Детерминизм, стохастичность и хаос в природе. Моделирование таких процессов в рамках 3-х подходов.

Джон фон Нейман, писал, что утверждения концепции классического детерминизма (или, как он выражался, причинности) оказалось возможным испытать лишь при изучении атомных явлений, самых элементарных процессов, и здесь, как он полагает, все говорит против этой концепции. Не существует, считает фон Нейман, ни повода, ни извинения для разговоров о причинности в природе. Нет такого опыта, утверждает он, который поддерживал бы классическую причинность, поскольку макроскопические опыты для этой цели принципиально не пригодны, «а единственная известная теория, которая совместима с совокупностью наших знаний относительно элементарных процессов — квантовая механика — ей противоречит» . Эти слова были написаны в конце 20-х годов, однако с тех пор для большинства физиков мало что в этом вопросе изменилось. Быть может только более энергично стала отстаиваться та же идея. Вот что пишет, например, В.А. Фок: «Навязывать природе именно детерминистскую форму закономерностей, отказываясь, наперекор очевидности, признать более общую вероятностную их форму — значит исходить из каких-то догматов, а не свойств самой природы». Еще более экспрессивно, правда, в частном письме к М. Борну, высказывается по этому поводу В. Паули, который усилия некоторых физиков, таких как Ирвинг Шредингер, Давид Бом, а в некотором смысле также и Эйнштейна, направленных на поиски причинной (в классическом смысле) интерпретации квантовой механики, расценивает как реакционные, а более безобидные мечты о возвращении к классическому детерминизму — стилю Ньютона-Максвелла — воспринимает как признак плохого вкуса, а сами эти мечты — некрасивыми . Однако, несмотря на столь глубокую убежденность многих выдающихся физиков, идея принципиальной стохастичности фундаментальных законов природы не получила окончательного признания. Надежда обнаружить за всяким, имеющим статистический характер, законом элементарный закон динамического характера продолжала жить в науке.

Характеризуя событийность мира, мы пользовались словам «хаос». Это не совсем четкое понятие. Чаще всего оно воспринимается как метафора. В ряде случаев под хаосом понимают нечто такое, что имеет отношение к состоянию наших знаний, а не мира. Таково, например, мнение Харлоу Шепли, который полагает, что поскольку в физическом мире все упорядочено физическими законами, то в нем хаоса как такового не существует. «Хаос, — считает Шепли, — является неосознанным порядком; это слово указывает на ограниченность человеческого ума и недостаток наблюдательных данных. Слова «хаос», «случайный», «непредсказуемый» — те удобные понятия, за которыми мы скрываем наше невежество» . Следует, пожалуй, согласиться, что нет ничего более далеко отстоящего от мира, который мы знаем, чем картина хаоса. Наука и вообще всякое знание о мире возможны только в том случае, если в нем царит порядок, а не хаос. Там, где нет регулярностей, не только невозможно познание, но невозможно существование и познающего. Поэтому, для того, чтобы представить себе мир, лишенный своих ограничений и потому полностью хаотичный, нам следовало бы, согласно У.Р. Эшби, обратиться к волшебным сказкам или к «сумасшедшему фильму»; однако даже в них, резонно замечает Эшби, отсутствует лишь некоторая часть всех ограничений . Разумеется, все это так, если речь идет о мире, который мы знаем и который соответствует классическим представлениям. Между тем нас интересует более широкий вопрос. Мы хотим знать, действительно ли понятие хаоса должно быть ограничено только лишь сферой познания, или же ему соответствует нечто такое, что существует в самом мире. Посмотрим, дает ли нам современная наука какие-либо основания сделать выбор между этими двумя альтернативами. Даже относительно классической картины мира было бы неверно утверждать, что в нем вообще нет места хаосу. Случайные флуктуации могут, согласно ей, очень сильно искажать ход событий, настолько, что последний может потерять всякую регулярность и стать чем-то таким, что уже мало отличается от хаоса. Однако все дело заключается в том, что с классической точки зрения хаос может быть результатом нарушения порядка, но никогда не отсутствия его. Порядок вообще не может отсутствовать — он всегда существует и пронизывает мир до его бесконечных глубин. Его можно нарушить случайными воздействиями, но на более глубоком уровне всегда будет присутствовать порядок: хаос может царить лишь поверх порядка как его флуктуация. Нельзя найти такую точку в пространстве или во времени, где бы порядка изначально не было. Подобная (классическая) точка зрения на место порядка и хаоса в мире может быть резюмирована словами Стаффорда Бира о том, что «порядок более естествен, чем хаос» .

