Красота науки (8673-1)

Посмотреть архив целиком

Красота науки

М.Волькенштейн

Научное творчество всегда в той или иной мере связано с эстетическими переживаниями. Эстетика в науке имеет и прагматическое значение – эстетические критерии с особенной ясностью отсекают псевдонауку от науки и служат реальной основой при оценке значимости исследования. Как и почему? Проблемы эстетики в науке представляют большой интерес и далеки еще от своего решения. В современной философской литературе понятия эстетики отнесены главным образом к искусству – эстетическое содержание научного творчества и других видов человеческой деятельности, не связанных с искусством, практически не рассматривается. Эстетическое воспитание имеет в виду приобщение к художественной литературе, к изобразительным искусствам, к музыке, но не раскрытие красоты научных и технических построений, не эстетические оценки человеческого поведения. Это, несомненно, обедняет воспитуемых.

В 1931 голу была опубликована книга моего отца – драматурга и искусствоведа В.М.Волькенштейна – «Опыт современной эстетики». Книга вышла с обширным, содержательным предисловием А.В.Луначарского. Основная идея книги, впервые представленная в философской литературе, состояла в широком, универсальном значении понятий о красоте. Предметом эстетического восприятия оказываются и природа, и все виды человеческой деятельности – искусство, наука, техника, спорт (в частности, шахматы), и само поведение человека – этика неразрывно связана с эстетикой.

Согласно «Опыту» результаты экспериментальных и теоретических исследований в естествознании, приводящие к установлению новых фактов и законов природы, эстетичны, если в этих исследованиях реализуется сведение сложности к простоте. Это сведение возникает путем целесообразного трудного преодоления.

Необходимо, однако, строго определить понятия. Что такое сложность, простота, сведение?

Определение сложности дано в математике, в работах выдающегося советского ученого А.H.Колмогорова (я также в статьях математиков Мартина-Лефа и Чаитина). Сложность объекта может быть представлена числом бит, содержащимся в информации об объекте, достаточной для его воспроизведения. Иными словами, сложность сообщения об объекте измеряется минимальной программой, генерирующей и тем самым декодирующей это сообщение. В случаях высшей сложности – индивидуума, произведения искусства, неупорядоченной, случайной последовательности чисел – минимальной программы нет, она совпадает с самим объектом, который ничем не может быть заменен.

Окружающий нас мир неимоверно сложен. Понимание мира означает его упрощающее представление. В донаучный период, наблюдая грозу, человек объяснял ее действиями Зевса-громовержца. «Минимальная программа» давалась религией. Начиная с эпохи Возрождения минимальная программа явлений природы создается наукой – задача науки в этом и заключается. Как писал Эйнштейн: «Цель теоретической физики состоит в том, чтобы создать систему понятий, основанную на возможно меньшем числе логически независимых гипотез, которая позволила бы установить причинную взаимозависимость всего комплекса физических явлений».

А Л.Д.Ландау говорил, что задача теоретической физики состоит в нахождении новых связей между явлениями, кажущимися далекими друг от друга. Но это и означает поиск простоты, поиск минимальной системы, объединяющей разнообразные явления.

Определяя сложность указанным способом, мы разумеем под сведением ее к простоте именно нахождение минимальной программы, наиболее общей и универсальной закономерности для данного круга явлений. Можно утверждать, что это нахождение и есть главный эстетически значимый момент в научном познании. Можно представить эстетику науки также своего рода минимальной программой – простой формулой:

Эстетическая значимость = Наблюдаемая сложность / Минимальная программа

И числитель, и знаменатель в правой части выражены в битах – единицах количества информации. Минимизация программы означает отсечение избыточной информации, характеризующей наблюдаемую сложность.

Рассмотрим некоторые примеры. Ясный, классический образец возрастания эстетической ценности научной теории – картина мира. Планеты выполняют сложные движения на небосводе. Геоцентрическая теория Птолемея дала упрошенную программу этих сложных, исходно загадочных движений, включив в нее так называемые эпициклы. Способность программы предсказывать видимые маршруты планет, солнечные и лунные затмения была эстетически значимой. Следующий этап минимизации – гелиоцентрическая система Коперника, не нуждающаяся в эпициклах. Далее Кеплер установил строгие законы движения планет вокруг Солнца, а затем Ньютон открыл закон тяготения, объясняющий и движение планет, и падение яблока на Землю. Законы Кеплера оказались прямым следствием закона тяготения. Наконец, Эйнштейн, объяснив особенности движения Меркурия на основе общей теории относительности (см. «Наука и жизнь», №4, 1987г., №6, 1988г.), включил движение планет в единую систему представлений о пространстве, времени и тяготении.

В этом развитии науки происходила последовательная минимизация программы, охватывающей все более широкий и, значит, обладающий все большей наблюдаемой сложностью круг явлений. Происходило последовательное повышение эстетической ценности теории. При этом необходимым критерием истинности теории и ее красоты служит раскрытие реальных свойств материального мира, предсказательная сила теории. «Ни один физик не верит, что внешний мир является производным от сознания, иначе он не был бы физиком» (А.Эйнштейн). Открытие планеты Нептун, сделанное Леверье и Адамсом «на кончике пера» на основе теории Ньютона и ее последующего развития в небесной механике, свидетельствовало о силе теории и само по себе имело эстетическое значение.

