9. ФІЛОСОФІЯ ПРИРОДОЗНАВСТВА
1. Об’єктивні основи і форми взаємозв’язку філософії і природознавства.
2. Філософські проблеми фізики.
3. Деякі філософські проблеми математики.
4. Філософія і кібернетика.
У цій складній темі, яка в даний час вельми актуальна, головний аспект нашого вивчення полягає в розкритті взаємозв’язку філософії і природознавства. При цьому беруться тільки дві групи питань: методологічні і світоглядні. Саме ті, що складають найбільш глибоку основу взаємозв’язку філософії інших наук.
Нинішнє взаємовідношення філософії і природознавства, що по-різному му трактується в науковій літературі, є продуктом тривалої історії, їх взаємозв’язку; яке складалось різним чином і по-різному осмислювалось філософами і природознавцями.
В історії науки шляхи їх взаємообумовленості мали певні етапи. Початкові віхи процесу взаємовідношення філософії і природознавства виявляються у древній науці, коли перша з них ще поділялась на окремі галузі знань, у свою чергу кожна із яких мала переважно світоглядний характер, виконуючи головним чином споглядальну функцію. У цілому прикладна наука, можна сказати, тоді була відсутня
Другий важливий етап на шляху формування взаємозв’язку філософії і природознавства починається з XVI ст і особливо у XVII ст., який характеризується диференціацією науки на різні її галузі.
Особливу роль у цьому процесі відіграють математика і механіка. У той же час виникає і прикладна наука. Посилюється функціональне призначення наукових галузей. Зростаючу методологічну функцію виконує філософія, на базі якої зміцнюється її зв’язок з іншими науками.
Великі зміни відбуваються у структурних зв’язках філософії і природознавства у другій половині XIX ст, і далі вони поглиблюються у XX ст. Етапно-історичним моментом стало виникнення теоретичного природознавства, яке певною мірою підірвало монополію філософії на теоретичне пізнання, посилило процес синтезу наукового знання. На стику XIX і XX ст. набувають статусу відносної самостійності фундаментальні і прикладні науки.
Важливою подією даного періоду обгрунтовано вважається поява концепцій, системи знань, що претендували на статус суспільних наук. Три важливі форми усвідомлення взаємозв’язку філософії і природознавства виражають найбільш повно їх історію формування: натурфілософія, позитивістський напрямок та діалектична течія в різних її формах.
У розкритті даних форм необхідно керуватись тим, що пізнавальна діяльність розуму безпосередньо зв’язана з виробництвом людьми матеріальних благ. їх початкові знання виступали у вигляді навичок, умінь і способів вирішення виробничих завдань. Ці зародки знань передавались із покоління в покоління.
З виникненням рабовласницького суспільства вже зароджується і духовна діяльність, але вона була привілеєм невеликої групи людей. Сукупність знань людини про світ об’єднувалась тоді філософією, що було цілком природно для раннього етапу людської історії.
Під вирішальним впливом виробництва і суспільного прогресу виникає і Удосконалюється система знань про природу. З другої половини XV ст. розпочинає свій розвиток природознавство. Проте природознавство потребувало не будь-якої філософії, а лише тієї, яка прогресивна за змістом і здатна розкривати шляхи досягнення істини. Скажімо, метафізичний матеріалізм стримував наукові поривання, відособлюючи предмет науки. Ворогом істини може бути ідеологія, яка відводить людей від об’єктивності, наукового змісту знань.
У той же час з’єднувальною ланкою філософії і природознавства стає світогляд, який формується на науковій, прогресивній, а не регресивній основі.
Поняття "світогляд" співвідноситься з поняттям "ідеологія", але вони не збігаються за виразом свого предмета і функціями. Ідеологія як сукупність суспільних ідей, теорій, поглядів відображає і оцінює соціальну дійсність з точки зору інтересів певних класів. Вона спрямована на утвердження або зміну існуючих суспільних відносин. Ідеологія не може мати місця у змісті науки.
Об’єктивні основи взаємозв’язку філософії і природознавства безпосередньо проявляються в різних формах. Як уже відзначалось, першою їх формою була натурфілософія, яка являла собою частину філософії, що зв’язана з тлумаченням загальних рис і суттєвих властивостей природи. Проте в ті часи за явним браком фактичного матеріалу філософія відповідала на багато питань за допомогою умоглядних конструкцій, які допускали довільні замисли, які нерідко заводили далеко в бік від реальності.
Проте натурфілософія мала в собі і чимало усвідомленого і розумного. Багато її положень являли собою великі відкриття. Наприклад, уявлення про атоми, про несотворимість і незнищуваність руху. Природознавство багато чим зобов’язане Декартові, Лейбніцеві, французьким матеріалістам XVII століття, мислителям XIX століття.
