Категория структуры в науках о природе

Для современного научного знания характерно глубокое проникновение в структуру исследуемых объектов. В силу этого понятие структуры становится необходимым и существенным элементом любой научной теории. Приступая к анализу результатов современной науки с точки зрения познания структурного многообразия материального мир, мы должны начать с общего понятия структуры. Это понятие давно уже стало предметом философского анализа в теоретических исследованиях как советских, так и зарубежных авторов.

Далее будут рассмотрены некоторые общие аспекты понятия структуры.

1. Некоторые аспекты категории структуры

Исходным понятием в анализе категории структуры является понятие системы. Предварительно можно определить систему как комплекс некоторых объектов или элементов, находящихся в определенном отношении друг к другу.

Любой объект — всегда система. Необходимо при этом различать системы, как реально существующие объекты – атом, молекула, кристалл, живая клетка, организм и т.п., — и системы понятий, характеризующих тот или иной реальный объект. Система квантовых чисел в атомной физике отличается от самого атома, который является определенного рода системой. Теоретическое воспроизведение реальной системы в познании возможно путем построения концептуальной системы. Эта последняя имеет свои структурные законы, отличные от законов материальной системы. Несомненно, между этими законами имеют место глубокие связи. Однако эти связи весьма не просты. Система науки, исследующей данный объект, конечно, отражает этот объект как реальную систему. И тем не менее анализ системы понятий имеет своим предметом нечто отличное от материальной системы, отображаемой в данной концептуальной системе.

Отличие реальных систем от концептуальных дает иногда основание относить понятие системы лишь к сфере самого знания. Сложный объект действительности, или, иначе говоря, систему реального объекта, предлагается поэтому называть структурой. Мы, однако, примем другое обозначение. Целесообразней, как нам кажется, говорить о различии материальных систем и систем, относящихся к области знания. Понятие структуры будет иметь определенное отношение и к тем и к другим системам, хотя, разумеется, это не исключает различия структур.

При достаточной сложности системы возникают трудности в процессе научного анализа бесконечного многообразия изучаемой системы. Исследуя, например, головной мозг человека как реальную функционирующую систему, можно рассматривать его и как систему атомов, и как систему живых клеток, и как систему анализирующих центров, и как систему психических функций и т. п.^[1] В любой функционирующей системе можно выделить множество классов элементов и исследовать связи этих элементов внутри данного класса. Ясно, что выделение того или иного класса элементов системы и исследование их связей позволит выявить лишь некоторый аспект реальной системы. Но при ближайшем рассмотрении оказывается, что это обстоятельство совсем не является недостатком. Скорее наоборот — возможность строить разнообразные теоретические системы относительно одного и того же объекта оборачивается величайшим достоинством. Любой материальный объект неисчерпаем. Его отображение в данной концептуальной системе всегда характеризуется ограничением этой неисчерпаемости. Именно это ограничение и открывает возможность познания неисчерпаемого объекта. Научное исследование не претендует на немедленное и всеохватывающее познание истины. Оно всегда имеет дело с относительно ограниченным и теоретически выделенным материалом.

Понятие структуры можно рассматривать как один из способов теоретического выделения системы с целью глубокого познания. Это понятие позволяет зафиксировать неисчерпаемый объект, оно переводит объект в сферу познания и делает его исчерпаемым в данной теоретической системе, доступным для исследования. Понятие структуры содержит достаточную степень ограничения и вместе с тем отражает сложность исследуемых систем. Выявляя способы исследования объективно реальных систем, научное познание приходит к понятию структуры как некоторому важному аспекту любой системы. А именно, структура, по нашему мнению, может рассматриваться как инвариантный аспект системы.

Это краткое определение понятия структуры мы попытаемся развить в последующем изложении. В физике понятие инвариантности применяется, как правило, в специальном своем значении, как сохранение физических законов по отношению к определенным преобразованиям. Однако в некоторых теоретических исследованиях физических проблем можно заметить тенденцию к более широкой трактовке этого понятия^[2]. Более широкое понимание инвариантности состоит, по нашему мнению, в том, что инвариантность выступает как сохранение любого рода объектов — вещей, свойств, отношений, — соответствующее любому типу изменений. Такое широкое понимание инвариантности согласуется с принципом единства сохранения и изменения. В соответствии с тем, как существуют многообразные формы изменения, существуют и многообразные формы сохранения в природе. Структурные исследования в любой специальной области — физике, химии, астрономии, кибернетике и т. п.— направлены к тому, чтобы вскрыть специфические законы существования и функционирования соответствующих систем. Если мы попытаемся выделить то общее, что характерно для любого структурного исследования, то мы увидим, что любая наука, исследующая системы, вскрывает специфические инварианты этих систем, хотя сам термин «инвариантность» может и не употребляться. Эти инварианты принимают многообразные формы. Они- то и составляют то, что обычно называется структурой системы. Определяя структуру как инвариантный аспект системы, мы хотим тем самым подчеркнуть, что понятие структуры выражает устойчивость системы, ее сохранение по отношению к различного рода внешним и внутренним процессам.

Идея такой трактовки понятия структуры давно уже выявляется у отдельных авторов. Однако эта идея до сих пор не получила систематического развития. Так, французский автор Ж. Юльмо, характеризуя структуру как инвариантный ансамбль отношений, не проводит различия между многообразными формами инвариантности или сохранения и не прослеживает структурную инвариантность на различных уровнях системного объекта. Мы попытаемся развить такое понимание структуры и последовательно рассмотреть структуру как инвариантный аспект системы на уровне элементов, на уровне связи элементов и, наконец, на уровне целостности.

Под структурой часто понимается некоторая совокупность отношений или связей частей. В монографии В. И. Свидерского, посвященной анализу этой категории, структура рассматривается как «способ, закон связи» элементов^[3]. Понятие элементов, например, выделяется из содержательного состава категории. В качестве структуры анализируются лишь отношения или связи. Нам кажется, что такое суженное понятие структуры в сущности совпадает с понятием отношения или связи. Л между тем существует потребность в более общем понятии, которое не совпадало бы с понятием связи. Таким понятием может стать более полное понятие структуры, в котором отношения или связи выступают лишь в качестве одного из аспектов этого понятия^[4].

Содержание категории структуры раскрывается в истории развития научного познания. Начало научного знания связано с открытием расчлененности мира на отдельные части, с поисками элементов целостной картины. Именно с понятия элементов исторически и логически начинается формирование категории структуры.

Современная атомистика стремится выявить закономерные связи найденных элементов материи, вскрыть способы образования системы из составляющих ее частей. Особый интерес к исследованию связей и отношений — характерная черта современного научного знания.

И тем не менее задача поисков элементов исследуемых систем не снимается и в современной науке. Более того, этой задаче придается огромное значение в современной атомистике.

Элементы исследуемых систем органически вплетены в их отношения. Если гипостазировать типичную для современного научного знания задачу исследования отношений, то можно прийти к суженному понятию структуры, из содержательного состава которой исключены элементы. Исторический подход к анализу категории структуры, учет принципа соответствия как важнейшей закономерности познания вынуждает включить в содержание этой категории не только отношения, но и элементы, ибо исследования элементов структуры составляют важнейшие условия познания отношений или связей.

Знание элементов и знание закономерных связей этих элементов возвращают нас к целостности структуры. На первоначальном этапе познания структурного объекта целостность этого объекта представляется внешним образом. Она скорее описывается, чем объясняется. Исследование элементов структуры и их существенных связей позволяет понять целостность рассматриваемой системы на новой, более глубокой основе.

Задача познания целостности структурного объекта не сводится к простой сумме знаний, добытых на предыдущих этапах. Исследование целостности является особой научной проблемой, и это исследование вносит новые существенные черты в познание структуры объекта.

В любом объекте можно выделить по крайней мере три главных момента — части, отношения и целое^[5]. Исследуя структуру объекта, можно говорить соответственно о трех главных аспектах категории структуры — аспекте элементов, аспекте связей и аспекте целостности. Естественно, что категория структуры может рассматриваться и в некоторых других аспектах. В частности, анализ категории структуры предполагает рассмотрение ее связи с понятием симметрии. Понятие симметрии применимо лишь к структурным объектам, иначе говоря, к таким целостным объектам, в которых можно выделить элементы и их связи и для которых можно найти единство инвариантных и вариантных свойств. С другой стороны, структура того или иного объекта может быть понята на основе законов симметрии. Познание симметрии оказывается способом выявления инвариантных аспектов систем, иначе говоря, способом познания ее структуры.