Надо подчеркнуть, что эстетическая ценность теории, преодоленной дальнейшим развитием науки, исчезает, точнее, она сохраняется для историков науки, но не для ученых. Эпициклы Птолемея перестали быть прекрасными после открытия Коперника. Программа Птолемея перестала быть минимальной.

Обратимся к другим примерам. Наибольшие достижения естествознания, имеющие непреходящее научное и эстетическое значение, состоят в нахождении общих законов, сводящих грандиозную сложность многообразных явлений природы к грандиозной простоте. Это и классическая механика Ньютона, и специальная и общая теории относительности Эйнштейна.

Главная идея Фарадея состояла в раскрытии единства различных сил природы. На этом пути Фарадей открыл взаимосвязь электричества и магнетизма – электромагнитную индукцию. Впоследствии закон Фарадея лег в основу динамо-машины.

Знакомство с трудами Фарадея вызывает эстетические переживания. Вслед за Фарадеем Максвелл построил математическую теорию электромагнитных явлений, представленную в предельно лаконичных формулах. Был сделан новый шаг на пути минимизации программы, на пути повышения эстетической значимости.

Нахождение простоты и сложности не только эстетично, но имеет и творческое значение, открывая новые пути познания. Из уравнений Максвелла следовала электромагнитная теория спета – был найден путь, первыми вехами которого оказались открытия радиоволн Герцем и основ радиофизики Поповым и построение электродинамики движущихся тел, то есть специальной теории относительности Эйнштейном.

В совершенно иной области Дарвин увидел в фантастическом многообразии явлений живой природы единый закон ее эволюционного развития – закон естественного отбора.

В XIX веке химия уже знала множество веществ, знала около половины известных сегодня элементов. Нахождение периодического закона Д.И.Менделеевым знаменовало сведение наблюдаемой сложности к высшей простоте.

Сказанное здесь непосредственно подтверждается мыслями творцов науки, свидетельствующими о важном значении их эстетических переживаний. Ограничимся немногими примерами.

Сильное и вполне осознанное эстетическое чувство свойственно творчеству Эйнштейна.

Одно из главных побуждений к занятию наукой, по словам Эйнштейна, состоит в том, чтобы «каким-то адекватным способом создать в себе простую и ясную картину мира... Этим занимается художник, поэт, теоретизирующий философ и естествоиспытатель, каждый по-своему». Наука сближается с искусством, то есть с эстетикой, и высшее эстетическое значение имеет «простая и ясная картина мира».

Эйнштейн писал о Планке: «...требование художественности является одной из главных пружин его творчества». «Книга Планка представляет собой ясное и последовательное введение в проблемы излучения, чтение которой доставляет даже «посвященному» большое эстетическое удовлетворение». О Боре: «...это – наивысшая музыкальность в области мысли».

В приведенных словах эстетика традиционно связывается с искусством («художественность», «музыкальность»), но речь идет именно о красоте науки.

Известно глубокое внимание Эйнштейна к искусству – к художественной литературе и музыке, известны его слова о том, что Достоевский дает ему больше, чем математик Гаусс. Эйнштейн непосредственно ощущал неразрывную связь науки и искусства, задачи которых в конечном счете едины – они сводятся к познанию и отображению гармонии реального мира. Связь науки и искусства одновременно означает связь науки и эстетики.

Другой большой ученый нашего века, Дирак, считал эстетический критерий первостепенным в научном творчестве. Эстетика – высший критерий научной истины.

Приведем слова Больцмана, написанные о работе Максвелла: «Сначала величественно выступают вариации скоростей, затем вступают, с одной стороны, уравнения состояния, а с другой, уравнения центрального движения, и все выше вздымается хаос формул, но вдруг звучат четыре слова: «Возьмем n = 5». Злой демон ν (относительная скорость двух молекул) исчезает так же внезапно, как неожиданно обрывается в музыке дикая, до сих пор все подавлявшая партия басов. Как от взмаха руки кудесника, упорядочивается то, что раньше казалось неукротимым. Нечего объяснять, почему произведена та или иная подстановка: кто этого не чувствует, пусть не читает Максвелла. Он не автор программной музыки, которой должно комментировать свои ноты. Стремительно раскрывают перед нами (формулы результат за результатом, пока пас не ошеломит заключи тельный эффект – тепловое равновесие тяжелого газа, и занавес падает». (Л.Больцман. Избранные труды. М., «Наука», стр. 485, 1984г.)


Случайные файлы

Файл
141475.rtf
49228.rtf
10322-1.rtf
65316.rtf
150822.rtf




Чтобы не видеть здесь видео-рекламу достаточно стать зарегистрированным пользователем.
Чтобы не видеть никакую рекламу на сайте, нужно стать VIP-пользователем.
Это можно сделать совершенно бесплатно. Читайте подробности тут.