в проблеме «квантовый компьютер».

Автору, физику по основной специальности, пришлось выходить за пределы этой науки, что, думается, идет навстречу потребностям «многоотраслевого» факультета, на котором этот курс читается. Можно надеяться, что примененный подход соответствует духу университетского образования.

 

РАЗДЕЛ 1. НАУЧНОЕ ПОЗНАНИЕ

 

1. История, субъект и объект познания

1.1. Развитие во времени и особенности научного познания [2].

На пути от варварства и дикости человечество выработало 2 вида цивилизаций: традиционные и техногенные. Последние возникли позднее. В Европе это был XV-XVII вв., когда техногенные общества начали совершать экспансию на остальной мир, который стал следовать их технологическому примеру. Традиционные общества характерны замедленным темпом социального развития. К ним относились Древние Индия, Китай, Египет, средневековые государства мусульман Востока.

Преддверием техногенной цивилизации можно считать античную культуру. Полисная культура Древней Греции подарила потомкам два важнейших достижения (изобретения) – демократию и теоретическую науку, первым образцом которой была евклидова геометрия. Эти два открытия в сфере регуляции общественных отношений и в способе познания мира стали предпосылками для будущего принципиально нового цивилизационного прогресса.

Второй, и очень важной, вехой стало европейское средневековье. С особым пониманием человека, созданного по образу и подобию Бога, с культом любви к человеко-Богу, Христу, с культом человеческого разума, способного понять и постигнуть тайну божественного творенья. Целью познания в последующие эпохи как раз и считалась расшифровка промысла Божьего, плана божественного творения, реализованного в мире – страшно еретическая мысль с точки зрения традиционных религий. Изменение природной среды привело к быстрой трансформации социальных связей людей.

Техногенная цивилизация существует чуть больше 300 лет, но она оказалась подвижной, динамичной и очень агрессивной. Европейская цивилизация поглотила многие традиционные общества и культуры.

Техногенной цивилизации «противостоял» принцип невмешательства, развитый в прошлом в Китае, у-вэй. С. Поуэл в работе «Роль теоретической науки в европейской цивилизации» приводил свидетельства европейских миссионеров о реакции китайских мудрецов на описание европейской науки. «Мудрецы нашли саму идею науки абсурдной, поскольку, хотя Повелителю Поднебесной и дано устанавливать законы и требовать их исполнения под угрозой наказания, исполнять законы и подчиняться им дано лишь тем, кто способен эти законы «понять», а «дерево, вода и камни», о которых толкуют мистификаторы-европейцы, очевидно, этим свойством «понятливости» не обладают: им нельзя требовать их исполнения».

Исследование мышления традиционалистских групп в Средней Азии, проведенное в начале 1930-х гг. А.Р. Лурия, обнаружило, что представители этих групп не могут решать задачи, требующие формального рассуждения по схеме силлогизма. Но те же люди традиционалистских обществ, которые получают школьное образование, включающее обучение математике и другим наукам, решали эти задачи достаточно легко.

 

Техногенная культура опирается не только на духовность, но и на телесность человека. Предположим, что известному персонажу из антиутопии Оруэлла «1984» удалось бы реализовать мрачный план генетического изменения чувства половой любви. Для людей, у которых исчезла бы эта сфера эмоций, уже не имеют смысла ни Байрон, ни Шекспир, ни Пушкин – для них выпадают целые пласты человеческой культуры. Вне телесности невозможна духовность.

Существуют многочисленные антисциентические концепции, возлагающие на науку и её технологические последствия ответственность за нарастающие глобальные проблемы. Крайний антисциентизм по существу призывает вернуться к традиционным обществам. Но на этом пути невозможно обеспечить жизненными благами постоянно растущее население.

Выход состоит не в отказе от научно-технического развития, а в придании ему гуманистической направленности, что, в свою очередь, ставит проблему нового типа научной рациональности, включающей в явном виде гуманистические ориентиры и ценности.

Такое требование порождает ряд вопросов. Как скажется включение внешних для науки ориентиров на развитие самой науки, не приведет ли это к деформации научной истины, естественнонаучного знания? Для решения таких вопросов необходим анализ специфики научного знания.

Отличительные признаки научного [3] познания.

Структурные характеристики элементарного акта деятельности можно
 представить в виде следующей схемы:

Ценность отвечает на вопрос, для чего нужна та или иная деятельность? Цель – на вопрос: что должно получиться в результате деятельности? Цель – идеальный образ продукта.