Рассмотрим каждый из аспектов категории структуры в их относительном отличии друг от друга. Начнем с элементов структуры.

2. Элементы — относительно неделимые части системы

Элемент — это прежде всего некоторого рода объект из класса объектов, образующих ту или иную систему. Для того чтобы понять предмет исследования в его сложности, необходимо расчленить его на нечто более простое, элементарное^[6]. Конечно, неразложимость элементов системы относительна. Но эта относительность выявляется лишь при весьма широком рассмотрении систем. Важно заметить, что сама возможность констатировать относительность неделимости элементов опирается на реальный факт расчлененности любой целостной системы. В любой конкретной системе с ее специфическими внутренними отношениями можно найти элементы этой системы, которые в данных отношениях являются неделимыми образованиями. Они обнаруживают свою делимость в других отношениях.

Поиски элементов не простая задача. Если эти поиски приводят к верным решениям, то эти решения становятся выдающимися открытиями в науке. Таким составляющим эпоху открытием, несомненно, была античная атомистика, учившая о неделимых элементах структуры материального мира.

Современным примером выдающегося открытия элементов структуры является выявление составных элементов атома — ядра и электронов. В наши дни нет нужды подробно разъяснять, что атомное ядро само имеет сложный состав, что физика начинает решать проблему структуры электрона. Но философское рассмотрение требует пристального внимания к самому процессу познания, в данном случае к процессу познания атомной структуры. Обратившись к этому процессу, мы увидим, что при исследовании внутренних закономерных связей атома и ядро и электроны выступали и выступают как элементарные объекты с целостными свойствами.

В процессе формирования принципиальных идей современной атомной физики можно видеть, как шли поиски неделимых элементов атомной структуры. В своей классической работе, положившей начало современной атомной физике, Нильс Бор писал: «Вследствие небольших размеров ядра, его внутренняя структура не будет оказывать заметного влияния на строение облака электронов и, следовательно, не будет никак сказываться на обычных физических и химических свойствах атома. Последние свойства… будут зависеть исключительно (подчеркнуто мною. — Н. О. ) от полного заряда и массы ядра»^[7].

Развивая свои идеи, Н. Бор еще в 1921 г., т. е. задолго до обнаружения подлинной структуры ядер, дал на основании своей модели качественное объяснение периодической системы элементов, связав эту периодичность с закономерностями внутриатомной структуры. Все это и означает, что, хотя ядро в качестве составного элемента атома по отношению, например, к радиоактивным явлениям и является сложным объектом, тем не менее это же ядро по отношению к существенным физическим и химическим свойствам атома выступает как неделимое образование. В познании этих свойств атома важно было найти целостные характеристики элементов атомной структуры и полностью отвлечься от их более тонкой структуры.

Формулируя основной принцип квантовой механики, принцип единства корпускулярных и волновых свойств микрообъектов, Луи де Бройль обращает внимание на своеобразную неделимость электрона. Развивая идеи своей первой работы, он писал следующее: «То, что характеризует электрон как атом энергии, это не маленькое место, занимаемое им в пространстве…, а тот факт, что он неделим, что он не может быть разбит на части, что он представляет собою единство»^[8]. Разрабатывая основные идеи квантовой механики, П. Дирак стремится найти критерий устойчивости составных частей материи, отличный от классического критерия. В классическом атомизме, как хорошо известно, допускалось существование последних элементов материи, которые рассматривались как абсолютно фундаментальные, абсолютно неделимые объекты. И тем не менее классический атомизм в конечном счете позволил развить систему законов механического движения.

Микроскопические элементы материи в механической картине природы выступали как конечные элементы, лежащие в основе макроструктуры мира. Зная свойства этих элементов и законы их движения, можно было в принципе знать свойства и законы движения макросистем. Но физика XX э. встретилась с необходимостью проникнуть в законы внутреннего движения известных химических атомов, которые до тех пор рассматривались как абсолютно неделимые элементы материи. Оказалось, что законы классической физики не работают во внутриатомной области. Эти законы не объясняли необычайную устойчивость атомов.

Для того чтобы объяснить их устойчивость, необходимо было найти новые, более тонкие элементы материи— составные элементы химических атомов. Однако само по себе открытие делимости атома не могло дать закономерностей его структуры. Величайшее значение открытий в атомной физике XX в. не просто в том, что новая физика обнаружила делимость химических атомов. Идея делимости известных атомов выдвигалась задолго до современной атомной физики. Выдающееся значение современных открытий в физике состоит, по нашему мнению, в том, что была найдена конкретная мера неделимости, выявлены числовые параметры, характеризующие неделимость элементов любой структуры. Можно сказать, что современная атомистика привела к осознанию проблемы количественного критерия элементарности фундаментальных частиц материи, критерия их неделимости.

В античном атомизме не возникало проблемы критерия неделимости атомов. Атомы могли иметь любые размеры, оставаясь неделимыми. Атомы бесчисленны и разнообразны по форме и по величине. По свидетельству Аэция, Демокрит учил, что могут существовать атомы размером с наш мир^[9]. Такая неопределенность в самой величине неделимых атомов логически оправдана в рамках классических механических идей, опиравшихся на принципы античного атомизма. Согласно этим идеям, все в мире подчинено одним и тем же законам движения, независимо от размеров движущихся материальных объектов. В эпоху формирования квантовой физики возникла необходимость найти адекватный критерий неделимости элементарных частиц материи и, используя этот критерий, построить новую специфическую теорию строения материи. Эти поиски были начаты еще в классической физике. Уже в XIX в. классическая электронная теория выяснила строго фиксированное значение радиуса электрона. Было определено отношение заряда электрона к его массе. Стало ясно, что заряд электрона представляет собою его целостное, далее не делимое свойство. Однако все эти параметры не получи ли еще принципиального значения в развитии теоретических знаний о структуре материи. Они еще не стали основанием для формулировки основных принципов теории. Для того чтобы найти новые принципы новой теории, необходимо было новое, более широкое понимание атомизма. Такое принципиально новое понимание атомизма началось с открытия дискретности энергетических процессов. Это и привело в конечном счете к поискам новой меры или нового критерия неделимости, который позволил бы зафиксировать определенный уровень делимости материи. Для создания теоретической системы новой атомистики необходимо было не просто эмпирически фиксировать какие-то вполне определенные весьма малые размеры составных частиц атома, но нужно было найти способы ограничения бесконечного разнообразия размеров, способы фиксации вполне определенной величины, имеющей фундаментальное значение, играющей роль элементарной клеточки складывающейся теории. Решая эту проблему, П. Дирак стремится ограничить разнообразие размеров неделимых частиц материи. Он ищет такие параметры неделимости, которые позволили бы найти абсолютные, как он говорит, элементы атомной структуры. «До тех пор, — пишет П. Дирак, — пока большое и малое являются лишь относительными понятиями, невозможно объяснить большое с точки зрения малого. Поэтому необходимо изменить классические идеи таким путем, чтобы придать абсолютный смысл понятию размера»^[10]. Этого требует, как замечает он, «всякая теория наиболее мелких частиц вещества».

П. Дирак, как и некоторые другие физики, стремится обосновать неделимость фундаментальных частиц материи посредством анализа особенностей эксперимента в квантовой области явлений природы.

П. Дирак связывает этот критерий с «пределом тонкости наших средств наблюдения». Можно не соглашаться с этим обоснованием и выдвигать другое обоснование найденным весьма общим фиксированным величинам. Но невозможно отвергать основную идею современной теории структуры материи. А именно, идею фиксированных, в определенном отношении неделимых элементов. Эти фундаментальные элементы лежат как бы на границе нашего знания о более глубоких структурных уровнях материи. Переход за эти границы в боле глубокую структуру материи невозможен в системе существующих теорий.

Утверждая, что любой материальный объект в принципе неограниченно делим, мы высказываем, конечно, верную, но с точки зрения современной науки в общем известную истину. Идея неограниченной делимости должна быть дополнена в известном смысле прямо противоположным принципом. В методологическом отношении плодотворнее обратить внимание на то, что новый шаг в теоретическом познании структуры материи невозможен без открытия новых форм неделимости ее структурных элементов. Обнаружение делимости объектов, ранее считавшихся неделимыми, означает лишь первый, описательный шаг в познании структуры. Следующий, более глубокий шаг состоит в открытии новых форм неделимости, новых структурных элементов. Современная физика, открыв составляющие атом элементы как вполне конкретные неделимые образования, создала на этой основе теорию атомной структуры. В отличие от классической атомистики, она выдвинула идею квантования энергетических изменений и нашла новые дискретные, далее неделимые элементы, открыв возможность создания всеобщей теории структурной организации материи.

