Необходимость и случайность, возможность и действительность в причинных связях

1. Причинность и необходимость

Конспектируя «Науку логики» Гегеля, В. И. Ленин отметил, что категории причинности здесь уделено не столь уж большое внимание в сравнении с другими философскими системами. «Почему? Да потому, что для него каузальность есть лишь одно из определений универсальной связи, которую он гораздо глубже и всестороннее охватил уже раньше, во всем своем изложении, всегда и с самого начала подчеркивая эту связь, взаимопереходы etc. etc.»^[1].

Понимание того, что причинность есть лишь частичка мировой универсальной связи, отражаемой всей системой законов и категорий диалектики как учения о развитии и всеобщей связи, имело своей предысторией иные концепции природы всемирной связи. Для стиля естественнонаучного мышления XVII—XVIII вв. и для философии того времени причинность (например, лапласовский детерминизм) выступала как важнейшая, преобладающая и чуть ли не единственная форма взаимной связи вещей в окружающем мире. Данное состояние Вселенной рассматривалось как необходимое следствие ее предыдущего состояния и как причина последующего. Связь причин и следствий с необходимостью предопределяла с этой точки зрения все, что происходит и произойдет когда-либо в мире.

Такое понимание причинности и природы связей приводит к фатализму, хотя и в материалистическом его варианте. Из чего же проистекает ошибочность лапласовского детерминизма, приводящего к фаталистическим выводам? Очевидно, что мы не можем отказаться ни от того принципа, что каждое явление в мире имеет порождающую его причину и что беспричинных явлений нет, ни от того, что определенная причина с необходимостью порождает в данных условиях определенное следствие. Но как же тогда можно избежать выводов в духе фатализма и ограниченности лапласовского детерминизма?

Лапласовский детерминизм довольно хорошо соответствует лишь узкой области реальных явлений, рассматриваемых в течение ограниченного промежутка времени, например механическому движению планет Солнечной системы без учета внутренней эволюции Солнца и планет. Можно сказать, что если бы в мире не было процессов принципиально иной природы, чем механическое движение, то лапласовская модель детерминизма полностью соответствовала бы действительности.

В. И. Ленин писал о философских категориях как о ступеньках познания мира, как об узловых пунктах, помогающих познавать мир и овладевать им. В естественнонаучном мышлении за последние 150—200 лет можно наметить несколько этапов все более глубокого познания и овладения системой связей, выступающих в явлениях природы как связи детерминации. Материалистическая диалектика на основе единства логического и исторического включает в себя все лучшие достижения в развитии практики и познания. Рассматривая проблему в направлении от простого к сложному, мы также будем в общих чертах следовать основным этапам этого развития.

Первоначально, в период становления естествознания, признавалась всеобщность причинных связей (нет беспричинных явлений) и необходимый, закономерный характер связи причины со своим следствием. Далее в концепцию детерминизма были широко включены статистические законы и была признана существенная роль не только необходимости, но и случайности. Современное развитие кибернетики предполагает усложнение концепции детерминизма на основе раскрытия роли информационных процессов и процессов управления в системе связей, детерминирующих поведение достаточно сложных систем.

Особое значение для глубокого анализа всей системы философских представлений о причинности и закономерности имело развитие квантовой механики. Хотя теперь уже совершенно ясно, что новые обобщения были, в основном, обусловлены спецификой мира квантовых процессов, философский анализ проблемы детерминизма в квантовой механике позволил выявить границы применимости целого ряда идеализаций, включавшихся в классические представления о детерминизме, прежде всего существенную ограниченность идеализаций, связанных с лапласовским детерминизмом. Обогащение концепции детерминизма связано с созданием и применением в методологии науки и практики более развитых и совершенных систем идеализаций, находящих подтверждение в определенных классах явлений. Каждый из этапов вскрывает определенную ограниченность существовавших ранее представлений и идеализаций, демонстрирует необходимость их обогащения и усложнения. Общие принципы материалистической диалектики дают-ключ к научному анализу процесса развития представлений о детерминизме.

Причинность и простейшие формы необходимых и случайных связей.

Примем за отправную точку модель, предложенную в свое время Г. В. Плехановым: необходимой является последовательность событий, обусловленных внутренней закономерностью существования данного объекта; для каждого объекта последовательность таких, событий образует связанную цепь — линию существования данного объекта, последовательность смены его состояний; случайность проявляется в точке пересечения двух линий существования, двух таких необходимых последовательностей^[2]. Случайность, таким образом, носит с этой точки зрения лишь внешний характер, она не порождается самим внутренним процессом существования данного объекта. В ряде случаев такое толкование соответствует действительности и позволяет понять ее явления гораздо более глубоко, чем в рамках концепции однозначных и необходимых связей между всеми объектами Вселенной.

Приняв, что последовательность состояний данной вещи не есть последовательность причин и следствий, а есть последовательность этапов становления следствий при воздействии некоторых причин (внутренних и внешних)^[3], мы можем сделать некоторые выводы, следующие из этой модели: 1) пересечение двух линий существования есть одновременно причинная связь одного объекта с другим; 2) внешнее причинное влияние на данный объект есть случайность (для данного объекта и для носителя причинного действия); 3) в этом пересечении каждый объект выступает как причина некоторых изменений в другой вещи, процесс в целом представляет собой взаимодействие. Возможность выделить из единого процесса взаимодействия две его стороны — причинное действие одного тела на другое и второго на первое — тем и определяется, что эти стороны разнесены на два самостоятельных процесса развития двух разных необходимостей.