Натурфілософії протидіяв плоский емпіризм, який заперечував теорію, заважав осягненню розумом складної структури процесу пізнання. Зрозуміло і натурфілософія допускала чимало безпідставного. Адже вона існувала в умовах, коли природознавство було мало розвинутим. Революція у природознавстві поклала кінець натурфілософії. І все ж подолання натурфілософії у свідомості окремих природознавців виглядало як звільнення від філософії взагалі, особливо тих, у кого були матеріалістичні погляди.
Інша форма взаємозв’язку філософії і природознавства визначається позитивізмом. Визнаючи лише "позитивні знання", ця філософія в об’єктивному дослідженні за основу брала факти, досвід. Все, що перебувало поза цим, оголошувалось "умоглядним", "метафізичним". Головна роль філософії яку відводив їй позитивізм на першому етапі свого розвитку, зводилась опрацювання системи упорядкування емпіричних спостережень і досвідних даних, опису відчуттів суб’єкта і пошуків принципів їх систематизації.
У XX ст. неопозитивізм цікавлять філософські проблеми мови, символічної логіки, структури наукового дослідження та ін. Він пішов шляхом формалізації гносеологічних проблем.
Позитивізм виникав за умов панування ідеалістичної філософії Гегеля, вихідним положенням якої було визнання тотожності буття і мислення, тобто розуміння реального світу як прояву думки, ідеї, духу. Причому тотожність філософ розглядав у вигляді процесу самопізнання абсолютною ідеєю самої себе. Принцип тотожності мислення і буття в його філософії являв собою обгрунтування єдності законів зовнішнього світу і мислення. Він розробив вчення про діалектику, її закони і категорії, але вона була ідеалістичною, бо розповсюджувалась на ідеальні явища.
Позитивізм і гегелевська філософія, які займали ідеалістичні позиції, обмежували можливість удосконалення форм їх взаємозв’язку з природознавством, хоч кожна з них у вирішенні цього питання зробила певний внесок.
Майже в ті ж роки, коли виник позитивізм, зароджується марксистська філософія. За задумом її основоположників вона мала реальні можливості для того, щоб прокласти єдиний об’єктивно науковий шлях для зміцнення взаємозв’язків з природознавством. Проте цьому задуму не судилось здійснитись повною мірою.
Головним предметом суперечки між різними філософськими напрямками в цій галузі було відношення матеріалізму і ідеалізму до природознавства. Зокрема, марксистська філософія звинувачувала позитивізм у тому, що він завжди намагався відірвати природознавство від матеріалізму. А позитивізм вважав науковим тільки те, що опирається на емпіричні дані. Одночасно марксистська філософія стверджувала, що у природі все здійснюється діалектично, а не метафізично.
У той же час матеріалізм піддався критиці за його метафізичність. Отже, по кожному питанню, яке зв’язувало природознавство з філософією, виникали важковирішувані проблеми, а часом вони перетворювалися у кантівські антиномії.
Особливо складно взаємозв’язок філософії і природознавства розкривався у сфері наукового пізнання, в розумінні специфічності філософського осмислення світу. Намагаючись немов би відповісти на поставлене питання, відомий усьому світу філософ М.О.Бердяєв писав, що головною ознакою, яка відрізняє філософське пізнання від наукового, є те що філософія пізнає буття із людини і через людину, в людині вона бачить загадку змісту, наука є пізнає буття мов би поза людиною. Через це для філософії буття є дух, для науки ж буття є природа. Ця відмінність духу і природи, далі пояснював він, нічого спільного не має з відмінністю психічного і фізичного. Підсумовуючи викладене, вчений робить висновок, що філософія зрештою неминуче стає філософією духу, і лише в такій якості вона не залежить від науки.
Пояснюючи свою думку, Бердяєв зазначає, що філософія бачить світ із людини і лише в цьому її специфічність. Наука ж бачить світ поза людиною. Звільнення філософії від всякого антропологізму є умертвіння філософії.
Не можна не згадати ще одну думку М.О.Бердяева, де він вказує, що філософія базується на припущенні, що світ є частиною людини, а не люлина є частиною світу.
У людини як дробової і малої частини світу не могло зародитись сміливе завдання пізнання. На цьому грунтується і наукове пізнання, але воно методологічно абстраговане у цій істині. Пізнання буття в людині і із людини, писав він, нічого спільного не має з психологізмом. Психологізм є, навпаки, замкнутістю у природному, об’єктивізованому світі. Психологічно людина є дробовою частиною світу.
Думки, висловлені вченим, привертають до себе увагу і тепер. Правда, вони розкриваються у вкрай загальній постановці питання, хоч певною мірою допомагають розібратись у співвідношенні філософських і природничонаукових знань, їх можна довільно ділити.
Єдність філософії і природознавства може грунтуватися головним чином на загальній необхідності в достовірних знаннях, одержаних за допомогою наукових методів, перевірених практикою. Та випробуваних потребами суспільства. Філософія виступає в цьому процесі як загальнометодологічна теорія, надаючи свої принципи і методи, які дозволяють конкретний досліджуваний об’єкт розкрити у взаємозв’язку з іншими сторонами реального світу.