Каковы же способы обнаружения элементов структуры и как в реальном процессе научного знания выявляется элементарность тех или иных частей исследуемой системы? Не всякая произвольно выбранная часть системы является ее элементом. Мы уже отмечали, что обнаружение действительных элементов системы открывает возможность глубокого познания закономерностей б исследуемой области, и такое обнаружение всегда является значительным, а порою и выдающимся достижением. В поисках адекватных данной структуре элементов важно иметь в виду, что понятие части можно отличить от понятия элемента. Всякий элемент есть часть системы, но не всякая произвольно выбранная часть системы является ее элементом. Иногда эти понятия не различаются, но в этом случае, говоря о частях структуры, фактически имеют в виду элементы.

Но часть можно понимать, например, как произвольно выделенный объем целого, в то время как элемент составляет такую часть целого, которая существенным образом определяет его структуру. Критерий элементарности той или иной части системы мы усматриваем в тех целостных свойствах найденных элементов, которые определяют внутренние отношения в данной системе. Эти целостные свойства и характеризуют относительную неделимость элементов исследуемой структуры.

Несмотря на то, что делимость найденных элементов может быть хорошо обоснована и всесторонне исследована в другой области науки, тем не менее в данной системе, структуру которой мы изучаем, эти элементы могут рассматриваться в качестве неделимых образований с целостными, присущими им свойствами. При локальном подходе Земля, равно как и другие планеты солнечной системы, представляет собой далеко не простой объект. Однако в динамической структуре нашего солнечного мира они выступают как материальные точки, т. е. как относительно неделимые элементы этой структуры. В физике элементарных частиц содержится представление о точечности частиц. Идея точечности элементарных частиц, как известно, логически связана с принципом релятивистской инвариантности. Теоретико-познавательный анализ этой идеи должен показать, что точечности элементарных частиц в пределах определенной задачи структурных исследований является необходимым результатом научной абстракции, и эта идея точечности отражает в себе относительную неделимость элементов любой структуры. В настоящее время известно, что можно говорить о различного рода размерах электрона и, в частности, о размерах, обусловленных электромагнитными взаимодействиями. Иначе говоря, известно, что электрон как элементарная частица фактически не является точечным образованием. Однако в системе теории, где действует принцип релятивистской инвариантности, существенное значение приобретают величины, знание о которых не зависит от знания внутренней структуры частицы. В пределах такого рода теории элементарные частицы неизбежно рассматриваются как точечные, т. е. как неделимые образования. И хотя квантовая механика существенно изменяет ситуацию, тем не менее и в области квантовой теории крайне трудно ввести неточечные взаимодействия^[11].

Понятно, что представление о точечности элементарных частиц в современной теории не снимает проблемы их внутренней структуры, которая может найти отражение в другой теоретической системе. Если познание имеет дело с последними, далее еще не исследованными в отношении их структуры фундаментальными элементами, то проблема поисков более глубоких, не известных еще элементов становится сложнейшей научной проблемой. Но здесь возникает возможность гипостазирования имеющихся результатов и появляется тенденция рассматривать фундаментальные частицы как абсолютно неделимые.

Мы определили элемент как неделимую в определенном отношении вещь из класса вещей, входящих в состав исследуемой системы. Но что же такое вещь? Оказывается, понятие вещи и понятие ее свойств являются взаимоопределяемыми понятиями. Свойства — некоторые принадлежности вещи, а вещь — это определенная система свойств. Различные вещи — это различные системы свойств. Одна и та же вещь — это одна и та же система свойств^[12]. Протон или нейтрон в свободном состоянии обладают определенным набором или системой свойств. Можно сказать в силу этого, что каждая из этих частиц является определенного рода вещью. Но можно ли думать, что будучи вещью, например, свободный протон является вместе с тем и элементом? По- видимому, да! Свободный протон, как можно предположить, является элементом какой-либо более широкой структуры, которая и определяет, в частности, точно фиксированное значение его собственной массы. Строго говоря, свободного объекта, т. е. одного лишь объекта вне всякой связи с другими, не существует. Можно говорить лишь о свободе частицы по отношению к определенной системе. Но мы не имеем никаких оснований полагать, что существует полная свобода от всех связей от какой бы то ни было системы. Возможно, что такое, например, фундаментальное свойство частиц, как их собственная масса, определяется структурными связями в макросистеме. Если протон, в качестве нуклона, становится элементом структуры ядра, то эта новая для него структура оказывает дополнительное воздействие на его свойства и, в частности, на его массу.

Изменение свойств вещи означает, в принципе, изменение и самой вещи. Конечно, не всякое изменение свойств вещи превращает ее в другую вещь. Вещь устойчива относительно изменения своих свойств. Но эта устойчивость имеет свои границы. Если протон или любая другая частица изменяет свою массу в зависимости от скорости движения, то тем самым протон не превращается в другую вещь. Протон при этом остается протоном, ибо его существенные свойства — собственная масса, заряд, спин и т. д., сохраняют свое значение. Известно, что значение собственной массы частиц существенным образом определяет их принадлежность к тому или иному классу. Что же произойдет, если вследствие вхождения ее в другую систему начнется процесс изменения собственной массы частицы? Очевидно, этот процесс означает превращение ее в некоторую другую частицу, некоторую другую вещь. Такое изменение величины собственной массы и происходит в результате вхождения протона в структуру ядра. Здесь имеет месте особого рода изменение собственной массы частицы, которое происходит в силу вхождения ее в ядро. Такого рода изменение массы мы предлагаем называть структурным изменением. Собственная масса вообще оказывается глубоко связана со структурными особенностями частиц. При коренных структурных изменениях частиц, имеющих место в процессе аннигиляции, собственная масса вообще исчезает, а соответствующее свойство инерции принимает другую форму, свойственную, например, фотонам. Превращения качественно различных масс при выполнении обобщенного закона сохранения массы оказываются вообще возможными лишь в связи со структурными изменениями частиц.

Протон в ядре существенным образом отличается от протона в свободном состоянии. Можно сказать, что это вполне различные вещи. То же самое можно сказать и о нейтроне. Входя в состав ядра, протон и нейтрон превращаются в нуклоны — другого рода частицы, отличающиеся от протона и нейтрона в их свободном состоянии. Эти частицы в качестве элементов структуры имеют вполне определенные фиксированные свойства, характерные для данной структуры. Свойства вообще оказываются подвержены изменениям в зависимости от изменения структуры. Новая структура приводит к изменению прежних свойств и часто к появлению новых.

Вещь, будучи в составе одной системы в качестве элемента ее структуры, имеет вполне фиксированные свойства. Если эта вещь в силу структурных изменений в материи превращается в элемент другой системы, то она как таковая исчезает. Происходит процесс превращения ее в другую вещь. Вместо прежней вещи в результате образования новой системы появляется другая вещь. Переход вещи в другую систему связей приводит к существенному изменению свойств, а значит к превращению ее в другую вещь. В этом случае она может превратиться в другой элемент другой структуры.

Та точка зрения, согласно которой в так называемом органическом целом происходит как бы растворение частей целого, лишь констатирует процесс изменения элементов, описывает его и как бы обрывает исследование этого процесса в начале этого исследования. Указывается при этом, что в органическом целом произошло исчезновение элементов предшествующей структуры. Эта точка зрения останавливается лишь на констатации того очевидного факта, что та или иная вещь, будучи целостным единством свойств, теряет это единство, поскольку она вовлекается в процесс образования новой структуры. Но ограничиваться этим фактом, значит оставаться на описательном этапе познания. Для более глубокого проникновения в процесс структурных изменений научное познание обращается к поискам новых неделимых элементов возникающих систем.

