Можно ли предвидеть будущее?

Мелюхин Серафим Тимофеевич

Следует заметить, что первоначальная формулировка принципа детерминизма, которая была дана Дидро и Гольбахом, была значительно более общей, чем та, которая была предложена Лапласом и установилась затем в рамках классической механики. Французские материалисты, критикуя религию, последовательно проводили мысль, что природа является причиной самой себя. Она изменяется по (внутренне присущим ей законам и совершенно исключает какие-либо явления, не вытекающие из необходимой материальной связи. Для детального предсказания будущего необходимо точное знание всех причин, относящихся к настоящему. При этом подразумевалось, что данные причины и соответствующие им силы могут быть сколь угодно сложными и многообразными.

Лаплас же и его последователи свели условия предсказания

будущего лишь к предварительному знанию одних только координат и импульсов частиц. Подобное ограничение принципа детерминизма было тесно связано с метафизическими воззрениями на строение материи, существовавшими в физике XVII–XVIII вв. Материя рассматривалась как совокупность неделимых атомов, отождествлявшихся с материальными точками. Для материальных же точек основными характеристиками являются лишь координаты и импульсы, а также действующие на точки силы. В соответствии с этим и принималось, что если бы удалось узнать координаты и импульсы всех составляющих материю микрочастиц, а затем составить для них соответствующие уравнения и обобщить решения этих уравнений, то можно было бы определить состояния материальных систем на любой прошлый и будущий отрезок времени. Таким образом, все возможности и причинные связи, определяющие будущие события, здесь сводились к чисто механическим свойствам и взаимодействиям.

Развитие физики в период XX в. привело к существенным изменениям взглядов на строение материи. Была обнаружена сложность атомов, открыто множество элементарных частиц с различными свойствами и способностью к взаимным превращениям. Современная физика находится на пороге проникновения в специфичную структуру элементарных частиц. Каждому микрообъекту присуще единство корпускулярных и волновых свойств. При поглощении и излучении микрообъекты проявляются как частицы, тогда как при движении и рассеянии через кристалл или дифракционную решетку обнаруживаются их волновые свойства. Благодаря единству таких противоположных свойств частица не может одновременно обладать сколь угодно точными значениями координат и импульса. Если устанавливается наличие у нее точного значения координат, то неопределенным является импульс, и наоборот, наличие у частицы точного значения импульса делает неопределенными ее координаты и положение в пространстве.

Открытие соотношения неопределенностей показало, что постановка вопроса о предсказании будущих состояний систем в плане идей механического детерминизма является неправомерной. Поскольку частицы не могут одновременно обладать точными значениями координат и импульса, нельзя достоверно предсказывать и их будущие состояния на основе прошлых. И там, и здесь появляются неопределенности. Можно говорить лишь о вероятности определенного поведения частицы или ее нахождения в некотором объеме пространства.

Все эти открытия вызвали острую полемику среди ученых по вопросу о возможностях предвидения. Некоторые физики и философы, ссылаясь на соотношение неопределенностей, сделали вывод об индетерминизме в микромире, нарушении принципа причинности и вытекающей из этого принципиальной невозможности точного предвидения будущих событий. Они при этом ошибочно отождествляли принцип причинности с механическим детерминизмом, который является в действительности лишь частной, простейшей формой причинной связи, реализующейся в некоторых несложных системах. Другие ученые высказывали более оптимистический взгляд на возможность предвидения и склонялись к старому пониманию связи прошлого и будущего в развитии. Они считали, что соотношение неопределенностей, как и вероятностное значение волновой функции, свидетельствует лишь о неполноте нашего знания всех причинных связей в микромире. Существуют некоторые еще непознанные скрытые параметры, которые однозначно определяют поведение микрочастиц. Познание этих параметров позволило бы устранить неопределенность в значениях координат и импульса и сделать предсказание будущего поведения частиц на основе вычисления соответствующей волновой функции совершенно достоверным. Такую точку зрения выдвинули Эйнштейн, Ланжевен, Луи де Бройль, американский

физик Д. Бом и некоторые другие. Критикуя вероятностную интерпретацию квантовой механики, Эйнштейн шутливо говорил, что господь бог не может играть в кости, т. е. существует однозначная связь между предшествующими и последующими состояниями, которая является объективной основой для точного предвидения, если только хорошо известны начальные условия.

Нельзя недооценивать большую притягательную силу подобных представлений. Они соответствуют извечному стремлению ученых рационалистически понять Вселенную во всех деталях, с точки зрения единых принципов, обращенных как в прошлое, так — и в будущее. И поныне можно встретить много людей, которые считают, что вероятностные функции и статистические законы в любой области — это результат нашего неполного знания всех условий и действующих сил в системе и что если бы удалось узнать все причины явлений, то можно было бы совершенно точно предсказывать все возможные следствия на любой отрезок времени.

Указание на объективный характер случайностей не разубеждает сторонников данной точки зрения, так как они считают, что все случайности имеют под собой причину и поэтому являются необходимыми. По-видимому, нельзя опровергнуть на основе одной только квантовой механики и то положение механического детерминизма, что развитие является однозначным развертыванием заранее существовавших связей и что прошлые состояния материи однозначно предопределяют все ее последующие состояния, потенциально заключают их в себе в качестве возможностей.

Концепция однозначной детерминированности развития получила распространение не только в физике, но также в биологии. Здесь она первоначально нашла выражение в теории преформизма, согласно которой в сперматозоиде и первичной яйцеклетке уже заключается в зародышевой форме организм со всеми его признаками, которые затем развертываются в эмбриональном развитии. В теории Вейсмана и Моргана также считается, что вся наследственная информация, определяющая формообразование и все функции организма, предсуществует в потенциальной форме в неизменных генах, которые передаются из поколения в поколение.

Хотя идея однозначной детерминированности в развитии содержит в себе элемент истины, в своем крайнем выражении она приводит к глубоким логическим противоречиям. Некоторые из них были отмечены Ф. Энгельсом, который указывал на фатализм данной концепции. Любые, даже самые незначительные события предсуществуют в прошлом в качестве потенциальных возможностей. Но если бы это было так, то ни о каком действительном развитии в мире нельзя было бы говорить. Развитие представляло бы собой лишь количественный рост, развертывание извечно существующих качеств, но ничего принципиально нового в мире не появлялось бы. Все события, как бы невероятны и незначительны они ни были, выступают как нечто неотвратимое. Различие между возможностью и действительностью оказывается только количественным и формальным. Пройдет определенное время, и всякая возможность станет действительностью. Этот взгляд ведет к той же концепции извечной предопределенности всех явлений, которая лежала в основе религиозного фатализма, хотя в данном случае мир рассматривается материальным и развивающимся то собственным внутренним законам.

Для того чтобы раскрыть положительные элементы и вместе с тем ограниченность концепции механического детерминизма, необходимо рассмотреть формы развития в относительно простых и сложных системах, а также действующие здесь закономерности. Это позволит нам рационально подойти и к решению вопроса о возможностях научного предвидения в разных условиях.

Законы в относительно простых и сложных системах

Всякий закон представляет собой определенный порядок необходимой устойчивой связи между явлениями или свойствами материальных объектов. Закон выражает повторяющиеся существенные отношения, при которых изменение одних явлений вызывает вполне определенное изменение других. Знание закона изменения системы является необходимым условием для научного предвидения.