В отсутствие внешних воздействий вещь испытывает изменения, рассматриваемые как этапы развития внутренней необходимости. Ограниченность рассматриваемой модели состоит в том, что она не включает в себя понятие случайности, имеющей внутреннее происхождение (а радиоактивный распад атомов, например, есть как раз такой процесс, в котором приходится признать наличие внутренних случайностей). Эта ограниченность может быть преодолена рассмотрением объектов как сложных систем из многих взаимодействующих элементов, в том числе разнородных. В силу относительной самостоятельности элементов и их разнородности некоторые изменения элементов не связаны с общим процессом существования системы и выступают как случайные.

Поскольку внешняя причина выступает как внешнее воздействие, как пересечение двух необходимых линий, — она выступает как случайность. Вступит в действие данная причина или не вступит, вступит в одних условиях или в других — все это подвержено изменениям, может произойти иначе или совсем не произойти.

Однако если причинное воздействие началось, оно уже с необходимостью порождает определенное при данных условиях следствие (закон причинности). Изменения обоих тел, вступивших во взаимодействие, образуют необходимую последовательность событий (или фаз изменения состояния). Впрочем, еще до фактического пересечения двух процессов явление приобретает черты необходимости, ибо при данных условиях существует такой минимальный интервал времени, в рамках которого пересечение становится неизбежным и не может быть предотвращено хотя бы даже вмешательством человека — оно уже не может не произойти. В пределе, если «интервал неотвратимости» сделать очень большим, мы получим концепцию детерминистов прошлого: все в мире происходит только по необходимости и не могло произойти иначе, чем так, как произошло (Б. Спиноза, П. Гольбах и др.).

Хотя у нас еще нет полной картины, уже на этом этапе мы можем частично объяснить парадокс фатализма: к двум несомненно верным положениям — нет беспричинных событий и причина закономерно порождает определенное следствие — в лапласовской концепции не добавлено ограничение; что анализ ведется только в рамках «интервала неотвратимости», в то время как вне этих рамок пересечение данных двух линий существования не является необходимым, а является случайным, оно может быть, но может и не быть. Понятно, что в условиях, например, движения планет в космическом пространстве «интервал неотвратимости» весьма велик, поскольку тут не так уж много действующих факторов, способных изменить тенденцию двух линий существования к пересечению, а многие важные факторы, изменяющие ход событий, действуют медленно (за сотни миллионов, если не за миллиарды лет).

Попытаемся теперь включить в нашу систему связи, характеризуемые категорией возможности. Если мы имеем достаточно большое множество объектов определенного вида и подвергаем его множеству самых разнообразных воздействий, то в результате за достаточно продолжительное время на этом множестве осуществятся все возможные для объектов данного вида процессы или состояния. Иначе говоря, в массе событий все возможное актуализируется, становится действительным. Это, правда, некоторая идеализация, но она становится близкой к реальности, если принять во внимание, что, по-видимому, во всех процессах и явлениях мира число возможных качественно различных состояний каждого из объектов конечно (и часто даже весьма невелико). В этом проявляется тот всеобщий принцип структурной организации материй, который может быть охарактеризован как дискретность, атомизм. Во многих случаях дискретным является и множество возможных количественных характеристик. В тех случаях, когда это не так (или, по-видимому, не так, так как можно предположить, учитывая особенности микромира, что бесконечно малые количественные различия в природе не реализуются), вполне допустимо в качестве методического приема разбить множество возможных значений количественных характеристик на конечное число интервалов и игнорировать малые различия количественных характеристик внутри одного интервала.

Если некоторое качественно определенное состояние объекта характеризуется с количественной стороны численными значениями п различных величин, то это состояние может быть изображено точкой в n-мерном абстрактном пространстве. Если с учетом специфики объекта или на основе упрощающей идеализации мы введем дискретность в значения количественных характеристик, то наше n-мерное пространство разобьется на конечное число ячеек. Изменение состояния объекта будет тогда выглядеть в абстрактном пространстве как переход из одной ячейки в другую. Переход объекта в качественно новое состояние с новым набором характеризующих его параметров будет выглядеть как переход в другое пространство, опять-таки разделенное на конечное число дискретных ячеек.

Если число объектов данного вида намного больше, чем общее число всех ячеек во всех доступных для этих объектов пространствах, то мы вправе рассчитывать, что это множество объектов под влиянием самых разнообразных воздействий распределится по всем возможным ячейкам, т. е. в нем фактически осуществятся все возможные состояния, причем в одной и той же ячейке может находиться несколько объектов, которые будут иметь одинаковое состояние.

Распределение множества объектов по совокупности ячеек, олицетворяющих собой все возможные для объектов данного вида состояния, обычно оказывается неравномерным: ячейки, в которые обычно попадает больше объектов, чем в другие, представляют более вероятные состояния. Говоря в самой общей форме, вероятность состояния характеризует как «склонность» объектов данного вида к данному состоянию (например, оно может быть состоянием большей устойчивости объекта), так и особенности внешних воздействий на данные объекты (например, преобладание воздействий одного характера над другими).

Под влиянием продолжающихся воздействий объекты переходят из, одних ячеек в другие, но, если характеристики внешнего воздействия не изменяются, при этом устанавливается подвижное динамическое равновесие. На смену ушедшим из данной ячейки абстрактного тг-мерного пространства объектам приходят другие, причем в менее вероятных ячейках число объектов остается небольшим, а в более вероятных соответственно больше.

При этом необходимо также учесть, что видов взаимодействия с внешними объектами гораздо меньше, чем самих внешних объектов. Поэтому один и тот же объект из числа данных может перейти в некоторое состояние как под влиянием воздействия одного внешнего объекта, так и под влиянием другого и даже под влиянием внешнего объекта иного вида, чем предыдущий.