Если мы имеем дело с элементами сложных систем, когда сами элементы имеют сложную структуру, то неделимость такого рода элементов носит относительный характер. Свойства элементов вне зависимости от их внутренней структуры и определяют закономерности структуры исследуемой системы. Если исследование подошло к фундаментальным частицам, лежащим на границе наших знаний о структуре материи, то проблема поисков структурных элементов этих частиц часто решается на пути абстрактных построений и неделимость элементов приобретает черты абсолютности. В качестве элемента может выступать здесь какое-либо одно свойство как таковое. Здесь имеет место случай взаимного вырождения вещи и свойства или, лучше сказать, превращения понятия вещи в понятие свойства и понятие свойства в понятие вещи.

Вместо вещи как элемента структуры может выступать некоторое одно свойство, становясь тем самым некоей абстрактной вещью, лежащей в основе структурных закономерностей материи. Это обстоятельство позволяет понять абстрактно-математический характер научных теорий, имеющих дело со структурными закономерностями фундамента материи.

3. Структурные связи как динамические инварианты системы

Элементы системы вступают в определенного рода устойчивые отношения или связи. Исследуя структуру системы, можно рассмотреть связи элементов, определяющие существование данной системы, в их относительной независимости от элементов, связи как таковые. Такое рассмотрение приводит к новому важному аспекту структуры — аспекту связей.

С чего же начинать исследование объективных общих характеристик связей? Очевидно, с того, что нам более известно. Что же нам более известно? Нам известно знание о конкретных связях природы. Но само по себе это знание, если брать его содержание в том виде, как оно дано в специальных науках, не может дать наиболее общих черт связей. И тем не менее наиболее известным для нас остается именно знание о связях. Обратившись к логическому аспекту знания о связях, т. е. исследуя знания о связях как особого рода знания, а не как особого рода связи, мы сможем проникнуть в наиболее общие объективные характеристики связей.

В этом направлении, если говорить об интересующей нас проблеме связи, идут работы А. А. Зиновьева, который начинает исследование понятия связи с логического аспекта проблемы^[13]. В этих работах в сущности ставится задача найти такие особенности самого знания о связях, которые позволили бы в конечном счете сделать заключения о связях, имеющих место в объективной действительности. В начале исследования этой проблемы понятие связи и понятие отношения не различаются. Вот почему, говоря о связях, вначале мы имеем в виду более широкое понятие, где связи и отношения еще не дифференцируются. Знание о связях или об отношениях имеет место в том случае, когда мысль переходит с одного предмета на другой, когда имеет место логическое следование, выведение одних знаний из других. Если знание о наличии или отсутствии некоторых известных свойств предмета позволяет сделать вывод о наличии или отсутствии тех или иных свойств у другого предмета, то мы можем сказать, что эти предметы связаны друг с другом или находятся друг к другу в некотором отношении. По самому своему смыслу понятие связи означает связь по крайней мере двух предметов. Более общо, знание о связях есть знание о множестве предметов (высказывания с многоместными предикатами). Конечно, это различие высказываний об одном предмете и высказываний о многих предметах относительно. Но оно имеет место, и поскольку в каждом конкретном случае можно провести это различие, его можно использовать для того, чтобы подойти к раскрытию понятия связи.

Высказывания о многих предметах сами по себе имеют внутренние различия, и эти различия выявляются, в частности, в том, что не все такого рода высказывания есть, строго говоря, высказывания о связях. Это приводит к необходимости различать понятие связи и понятие отношения. В связи с этим различием следует уточнить ранее приведенное определение понятия связи. Логическое следование, когда мысль переходит с одного предмета на другой, если говорить точнее, есть свойство высказываний не о связях, а об отношениях. Это различие понятия связи и понятия отношения давно уже констатируется в логике. В последнее время на это обратил внимание А. И. Уемов^[14] и подробно развил А. А. Зиновьев в упомянутых работах. Хотя любая связь есть отношение, но не всякое отношение есть связь. Высказывание «масса протона в 1840 раз больше массы электрона» выражает отношение, но не связь между частицами и их массами. Но в чем же различие между связями и отношениями? Это различие выявляется в наличии особого класса логических следований. В случае отношений, если рассматривать их логический аспект, речь идет о возможности делать заключения о наличии или отсутствии того или иного свойства предмета на основании наличия или отсутствия тех или иных свойств у другого предмета.

Здесь существенно обратить внимание на то, что свойства предметов, о которых идет речь в логических следованиях, могут либо оставаться неизменными, сохраняться, либо изменяться. Если свойства сохраняются или если мы отвлекаемся от их изменений и рассматриваем свойства как сохраняющиеся, тогда вывод о наличии или отсутствии свойств у одного объекта на основании наличия или отсутствия свойств у другого объекта выражает отношение. Так, заряд электрона него собственная масса имеют вполне определенное строго фиксированное значение. Соответственно отношение заряда электрона к его массе — строго определенная величина. Здесь в качестве предметов или вещей, вступающих в отношение, берутся свойства частицы. Но различие отношений и связей не абсолютно. Познание отношений ведет к познанию связей. Не всякое отношение является в то же время связью и тем не менее за всяким отношением скрывается связь. Отношения не исключают связей. Отношения и связи находятся как бы на разных структурных уровнях материи. То, что на одном уровне материи является отношением, на другом, более глубоком уровне может выступить как связь. Выражая отношение заряда электрона к его массе, мы еще далеки от знания связи этих свойств. Эта связь должна быть еще вскрыта будущей теорией элементарных частиц. И хотя современная теория начинает вскрывать эту связь, тем не менее она далека еще от объяснения.

Таким образом, если речь идет об отношениях, то мы имеем дело с высказываниями о сохраняющихся свойствах вещей. Но свойства вещей, как известно, могут и изменяться. Если мы имеем дело с изменяющимися свойствами, то в этом случае мы получаем возможность говорить не просто об отношениях, но о связях вещей. Если в вещах, вступающих в некоторые отношения друг с другом, могут быть обнаружены изменяющиеся свойства, то тем самым открывается возможность найти связи этих вещей. О связях исследуемых объектов можно говорить в том случае, когда на основании знания об изменении свойств вещи можно делать вывод об изменении свойств другой вещи. При этом нет никаких оснований думать, что одна вещь непременно в этом случае воздействует на вторую вещь. Такого рода воздействие может быть, но может и отсутствовать. И в обоих случаях связь вещей будет иметь место. Воздействие — лишь одна из форм связи, но не единственная ее форма.

Проблема соотношения знания и объекта знания позволяет нам в данном случае найти по крайней мере две общие черты объективно реальных связей, которые обнаруживаются при учете результатов логического анализа понятия связи. Прежде всего, как мы уже отмечали, поскольку знание о связях всегда выражается в форме высказываний с многоместными предикатами, сами связи мыслимы лишь как связи двух или более вещей. Это первая существенная черта любых связей в природе. Связь имеет место там, где нет однородности, где имеет место различие.

Связь поэтому и является связью вещей, что она как бы компенсирует различие и приводит к целостности. Различие в вещах может принимать самые разнообразные формы. Это и различие в свойствах, и различие в отношениях, включая сюда и многообразие пространственно-временных отношений. В соответствии с этим разнообразием различий в вещах возникают и бесчисленные формы их связей. В познании исследованию связей предшествует выявление различий.

В современной науке оперируют понятием саморегулирующейся системы, понятием самовоздействующего объекта и т. п. Могло бы показаться, что эти понятия противоречат выводу, что связь всегда есть связь двух или более объектов. Однако противоречия тут нет. Для того чтобы можно было говорить о саморегулировании системы, необходимо учитывать воздействие внешней среды, которая нарушает внутреннюю регуляцию системы. С другой стороны, саморегулирование осуществляется в результате структурных изменений в системе. Если вещь внутренне неделима, если в ней нет никаких внутренних различий, то нет смысла говорить о внутренних связях вещи. Понятие самодействия или, лучше сказать, само- воздействия предполагает те или иные формы внутренних различий вещи. В этом случае вещь как бы расщепляется, выступая, с одной стороны, как источник воздействия, а с другой стороны, как объект воздействия. Вещь должна породить «свое другое», прежде чем испытать само- воздействие.

Вторая существенная черта объективно реальных связей, выявляющаяся при рассмотрении логического аспекта проблемы, состоит в том, что понятие связи предполагает те или иные процессы, те или иные формы движения. Кратко говоря, объективно реальные связи всегда динамичны.