Кожна філософська теорія має методологічне значення, але не всяка філософія може виступити в ролі справжньої наукової методології. Питання сприйняття методології вирішується і теорією, і практикою. Воно не повинно мати захисника в особі ідеології і політики. Його важко вирішити і наукою, яка відособилась.
Філософські питання природознавства є сукупністю загальнотеоретичних проблем, які виникають безпосередньо в основі конкретних наук. Але такі питання за своєю сутністю і за використанням методів, принципами вирішення - філософсько-методологічні, світоглядні. Вони обов’язково зв’язані, по-перше, зі з’ясуванням співвідношення матерії і свідомості, з питаннями причинності, необхідності, закономірності, системності, структурності, цілісності; а по-друге, ці питання спрямовані на з’ясування співвідношення об’єктивного і суб’єктивного у процесі пізнання, вирішення проблеми пізнаваності світу.
Філософські принципи багатозначущі, деякі з них знаходять вираз у різних філософських концепціях, через які можуть вирішуватись певні завдання у взаємозв’язку з природознавством.
Далі познайомимось з деякими поняттями, знання яких необхідне для вивчення філософських проблем у фізиці. Загальною проблемою, яка займає центральне місце у філософії і природознавстві, є матерія. В зв’язку з цим потрібно з’ясувати концепцію першоматерії.
Термін "першоматерія" виник у зв’язку з тим, що в древній філософії матерія уявлялась як якийсь матеріал. При цьому першоматерія означала вихідний матеріал, із якого "побудовані" всі речі. Для древніх часів такий підхід був Цілком природним.
Античні натурфілософи матерію-матеріал уявляли як щось чуттєво-сприймане: вода, земля, повітря, вогонь. Ці чотири речі розглядались як елементи, які лежать в основі всіх речей.
Дещо пізніше складаються інші погляди, які отримали назву атомізму, за допомогою якого Демокріт, Левкіп, Епікур, Лукрецій та ін. намагалися уявити матерію не як суцільну, безперервну стихію, а у вигляді дискретних (перервних) часточок - атомів (атом - "неподільний").
Це був більш високий рівень у розкритті суті поняття "матерія". Проте головною в атомізмі була проблема будови матерії. Такий підхід був тоді необхідним. Він базувався на тому, що людське пізнання має дійти до останньої основи всіх речей, пізнання її всіх властивостей, на якій базується якісна різноманітність. Через це першоматерія уявлялась абсолютно скінченною сукупністю притаманних властивостей.
Виходячи з цього, матерія виступала у вигляді утворення, що мало властивості Р1, Р2, ... РП, де "п" може бути великим, але обов’язково скінченним. Розкриття всіх існуючих властивостей матерії і було основним завданням природознавства, яке здійснюється на основі матеріалістичної філософії..
Дана філософія принципово відрізняється від інших видів перш за все протиставленням матерії духовним утворенням, існуванням її поза свідомістю. Так, у XVIII ст. французький матеріаліст П.Гольбах характеризував матерію як усе те, що існує поза людиною та діє на її органи чуття.
У другій половині XIX ст. вченим здавалось, що вони близькі до відкриття першоматерії, яка являє собою сукупність атомів, які рухаються за законами класичної механіки, їм здавалось, що це дає змогу зрозуміти все, що відбувається у світі.
Але на межі XIX і XX століття новітня революція у фізиці змінила багато поглядів на світ. Відкриття радіоактивності подружжям Кюрі, електрона Томпсоном і Стонеєм, створення електронної теорії Лоренцом і виявлення залежності маси електрона від швидкості (Абригам, Кауфман) та ін. зруйнували попередні уявлення про будову матерії. Змінилось поняття і про першоматееерію, бо її зміст зв’язаний із самою матерією.
Наукове розкриття матерії дає змогу вірно підійти до аналізу найважливіших фізичних понять і перш за все до визначення маси.
Тривалий час маса розглядалась як основна властивість матерії, яка виражала її кількість. У цьому зв’язку поняття маси і матерії ототожнювались.
У класичній фізиці визначення маси було сформульоване Ньютоном, який у роботі "Математичні начала натуральної філософії" писав: "Кількість матерії (маса) є міра така, що встановлюється пропорційно щільності і об’єму її". Або можна виразити так: m = p*V, де p - щільність, V - об’єм. Але щільність, у свою чергу, визначається як частка від поділу маси на об’єм: p = m/V. Утворюється зачароване коло, але тут справа, зрозуміло, не в помилці Ньютона. У своєму поясненні Ньютон вказував, що визначати масу потрібно за вагою, якій вона пропорційна. А початковий підхід йому був потрібен, щоб обгрунтувати ідею про силу інерції. Ньютон характеризує в цьому зв’язку і масу як міру інерції. З його точки зору, якщо інерція є природженою силою матерії, то чим більша кількість матерії, тим більша і сила опору (інерція).