Поэтому общее состояние множества объектов данного вида, подверженных систематическому воздействию внешней среды, является более или менее определенным, независимо от конкретных обстоятельств причинных воздействий на каждое из данных тел.

Таким образом, в достаточно большом множестве однотипных объектов, подвергающемуся разнообразным внешним влияниям, осуществляются все возможные для данного типа объектов способы взаимодействия, а в результате этого осуществляются все возможные для них состояния. Иначе говоря, в достаточно большой массе объектов все возможное становится действительным. Так, в городе с достаточно многочисленным населением за сравнительно небольшой срок осуществляется практически все, что вообще может случиться с человеком. Это утверждение может рассматриваться не только как констатация совершившегося, но и как основание для прогнозов на будущее, притом без сколько-нибудь детального учета конкретного сплетения причин и следствий.

Так, в массе случайных событий обнаруживается необходимость исключительно благодаря тому обстоятельству, что в массе событий все возможное становится действительным.

Причинность и статистические законы.

Трудности в истолковании природы и происхождения статистических законов вытекают как раз из проблемы видимого противоречия между причинностью и статистическими законами. Если связь между причиной и следствием подчинена однозначному закону и все в мире причинно обусловлено, то как вообще возможен статистический закон с присущей ему неоднозначностью предсказаний относительно поведения индивидуального объекта? Вот вопрос, который волновал многих ученых, и среди них П. Лапласа, А. Пуанкаре, Э. Бореля, М. Смолуховского, А. Я. Хинчина^[4].

Используя некоторые идеи А. Пуанкаре, Э. Бореля, М. Смолуховского и А. Хинчина, попытаемся построить модель возникновения статистической закономерности, основанную на признании только однозначного характера связи причины и следствия.

Допустим, что мы имеем некоторый объект, с которым мы повторяем некоторого рода эксперимент, каждый раз возвращая его в одно и то же исходное состояние (ансамбль опытов). В эксперименте объект подвергается воздействию одного и того же типа, но количественные характеристики этого воздействия от эксперимента к эксперименту меняются. Мы будем при этом говорить, что случайным образом меняются «начальные условия». В соответствии с однозначной закономерной связью между причиной и следствием определенному значению «начальных условий» (т. е. характеристик причинного воздействия) будет соответствовать каждый раз вполне определенное следствие — заключительный результат.

Пусть М — множество начальных условий, а N — множество результатов. Закон однозначной связи между причиной и следствием, реализуемый фактически в совокупности (ансамбле) опытов, осуществляет однозначное отображение элементов множества М во множество N, так что каждому элементу m множества М соответствует один, и только один элемент n множества N. Для точного предсказания следствия, естественно, необходимо точное знание «начальных условий».

Пусть теперь многообразие конечных результатов ограничено. Если иметь в виду опыт с бросанием монеты, то мы вообще имеем лишь два возможных конечных состояния — «орел» и «решка». Здесь, как видим, остается в силе принцип «из одинаковых причин — одинаковые следствия», но при этом одинаковые следствия могут возникать и из разных причин (связь причины и следствия одно-многозначна).

Таким образом, соответственно наличию двух возможных — конечных результатов множество «начальных условий» М разбивается на ряд подмножеств (ячеек) двух типов: «начальные условия» из подмножеств типа I приводят к результату А («орел»), «начальные условия» из подмножеств типа II приводят к результату В («решка»). Легко понять, что при этом имеет место сочетание свойств непрерывности и дискретности: если «начальное условие» m₁ приводит к результату А, то достаточно близкое к нему «начальное условие» m₁ приводит к такому же точно результату А. Однако при дальнейшем изменении «начальных условий» в определенный момент наступает качественный скачок — некоторое «начальное условие» m₂ даст уже результат В (своеобразно проявляется закон перехода количественных изменений в качественные). При дальнейшем изменении «начальных условий» мы можем вновь получить результат A, затем вновь В и т. д. При этом в одних случаях заметное изменение «начальных условий» не приводит к изменению конечного результата, в других случаях самое ничтожное их изменение дает качественно иной результат (колеблющийся характер причинной связи, сочетание «больших следствий из малых причин» с отсутствием изменений в следствии при малых изменениях в действующих причинах).

Знание общей картины связи всех «начальных условий» с конечными результатами есть знание возможных причинно-следственных связей. Это знание уже достаточно для того, чтобы при некоторых дополнительных условиях предсказать вероятность того или иного события без конкретного знания «начальных условий». Каким дополнительным требованиям должны для этого удовлетворять «начальные условия»?

Рассмотрим серию опытов, в ходе которых «начальные условия» испытывают разнообразные изменения. При этом действительно осуществившиеся «начальные условия» могут различным образом распределиться по множеству возможных значений «начальных условий». Например, они могут распределиться так, что будут преимущественно попадать в подмножество типа I или, наоборот, в подмножество типа II. В этом случае частота появления результата А или В будет зависеть от характера распределения действительно осуществившихся «начальных условий» по множеству возможных их значений. Мы не в состоянии сделать какие-либо предсказания о возможных результатах опытов, если не знаем характера распределения «начальных условий».

Представим теперь себе, что выполняются следующие условия:

1) множество возможных «начальных условий» делится на большое число небольших по размеру зон (подмножеств) соответственно возможным конечным результатам (если имеется только два возможных результата, то имеется большое число зон двух типов, поскольку, как уже говорилось, разные причины ведут в этом случае к одинаковым следствиям);

2) эти зоны чередуются между собой всюду во множестве М;

3) действительно осуществляющиеся значения «начальных условий» от опыта к опыту испытывают случайные колебания, намного превосходящие размер одной зоны.

Оказывается, что при этих условиях частота появления того или иного результата в массе опытов совершенно не зависит от характера распределения действительно осуществляющихся «начальных условий» по множеству возможных «начальных условий», она зависит только от соотношения площадей (мер) зон первого и второго типов.