При анализе структурных закономерностей необходимо различать два типа движения или два типа процессов. К первому типу можно отнести процессы формирования той или иной структуры, процессы взаимного превращения структур. Ко второму типу могут быть отнесены внутренние процессы сложившейся структуры. Первый тип процессов соответствует генетическим связям, второй тип — собственно структурным связям системы. И хотя генетические связи имеют свою структуру, эта структура особого типа.

Двигаясь, тела вступают в определенные отношения, не сводимые к чисто геометрическим отношениям. Но всякое ли мыслимое движение двух тел образует их связь? Связи тел или, более широко, связи вещей возникают там и тогда, где и когда в результате соответствующего движения происходит изменение свойств в обеих взаимно движущихся вещах. При движении тела по инерции его физические свойства остаются постоянными. Изменяется лишь его координата, которая представляет чисто геометрический аспект движения и, строго говоря, не является динамическим свойством тела. Скорость тела, характеризующая физический аспект движения, остается в данном случае постоянной. Для того чтобы в результате движения возникли связи вещей, необходимо изменение их физических свойств. Простейшим случаем изменения свойств в процессе движения является изменение скорости. Это изменение описывается, как известно, введением нового понятия — ускорения. Но понятие ускорения предполагает рассмотрение по крайней мере уже трех тел или вещей^[15]. Два тела могут вступить во взаимодействие лишь при наличии третьего, которое служит общей для них системой и в теории выступает в качестве системы отсчета. Именно в этом случае могут возникнуть взаимные изменения свойства и сопутствующие им связи. Логический аспект понятия связи улавливает именно эту ситуацию. Для возникновения структурных связей двух или более объектов или вещей необходимо такое изменение свойств вещей, которое может протекать лишь по отношению к стационарной системе. Если нет такой устойчивой стационарной системы, в которую так или иначе вовлечены вещи — потенциальные элементы будущей структуры, то связи вообще и структурные связи в частности не могут возникнуть и, следовательно, не могут существовать.

При этом необходимо различать описательный уровень познания структурных связей и более глубокий уровень их познания, для которого характерно построение теории и открытие законов исследуемого процесса. На уровне описания мы часто видим лишь изменения, которые на наших глазах порою неожиданным образом порождают устойчивые структурные образования. Так, в неустойчивой жидкости мы можем наблюдать процесс кристаллизации. Однако теоретическое осмысление подобных процессов ведет нас к выявлению тех или иных форм устойчивости. Имея в виду это обстоятельство, можно сформулировать весьма широкий принцип, который можно было бы назвать принципом стационарной системы. Стационарная система является необходимым условием формирования и устойчивого существования любого типа структур. Каков бы ни был тип структур — механический, физический, биологический, социальный, — он не может возникнуть вне соответствующей стационарной системы, которая, образно говоря, является почвой или жизненной средой. Стационарная система становится условием формирования определенного типа структурных связей, когда в ней складывается та или иная форма устойчивости. Такой формой устойчивости может явиться, в частности, статистически равновесное состояние системы тех или иных элементов, при котором возникает вероятность обособления подсистем со специфическими структурными связями.

Конечно, при изучении тех или иных фактов природы перед исследователем может предстать картина непрестанно изменяющихся объектов. Там, где раньше видели статическую картину, при более детальном знакомстве с фактами обнаруживается картина, полная движения. Так, вместо строго фиксированной картины звездного неба, в которой небесные тела закреплены на небесной сфере, современная астрономия открывает удивительную динамическую картину, в которой Вселенная предстает как нестационарная система. Однако такого рода картина является определенным и, разумеется, необходимым этапом на пути создания теории, вскрывающей глубокие структурные закономерности исследуемой части Вселенной. Поиски структурных закономерностей приводят к необходимости понять нестационарность в той или иной связи со структурной стационарностью быть может еще неизвестной нам природы. Обращаясь к противоположной по масштабам картине микропроцессов, мы видим удивительную картину всеобщей взаимопревращаемости элементарных частиц. Однако при создании теории микропроцессов приходится обращаться к законам симметрии, иначе говоря, физик вынужден объяснять динамичность фундамента материи на основе структурных принципов устойчивости систем.

Принцип стационарной системы является решающим принципом в познании становления структур. Этот принцип предполагает структурный подход к самой стационарной системе, которую не следует рассматривать как некую недифференцированную среду. Утверждение, что внешняя среда определяет формирование внутренней структуры исследуемой системы, хотя и верно само по себе, но является лишь феноменологическим утверждением. Необходимо идти дальше. Стационарная система несет в себе определенные формы симметрии, и решающим фактором в формировании новых структурных подсистем является устойчивость статистических процессов в этой системе. Возникающие подсистемы могут и должны быть исследованы как таковые. В квантовой механике движение микрочастиц характеризуется волновой функцией. Известно при этом, что волновая функция применима лишь к частице, движущейся в системе со статистически равновесными процессами. Волновая функция теряет смысл для неупорядоченных систем.

В силу сказанного важнейшее значение приобретает исследование внутренней симметрии стационарной системы. Это исследование позволяет выявить потенциальные элементы будущих структур и тем самым предсказать появление таких образований, которые природа может выявить, превратить из возможности в действительность лишь в бесконечном потоке времени.

Процессы, свойственные стационарной системе, служат источником одновременного изменения свойств элементов складывающейся структуры, следовательно, источником возникновения новых связей. С образованием новой структуры это изменение свойств элементов прекращается. Потенциальные элементы становятся актуальными элементами образовавшейся структуры. Иначе говоря, возникают устойчиво связанные друг с другом неделимые и постоянные в определенном отношении части системы. Процесс изменения свойств потенциальных элементов сопровождается процессом образования их связей. Движение не уничтожается, но переносится на связи элементов.

Связи становятся структурными связями, если движение, лежащее в их основании, приобретает устойчивый характер. В силу этого связи элементов предстают как инварианты внутреннего движения системы. Мы говорим здесь об инвариантности в самом широком смысле этого слова, а именно как о сохранении любого рода объектов, связанном с соответствующим типом изменения. В этом широком значении понятие инвариантности сближается с обобщенным понятием симметрии. Согласно принципу стационарной системы, новые структурные связи могут возникнуть лишь на основе законов симметрии более широкой системы. Стационарная система, в которой возникают дочерние структурные образования, отдает им некоторые свои элементы симметрии. На этой основе возникают новые формы симметрии, а с ними новая структура со специфическими связями.

В физике, которая теоретически воспроизводит структурные закономерности фундамента материи, инвариантность возникающих связей выступает как принцип сохранения основных законов, действующих в данной реальной системе. Теория удовлетворяет принципу инвариантности, если основное уравнение теории не меняется при заданных преобразованиях. Выбирая различного рода преобразования, мы получаем различные типы инвариантности. В реальной системе, скажем, при исследовании атомной структуры, инвариантность соответствует устойчивости как свойству противостоять различного рода разрушающим воздействиям. Образующаяся система приобретает определенную структуру в силу возникновения в ней устойчивых связей сохраняющихся элементов. Исследуя структуру сложившейся системы, мы вскрываем законы ее устойчивости. Так, квантовая механика дает картину специфической устойчивости внутриатомных связей.

Исследование отношений является важнейшим этапом на пути познания структурных связей систем. Для глубокого изучения этих связей необходимо исследование переходов от одного структурного уровня материи к другому. В сфере закономерностей познания это соответствует процессу взаимодействия различных областей знания. Только выход в соседние или более далекие области знания обеспечивает переход от исследования отношений к познанию связей. Разумеется, в этом движении научного знания существенное значение имеет применение принципов и результатов наук, охватывающих самые различные области действительности. То, что на данном структурном уровне, в данной области науки предстает как отношение, на другом структурном уровне, в другой области науки выявляется как связь. Точнее говоря, различные отношения, исследуемые в определенных областях научного знания в их независимости друг от друга, могут обнаружить свою природу и предстать как связь элементов соответствующей структуры при взаимном обогащении результатами и методами исследования.

4. Целостность структуры в связи с устойчивостью системы

На первоначальном этапе познания понятие целого сопоставляется с понятием частей этого целого. Аристотель, будучи не только великим философом, но и выдающимся биологом античной эпохи, заметил, что целым считается объект, в составе которого имеется полный набор частей, положенный этому объекту, так сказать, по природе. Вещь целая, если она не разрушается, если она сохраняет в себе все свои части. Если у животного отнять, удалить какой-либо орган, оно уже не является целым.