Известно, что в мифах древних народов силы природы всегда уподобляются человеческим силам. Первый этап – замена (в представлении) человеческих сил механическими.

Наука ориентирована на предметное и объективное исследование действительности. Хотя личные пристрастия ученого и оказывают влияние. Но наука не может заменить собою всех форм человеческого познания (ср.: Хвольсон, см. ниже).

В самой науке морально-этические нормы играют огромную роль. Ученый может ошибаться, но не может подтасовывать факты. Обязательны ссылки на предшественников.

Наука отличается от обыденного знания, так как постоянно выходит за рамки предметных структур наличных способов и видов освоения мира. Основные установки науки: самоценность истины и ценность новизны.

В середине 70-х гг. XX века громкую скандальную известность приобрело так называемое дело Галлилея (биохимика и нейрофизиолога). Им было выдвинуто предположение, что растительные морфины и внутримозговые морфины одинаково воздействуют на нервную ткань. Он провел серию трудоемких исследований, но не смог убедительно подтвердить эту гипотезу и тогда решился на фальсификацию. Но был разоблачен на специальном симпозиуме в Мюнхене в 1977 г. Он вынужден был принести извинения и заявил, что прекращает свои занятия наукой.

СПЕЦИФИКА НАУЧНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ. Знание - главный продукт научной деятельности, но не единственный. К продуктам науки можно отнести и научный стиль рациональности, который распространяется во все сферы деятельности людей; и различные приборы, установки, методики, применяемые за пределами науки, прежде всего в производстве. Научная деятельность является и источником нравственных ценностей[4].

Хотя наука ориентирована на получение истинных знаний о реальности, наука и истина не тождественны. Истинное знание может быть и ненаучным. Оно может быть получено в самых разных сферах деятельности людей: в обыденной жизни, экономике, политике, искусстве, в инженерном деле. В отличие от науки, получение знания о реальности не является главной, определяющей целью этих сфер деятельности (в искусстве, например, такой главной целью являются новые художественные ценности, в инженерном деле - технологии, изобретения, в экономике - эффективность и т.д.). Важно подчеркнуть, что определение "ненаучный" не предполагает негативную оценку.

История науки показывает, что научное знание не всегда является истинным. Понятие "научный" часто применяется в ситуациях, которые не гарантируют получение истинных знаний, особенно когда речь идет о теориях. Многие научные теории были опровергнуты. Иногда утверждают (например, Карл Поппер), что любое теоретическое высказывание всегда имеет шанс быть опровергнутым в будущем.

Наука не признает паранаучные концепции - астрологию, парапсихологию, уфологию и т.п. Она не признает эти концепции не потому, что не хочет, а потому, что не может, поскольку, по выражению Т. Гексли, "принимая что-нибудь на веру, наука совершает самоубийство".

До недавнего времени наука была свободной деятельностью отдельных ученых. Она не была профессией и никак специально не финансировалась. Как правило, ученые обеспечивали свою жизнь за счет оплаты их преподавательской работы в университетах. Однако сегодня ученый - это особая профессия. В XX веке появилось понятие "научный работник". Сейчас в мире около 5 млн. людей профессионально занимаются наукой. Для развития науки характерны противостояние различных направлений. Новые идеи и теории утверждаются в напряженной борьбе.

КРИТЕРИИ НАУЧНОГО ЗНАНИЯ. Каковы же критерии научного знания, его характерные признаки? Одним из важных отличительных качеств научного знания является его систематизированность. Она является одним из критериев научности. Но знание может быть систематизированным не только в науке. Кулинарная книга, телефонный справочник, дорожный атлас и т.д. и т.п. - везде знание классифицируется и систематизируется. Научная же систематизация специфична. Для нее свойственно стремление к полноте, непротиворечивости, четким основаниям систематизации. Научное знание как система имеет определенную структуру, элементами которой являются факты, законы, теории, картины мира. Отдельные научные дисциплины взаимосвязаны и взаимозависимы. Стремление к обоснованности, доказательности знания является важным критерием научности. Обоснование знания, приведение его в единую систему всегда было характерным для науки. Со стремлением к доказательности знания иногда связывают само возникновение науки. Применяются разные способы обоснования научного знания. Для обоснования эмпирического знания применяются многократные проверки, обращение к статистическим данным и т.п. При обосновании теоретических концепций проверяется их непротиворечивость, соответствие эмпирическим данным, возможность описывать и предсказывать явления. В науке ценятся оригинальные, "сумасшедшие" идеи. Но ориентация на новации сочетается в ней со стремлением элиминировать из результатов научной деятельности все субъективное, связанное со спецификой самого ученого. В этом - одно из отличий науки от искусства. Если бы художник не создал своего творения, то его бы просто не было. Но если бы ученый, пусть даже великий, не создал теорию, то она все равно была бы создана, потому что представляет собой необходимый этап развития науки, является интерсубъективной.