В самом деле, в какой бы области множества возможных «начальных условий» ни сосредоточивались действительно осуществляющиеся «начальные условия», они, согласно условию 3, неизбежно захватят много разнотипных зон. В силу малого размера самих зон по сравнению с разбросом «начальных условий» и при условии, что близко расположенные разнотипные зоны приблизительно равны друг другу по площади, фактически осуществляющиеся «начальные условия» имеют примерно одинаковые шансы попасть как в зоны первого, так и в зоны второго типа. В таком случае в рассматриваемой идеализированной модели мы можем видеть «механизм», обеспечивающий ту очень важную особенность взаимной связи причин и следствий, которую М. Смолуховский называл «равным распределением шансов между элементарными событиями», считая ее условием возникновения статистической закономерности простейшего типа.

Если площади двух соседних зон не будут приблизительно равны, то один из результатов будет осуществляться чаще, чем другой. Одним словом, отношение частот появления, разных^ результатов определяется отношением площадей соответствующих зон.

Если связать между собой частоту и вероятность, то вероятность можно теоретически вычислить на основе знания общего характера причинно-следственных связей для того или иного процесса:

W_A = P_I / (P_I + P_II)

где W_A — вероятность первого результата,

P_I — площадь (или некоторая мера) зоны первого типа,

Р_II —площадь (мера) зоны второго типа.

Выдвигаемая нами гипотеза состоит в том, что предложенная модель является не частной, а всеобщей моделью возникновения статистических закономерностей в классической области явлений — по-видимому, они порождаются одно- многозначным .характером связи причины и следствия. При этом оказывается возможным совместить статистический характер закона с идеализацией строго однозначной связи между причиной и следствием, между «начальными’ условиями» и конечным состоянием. Таким образом, признание статистического характера законов отнюдь не противоречит однозначной связи между причиной и следствием, как это иногда полагают.

2. Причинность и случайность в сложных системах

Познание и практическое освоение все более сложных систем выявляет достаточно отчетливо ограниченность также и той идеализации, которая связана с представлением о парном характере причинной связи как воздействии одной вещи на другую (линейная причинность). В. И. Ленин подчеркивал «всесторонность и всеобъемлющий характер мировой связи, лишь односторонне, отрывочно и неполно выражаемой каузальностью»^[5]. «Чтобы понять отдельные явления, — писал Ф. Энгельс, — мы должны вырвать их из всеобщей связи и рассматривать их изолированно, а в таком случае сменяющиеся движения выступают перед нами — одно как причина, другое как действие»^[6]. Идеализация состоит в том, что действие A и В рассматривается как зависящее от условий, но не влияющее на них. На самом же деле и А и В представляют собой элементы некоторой системы взаимосвязанных элементов (или двух таких систем). В силу взаимосвязи и взаимообусловленности элементов в системе изменение А и В неизбежно повлияет на другие элементы и на состояние системы в целом, а это в свою очередь окажет влияние на А и В, непосредственно не рождаемое их парным взаимодействием.

Следуя приведенным высказываниям В. И. Ленина и Ф. Энгельса, правомерно поставить вопрос: не соответствует ли в большей степени духу диалектики как учения о всеобщей связи такое понимание природы детерминации, при котором данные явления не вырываются из всеобщей связи или по крайней мере из существенных связей данной системы, при котором вместо парных причинно- следственных связей рассматривается сеть таких связей? Возможно, здесь на смену понятию обычной причинной связи (линейной) должно прийти понятие нелинейной причинности (обсуждавшееся, в частности, Г. А. Свечниковым^[7]). Анализ взаимной связи категорий причинности и системы, несомненно, должен обогатить диалектическое учение о связях детерминации. В рамках данного рассмотрения мы можем остановиться лишь на отдельных вопросах связи категорий причинности и системы.

Устойчивость системы против случайных воздействий.

Классические философские концепции причинности, опиравшиеся на принципы классической механики, исходили из условий непрерывности причинно-следственных связей. Малые изменения в причине, согласно этим концепциям, должны вызывать пропорциональные, столь же малые изменения в следствии. В некоторых частных случаях такое представление оправдывается, но в общем случае оно неверно, если учесть наличие качественно различных видов материальных систем и качественно различных видов движения материи.

Качественно своеобразный вид материи и качественно своеобразная форма движения материи обладают, как об этом свидетельствует вся совокупность современных научных данных, определенным запасом устойчивости. Именно благодаря этому запасу внутренней устойчивости в причинно-следственных связях имеет место закон перехода количественных изменений в качественные: внешнее воздействие не вызывает существенных изменений качественно своеобразного вида материи или качественно своеобразной формы движения материи, если оно не превышает некоторую определенную границу — границу меры. Благодаря этому наблюдается своеобразный парадокс: причинное воздействие есть, а явно обнаруживаемого следствия нет. Ключ к решению этого парадокса лежит в выяснении диалектики взаимосвязи качественно различных видов материи и форм ее движения.

Каждая достаточно сложная материальная система участвует в нескольких качественно различных формах движения материи, она включает в себя и относительно более простые виды материи. Пользуясь аналогией из области процессов микромира, будем различать «упругие» и «неупругие» взаимодействия данной системы. «Упругие» взаимодействия имеют место, когда степень воздействия ниже некоторого порога — при этом нет изменений в высшей для данной системы формы движения материи, нет изменения в состоянии данной материальной системы, рассматриваемой в целом как вид материи. Однако изменения, вообще говоря, есть — они имеют место на более низких структурных уровнях и относятся к низшим формам движения материи. При этом в целостной материальной системе они таковы, что удовлетворяется принцип Ле Шателье: внешнее воздействие вызывает такого рода изменения в системе, в результате которых внешнее воздействие на систему ослабляется.