Однако гораздо важнее другой, чисто теоретический аспект понятия целого, на который обратил внимание Аристотель, — целое есть то, «что объемлет объемлемые (им вещи) таким образом, что эти последние создают нечто единое»^[16]. Именно единство различного и образует целостность вещи. Гегель подробно анализирует диалектику целого и частей. Рассматривая, в частности, тождество целого и части и их различие, Гегель подчеркивает, что «целое есть рефлектированное единство, которое само по себе обладает самостоятельным устойчивым наличием»^[17]. Идея целого как единства частей поддержана и развита классиками марксистской философии. Целостность вещи состоит в единстве, взаимосвязи и взаимообусловленности частей. Целое находится во взаимосвязи с частями. Природа целого подлежит строгому анализу и может быть выведена из сущности реальных факторов^[18].

Следует отметить две противоположные тенденции в поисках решения проблемы целостности. Одна из этих тенденций, идущая еще от Ламеттри и восходящая, возможно, к Анаксагору, состоит в том, чтобы исследовать части и со стороны частей подходить к решению этой проблемы. Это так называемый меризм (μερος), который в области биологии последовательно развивался Вейсманом и его школой. Противоположное направление — холизм (őλος— целый) подчеркивает определенную роль целого по отношению к частям^[19]. Основная идея этого направления излагается, например, Смэтсом следующим образом.

Целостность рассматривается как что-то первичное, из которого вырастает многообразие мира. Чувственно воспринимаемый организм есть лишь частица скрытого от нас константного поля. Организм как целое неотделим от соответствующего поля, носителя целостности. Целостность отрывается от вещей, обладающих целостностью, и переносится в нечто внешнее вещам^[20].

Возможности научного исследования проблемы у хо- листов окончательно обрезаются их трактовкой «константного» поля как некоего нематериального творческого принципа. Индивидуальные целостные системы возникают в результате активности Целостности с большой буквы. С этой точки зрения подвергается критике идея сохраняющихся начал природы, причем идее сохранения придается неверный смысл, будто все в природе дано с самого начала и ничто в мире не возникает. «В физике, — пишет Смэтс, — этот исходный пункт включается в ортодоксальные законы сохранения, которые отрицают как создание, так и уничтожение силы, массы или того и другого вместе»^[21]. Настаивая на крайне односторонней точке зрения — все в мире возникает в результате активности поля Целостности и ничего не сохраняется, — Смэтс, естественно, отвергает прямо противоположную, но не менее одностороннюю точку зрения—ничто в мире не возникает, все дано с самого начала. Сохранение рассматривается здесь в его полной оторванности от изменения и, конечно, такое рассмотрение ничего не может дать для понимания структурных изменений в мире природы. При такой трактовке идеи сохранения возникновение новых систем, появление качественно своеобразных целостных образований просто исключается. Но именно эту крайне одностороннюю идею и критикует Смэтс. Эта критика, естественно, не дает никаких результатов, кроме выявления крайней ограниченности и односторонности прямо противоположной идеи, состоящей в том, что ничто в мире не сохраняется, но все непрестанно возникает в результате деятельности творческого принципа, идеи, которую стремился развить Смэтс.

Значительный шаг в решении проблемы целостности содержится в исследованиях современного биолога и философа Людвига Берталанфи. Он отвергает витализм и выдвигает принцип системного исследования^[22]. Задача, согласно Л. Берталанфи, состоит в том, чтобы развить понятие системы, построить классификацию систем и разработать количественную теорию, учитывая изоморфизм различного типа систем. Целостность, полагает он, можно объяснить исходя из структурного подобия систем на различных уровнях. Другими словами, проблема целостности сводится к поискам общих законов структурной организации мира. Можно сказать, что Л. Берталанфи предлагает преодолеть ограниченность двух крайне односторонних и взаимно противоположных направлений — меризма и холизма — на третьем пути, на пути «перспективизма», т. е. посредством отыскания изоморфизма структурных законов в различных областях природы.

Определяя систему как «комплекс элементов, находящихся во взаимодействии», Л. Берталанфи вводит понятие открытой системы. Он полагает, что живой организм, как система определенного рода элементов, представляет собою открытую систему, в противоположность неорганическим образованиям (атом, кристалл и т. п.), которые можно рассматривать в качестве закрытых систем. Под закрытой Системой понимается система, в которой не происходит обмена веществом с окружающей средой. Обмен энергии при этом предполагается. В открытой системе имеет место не только энергетический обмен с окружающей средой, но и обмен веществом. Обобщая термодинамику закрытых систем и опираясь на развивающиеся в последнем десятилетии термодинамические исследования необратимых процессов, Л. Берталанфи и его школа строят термодинамику открытых систем.

В теории систем Л. Берталанфи понятия закрытых и открытых систем вводятся на основе идеи неизолированности систем. Сам по себе факт неизолированности реальных систем очевиден. Дело, однако, в том, что Л. Берталанфи стремится классифицировать системы по степени их изолированности от внешних систем. В степени и характере изолированности ищется критерий отличия живых систем от неживых систем.

Этот критерий Л. Берталанфи видит в том, что физика исследует изолированные системы, в то время как биология имеет дело с закрытыми и открытыми системами. Однако нам кажется, что этот критерий различия между живыми и неживыми системами едва ли может быть последовательно проведен. Нам хотелось бы подчеркнуть здесь другую сторону, а именно некоторые черты общности систем, вне зависимости от того, каковы эти системы и какой наукой они исследуются. Только на этом пути, может быть, удастся подойти к проблеме целостности структур в самом общем значении этой проблемы.

Познание внутренних закономерных связей систем, изучение их целостности, какова бы ни была специфика систем, возможно лишь в результате исследования их взаимных связей. Понятие изолированной системы создается не для того, чтобы оставаться внутри этой системы. Это понятие — лишь средство познания более широкой структуры. Физическая теория строится на основе познания закономерностей перехода от одной системы к другой. В этих закономерностях ищутся формы реальной обособленности и целостности исследуемых объектов.

Реальные физические системы не изолированы, как не изолированы реальные биологические системы. Дело заключается в том, чтобы найти законы, по которым реализуется относительная взаимозависимость систем. Если мы будем констатировать неизолированность живых систем (открытые и закрытые системы), то сама по себе эта констатация — всего лишь способ указать на необходимость отыскать законы существования этих систем.

Абсолютно закрытая система является абсолютно устойчивой системой. Если ввести прямо противоположное понятие, а именно понятие абсолютно открытой системы, то необходимо будет признать, что таких абсолютно открытых систем реально не существует, как реально не существует абсолютно закрытых или, иначе, абсолютно изолированных систем. Абстракция абсолютно открытой системы имеет известный смысл. Она позволяет обратить внимание на то, что при анализе систем и их целостности существен не просто факт открытости или, наоборот, изолированности системы, но та или иная степень ее открытости или, иначе, изолированности. Изолированность же системы существенным образом связана с ее устойчивостью, а устойчивость системы в свою очередь определяет ее целостность.

Для того чтобы система была открыта, она должна быть в определенном отношении закрыта, или, точнее сказать, изолирована. Система открытая- для всех процессов, совершающихся в среде, вовсе не система. Это может быть условно выделенная часть среды, но не реальный объект со своей структурой, т. е. со специфическими элементами, связями и целостными свойствами. Только тогда, когда возникает отграничение некоторой части среды, когда образуется известная степень реальной изолированности этой части, когда рождается способность к отбору процессов, идущих из среды, тогда и появляется определенная степень открытости становящейся системы. Только такая относительная открытость системы, возникающая в результате появления обособленности или изолированности и на основе этой изолированности, может явиться условием устойчивого существования системы как целого. Для того чтобы возникла, например, живая система (простейшая клетка, организм, вид и т. п.), необходимы определенные стационарные условия. В процессе возникновения новых структур действует принцип стационарной системы, который мы сформулировали выше. Как бы мы ни избавлялись от изоляции исследуемой системы, как бы ни подчеркивали ее открытость, эта изоляция, как в данном случае, входит в наше рассмотрение через понятие стационарной системы, в которой возникает и существует исследуемая нами структура.