Вперше виразив незгоду з поняттям маси як кількості матерії Е.Мах, аргументуючи це тим, що фізик ніде не стикається з масою, як кількістю матерії. Це ж положення він використовував не лише проти матерії, але і проти матеріалізму взагалі.
Однак матеріалізм не вимагав визнання кількості матерії. Такого роду твердження зв’язані були з метафізичними уявленнями про матерію, коли вона розглядалась як якась першоматерія, а маса фактично ототожнювалась з нею.
"Кількість матерії" має певний сенс, але тільки в межах поняття першоматерії. Існують твердження, що тіла складаються з матерії. Такий підхід є метафізичним розумінням матерії як вихідного будівельного матеріалу. Воно є результатом ототожнення понять "кількість матерії" і "кількісна визначеність матерії". Якщо визнати, що матерії властива кількісна визначеність, то слід погодитись і з поняттям "кількість матерії", що явно виходить за рамки її визначення, яке є в науковій філософії.
У той же час визначення маси ототожнюється і до останнього часу у фізиці з метафізичним визначенням матерії. Маса розглядається як одна із основних характеристик матерії, що визначає її інертні і гравітаційні властивості.
В аспекті класичної механіки маса фігурувала і як коефіцієнт пропорціональності між діючою на тіло силою і його прискоренням. У цьому випадку вона називається інертною. У той же час з точки зору класичної механіки маса створює поле тяжіння - гравітацію. При цьому робимо висновок, що інертна і важка (гравітаційна) маса рівні одна одній.
Поняття матерії, маси безпосередньо взаємозв’язані з розкриттям сутності руху.
Важливе методологічне значення має визнання того, що матерія і рух невіддільні. Рух являє собою спосіб існування матерії. Це означає, що рух не можна навіть подумки уявити поза матеріальним носієм. Але й матеріальний об’єкт не можна розглядати поза рухом. Така концепція діалектичного матеріалізму.
Щодо метафізичного мислення, то в ньому допускається розрив матерії і руху, пояснюючи останнє тим, що не завжди легко виявити їх взаємозв’язок. Відомий фізик П.Дірак у 50-х роках нашого століття у своїй лекції допускав таке міркування шляхом постановки перед аудиторією запитання: "Що таке електрон?" і відповідав на нього так: "Електрон - це частка, яка несе елементарний негативний заряд електрики". Але якщо тепер, продовжував він, мене запитають: "Що таке елементарний негативний заряд електрики?", то я не можу сказати нічого іншого, крім того, що це те, що переноситься елвктроном. Виходить тавтологія - ми не досягнемо прогресу, ставлячи такі запитання. Насправді, робить висновок Дірак, не важливо знати, що таке електрон, важливо знати лише, як він рухається, взаємодіє та ін. Це аналогічно тому, як у грі в шахи байдуже, з чого виготовлені фігури і який їх зовнішній вигляд, а важливо знати лише закони їх руху.
Здається, що з таким судженням не можна повністю погодитись. Вірно те, що хоч нам і менше був відомий електрон, але ми вивчали і вивчаємо електричний заряд, який він несе, і тим самим певною мірою досліджуємо і самого носія.
Наука не повинна протиставляти одне одному. У даному випадку відповідь на друге питання допомагає знайти відповідь на перше. Оскільки рух є способом існування матерії, то вивчення кожного з них взаємообумовлене.
Щось схоже виявляється у взаємозв’язку між причиною і наслідком. Аналогія полягає хоча б у тому, що перше породжує друге. І рух не існує без матерії. Вона має властивість саморуху.
До числа фундаментальних положень філософії належить висновок про незнищуваність руху. Науковою філософією це положення обґрунтовується тим, що рух являє собою важливий атрибут матерії. Так як поза рухом неможливе існування жодного матеріального утворення, то незнищуваність матерії означає і незнищуваність її атрибута - руху.
Проте філософія довести положення про незнищуваність руху без природознавства не змогла б, бо рух має і відносну самостійність, він характеризується своїми властивостями, формами.
Велику роль в обгрунтуванні висновку про незнищуваність руху відіграло природознавство і, зокрема, відкритий у середині XIX ст. закон збереження і перетворення енергії. Необхідно в цьому законі виділити перш за есе два положення. По-перше, в ньому стверджується існування якісно-своєрідних видів енергії (механічної, теплової, електромагнітної та ін.) з властивою їм здатністю за певних умов перетворюватись одна в одну. Це положення закону вказує на перетворюваність енергії. По-друге, закон доводить, що в будь-яких процесах (які відбуваються в так званих замкнутих системах) кількісне значення енергії залишається сталим. Друге положення безпосередньо зв’язане з положенням про незнищуваність руху, підтверджуючи сталість енергії, неможливість її як зникнення, так і виникнення.
