Можно ли предвидеть будущее?

Успехи небесной механики значительно способствовали укреплению концепции детерминизма в понимании развития, Ученые стали полагать, что весь мир представляет собой гигантскую машину, подчиняющуюся в своем развитии непреложным механическим законам. Любое тело можно разложить на первичные неделимые атомы и любую форму движения свести к усложненному движению атомов. Поэтому в основе всех законов общественных, биологических и физических явлений должны лежать единые механические законы, которые одинаково проявляются как в микромире, так и в гигантских космических масштабах. Эти законы определяют движение материи в вечных, сызнова повторяющихся круговоротах, в которых каждый последующий цикл аналогичен предыдущему.

Механический детерминизм отрицал объективный характер случайности и вероятности в природе. Он считал, что всякое явление, коль скоро оно произошло, является необходимым, ибо в противном случае оно было бы невозможным. Все формы причинных связей здесь сводились к необходимым связям, а случайность рассматривалась как непознанная необходимость. Точно так же и возможность понималась как непознанная необходимость, которая, коль скоро она существует, обязательно должна осуществиться с течением времени. Развитие природы здесь рассматривалось как развертывание существующих в материи возможностей и причинных связей по непреложным всеобщим законам. Если бы удалось узнать все причины явлений, то можно было бы полностью устранить случайность, а вместе с ней и вероятность из сферы предсказаний, т. е. сформулировать совершенно однозначное суждение о будущих событиях. Поэтому все статистические законы теории, заключающие в себе вероятностные функции, рассматривались как результат действия непознанных еще динамических законов, которые выражают однозначно детерминированную связь явлений и находятся в микроструктуре тел. Любое, даже самое незначительное событие обусловлено по этой точке зрения извечной необходимой связью причин и следствий.

Характеризуя данную концепцию Ф. Энгельс писал: «Что в этом стручке пять горошин, а не четыре или шесть, что хвост этой собаки длиною в пять дюймов, а не длиннее или короче на одну линию, что этот цветок клевера был оплодотворен в этом году пчелой, а тот — не был, и притом этой определенной пчелой и в это определенное время, что это определенное, унесенное ветром семя одуванчика взошло, а другое — не взошло, что в прошлую ночь меня укусила блоха в 4 часа утра, а не в 3 или в 5, и притом в правое плечо, а не в левую икру, — все это факты, вызванные не подлежащим изменению сцеплением причин и следствий, незыблемой необходимостью, и притом так, что уже газовый шар, из которого произошла солнечная система, был устроен таким образом, что эти события должны были случиться именно так, а не иначе. С необходимостью этого рода мы тоже еще не выходим за пределы теологического взгляда на природу. Для науки почти безразлично, назовем ли мы это, вместе с Августином и Кальвином, извечным решением божиим, или вместе с турками, кисметом, или же необходимостью. Ни в одном из этих случаев нет и речи о прослеживании причинной цепи» [2]. «…Случайность не объясняется здесь из необходимости; скорее, наоборот, необходимость низводится до порождения голой случайности» [3].

Следует заметить, что первоначальная формулировка принципа детерминизма, которая была дана Дидро и Гольбахом, была значительно более общей, чем та, которая была предложена Лапласом и установилась затем в рамках классической механики. Французские материалисты, критикуя религию, последовательно проводили мысль, что природа является причиной самой себя. Она изменяется по (внутренне присущим ей законам и совершенно исключает какие-либо явления, не вытекающие из необходимой материальной связи. Для детального предсказания будущего необходимо точное знание всех причин, относящихся к настоящему. При этом подразумевалось, что данные причины и соответствующие им силы могут быть сколь угодно сложными и многообразными.

Лаплас же и его последователи свели условия предсказания будущего лишь к предварительному знанию одних только координат и импульсов частиц. Подобное ограничение принципа детерминизма было тесно связано с метафизическими воззрениями на строение материи, существовавшими в физике XVII–XVIII вв. Материя рассматривалась как совокупность неделимых атомов, отождествлявшихся с материальными точками. Для материальных же точек основными характеристиками являются лишь координаты и импульсы, а также действующие на точки силы. В соответствии с этим и принималось, что если бы удалось узнать координаты и импульсы всех составляющих материю микрочастиц, а затем составить для них соответствующие уравнения и обобщить решения этих уравнений, то можно было бы определить состояния материальных систем на любой прошлый и будущий отрезок времени. Таким образом, все возможности и причинные связи, определяющие будущие события, здесь сводились к чисто механическим свойствам и взаимодействиям.

Развитие физики в период XX в. привело к существенным изменениям взглядов на строение материи. Была обнаружена сложность атомов, открыто множество элементарных частиц с различными свойствами и способностью к взаимным превращениям. Современная физика находится на пороге проникновения в специфичную структуру элементарных частиц. Каждому микрообъекту присуще единство корпускулярных и волновых свойств. При поглощении и излучении микрообъекты проявляются как частицы, тогда как при движении и рассеянии через кристалл или дифракционную решетку обнаруживаются их волновые свойства. Благодаря единству таких противоположных свойств частица не может одновременно обладать сколь угодно точными значениями координат и импульса. Если устанавливается наличие у нее точного значения координат, то неопределенным является импульс, и наоборот, наличие у частицы точного значения импульса делает неопределенными ее координаты и положение в пространстве.

Открытие соотношения неопределенностей показало, что постановка вопроса о предсказании будущих состояний систем в плане идей механического детерминизма является неправомерной. Поскольку частицы не могут одновременно обладать точными значениями координат и импульса, нельзя достоверно предсказывать и их будущие состояния на основе прошлых. И там, и здесь появляются неопределенности. Можно говорить лишь о вероятности определенного поведения частицы или ее нахождения в некотором объеме пространства.

Все эти открытия вызвали острую полемику среди ученых по вопросу о возможностях предвидения. Некоторые физики и философы, ссылаясь на соотношение неопределенностей, сделали вывод об индетерминизме в микромире, нарушении принципа причинности и вытекающей из этого принципиальной невозможности точного предвидения будущих событий. Они при этом ошибочно отождествляли принцип причинности с механическим детерминизмом, который является в действительности лишь частной, простейшей формой причинной связи, реализующейся в некоторых несложных системах. Другие ученые высказывали более оптимистический взгляд на возможность предвидения и склонялись к старому пониманию связи прошлого и будущего в развитии. Они считали, что соотношение неопределенностей, как и вероятностное значение волновой функции, свидетельствует лишь о неполноте нашего знания всех причинных связей в микромире. Существуют некоторые еще непознанные скрытые параметры, которые однозначно определяют поведение микрочастиц. Познание этих параметров позволило бы устранить неопределенность в значениях координат и импульса и сделать предсказание будущего поведения частиц на основе вычисления соответствующей волновой функции совершенно достоверным. Такую точку зрения выдвинули Эйнштейн, Ланжевен, Луи де Бройль, американский физик Д. Бом и некоторые другие. Критикуя вероятностную интерпретацию квантовой механики, Эйнштейн шутливо говорил, что господь бог не может играть в кости, т. е. существует однозначная связь между предшествующими и последующими состояниями, которая является объективной основой для точного предвидения, если только хорошо известны начальные условия.