Таким образом, последовательность процессов, обусловленных внутренними закономерностями существования данного качественно-своеобразного объекта (необходимость) имеет возможность осуществиться в большой степени независимо от того, каковы будут внешние воздействия (если эти внешние воздействия по своей величине не превышают меры). Разумеется, есть немало таких возможных внешних воздействий, которые превышают меру и серьезным образом нарушают обычный ход событий, обусловленный внутренними закономерностями существования объекта. В свою очередь было бы неправильно отрывать внутреннее от внешнего. Осуществление внутренней необходимости весьма часто определяется специфическими внешними взаимодействиями (например, дыхание, питание, размножение и т. п.).

Для подобных процессов случайность непосредственно выступает как форма проявления и способ осуществления необходимости. В сравнительно сложных системах можно i отметить свойство избирательности к такого рода взаимодействиям. Взаимодействия, которые оказываются необходимыми для осуществления назревших внутренних процессов и выступают как дополнение необходимости, не ослабляются, а, наоборот, поддерживаются и усиливаются в ходе взаимодействия за счет внутренних источников. По аналогии с процессами микромира такого рода процессы можно было бы назвать «резонансными» взаимодействиями. Естественно эти процессы включаются в обеспечение устойчивости рассматриваемой системы.

Если имеется достаточное количество разнообразных взаимодействий (для чего необходимо наличие достаточно большого числа материальных тел в относительно небольшом пространственном объеме), то все возможные, процессы за сравнительно небольшой отрезок времени осуществятся — в том числе и те, которые оказываются необходимыми для осуществления назревших внутренних процессов. Не в этот момент времени — значит, в следующий — соответствующий процесс осуществляется. Необходимость прокладывает себе путь через случайности и благодаря случайностям. Многократное дублирование (благодаря большому числу взаимодействий разнообразного характера) гарантирует относительную надежность осуществления назревшей связи внутреннего с внешним в рамках необходимого интервала времени.

Система, количественные параметры которой изменились так, что она находится на рубеже качественных изменений (на границе меры), оказывается в неустойчивом, нетастабильном состоянии. Малейшее внешнее воздействие (практически любой природы) выводит систему за границы меры, давая начало существенным изменениям, коренным перестройкам структуры этой системы. Процесс приобретает лавинный характер, поскольку в действие вступают внутренние силы. Создается видимость того, что малые причины рождают несоразмерно большие следствия. На самом деле, было бы неправильно считать этот последний толчок полной причиной всего происшедшего изменения — причина в данном случае лежит внутри, точнее, основание находится внутри. Малый толчок играет здесь роль «спускового механизма».

Система, находящаяся в метастабильном состоянии, с неизбежностью испытывает качественное изменение, так как в условиях существования окружающей среды то или иное воздействие, достаточное для того, чтобы сыграть роль «спускового механизма», обязательно происходит. Однако именно потому, что любая случайность может сыграть роль «спускового механизма», возрастает в необыкновенной степени роль случайностей.

Причинные связи у систем с управлением и проблема фатализма.

В достаточно сложных системах, обладающих управлением, внешние причинные воздействия оказывают совершенно иное влияние на систему по сравнению с теми случаями, когда система не обладает управлением.

Суть фатализма, как нам представляется, состоит прежде всего в том, что внутреннее в системе ставится в одностороннюю зависимость от внешнего, и притом такого внешнего, которое по своей природе относится к более низшей форме движения материи. Фатализм в этом смысле всегда есть механицизм, точнее, редукционизм (сведение высших форм движения материи к низшим, к одной-единственной низшей).

В этом плане признание неизбежности утверждения — как бы ни пытались те или иные люди противостоять этому — новой общественной формации (под влиянием прежде всего внутренних общественных процессов) не есть фатализм, а признание того, что ход исторических событий может измениться под влиянием шального атома в мозгу завоевателя, есть фатализм.

Природа в целом не фаталистична уже потому, что существуют качественно различные формы движения материи, обладающие относительной самостоятельностью по отношению к низшим формам. Многообразие форм материальных связей реальной действительности не оправдывает концепции редукционизма, сведения высшего к низшему или утверждение односторонней обусловленности высшего низшим. Мы уже говорили, что благодаря внутренней устойчивости более высоких форм движения материи возникает относительная независимость состояний высших форм движения материи по отношению к воздействиям низших форм движения.

Эта относительная независимость и характер устойчивости не остаются одинаковыми — с переходом к более высоким формам движения материи качественно изменяется и форма устойчивости, а также механизм ее обеспечения.

Одним из таких качественно своеобразных механизмов и является управление, зачатки которого можно обнаружить в достаточно сложных системах неживой природы, но которое становится типичным механизмом обеспечения устойчивости по отношению к воздействиям сложной среды лишь у достаточно сложных живых организмов, а также может быть воспроизведено в кибернетических устройствах, созданных человеком.

Управлением мы будем называть такой способ реагирования системы на воздействия внешней среды, при котором: а) внешнее воздействие (не превышающее меры) порождает по закону причинно-следственной связи изменения не во всей системе, а прежде всего в особой подсистеме повышенной чувствительности; б) изменения в подсистеме повышенной чувствительности порождают уже по другому закону причинно-следственной связи изменения в подсистеме координации (аппарате собственно управления); в) изменения в подсистеме координации порождают по закону причинно-следственной связи изменения в подсистеме ответных реакций (исполнительном аппарате); г) исполнительный аппарат оказывает на агент внешнего воздействия такое ответное действие, которое не определяется автоматически характером самого этого действия как простое следствие этого воздействия или обычное противодействие по законам механики.