Если мы возьмем закрытую систему в смысле Л. Берталанфи, т. е. систему, в которой происходит лишь обмен энергией с окружающей средой, то это именно обмен, а не односторонний отток или односторонний приток энергии, в результате которых система рано или поздно распадается. То же самое относится к открытым системам, в которых происходит обмен и энергией и веществом. Важнейшей особенностью любой реальной системы является не просто отток или просто приток энергии или вещества, но равновесный характер энергетического или вещественного обмена. Не случайно исходным понятием термодинамики является понятие равновесных состояний системы. Фундаментальность этого понятия недостаточно подчеркивается, а между тем оно существенно характеризует любую систему, составляя основу ее устойчивости и, следовательно, целостности.

Можно сказать, что в процессе возникновения новой системы в стационарной среде зарождающаяся система воспринимает первоначальную устойчивость из этой среды и развивает далее эту устойчивость как существенную черту своей структуры. Тут вступают в силу обобщенные принципы сохранения, которые применительно к структурным образованиям принимают форму принципов устойчивости формирующейся и сложившейся системы. Целостные свойства системы могут быть поняты на основе исследования законов ее устойчивости.

5. Общая характеристика категории структуры

Структура как инвариантный аспект системы выявляется в познании на различных уровнях исследования объекта. Понятие инвариантности, существенное в структурном анализе любой системы, обычно сопоставляется с соответствующими преобразованиями. Мы употребляем это понятие в более широком значении, имея в виду многообразные формы устойчивости системы. На уровне элементов познание структуры системы означает выявление дискретных, относительно неделимых ее частей. На этом уровне инвариантность системы выступает как сохранение элементов по отношению к возможным их внутренним движениям. Инвариантность связей соотносится с динамикой внутреннего движения исследуемой системы. Целостность структуры выявляется в связи с внешними отношениями данной системы. Полное знание структуры предполагает исследование элементов, связей и целостных свойств системы в их единстве. Найти закон существования данной системы значит вскрыть ее структуру, ибо структура является основой функционирования любой системы. Качественное изменение систем, превращение их друг в друга связано с преобразованием их структуры, определяется этим пре40

образованием. При этом в качестве системы, имеющей определенную структуру, могут выступать самые различные объекты научного исследования — вещи, свойства, отношения, процессы. Сложные объекты, подобные живым организмам, являются чрезвычайно динамичными системами, полными внутреннего движения. В познании живых систем на первый план часто выдвигается описание этого движения. Однако тот «метаболический вихрь», который является условием жизни, имеет в организме определенную структуру. Для того чтобы открыть законы, управляющие этим чрезвычайно динамичным процессом, необходим структурный подход. Выявление точных законов существования живых систем связано с открытием строго определенных параметров, характеризующих их внутренние процессы. Известно, что сравнительно малое отклонение от этих параметров под влиянием внешнего воздействия или наследственности ведет к гибели организма. Живой организм содержит многослойные системы регулировки, обеспечивающие сохранение жизненно важных, строго определенных характеристик. Организм человека, в частности, согласно известному выражению, балансирует на «лезвии бритвы», отклонение от которого грозит гибелью и строгое следование которому обеспечивает нормальную жизнедеятельность. Этот образ прекрасно выражает структурный принцип существования такой необычайно сложной системы, какой являемся мы сами.

Структурные исследования становятся все более существенной чертой современного научного знания. Понятие структуры в силу этого приобретает категориальное значение. Всеобщность категории структуры следует уже из самого факта фундаментальности этого понятия в самых различных областях науки. Нет ни одной области современной науки, где так или иначе не работало бы понятие структуры. Особое значение оно приобретает при исследовании весьма сложных систем. Кибернетика, в частности, исследует законы функционирования такого рода систем. Функционирование системы требует соответствующего управления, задача и назначение которого состоит в том, чтобы обеспечить динамическую устойчивость организованной системы. Исследования показывают, что сам процесс управления становится в этом случае особого рода структурой, где в качестве элементов выступают элементы информации и дискретные команды или элементарные операции управления. Понятие структуры в кибернетических системах переходит в понятие организации. Любая система приобретает устойчивость по мере того, как она извлекает и перерабатывает информацию. В силу определенной организации возникают условия сохранения полученной информации. Рассеивание информации ведет к разрушению структуры системы, другими словами, к ее дезорганизации.

Всеобщий характер понятия структуры выявляется и тем фактом, что структура становится одним из важнейших понятий современной математики. В работах Н. Бурбаки структура рассматривается в качестве исходного понятия, которое можно положить в основу единства необычайно разросшегося и разветвленного математического знания. Понятие структуры в математике выражено абстрактным образом. Оно явилось результатом обобщения таких понятий, как понятие множества и понятие функции.

Понятие структуры, приобретая важное значение во всех областях современной науки, имеет тем самым тенденцию войти в систему философских категорий. Называя структуру философской категорией, мы тем самым подчеркиваем методологическое значение этого понятия и стремимся поставить задачу анализа понятия структуры в тесной связи с системой других философских категорий, а также в связи с другими фундаментальными понятиями современного научного знания. Такой анализ еще предстоит осуществить нашей философской науке. Здесь мы можем лишь обратить внимание на необходимость исследования этой связи понятия структуры с некоторыми другими научными понятиями. Прежде всего понятие структуры соотносится с понятием системы. Некоторая совокупность вещей, свойств или отношений может рассматриваться в качестве системы. Любой объект знания у, начала движения мысли выступает как система. Отсюда общность и неразвитость этого понятия в начале исследования. Более глубокий анализ понятия системы ведет к исследованию ее структуры. Концептуальные системы, с одной стороны, и системы объективно реальных объектов имеют свои законы существования и свои законы развития. Но и те и другие имеют характерную для каждой из них структуру. Исследование структуры реальных объектов (а любой объект всегда определенного рода система) есть область специальной науки. Выяснение общих черт понятия структуры — общефилософская задача, и в решении этой задачи необходимо опираться на реальные достижения в познании структуры реальных систем, равно как и на результаты исследования теории научного познания.

Классическая философская категория формы определяется как структура содержания. Нет сомнения, что познание формы ведет к познанию структуры. И в этом смысле категория формы сохраняет свое значение в научном познании. Однако современное научное знание в такой мере обогащает содержание категории структуры, что категория формы отступает на задний план. В категории структуры содержание и форма даются в глубоком единстве. Опираясь на развитое понятие структуры, можно дать более современную интерпретацию не только категории формы, но и содержания.

Категория структуры отображает наиболее общие черты материальных и концептуальных структур, многообразие которых исследуется специальными науками. Опираясь на эти специальные исследования специфических структурных закономерностей, мы можем сформулировать общую задачу, выходящую за рамки любой специальной науки, а именно задачу классификации структур. Подходя к решению этой задачи, мы прежде всего констатируем наличие различных типов структур и отметим некоторые общие основания для типологической классификации. Прежде всего следует отметить дихотомию структуры познавательных систем и объективно реальных систем. Эти два существенно различиях типа структур в известном смысле находятся в прямо противоположных отношениях к соответствующей системе. В сфере познавательной деятельности мы идем от системы к структуре. В сфере объективно реального в основе любой системы лежит ее структура.

Если исследование направлено на познание реальных систем, то в этом случае можно говорить о трех основных типах структур — пространственном, временном и пространственно-временном. Пространственный тип структур реальных систем дан в познании уже на уровне созерцания. Структура предстает здесь как чисто внешний и статический аспект материальных систем. Переход к абстрактному анализу этого типа структур связан с применением понятия симметрии, а следовательно, с введением простейшего движения, а именно пространственного перемещения структурных элементов исследуемых систем. Пространственный тип структуры составляет предмет исследования математики с древности до наших дней, и результаты этого исследования находят свое применение, в частности, в кристаллографии.

Если мы исследуем структуру процессов в отвлечении от пространственного типа структур, то мы имеем дело с временным типом структуры. Этот временной тип структуры имеет весьма общее значение и может пересекаться с концептуальными структурами, поскольку соответствующие концептуальные системы рассматриваются как развивающиеся во времени. Абстрактное исследование структур временного типа только начинается. В развивающихся новых теориях времени значительное место должно быть уделено изучению структур временного типа.