Закон збереження і перетворення енергії взаємозв’язані з законом зростання ентропії (гр. - усередині; - поворот, перетворення). В цілому ентропію у фізичному план» слід розуміти як одну із величин, які характеризують тепловий стан тіла чи системи тіл; міру внутрішньої неупорядкованості системи. У всіх процесах, які відбуваються у замкнутій системі, ентропія або зростає (необоротні процеси), або залишається сталою (оборотні процеси).
Якщо ж ентропію розглядати в теорії інформації, то вона виражає міру невизначеності ситуації (випадкової величини) зі скінченним чи парним числом результатів. Підтвердженням складного може служити, наприклад, дослід, до проведення якого результат в точності невідомий.
Прослідкуємо за ентропією в певних теплових процесах. Наведемо такий приклад. До системи A постійно підводиться тепло у вигляді порцій dQ. Відношення кількості тепла Q, переданого системі, до абсолютної температури T, при якій відбувається передача, Q/T називається приведеною теплотою. Якщо тепер підсумувати все приведене тепло, тобто взяти , то матимемо якусь різницю SB - SA. Ця різниця є різницею певної фізичної величини S, яка і одержала назву ентропії, що є функцією стану. Встановлення існування особливої функції стану - ентропії - складає першу частину другого начала термодинаміки. Друга частина стверджує: в реальних (не ідеальних) процесах ентропія замкнутої системи зростає.
Постійно зростає інтерес до філософських питань математики. Математична наука з самого виникнення була тісно зв’язана з філософією. Так, древньогрецький філософ Піфагор зробив висновок, що Всесвіт являє собою гармонійну систему чисел і їх відношень. Певна річ, тут присутній розрив кількісної сторони з якісною. Але важливо, що математичні положення будувались у взаємозв’язку з філософією. До речі, боротьба матеріалізму з ідеалізмом не випадково знаходила своє безпосереднє відображення і в математиці. Це також свідчить про їх історичний взаємозв’язок.
Суперечки навколо природи математичних абстракцій проводжуються і в середні віки. Наприклад, номіналісти наполегливо відстоювали твердження про те, що універсалії (загальні поняття) реально не існують, вони вторинні по відношенню до одиничних речей. Правда, при цьому вони їх називали лише символами, які вводить людина для означення схожих предметів.
З точки зору математики число 2 не можна ототожнювати із знаком, бо воно не залежить від форми його виразу. І в цьому розумінні номіналісти займали помилкові позиції. Так у всякому разі мислили про них деякі філософи.
У Новий час продовжується процес поглиблення взаємозв’язку філософії і математики. Посилився інтерес до методів наукового пізнання, зростає роль методології. Вчення раціоналістів Р.Декарта, Г.В.Лейбніца, Б.Спінози грунтувалися на філософських положеннях, доводили, що людські знання не можуть бути обгрунтовані ні чуттєвим спогляданням, ні індукцією і навіть логічним мисленням. Загальність положень математики з їх точки зору забезпечується лише інтелектуальною інтуїцією; Наприклад, у вченні Спінози вона проявлялась у матеріалістичній тезі, суть якої полягала в тому, що "порядок і зв’язок ідей ті ж, що і порядок і зв’язок речей".
Вкрай негативно вплинув на вирішення проблеми природи математичного знання апріоризм І.Канта, під впливом якого були і такі видатні вчені, як Г.Гельмгольц, Г. Кантор.
З гострою критикою кантівського апріоризму виступив математик М.І.Лобачевський, який математичні абстракції розглядав як відображення реальних відношень і властивостей матеріального світу.
Багато математичних положень вплітаються в загальну канву філософії природознавства і техніки. До числа важливих проблем слід прирахувати такі, як філософське осмислення і тлумачення предмета і методу математичного пізнання, розкриття природи математичних абстракцій і меж формалізації математики, характеру істинності математичного знання та ін.
Філософські проблеми математики вирішувались з урахуванням її етапів розвитку. Історія математики має чотири основних періоди формування:
1) період зародження математики: 2) період математики сталих величин;
3) період математики змінних величин; 4) період математики перемінних відношень (сучасна математика).
Перший період пов’язаний з практичним рахунком і вимірами, з формуванням поняття числа і фігури, з напрацюванням прийомів арифметичних дій над натуральним числом, із створенням усної і письмової системи рахунку, з виникненням зародків арифметики і геометрії.
Другий період розпочинається з VI - V ст. до н.е. і закінчується у XVI ст. Якщо в першому періоді арифметика і геометрія діяли емпірично, то у другий період все більше проникають абстрактні міркування. Так, в Давньому Єгипті був відомий спосіб знаходження об’єму зрізаної піраміди, чого не можна було досягти емпірично.
У цей період математика базується частіше за усе не лише на основі дедуктивного, але і аксіоматичного методу, під яким розуміється така наукова побудова, коли ряд положень (аксіом) сприймаються без доведення. Поняттям, які входять до них, не даються визначення, в той час як інші положення (теореми) строго виводяться з перших.