Это последнее свойство можно рассматривать как проявление таких следствий, которые не определяются действующими причинами самими по себе. Это и есть выражение присущей живым организмам качественно новой ступени относительной самостоятельности, которую можно определить как низшую ступень свободы. Еще большее освобождение от простого воспроизведения прямых следствий действующих внешних причин дает та высшая ступень свободы, которую шаг за шагом осваивает человек, — свободы, основанной на подчинении все новых и новых процессов природы через процесс осознанного труда и практического использования познанных законов природы и самого общества.

Разумеется, изложенное можно рассматривать лишь как самые общие наметки некоторых исходных принципов решения проблемы фатализма на основе теории марксистского детерминизма, включающего в себя свободную деятельность человека. Рамки данной работы вынуждают нас ограничиться сказанным.

3. Причинность, возможность и действительность в квантовых процессах

Если одно направление развития и обогащения учения о детерминизме связано в истории науки с познанием все более сложных систем, с познанием принципов детерминации развивающихся систем, систем с управлением, включая детерминацию психических и социальных процессов, то другое важное направление связано с познанием и освоением внутриатомных процессов. Развитие квантовой механики выявило необходимость дальнейшего обобщения категорий причинности, случайности, возможности. И хотя это обобщение непосредственно служит целям распространения общефилософских категорий на специфические явления микромира, оно неизбежно обогащает общее диалектико-материалистическое учение о категориях.

Принято считать, что развитие квантовой теории поставило в центр внимания проблему причинности. И действительно, по этой проблеме имеется весьма большой объем публикаций. Лишь в самое последнее время все более определенно начинает складываться убеждение, что на самом деле такой центральной проблемой, от решения которой зависит и трактовка причинности в квантовых процессах, является проблема необычной роли категории возможности в отражении законов и причинных связей микромира.

Дискуссия по проблеме причинности в квантовой теории, начавшаяся с возникновения этой теории, достаточно известна. Многие аспекты этой дискуссии, по которым споры вначале шли на чисто философской основе, могут быть теперь решены с привлечением не только философских, но й конкретных, в том числе экспериментальных данных. Не ставя своей задачей дать сколько-нибудь полный анализ этой дискуссии, постараемся кратко обрисовать то, что на сегодняшний день установлено, по-видимому, бесспорно.

Принцип и закон причинности. В ходе дискуссии не раз высказывались утверждения, что принцип причинности не действует в микромире. При некоторой конкретизации самого содержания принципа причинности сейчас можно сказать, что в тех процессах, где применима современная теория, это утверждение неверно. Принцип причинности остается одним из фундаментальных положений современной квантовой теории поля^[8].

Принцип причинности в квантовой теории утверждает, что микрообъект не может испытать изменение, требующее воздействия извне, раньше, чем это воздействие произойдет. Однако этот принцип еще ничего не говорит о том, какого рода изменение произойдет, когда воздействие осуществится, будет ли это изменение всегда одним и тем же при данных условиях или оно может быть различным. Другими словами, принцип причинности еще не предопределяет характер устойчивой, повторяющейся, необходимой связи между причиной и следствием при данных условиях, т. е. не предопределяет закон причинности.

Проблема причинности в квантовой механике, как показывает анализ, связана именно с законом причинности, поскольку обнаружилось, что микрообъекты, находящиеся в одном и том же состоянии при одном и том же взаимодействии, могут претерпевать неодинаковые изменения. Возможен ли в природе случайный характер связи между причиной и следствием, когда данная причина при данных условиях у одинаковых объектов порождает любое из множества различных следствий, так что лишь для большой массы событий можно установить статистические отношения между причинами и следствиями?

Мысль о том, что два одинаковых объекта, находящиеся в совершенно одинаковых условиях и подвергающиеся совершенно одинаковым воздействиям, могут испытать неодинаковые изменения, казалось бы, противоречит всякому разумному представлению о смысле понятия тождества двух объектов — тождественные объекты не могли бы вести себя различно в тождественных условиях. Если два объекта одного рода ведут себя при воздействии на них неодинаково, то для этого должны быть основания или в различии состояний объектов, или в различии условий, или в различии воздействий. Таким образом, представляется, что сам смысл понятия тождества требует признания строго однозначного закона причинности: одинаковые причины в одинаковых условиях приводят однозначно к одинаковым следствиям. Закон причинности статистического типа с этой точки зрения представляется невозможным.

Предполагая, хотя бы неявно, справедливым принцип тождества, многие физики, а также и философы считали, что микрообъекты, обнаруживающие неодинаковое поведение, несмотря на то что они находятся в одном и том же квантово-механическом состоянии, характеризуемом волновой функцией, должны обладать какими-то внутренними различиями. Это означало, что представление состояния частиц волновыми функциями является неполным и что имеются некоторого рода «скрытые параметры», не учитываемые аппаратом квантовой механики либо в силу недостаточности наших знаний, либо в силу того, что эти параметры характеризуют действие случайных факторов, от которых абстрагируются законы квантовой теории, выявляющие, как и всякие другие законы, только необходимое, устойчиво повторяющееся.

Сегодня можно сказать, что невозможность введения «скрытых параметров» в квантовую теорию имеет не только теоретическое, но и экспериментальное обоснование (разумеется, при определенной конкретизации понятия «скрытых параметров»)^[9].