МЕТОДЫ И СРЕДСТВА НАУЧНОГО ПОЗНАНИЯ. Хотя научная деятельность специфична, в ней применяются приемы рассуждений, используемые людьми в других сферах деятельности, в обыденной жизни. Для любого вида человеческой деятельности характерны приемы рассуждений, которые применяются и в науке, а именно: индукция и дедукция, анализ и синтез, абстрагирование и обобщение, идеализация, аналогия, описание, объяснение, предсказание, гипотеза, подтверждение, опровержение и пр.

Основными методами получения эмпирического знания в науке являются наблюдение и эксперимент. Наблюдение - это такой метод получения эмпирического знания, при котором главное - не вносить при исследовании самим процессом наблюдения какие-либо изменения в изучаемую реальность. В отличие от наблюдения, в рамках эксперимента изучаемое явление ставится в особые условия. Как писал Ф.Бэкон, "природа вещей лучше обнаруживает себя в состоянии искусственной стесненности, чем в естественной свободе". Важно подчеркнуть, что эмпирическое исследование не может начаться без определенной теоретической установки. Хотя говорят, что факты - воздух ученого, тем не менее, постижение реальности невозможно без теоретических построений. И.П.Павлов писал по этому поводу так: "...во всякий момент требуется известное общее представление о предмете, для того чтобы было на что цеплять факты..." Задачи науки никак не сводятся к сбору фактического материала. Сведение задач науки к сбору фактов означает, как выразился А.Пуанкаре, "полное непонимание истинного характера науки". Он же писал: " Ученый должен организовать факты. Наука слагается из фактов, как дом из кирпичей. И одно голое накопление фактов не составляет еще науки, точно так же как куча камней не составляет дома".

Научные теории не появляются как прямое обобщение эмпирических фактов. Как писал А.Эйнштейн, " никакой логический путь не ведет от наблюдений к основным принципам теории". Теории возникают в сложном взаимодействии теоретического мышления и эмпирии, в ходе разрешения чисто теоретических проблем, в процессе взаимодействия науки и культуры в целом.

В ходе построения теории ученые применяют различные способы теоретического мышления. Так, еще Галилей стал широко применять мысленные эксперименты в ходе построения теории. В ходе мысленного эксперимента теоретик как бы проигрывает возможные варианты поведения разработанных им идеализированных объектов. Математический эксперимент - это современная разновидность мысленного эксперимента, при котором возможные последствия варьирования условий в математической модели просчитываются на компьютерах.

При характеристике научной деятельности важно отметить, что в ее ходе ученые порой обращаются к философии. Большое значение для ученых, особенно для теоретиков, имеет философское осмысление сложившихся познавательных традиций, рассмотрение изучаемой реальности в контексте картины мира. Обращение к философии особенно актуально в переломные этапы развития науки. Великие научные достижения всегда были связаны с выдвижением философских обобщений. (Всегда ли? – А.Р.). Философия содействует эффективному описанию, объяснению, а также пониманию реальности изучаемой наукой.

 

Итак, главные черты научного знания: а) установка на исследование законов преобразования объектов и реализующая эту установку предметность и объективность научного знания. б) выход науки за рамки предметных структур производства и возможностей сегодняшнего их производственного освоения (опережающее развитие).

 

О субъекте познания

Хотя традиция изложения физики, как и любой естественной науки, опирается на объект, настала пора нарушить эту монополию объекта. Действительно, как показывает вышеприведенная схема, субъект является равноправным участником триады, на которой строится исследовательская работа в науке (рис. 1), если не сказать больше. Другое дело, что субъект, опять-таки традиционно, изучается вне рамок физики. Поэтому в пределах этой учебной дисциплины можно дать лишь краткие представления о субъекте познания.