Пространственно-временной тип структур является предметом исследования в физических науках и в тех областях исследования, где так или иначе применяются физические методы. Пространственно-временной тип структуры присущ материальным объектам. Структурность является всеобщей фундаментальной чертой материи. Но пространственно-временная структура принимает различные формы. В более детальную типологическую классификацию структур можно включить понятие структурных уровней материи. Еще в XIX в. Ф. Энгельс обратил внимание на хорошо отграниченные группы дискретных объектов — атомы, молекулы, макроскопические тела, — каждая из которых составляет предмет исследования особой науки. Достижения современного естествознания позволяют значительно расширить список этих групп, дискретные объекты которых в своей совокупности составляют определенный структурный уровень материи, и дать количественный критерий при классификации этих уровней. В соответствии с пространственно-временными масштабами можно, например, говорить о субэлементарном уровне, уровне элементарных частиц, атомном уровне, молекулярном уровне, макроуровне, мегомакроуровне. Каждому из отмеченных здесь уровней соответствует свой характерный тип структуры в пределах общего пространственно-временного типа структур. Современная физика встретилась с необходимостью проникнуть на субэлементарный уровень, и первые шаги в этом направлении связаны с введением в теорию понятия абстрактных пространств нового типа. Эта тенденция коренного изменения пространственно-временных представлений началась еще в атомной физике. В наши дни необычность структурных закономерностей субэлементарного уровня приводит некоторых исследователей к радикальной идее пересмотра понятий пространства и времени в этой области, подобно тому как в свое время физика была вынуждена пересмотреть представление о пространстве и времени классической физики. Аналогичная ситуация возникает и в случае теоретического анализа мегомакроскопического уровня материи, где необходимость открытия новых необычных геометрических закономерностей в общей форме выявилась уже со времени создания неэвклидовых геометрий. Все это ведет к необходимости поисков новых типов структур.

Структурные уровни материи образуют систему со своими внутренними отношениями. Исследуя эти отношения, рассматривая взаимосвязи различных структурных уровней, мы тем самым обращаемся к исследованию сверхструктуры материи. Важным результатом такого подхода, ведущего к анализу сверхструктуры мира, является идея пересечения различных типов структур. Эти пересечения суть границы, отделяющие один структурный уровень материи от другого. Существенно, что границы или, иначе, пересечения объектов различных структурных уровней оказываются устойчивыми элементами сверхструктуры. Чем глубже уровень материи, тем большей общностью обладает эта устойчивость пересечения по отношению к более высоким структурным уровням. В теоретической системе эта ситуация находит отражение в принципах сохранения. При переходе за границы данного уровня в глубь материи соответствующая сохраняющаяся величина предстает как результат внутреннего движения, и ее инвариантность обнаруживает относительный характер. Всеобщность инвариантности того или иного пересечения структур является результатом структурного изоморфизма. Если в познании мы встречаемся со структурами принципиально нового типа, не изоморфными до сих пор известными структурами, то естественным образом выявляется нарушение всеобщности сохранения данной величины. Если же первоначально познание выявляет нарушение того или иного принципа сохранения, это свидетельствует о необходимости искать новые структурные типы в исследуемой области природы. Эти поиски в свою очередь необходимо ведут к открытию новых пересечений и, соответственно, новых инвариантных величин.

Процесс познания сложных систем — и это типично для современного научного знания — осуществляется путем исследования тонкой структуры данных систем. Любой сложный объект представляет собою комплекс систем, и для того чтобы вскрыть законы функционирования этого объекта, мы должны найти его основную структуру, которая определяет само существование объекта. В процессе исследования все более тонких структур данной системы осуществляется развитие наших знаний об элементарных структурах, и это развитие открывает возможности теоретически воспроизвести процесс усложнения структур и тем самым понять специфику исследуемой сложной системы. Познание специфики исследуемых систем осуществляется на пути выявления общих и особенных закономерностей на различных структурных уровнях материи.

Существует глубокая связь структуры и симметрии. Симметрию обычно определяют как совокупность преобразований, совмещающих объект с самим собою. В последние десятилетия закономерности симметрии получают разнообразное применение в различных областях науки. Симметрия широко входит в область не только кристаллографии, но и теоретической физики и теоретической биологии. В каждой из этих областей мы находим свою интерпретацию закономерностей симметрии и свои формы ее проявления.

Проблема симметрии в ее связи со структурой заслуживает специального исследования. Нам хотелось бы здесь сделать краткое замечание относительно наиболее общих аспектов понятия симметрии, которое отражает фундаментальную особенность природы во всех ее проявлениях. Симметрия, по нашему мнению, означает специфическое проявление единства сохранения и изменения. Такое понимание симметрии не расходится с общепринятым, но лишь выявляет в нем наиболее общие моменты.

Если структура есть инвариантный аспект системы, то симметрия есть один из способов выявления структуры данной системы. Для познания симметрии объекта мы прежде всего должны представить его как некоторую систему, выявив его части, согласно принципу тождества. Здесь необходимо найти некоторую регулярность или, иначе, закономерное расположение частей в целостном объекте. Симметрия объекта предстает как идеальный образ его структуры, в котором инвариантный аспект системы выступает в единстве с изменением, и это единство принимает в каждом конкретном объекте различные формы. Можно сказать, что, оперируя понятием симметрии и понятием структуры, мы в познавательном процессе осуществляем движение на различных уровнях. Понятие структуры ближе к объекту исследования, ибо оно более конкретно отображает закономерности его существования на уровне элементов, их связей и целостности. Закономерности симметрии можно рассматривать в качестве способа познания структурных закономерностей.

1. См. У. Р. Эшби. Системы и информация. «Вопросы философии», 1964, № 3. ↑
2. См., например: Г. Вик. Принципы инвариантности в ядерной физике. «Успехи физических наук», т. 68, вып. 2, 1959. ↑
3. В. И. Свидерский. О диалектике элементов и структуры. М., 1962, стр. 11. ↑
4. На эту сторону вопроса справедливо обратил внимание И. С. Алексеев в статье «О связи категории структуры с категориями целого и части» («Вестник МГУ», серия VIII, № 2, 1963, стр. 60). ↑
5. Такое более широкое понимание структуры было сформулировано И. В. Кузнецовым следующим образом: «Структура тела — это и есть относительная выделенность в теле отдельных его частей и соответствующая ей система, порядок материальных взаимосвязей данных частей, их отношений, посредством которых они соединяются в то единство и цельность, которым является данное тело» («Проблема причинности в современной физике». М., 1960, стр. 62). ↑
6. Проблема элементарности частиц в современной физике подробно разработана в статьях М. Э. Омельяновского «Проблема элементарности частиц в квантовой физике» и Б. Я. Пахомова «О критерии относительной элементарности» (см. «Философские проблемы физики элементарных частиц». М., 1963). Здесь мы сделаем попытку рассмотреть более общий аспект проблемы. ↑
7. N. Bohr. On the constitution of atoms and molecules. «Philosophical Magazine», v. 26, N 1, p. 476, 1913. ↑
8. Л. де Бройль. Исследования по теории квантов. В кн.: «Вариационные принципы механики». М., 1959, стр. 646. ↑
9. «Материалисты древней Греции». М., 1955, стр. 65. ↑
10. П. А. М. Дирак. Принципы квантовой механики. М., 1960, стр. 18. ↑
11. Л. Д. Ландау, Е. М. Лифшиц. Теория поля. М., 1960, стр. 59. ↑
12. См. А. И. Уемов. Вещи, свойства и отношения. М., 1963, стр. 21. ↑
13. См. А. А. Зиновьев. К определению понятия связи. «Вопросы философии», 1960, № 8; он ж е. Логическое строение знания о связях. В кн.: «Логические исследования». М., 1959, стр. 113. ↑
14. См. А. И. Уемов. О диалектико-материалистическом понимании связей между явлениями. «Философские науки», 1958, № 1, стр. 68. ↑
15. См. Г. П. Щедровицкий. О некоторых моментах в развитии понятий. «Вопросы философии», 1958, № 6, стр. 66. ↑
16. Аристотель. Метафизика. М.—Л., 1934, стр. 102—103. ↑
17. Гегель. Сочинения, т. V. М., 1937, стр. 616. ↑
18. См. И. В. Блауберг. О категории целого и части в марксистской философии. «Вопросы философии», 1957, № 4, стр. 47; он же. «Проблема целостности в марксистской философии». М., 1963. ↑
19. См. Р. Рохгаузен. Проблема целостности в биологии. «Вопросы Философии», 1959, № 3. ↑
20. См. J. Smuts. Die holistische Welt. Berlin, 1938. ↑
21. Там же, стр. 92. ↑
22. См. В. А. Лекторский и В. Н. Садовский. О принципах исследования систем (в связи с общей теорией систем Л. Берталанфи). «Вопросы философии», 1960, № 8. ↑