В этих условиях противоречие с принципом тождества, видимо, может быть разрешено тем, что вводятся представления о неопределенности значений некоторых физических величин в каждом квантово-механическом состоянии^[10]. Две частицы должны рассматриваться как совершенно тождественные, если все физические величины, не имеющие в данном состоянии определенного значения, характеризуются одинаковой степенью неопределенности (выраженной известными соотношениями неопределенностей Гейзенберга), а все физические величины, имеющие в этом состоянии определенное значение, одинаковы (естественно, списки величин, имеющих определенное значение и не имеющих такового, соответственно совпадают). Оказывается, что по отношению к величинам, имеющим в данном состоянии определенное значение, процесс соответствующего взаимодействия оказывается однозначно определенным и, таким образом, осуществляется классический принцип: «Одинаковые причины — одинаковые следствия». Неоднозначность квантово-механических переходов обнаруживается лишь по отношению к величинам, которые в исходном состоянии не имели определенного количественного значения.

Однако когда происходит взаимодействие соответствующего вида, выявляется определенное значение и тех величин, которые не обладали первоначально этим определенным значением. В отличие от классической физики в квантовой механике неправомерно говорить, что такое взаимодействие выявляет то определенное значение величины, которое и ранее было присуще частице, но не было известно экспериментатору. Чтобы избежать противоречия с принципом тождества, необходимо признать, что различие между частицами, обнаружившими разные значения одной и той же величины во взаимодействии, формируется в тот самый момент, когда оно выявляется — его не было ранее в виде различия значений некоторых «скрытых параметров». Частицы обладали только одинаковыми возможностями обнаружить различные значения этой величины — и это реализуется в процессе взаимодействия. Вопрос о механизме перехода от неопределенного значения некоторой величины к одному из возможных определенных значений остается на современном уровне наших знаний неясным.

В рамках подобной модели приходится признать, во- первых, что в квантовой области своеобразно действуют законы сохранения. При переходе от неопределенного значения, например, энергии к определенному ее значению нельзя сказать, что закон сохранения энергии нарушается, хотя нельзя и утверждать, что он соблюдается^[11]. Это имеет прямое отношение к трактовке закона связи между причиной и следствием, ибо первое возражение против утверждения, будто одинаковые причины могут рождать разные следствия, сводится к тому, что при этом были бы нарушены законы сохранения. Специфика способа проявления закона сохранения в квантовых явлениях естественно должна сказываться и на специфике связи между причинными воздействиями и следствиями.

Во-вторых, неопределенность значения ряда физических величин до осуществления взаимодействия соответствующего рода меняет определенным образом представления о свойствах вещей (или об основаниях свойств) как стабильных и неизменных характеристиках, однозначно определяющих исход соответствующего воздействия. Признание таких стабильных оснований в свете сказанного также равносильно признанию «скрытых параметров».

В-третьих, по-иному выглядит аргумент от принципа тождества: не обладая до взаимодействия определенными значениями некоторых величин, частицы обладают одинаковыми возможностями проявления каждого из возможных значений. То, чем устойчиво обладают частицы до взаимодействия, — это возможности проявления определенных значений соответствующих физических величин при осуществлении взаимодействий соответствующего вида.

В силу изложенного становится очевидной специфичность квантово-механической статистики — «механизм» возникновения статистических законов квантовой механики уже явно не может быть объяснен той классической моделью, основанной на идеализации полной и абсолютной определенности всех «начальных условий» и их однозначной связи с конечными результатами процесса, которую мы изложили на предшествующих страницах. В лучшем случае лишь некоторые черты той модели воспроизводятся здесь — прежде всего дискретность состояний, конечное число возможных результатов.

Категория возможности в процессах микромира.

В макроскопических процессах мы привыкли к тому, что состояние любого объекта определяется некоторыми характеристиками, рассматриваемыми как действительно ему присущие, а не как только возможные. Сама возможность при этом понимается как некоторого рода действительность, являющаяся источником новой действительности.

Здесь, правда, требуется некоторое уточнение, так как характеристика свойств всякого предмета есть фактически характеристика поведения предмета в некотором возможном взаимодействии. Свойство всегда выступает как способ проявления данного предмета в его отношении к другому предмету. В этом случае можно сказать, что если нет другого предмета, характеристика свойств данной вещи представляет собой не что иное, как характеристику ее возможностей по отношению к некоторого рода взаимодействию (например, «сахар растворим в воде»).

В то же время при взаимодействии двух тел одно из них действует на другое в соответствии с законом связи между причиной-следствием. Таким образом, в целом получается, что причинная связь есть действие вещи на другую сообразно ее свойствам, а свойства данной вещи суть выражения присущих ей причинно-следственных законов, проявляющихся при всех возможных взаимодействиях.

Однако каждое свойство должно иметь основание в чем-то действительном и притом устойчивом, поскольку каждая вещь с неизбежностью проявляет соответствующее свойство при соответствующих условиях.

Таким образом, в макроскопических процессах оправдано представление об устойчивом основании свойств каждой вещи, которое присуще вещи постоянно, актуально и которое выступает как то действительное, что определяет характер всех возможных взаимодействий, т. е. проявление всех возможных свойств. Это устойчивое основание, определяющее проявление свойств при возможных взаимодействиях, есть состав и структура вещи — изменение того или другого есть изменение качества вещи, что меняет всю совокупность свойств данной вещи. Эти обстоятельства и дают возможность приписывать каждому макроскопическому телу устойчиво сохраняющуюся характеристику, однозначно определяющую проявление определенного свойства при соответствующем взаимодействии (что одновременно означает однозначный закон связи причины и следствия).

Мы уже говорили, что в квантовой механике дело обстоит не таким образом, что допущение подобного рода устойчивых (длительно сохраняющихся) характеристик, однозначно определяющих результат любого взаимодействия (проявление количественно и качественно определенного свойства), равносильно допущению долговременных «скрытых параметров» и не подтверждается имеющимися в распоряжении ученых данными.

