Границы научного познания 6. Раздел 2: всесильна ли наука? Ограничения со стороны природы

2.2. Ограничения со стороны природы

Ещё одна существенная составляющая в общем вопросе о познаваемости мира — это вопрос о том, готова ли сама природа раскрыть все свои секреты человеку^[1].

Познание только расширяет горизонты непознанного

Учёные уже давно заметили парадокс: чем больше открывает наука и чем больше расширяется познание человека, тем больше раздвигаются и границы непознанного. Каждое новое открытие ведёт к пониманию, что ещё более фундаментальное знание не раскрыто^[2].

Один из величайших учёных ХХ века физик Макс Планк писал: «Наука не в силах объяснить большинство явлений. Мы постоянно сталкиваемся с тем, что решение одной проблемы неизменно тянет за собою цепь десятков новых проблем. С каждой очередной покоренной вершиной перед нами открываются новые не завоёванные высоты. Остается лишь смириться с этим, мы обречены на вечную борьбу за достижение целей, которые недостижимы по определению».

Природу микромира невозможно исследовать в полной мере

На протяжении тысячелетий в основе научной мысли лежало представление, получившее название «детерминизм»; оно подразумевает предопределенность всех происходящих в мире процессов. Это означает, что все материальные объекты взаимодействуют строго по законам природы, и их поведение — скорость, местоположение, траектория, — заранее предсказуемо, детерминировано. Такое понимание мира без затруднений позволяет точно, с нулевой неопределенностью, измерить одновременно и скорость, и координаты объекта. Так устроен всем знакомый мир, который принято называть макромиром.

Но появление квантовой физики и принципа неопределенности Гейзенберга перевернуло эти представления.

Оказалось, что в микромире, в мире квантовых явлений, сам факт измерения, к примеру, местоположения частицы приводит к изменению ее скорости, причем непредсказуемым образом. Проблема в том, что если удастся с нулевой погрешностью, то есть абсолютно точно, определить одну из измеряемых величин, неопределенность другой величины будет равняться бесконечности: о ней не будет известно ничего.

И это не потому, что приборы измерения несовершенны, а потому, что мир, по сути, оказался недетерминированным. Поэтому вопрос о местоположении частицы решается вероятностью её нахождения в том или ином месте.

И не только микромир, но и макромир всё больше понимаются в вероятностном контексте. Начиная с работ известного физика Людвига Больцмана, появляется новый раздел статистической физики, изучающий поведение систем частиц методами теории вероятности. Обычно при исследовании таких систем не интересуются случайным поведением каждой конкретной частицы, а описывают, как из движений отдельных частиц складываются усредненные свойства системы в целом.

Итак, выясняется, что в определённых областях познания при попытке получить точные знания природа принципиально не позволяет раскрыть свои секреты до конца.

Ограничения, связанные с комплексностью

Следует указать ещё на одну тайну природы — её комплексность и многослойность.

В 1982 году вышла тонкая, но необыкновенно ёмкая книжка под названием «Powers of Ten». Вся книга состоит из фотографий, изображающих окружающую нас реальность, слой за слоем, в масштабах от 10²⁵ до 10^-25. Поначалу на фотографиях видны целые галактики как маленькие точки, потом идут снимки внутри галактик, затем звёзды, Солнце и планеты, планета Земля, взгляд из атмосферы, земной ландшафт. Потом становятся видны город, квадратики домов, человек на лужайке крупным планом. Затем — фотографии его руки, кожи руки, клетки кожи, потом изображение внутренней структуры клетки, её молекулярной структуры, и так до кварков.

Каждому уровню организации материи соответствует своя научная область: астрономия, астрофизика, биология, психология, молекулярная биология, химия органическая и неорганическая, ядерная физика и т.д.

И хотя междисциплинарные исследования становятся все более распространенными, каждая из областей науки в основном раскрывает знание именно в той сфере, которой она занимается. То есть научное открытие означает, что стал более понятен только один из уровней организации материи (и, возможно, смежные с ним уровни).

Но может ли подобное открытие претендовать на истинное понимание всей реальности? Оно раскрывает только часть, а не целое реального мира, который образуют все слои вместе взятые.

Вывод

Природа скрывает свои тайны, причём порой до такой степени, что это вызывает сомнение в принципиальной возможности их постижения.

[1] Этот вопрос можно рассматривать и в контексте ограниченности природы самого человека, но эти ограничения более очевидны с точки зрения строения природы.

[2] Есть и такая формулировка: «Расширение сферы познанного ведет к увеличению площади ее соприкосновения с неизвестным».