Аксіоматичні побудови геометрії і арифметики заклали "Начала" Евкліда (III ст. до н.е.). Геометрія Евкліда пішла далі від "землемірства" заідяки своєму абстрактному характерові і аксіоматичній побудові. Разом з тим вона була ще далеко не досконалою.
Важливим досягненням стало створення алгебри, опрацювання більш тонкої символіки. З виникненням алгебри математика переходить на новій рівень абстракції. Так, вона одержала змогу абстрагуватись не лише від якісних властивостей предметів, як це було під час виникнення поняття числа, але й від кількісного значення символів чисел. Якщо число 2 виражає загальну властивість будь-яких предметів (двох корів, двох рук) бути в числі двох і дозволяє абстрагуватись від конкретної якісної природи об’єктів, то введення символів а,в,с... дозволило абстрагуватися і від конкретного кількісного змісту чисел: символ "а" може означати і 2, і 20, і 120.
Третій період почався з XVII ст. і продовжувався приблизно до середини XIX ст. З цього часу математика не обмежується числами, абстрактними величинами і геометричними фігурами. Вона наповнюється ідеєю неперервності, руху і зміни. Висувається на перший план поняття функції.
Поворотним пунктом в математиці була декартова переміна величини, завдяки чому в математику ввійшло поняття руху, можливість використання в ній діалектики, застосування диференційного та інтегрального обчислення.
Виникає аналітична геометрія, що означало відкриття універсального методу перекладу питань цієї науки мовою алгебри та аналізу.
З середини XIX ст. починається четвертий період - період сучасної математики.
Введення в математику поняття групи було прийняте з великим успіхом. Потім виникла теорія скінченних груп. При цьому групою називається множина об’єктів будь-якої природи, над якою можна здійснювати операцію х т у, яка характеризується певними законами. Ці закони називаються аксіомами групи, і вивести з них наслідки - значить побудувати аксіоматичну теорію груп.
Створення теорії груп дозволило досліджувати в загальній формі самі різні множини, які мають одну і ту ж структуру. Це був новий етап у розвитку математики, який зробив її ще більш абстрактною наукою. Математик тепер не лише цікавиться тим, що собою являє операція т (додавання, множення та ін.) але, головним чином, яка конкретна природа тих об’єктів, над якими ця операція проводиться. Важливо перш за все, щоб ці об’єкти однозначно визначились за допомогою системи аксіом даної групи.
Про якісну зміну предмета математики свідчить і створення теорії багатомірного простору. Якщо в математиці абстрагуються від конкретної природи об’єктів, які описуються формулами, то чому ж не абстрагуватися від того факту, що наш реальний фізичний простір тривимірний? І тепер у математиці створюють "простори" чотирьох вимірів, n-вимірів і навіть безконечного числа вимірів. Геометрія тривимірного простору виступає відносно до них лише як окремий випадок.
Історія математики переконливо свідчить про те, що її розвиток безпосередньо зв’язаний з філософією. Важко знайти крупне питання в математиці, яке б не мало стосунку до філософії. В математиці, як і в інших науках, відображаються певні сторони матеріального світу. В той же час математика широко використовує філософські категорії, зокрема такі, як абстракція, узагальнення, ідеалізація, конечне і нескінченне, кількість і якість, відношення і схожість та інші.
Філософія, як і будь-яка наука, має свої питання. Але система знань філософії невіддільна від багатьох математичних понять. Цілий ряд наукових проблем філософії вирішуються за допомогою математичних методів. У той же час філософська методологія є загально-науковою основою в пізнанні об’єктивної реальності математикою та іншими науками.
Математиці належить неоціненна заслуга у виникненні і розвитку кібернетики. Вкрай важливо зрозуміти філософські питання цієї відносно молодої науки.
Роком народження кібернетики можна вважати 1948 р. - коли Норберт Вінер випустив у світ свою знамениту книгу "Кібернетика, або управління і зв’язок у живому і машині".
Важливим джерелом появи кібернетики був загальний технічний прогрес, який характеризував розвиток продуктивних сил у XX столітті. У 40-50х рр. нашого століття виникли складні технічні системи, управління якими перевищувало фізіологічні можливості людини.
І справа ускладнювалась не лише завданнями управління складними технічними системами, але й виникло багато проблем в обробці величезної кількості інформації. Людина "вручну" з усім цим не могла впоратись.
Щось схоже спостерігалось у XVIII ст., коли виникла потреба у заміні м’язової сили людини і тварин. Тоді виникла потреба в новому джерелі енергії. І він був створений, що спричинило першу промислову революцію з її важливими соціальними наслідками.