Основное богатство, которым владеет человек, как венец развития живых существ, это развитая, обладающая сознанием психика. В науке это понятие пришло на смену душе, и вследствие сложности имеет немало определений, выделяющих отдельные стороны этого понятия. Определения создают и различные модели психики. Напомним вкратце, что имеется в виду под моделями и моделированием.

Модели можно разделить на три основных вида: логико-интуитивные, натурные (физические) и аналоговые. С натурными моделями мы сталкиваемся достаточно часто: это, например, выкройка, представляющая собой модель будущей одежды. Это и чертеж как модель детали. Словесное описание природы - тоже пример моделирования, правда, такую модель следует отнести уже к мысленно-интуитивной. К последней категории принадлежат также математические модели.

Аналоговая модель действительно представляет собой некий аналог, который либо фактически может заместить собой объект, поскольку проявляет поведение, подобное поведению объекта, либо отражает его существенные черты, хотя и не выглядит как таковой. Аналоговой моделью может являться график, таблица, расписание занятий, эквивалентная схема в электро- или радиотехнике, отображающие собой поведение реальных объектов, процессы происходящие "на самом деле", т.е. такие которые мы можем воспринимать с помощью органов чувств или приборов.

Модель выполняет не только познавательную роль, но и выступает в качестве средства объяснения, предсказания и эвристики. Несмотря на условный характер разделения моделей на указанные три вида, важно подчеркнуть основную мысль: процесс познания всегда сопровождается моделированием. Последнее связано с характером нашей психики, как будет показано ниже.

Что же ограничивает произвол в выборе модели? Это, пожалуй, стремление к объективности, без которой полезность знания весьма ограничена. Но как достигается объективность, если познание субъективно, поскольку ведется субъектом? Субъектом в философии и психологии, как известно, называют некое активное начало (и его носителя) в познавательном процессе, противопоставляемое объекту, т.е. предмету или явлению, на которые направлена активность субъекта. Что касается объективности, то под ней понимают независимость от субъекта.

Как же проверяется независимость от субъекта? Критерием может служить эксперимент, практика. В конечном итоге - это общественная практика. А суждение об успешности выбора модели выносит сообщество специалистов. Успешно функционирующую логико-интуитивную модель процесса или явления философы нередко склонны называть истиной. Из только что сказанного видно, что истина, отражая коренные свойства объекта, является в известной мере продуктом соглашения специалистов, т.е. она конвенциональна.

Такой истиной является, например, закон всемирного тяготения, открытый И. Ньютоном и включающий положение о том, что сила притяжения двух точечных тел обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними. Это мысленная, точнее математическая, модель тяготения, с которой согласились в конечном итоге специалисты того времени, но которая, как показало дальнейшее развитие физики, отнюдь не носит абсолютного характера, т.к. справедлива только для евклидова пространства. А одной из главных характеристик евклидового пространства является прямолинейность распространения света. Конвенциональность же заключена в формулировке законов Ньютона, лежащих в основании всей классической механики. В самом деле, в формулировке присутствует упоминание об инерциальной системе отсчета, которого не было у самого Ньютона. Его добавили впоследствии по соглашению между специалистами.

Физика как рациональная конструкция настолько уверовала в могущество математики, что перестает замечать, что мировоззренческие проблемы, поставленные некоторыми из корифеев (связь между объектом и субъектом, трансперсональная психология), не преодолены на метафизическом уровне до сих пор. Некоторые из них успешно решаются математически, т. е. конструктивно. Это не означает, однако, что в подобных проблемах достигнуто глубокое понимание. Однако физика по большинству проблем занимает более четкую позицию, чем психология. Это связано отнюдь не столько с «большим интеллектуальным могуществом» физиков, сколько с большей простотой (как это видится, по крайней мере, сейчас) ее предмета (остающегося, тем не менее, весьма сложным и противоречивым). Если в физике или любой другой естественной науке объект «устроен» проще субъекта, то в психологии познающий субъект в наиболее сложных вопросах сталкивается с необходимостью исследовать себя, а себя он (слава богу!) исчерпать не может.

Отечественный специалист по математическому моделированию естественного и искусственного интеллекта В.А. Лефевр [5] считает, что «естественнонаучная традиция, окончательно сложившаяся в 1-й половине 20 в., содержит в своей основе два скрытых постулата:

Теория об объекте, имеющаяся у исследователя, не является продуктом деятельности самого объекта.

Объект не зависит от факта существования теории, отражающей этот объект».

