Наука и богословие. Введение

Рассмотрим, например, воздух в комнате. То, как молекулы воздуха сталкиваются друг с другом, показано на адекватной современным задачам модели миниатюрных бильярдных шаров. Дано: в Ю'¹⁰ секунды каждая молекула имела около 50 столкновений с соседними молекулами. Возникает вопрос: насколько точно необходимо знать исходные условия, если нужно вычислить с приемлемой точностью, будет ли 10'¹⁰ секунды спустя какая–то конкретная молекула двигаться к стене или от стены? Столкновение бильярдных шаров — прекрасно определяемое событие (сам Ньютон первым выработал эту теорию). Но небольшая ошибка в деталях того, как сталкиваются два шара, оказывает очень большое влияние на то, в каких направлениях они разлетаются, что хорошо известно игрокам в пул и снукер. После 50 столкновений этот эффект увеличивается экспоненциально. Таким образом, в прогнозе будет допущена серьезная ошибка, если не было принято во внимание воздействие электрона (мельчайшей частицы материи), находящегося на другом конце обозримой вселенной (так далеко, как только можно) и взаимодействующего с молекулами воздуха в комнате через силу гравитации (самая слабая сила в природе). Этот поразительный вывод говорит не только о непредсказуемости хаотических систем, но также и о том, что их чувствительность к условиям требует необходимости рассматривать их всецело в контексте их окружения. Даже такая простая система, как молекулы воздуха, в таком коротком промежутке времени, как Ю'¹⁰ секунды, требует буквально глобальных знаний для своего полного описания.

Были предложены различные метафизические интерпретации присущей теории хаоса комбинации детерминированных уравнений и видимой непредсказуемости поведения.

Детерминизм. Согласно самому распространенному предложению, уравнения принимаются на веру, и делается вывод о том, что сложное и внешне случайное поведение может корениться во внутренней простоте и детерминизме. В этой позиции есть определенная доля эпистемологического пессимизма, поскольку в таком случае невозможно отличить действительную случайность от видимой.

Открытость. Альтернативное предложение, выдвинутое Полкинхорном, заключается в том, чтобы первенство в интерпретации было отдано наблюдаемому поведению. Подобно тому, как принцип неопределенности Гейзенберга заставляет большинство физиков верить в непредсказуемость квантов, теория хаоса должна поддерживать уверенность в существовании реальности более тонкой и гибкой, чем подобный часам мир Ньютона. (То есть облака реальны, они не просто «разболтанные часы».)

Полкинхорн утверждает, что этот шаг естествен для критического реализма. Если у будущего есть причины, то такое предположение могло бы значить, что в числе этих причин не только действие силы энергообмена между компонентами. Поскольку пути через странный аттрактор различаются скорее в моделях поведения, чем в энергии, эти новые принципы имели бы больше отношения к структуре будущего поведения, чем к затраченной энергии. Поскольку хаотические системы не поддаются изоляции, эти новые каузальные принципы имели бы глобальный характер. Термин «активная информация» был придуман для описания такого нового вида причинности («активная» — из–за своей каузальной эффективности, «информация» — поскольку относится к формированию моделей поведения). Детерминированные уравнения, с которых начались математические исследования, в таком случае рассматриваются как аппроксимации, действующие лишь при том особом условии, что воздействием среды на систему можно безболезненно пренебречь. Это последнее условие ограничивает создание определенных режимов, тех, которые предназначены на самом деле для проведения экспериментальных исследований. Существование таких специальных изолированных условий — единственное, что делает возможным эмпирическую науку, потому что если бы необходимо было знать все до того, как что–то узнать, прогресс науки был бы невозможен. Таким образом, в предположении, что проверенные уравнения ньютоновской динамики приблизительны, нет конфликта с экспериментальным знанием.

Можно надеяться, что дальнейший прогресс в этой области будет достигнут с помощью сочетания динамики хаоса с квантовой теорией. В конце концов поведение хаотических систем, похоже, зависит от степени подробности на уровне неопределенности Гейзенберга и ниже.

Однако в понимании взаимодействия хаоса и квантовой реальности существуют большие технически сложности, и эти вопросы пока не имеют решения.

Порядок из хаоса