Те, що відбувалось у кінці 40-х і б0-х років XX ст., дозволило говорити про початок науково-технічної революції, або другої промислової революції, головним завданням якої було посилення психічних, розумових здібностей людини. Це принципово нова революція, яка перетворила продуктивні сили, "призначення" самої людини. Внаслідок її перемоги наука виконує роль безпосередньої продуктивної сили, технічною основою матеріального виробництва стає автоматизація і комплексна механізація. Докорінно змінюється роль людини як головного елемента в продуктивних силах. Таким чином, сучасна науково-технічна революція має важливі соціальні наслідки. Якщо перша промислова революція сприяла виникненню капіталістичної власності, то друга - поставила вимогу організації асоційованої, колективної форми власності. І навпаки, монополістична, державна власність на засоби виробництва стає гальмом у розвитку матеріального виробництва. В цих умовах не встояла і державна власність у колишньому Радянському Союзі, в країнах Східної Європи.
У кібернетиці фундаментальну роль відіграє поняття зворотного зв’язку, яке відоме вже давно, але до кібернетики воно в повному розумінні не сприймалось. Так у першій промисловій революції вже були пристрої, де використовувався зворотний зв’язок. Зокрема, принципи зворотного зв’язку відіграли важливу роль у відцентровому регуляторі Уатта і поплавковому регуляторі Ползунова. Більш грунтовно зворотний зв’язок проявив себе у другій половині XIX ст. у працях Максвелла і Вишнеградського. У даному випадку зворотний зв’язок розглядався через призму технічних пристроїв.
Але зворотний зв’язок характерний і для живих істот. У 30-х роках XX ст. ідея зворотного зв’язку всебічно обґрунтовувалась фізіологом П.К.Анохіним, який назвав її принципом зворотної аферентації (аферентні - нервові волокна, по яких збудження передається від тканин до центральної нервової системи). Роз’єднаність, поглиблення спеціалізації створювали перешкоди для вивчення спільності зворотного зв’язку у техніці і функціонуванні живих організмів.
Кібернетика сприяла встановленню структурного і функціонального зв’язку між різними галузями і особливо технічною і живими організмами. Виникає біоніка (біо + /електро/ ніка) як один із напрямків кібернетики, вона допомагає вивчати структури і життєдіяльність організмів з метою використання відкритих закономірностей і властивостей при створенні технічних систем.
Таким чином, кібернетика стала яскравим виразом інтегруючої тенденції в розвитку науки, здатної виявити загальні риси в, здавалось би, зовсім різних галузях реального світу.
Усе це має великий філософський сенс. Особливо важливе те, що кібернетика виникла на стику теорії зв’язку, теорії автоматичного регулювання, теорії електронно-обчислювальних машин, фізіології, математики. Разом з тим інтегральний, синтезуючий характер кібернетики робить важливий внесок в обгрунтування матеріальної єдності світу.
Кібернетика не лише відкрила новий інформаційний аспект в об’єктивній реальності, вона змогла оволодіти процесами передачі і перетворення інформації, розробити методи управління ними, використовувати їх у функціонуванні технічного обладнання, здійснювати моделювання цілого ряду функцій головного мозку людини.
Кібернетика всебічно опирається на поняття "інформація" і "управління". У тлумаченні поняття "інофрмація" спостерігається декілька підходів. Одні вчені ототожнюють її з поняттям "відображення". Інші вважають, що інформація і відображення близькі між собою, але не тотожні. Більш вірна, як нам здається, третя точка зору, згідно з якою стверджується, що відображення неминуче зв’язане з передачею інформації і складає ні що інше, як перенесення від одного предмета до іншого певної упорядкованості (структури, форми), на основі якої можна судити про ті чи інші ознаки, властивості діючого предмета.
Вивчення інформації не можна здійснити без вирішення проблем в її технічній, семантичній та прагматичній галузях. Технічні проблеми стосуються питань точності, надійності, швидкості передачі сигналів зв’язку. Семантичні проблеми спрямовані на дослідження забезпеченості передачі змісту (значення) тексту за допомогою кодів. Прагматичні проблеми спонукають аналізувати ефективність впливу інформації на поведінку адресата.
Інформація в кібернетиці відіграє, приміром, таку ж роль, як енергія у фізиці. Але вона завжди зв’язана з управлінням, яке є програмою регулювання діями однієї системи (керованої) з боку іншої системи (керуючої).
У процесі управління, або регулювання, відбувається перетворення вхідної інформації у вихідну. Передача інформації здійснюється за допомогою певних сигналів, тобто якихось матеріальних процесів (імпульсів електричного струму, електромагнітних коливань, запаху, звуку, кольору та ін.).
На принципі передачі інформації за допомогою сигналів здійснене конструювання ЕОМ, які виконують різноманітні розумові операції. Машини допомагають людині опрацьовувати великі потоки інформації, у зв’язку з чим і постало питання про можливість моделювання мислення.
У даний час на машинах моделюються різноманітні функції людської психіки. Проте кібернетичні системи ще далеко не вичерпують можливостей свідомості людини, яка характеризується великою гнучкістю у вирішенні завдань, вона не обумовлена будь-якою жорсткою системою формальних правил на відміну від машин.