В психологии существует закон Вебера-Фехнера, гласящий, что реакция органов чувств на возбуждение (стимул) имеет логарифмический характер. Этот закон, как и предыдущий, является объективным, хотя он и применяется к субъекту. Откуда же здесь возникает объективность? Она происходит из того обстоятельства, что для всех субъектов характер полученной зависимости (закона) одинаков, т.е. не зависит от конкретного субъекта. Что касается конвенциальности этого закона, то она проявляется в выборе логарифмической зависимости, а не степенной, которая тоже известна для тех же целей. Этот степенной закон получил название закона Стивенса по имени американца С.С. Стивенса, опиравшегося на психофизиологические исследования, которые обнаруживают весьма сильную индивидуальную изменчивость.

Рассмотрим закон Вебера-Фехнера более подробно, поскольку это практически единственный количественный закон, который используется в психологии, выраженный в виде функциональной зависимости. О статистических методах обработки наблюдений я не говорю, поскольку они не специфичны для психологии и обслуживают широкий спектр наук и наблюдений.

Итак, закон Вебера-Фехнера – это логарифмическая зависимость силы ощущения E (внутренний мир) от физической интенсивности раздражителя P (внешний мир):

,                                                      (1.1)

где  и  - константы, определяемые конкретной сенсорной системой.

Что касается степенного закона Стивенса, то он связывает те же переменные  и степенной зависимостью вида

.                                                         (1.2)

Здесь  - характеристика конкретной сенсорной системы, а .

На практике используются обе зависимости. Соотношение (1) применяется в медицинской диагностике при количественной оценке потери слуха и выражается в децибелах (дб): 1дб=20*log₁₀E₁/E₂, где Е₁ – нормальная чувствительность, а E₂ – пониженная.

Степенной закон (1.2) применяется в устройствах для определения фотографической выдержки – экспонометрах, встроенных в фотоаппараты. Для при

меняемых в аналоговых фотоаппаратах экспонометров .

Поскольку в приведенных примерах речь идет об органах чувств (рецепторах) различной модальности[6], то в первом случае раздражителем является звуковой сигнал, и сила ощущения характеризуется чувствительностью к этому сигналу, т.е. к звуку, а во втором - об интенсивности света и соответствующей световой чувствительности.

Закон Вебера-Фехнера показывает, что функциональные соотношения, которые в конкретных случаях могут превратиться в числовые, можно записать на «границе» внешнего и внутреннего миров. В «глубине» внутреннего мира такие соотношения не получены.

Например, нет количественной связи между интенсивностью «душевной» боли и силой вызвавшего ее стимула (например, изменой близкого человека). Что касается боли, то не существует пока количественной связи и между телесной болью и силой вызвавшего ее воздействия, т.е. для боли закон, аналогичный закону Вебера-Фехнера, не найден.

Количественные соотношения для «чисто» психических явлений получить пока не удается. Связано это в значительной мере с тем, что понятие «психика» далеко не простое. Здесь надо различать философское и конкретно-научное содержание этого понятия, хотя даже в конкретно-научном определении (дефиниции) понятия «психика» вряд ли можно полностью обойтись без философского его осмысления ввиду предельно общего характера этого понятия. Вероятно, нелишне будет напомнить, что основной вопрос философии, как он понимается в диалектическом и историческом материализме, - это вопрос об отношении сознания к бытию, мышления к материи. Разделение мира на эти две сущности в западной традиции началось, как уже отмечалось, с Декарта (дуализм).

Правда, даже в диалектическом материализме признавалась правомерность разделения мира на материю и сознание (или шире: психику) только в рамках основного вопроса философии. Вне этих рамок их противопоставление снимается. Другая причина снятия такого противопоставления - уход из общественного сознания директивного диалектического материализма вместе с его формулировкой основного вопроса философии.

Кстати о формулировках. Многие понятия, с которыми приходится встречаться при изучении различных наук, перекочевали в наши учебники из философской литературы недавнего прошлого, основанной опять-таки на диалектическом и историческом материализме. Не возражая против того, что исторически упомянутые учения составили определенную веху в развитии философии, автор этой книги обращает внимание читателей на недостаточность таких определений и намерен это в скором времени показать.