Это вносит совершенно новые элементы в конкретные формы проявления свойств вещей в процессах микромира, а соответственно и в формы проявления причинных связей, ибо причинность есть действие вещи сообразно ее свойствам. Одновременно это вносит совершенно новые элементы в трактовку категории возможности и связи между возможностью и действительностью.

Типичный для квантовой теории способ описания микрочастиц состоит в том, что в квантовой теории состояние, задаваемое с помощью волновых функций, выражает возможности будущих взаимодействий того или иного типа, а не актуально присущие микрообъекту характеристики до и независимо от взаимодействия. Для каждого состояния, заданного волновой функцией, некоторые возможные переходы однозначно определены (и тогда по привычке говорят, что свойства, которые микрообъект обнаружит только при взаимодействии, уже присущи ему до этого взаимодействия). Другие возможные переходы в том же состоянии определены не однозначно, а только вероятно, и соответствующие характеристики не имеют определенного значения до осуществления взаимодействия определенного типа.

Сказанное выражает также присущую квантово-механическому способу описания относительность к виду взаимодействия, в силу чего он выступает как описание только возможностей.

Должны ли мы считать, что волновые функции характеризуют не более чем чистые возможности? Ответ на этот вопрос, по-видимому, недостаточно ясен в настоящее время. Однако из общих методологических соображений представляется, что всякая возможность имеет материальные основания в настоящем в виде некоей действительности. Тот факт, что квантово-механическим возможностям приходится приписывать устойчивое значение при неизменных внешних условиях, закономерное (и притом однозначное в соответствии с уравнением Шредингера) изменение под влиянием внешнего возмущения, проявление интерференции возможностей в состояниях, представленных в виде суперпозиции,— все это заставляет предполагать, что возможности поведения микрочастицы по отношению к будущим взаимодействиям определенного типа определены некоей действительностью, присущей состоянию частицы до взаимодействия, хотя и не имеющей смысла «скрытых параметров» в прямолинейном их понимании, как заранее определенных значений тех самых величин, которые проявятся при последующем взаимодействии.

В свете сказанного приходится признать, что современная квантовая теория феноменологична в том смысле, что она выявила существование устойчивых и закономерно меняющихся возможностей проявления определенных свойств микрочастиц при фактическом осуществлении взаимодействий того или иного типа, но не в состоянии сказать, какими процессами, актуально присущими микрочастице до осуществления взаимодействия, определяется устойчивость этих возможностей. Устойчивость возможностей поведения микрочастиц при заданных условиях, если не признавать актуально присущих частице материальных оснований этой устойчивости, нам представляется мистикой.

Несомненно, что ум человеческий откроет еще немало диковинного в природе (В. И. Ленин), но несомненно и то, что ум человеческий может это делать на базе определенных категориальных форм научного мышления, в частности на базе использования категории причинности, необходимости и случайности, возможности и действительности с учетом их глубокой взаимосвязи. Открывая диковинное, ум человеческий немало внесет уточнений и добавлений (или ограничений) в содержание категорий как всеобщих форм всякого научного мышления (из-за чего, собственно, и возникает представление о диковинности), и это не умаляет, а, наоборот, колоссально увеличивает потребность глубокой, творческой связи философии и естествознания.

1. В. И. Ленин. Полн. собр. соч., т. 29, стр. 146. ↑
2. См. Г. В. Плеханов. Избр. философ, произв., т. II. М., 1956, стр. 323. См. также Ж. Вассэль, Так называемый индетерминизм в атомной физике. — «Вопросы причинности в квантовой механике». М., 1955; С. Ф. Анисимов. Соотношение категорий закона, причинности, необходимости и случайности. — «Вопросы философии», 1955, № 6. ↑
3. См. Г. А. Свечников. Причинность и связь состояний в физике. М., 1971. ↑
4. См. П. С. Лаплас. Опыт философии теории вероятностей. М., 1908; Э. Ворелъ. Случай. М. — Пг., 1923; М. Смолуховский. О понятии случайности и о происхождении законов вероятностей в физике. — «Успехи физических наук», т. VII, 1927, вып. 5; А. Пуанкаре. Наука и метод. СПб., 1910, гл. IV; А. Я. Хинчин. Метод произвольных функций и борьба против идеализма в теории вероятностей. — «Философские вопросы современной физики». М., 1952. ↑
5. В. И. Ленин, Полн. собр. соч., т. 29, стр. 143. ↑
6. К. Маркс и Ф. Энгельс. Соч., т. 20, стр. 546—547. ↑
7. См: Г. А. Свечников. Причинность и связь состояний в физике, стр. 77—78. ↑
8. См., например, С. Швебер. Введение в релятивистскую квантовую теорию поля. М., 1963, стр. 394; В. Гейзенберг. Физика и философия. М., 1963, стр. 134; Д. И. Блохинцев. О причинности в современной теории поля (см. настоящее издание). ↑
9. См. И. фон Нейман. Математические основы квантовой механики. М., 1964, гл. IV, гл. VI, § 3; Д. И. Блохинцев. Основы квантовой механики. М., 1961, стр. 489; R. Winter. Large-Time Exponential Decay and «Hidden Variables». — «The Physical Review», vol. 126, 1962, N 3, p. 1152; А. И. Ахиезер, P. В. Половин. Почему невозможно ввести в квантовую механику скрытые параметры. — «Успехи физических наук», т. 107, 1972, вып. 3. ↑
10. Или представления о том, что сами эти понятия (импульс, координата и др.) неприменимы к частице до соответствующего взаимодействия, высказанные в ряде публикаций Ю. М. Ламсадзе. ↑
11. См. нашу статью «Соотношение неопределенностей и законы сохранения». — «Вопросы философии», 1967, № 2. ↑