Важко уявити кібернетичні устрої без з’ясування мікроелектронної елементної бази обчислювальної техніки, що являє собою систему, яка здійснює синтез ЕОМ елементів та конструктивно-технологічних методів їх монтажу. В основу технічної реалізації даних устроїв покладені принципи мікроелектроніки, яка являє собою розділ електроніки, який сприяє вирішенню проблеми мікромініатюризації електронних схем і устроїв з одночасним підвищенням їх надійності.
В цілому ж мікроелектроніка - це спосіб організації електронних процесів, який дозволяє опрацьовувати інформацію в малих обсягах твердого тіла. Така її властивість особливо цінна в умовах сучасної науково-технічної революції.
Віками розум людини винаходив машини на допомогу його м’язам. Подальше просування вперед для неозброєного мозку в напрямку сучасного прогресу стало неможливим, оскільки фізичні здібності творця техніки почали відставати від прискореного ритму часу. Кількість інформації, яку нервова система людини здатна подати до мозку при читанні текстів складає приблизно 1 біт (англ. bit
Або другий приклад. За "час такту" мозку (до 0,01 сек.) пішохід просувається на 1 - 2 см, а ракета пролетить відстань 100 - 200 м. Час, менший від Цього періоду, людиною не сприймається. Електронні часові інтервали в житті електронів і навіть атомів кристала в десятки мільярдів раз коротші. Якщо "розтягнути" мінімальний період динаміки кристалічної решітки до періоду найшвидших нейтронних процесів, то відповідно збільшена діяльність такту мозку охопить всю історію розвитку людства. Але структура кристала безмірно простіша за структуру мозку.
Ідеальною метою мікроелектроніки є створення системи, яка б поєднувала досконалість організації мозку зі швидкодією твердотільних процесів. Завдання дуже складне, але виконати його можна лише при використанні мікроелектроніки.
Про труднощі на шляху досягнення поставленої мети логічно судити і із поняття штучного розуму. Його наочніше всього уявити як штучно створену систему довільної природи, призначення якої - вирішувати складні завдання широкого класу. Завдання для штучного розуму потрібно ставити у строгій (точній) формі і на певному змістовному рівні; формулювати їх слід у термінах якоїсь формальної чи природної мови.
Термін "штучний розум" використовують також для позначення класу автономних технічних систем, які реалізують операції сприймання, збереження і опрацювання інформації, формують доцільну поведінку в широкому класі середовищ.
Під штучним розумом розуміють і галузі наукових досліджень, вирішення проблем, зв’язаних з логічною побудовою систем різноманітних типів.
Існують різні програми, які характеризують мозок як інформаційну систему. До них належать такі.
1. Сприймання зовнішньої інформації.
2. Емоційна оцінка інформації, яка дозволяє виробляти власні критерії оцінок, необхідних для організації доцільної поведінки у складних середовищах.
3. Організація дії, спрямованої на зміну положення системи у зовнішньому середовищі.
4. Програма мови, яка забезпечує можливість кодування певних понять і процесів, нових явищ.
5. Програма свідомості, в якій виділяється декілька рівнів. Серед них:
а) увага - установлення найбільш важливої інформації;
б) визначення просторових і часових взаємовідношень об’єктів, уявлення можливої їх поведінки;
в) усвідомлення власного "Я" і "не-Я";
г) воля - здатність концентрувати і спрямовувати увагу;
д) уява і здатність відрізняти реальне і нереальне.
Програми дають змогу визначати причинно-наслідкові відношення, виявляти творчість у створенні нової інформації. Проблематика штучного розуму в певних межах дозволяє вирішити завдання побудови теорії "розумних" автоматів. Ця робота ведеться у двох напрямках. Перший зв’язаний з проблемою автоматизації окремих інтелектуальних дій людини (ігри, доведення теорем та ін.). Другий напрямок вирішує проблему побудови штучного розуму шляхом моделювання його біологічного прототипу - людини.
Звичайно, філософських проблем кібернетики поставлено теорією і практикою вже багато. Є певні успіхи а їх вирішенні. У цій лекції ми мали змогу ознайомитись у вкрай стислій формі лише з деякими з них.
СПИСОК РЕКОМЕНДОВАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ
Бор Н. Атомная физика и познание. - М., 1961.
Борн М. Моя жизнь и взгляды. - М., 1973.
Вернадский В.Й. Философские мысли натуралиста. - М., 1988.
Винер Н. Я - математик. - М., 1964.
Пригожий Й. От существующего к возникающему. - М., 1985.
Соловьев Ю Й. Эволюция основных теоретических проблем химии. - М.,
1971.
Энштейн А. Физика и реальность. - М., 1985.
Энгельс Ф. Диалектика природы // Маркс К., Энгельс Ф. Собр. соч. - 2-е изд. - Т.20.
|