Декартов дуализм породил в наше время психофизическую проблему, которая в общем смысле ставит вопрос о месте психического в природе, а в более узком смысле является проблемой соотношения психических и физиологических (нервных) процессов. Для истолкования психофизической проблемы используют так называемый психофизический параллелизм, согласно которому психическое и физическое представляют собой самостоятельные комплексы процессов, коррелирующих между собой, но не связанных причинно-следственными отношениями. Такое толкование причинно-следственных связей, вернее их отсутствия, является одной из черт постнеклассической науки (В.С. Степин), как называют науку нашего времени - эпохи постиндустриального, информационного общества.

Сложность понятия «психика» видна на примере его определения (дефиниции). Достаточно посмотреть, как менялось определение этого понятия на протяжении последних десяти-пятнадцати лет в наших психологических словарях, чтобы получить об этом надлежащее представление.

Известный психолог К. Юнг писал:

«Наша психика лишь часть природы, и тайна ее безгранична, поэтому мы не можем дать полное определение ни психическому, ни природе. Мы можем лишь заявлять, что верим в их существование и описываем, как умеем, - лучшее из того, что мы можем, - каким образом они действуют» [7].

Психика по Фрейду и Юнгу делится на следующие «отделы»:

Сознание (эго и суперэго),

Бессознательное (коллективное – супер-ид и индивидуальное – ид).

Коллективное бессознательное «населено» т.н. архетипами коллективного бессознательного, которые, как установил К. Юнг с помощью известного физика В. Паули, представляют собой нечто вроде передаваемых по наследству «форм», заполняемых в процессе индивидуальной жизни человека, особенно не ранних ее стадиях, содержанием той культуры, в которой воспитан человек. Архетипы представляют собой в известной степени «мерную линейку», с которой человек сравнивает все встречающиеся на его жизненном пути новые для него явления. «Емкость» коллективного бессознательного соизмерима с опытом всего человечества. Исследуя внешний мир, человек проецирует на него имеющуюся в его распоряжении систему первообразов-архетипов. Получающиеся «объективные» представления носят тем самым печать коллективного опыта человечества, освободиться от которого полностью человек-исследователь не в состоянии.

Однако основное богатство, которым владеет человек – его психика – требует определения, дать которое достаточно сложно. Однако обойтись совсем без определения – означает создать ненужную размытость понятию, что в любой науке не приветствуется. Будем пользоваться следующим «рабочим» определением: Психика - это способность к восприятию, моделированию и регулированию (феноменов внутреннего и внешнего мира ) [8].

В чем нам видятся преимущества этого определения по сравнению с существующими? Во-первых, в том, что оно не привязано к какой-либо философской системе, а содержит (уже определенные нами или широко распространенные) общенаучные термины, с которыми можно практически работать. Во вторых, это определение содержит те же возможности, которые (по умолчанию) содержит определение взятое из психологического словаря[9], говорящее о «неотчуждаемой» от субъекта картине мира.

Задумаемся, зачем авторы приведенного определения так его усложнили? По-видимому, затем, чтобы отстроиться от «психики» компьютера, т.е. от систем искусственного интеллекта. Думается, что эта проблема «развязки» (или наоборот связи) с искусственным интеллектом в нашем варианте решается просто: если речь идет об искусственной «психике», точнее об искусственном интеллекте, пишем «искусственная или искусственно созданная способность...»[10].

Психика - такое свойство, которое не дается человеку от рождения в готовом виде, а формируется (на основе определенных задатков) под влиянием воспитания и обучения, воздействия общества и природных сил.

Интересным является вопрос о локализации психики. Чаще всего психические проявления связывают с деятельностью головного мозга человека. Однако исследователи нейрофизиологических особенностей мозга, в том числе лауреаты Нобелевской премии Роджер Уолкотт Сперри(1913-94), Карл Прибрам и Джон Экклз (1903-97) неоднократно указывали на отсутствие прямой связи психических явлений с мозговыми процессами. Все попытки получить внутреннюю картину сознания, вывести образы сознания вовне, скажем на экран телевизора, неизменно кончались неудачей: при подходе со стороны нейрофизиологии сознание «ускользает» от исследователя и появляется «неизвестно как», неожиданно, имерджентно.

Ряд психических явлений (т.н. пси-феномены) указывает в то же время на «дальнодействующий» характер психики (телепатия, например)[11]. Получается, что локализацию психики указать трудно. Не забудем, что и в образовании восприятий (через ощущения) участвует весь организм, а не только головной мозг. Ведь восприятие представляет собой некий образ воздействия, которое испытывает субъект со стороны окружающей среды или другого человека.

 

2. Физическое познание