Подводя итог проведенного исследования можно сформулировать следующие выводы и предложения по данной теме. Согласно мнению как приверженцев классического детерминизма, так и его противников, принятию идеи принципиальной стохастичности мешает некий психологический барьер, который не всеми может преодолеваться. При этом мы высказали предположение, что осуждению в данном случае подлежит не этот психологический барьер, обрекающий на консерватизм, а сама концепция принципиальной стохастичности, которая, не обладая внутренней целостностью, не сумела убедить своих противников пожертвовать привычным и во многом оправдавшим себя стилем мышления. Было показано, что порок этой интерпретации заключается в том, что она включает в себя две противоречащие друг другу идеи — принципиальной стохастичности и закона достаточного основания. Для преодоления этой трудности существуют, по-видимому, три пути. Первый из них состоит в том, чтобы во всех случаях, когда речь идет о стохастических процессах, предполагать наличие скрытых параметров — безразлично, наблюдаемых или ненаблюдаемых. Тем самым, очевидно, противоречие снимается, и закон достаточного основания сохраняется в неприкосновенности. Существенно при этом то, что признание скрытых параметров может быть сделано в такой форме, чтобы само понятие скрытого параметра вообще не фигурировало. Вместо него можно говорить о возмущениях поведения системы, о ее неизолированности, о взаимодействии со всем миром и т.п. Мы видели, что в большинстве случаев так и поступают. Ясно, что при этом понятие принципиальной стохастичности приобретает фигуральный смысл. Второй из названных путей преодоления трудности более прост и тривиален; он заключается в том, чтобы вообще не пытаться интерпретировать явление неоднозначности и просто говорить о нем как о первичном факте. Ясно, что при подобном решении вопроса всякие противоречия исчезают, поскольку противоречия могут существовать между высказываниями, а в данном случае ничего не высказывается. Однако именно это делает сам способ решения проблемы пустым. Третий путь преодоления противоречия между идеей принципиальной стохастичности и законом достаточного основания наиболее радикален и состоит он в том, чтобы либо отказаться от идеи стохастичности, либо же от закона достаточного основания. Как мы видели, отказ от идеи принципиальной стохастичности связан с отказом от современной физической картины микромира и отвергается большинством физиков и методологов. Что же касается попытки отказаться от закона достаточного основания и наметить контуры стиля мышления, свободного от поисков достаточного основания, то такая попытка, насколько нам известно, никем не предпринималась. Между тем мы полагаем, что именно на этом пути лежит возможность построения концепции, действительно могущей претендовать на статус концепции нелапласовского детерминизма.

1. Баженов Л.Б. Принцип детерминизма и законы сохранения. — «Современный детерминизм. Законы природы». М., Мысль, 2009. 352 с. 2. Бом Д. Причинность и случайность в современной физике. М., ИЛ, 2008. 474с 3. Бриллюэн Л. Научная неопределенность и информация. М., Мир, 2011. 275 с. 4. Шварц К., Гольдфарб Т. Поиски закономерностей в физическом мире. М., Мир, 2008. 297 с 5. Эшби У.Р. Принципы самоорганизации. — «Принципы самоорганизации». М., Мир, 2009. 368 с