В 30-е гг. XX в. было сделано другое важное открытие, которое показало, что элементарные частицы, например электроны, обладают не только корпускулярными, но и волновыми свойствами. Таким путем было доказано экспериментально, что между веществом и полем не существует непроходимой границы: в определенных условиях элементарные частицы вещества обнаруживают волновые свойства, а частицы поля — свойства корпускул. Это явление получило название дуализма волны и частицы.

  Н. Бор сформулировал свой знаменитый принцип дополнительности, согласно которому некоторые эффекты и процессы можно объяснить волновой теорией, другие — квантовой. Поэтому следует использовать разные формулы и из волновой, и из квантовой теорий для более полного описания процессов. Именно в это время возникает новая волновая, или квантовая, механика для описания процессов, происходящих в мире мельчайших частиц — микромире.

  По  словам великого немецкого физика В. Гейзенберга (1901-1976), в квантовой механике неимоверно возросло значение эксперимента: «Наблюдение играет решающую роль в атомном событии, и реальность различается в зависимости от того, наблюдаем мы ее или нет»¹. Из данного обстоятельства, заключающегося в том, что сам измерительный прибор влияет на результаты измерения и участвует в формировании изучаемого явления, следовало, во-первых, представление об особой «физической реальности», которой присущ данный феномен, а во-вторых, представление о субъектно-объектном единстве как единстве измерительного прибора и изучаемой реальности «Квантовая теория уже не допускает вполне объективного описания природы»².

  Итак, принципиально новыми моментами  в исследовании микромира с позиций  квантовой механики стали следующие:

  1) каждая элементарная частица обладает как корпускулярными, так и волновыми свойствами;

  2) вещество может переходить в  излучение (аннигиляция частицы  и античастицы дает фотон, т.е.  квант света);

  3) можно предсказать место и  импульс элементарной частицы  только с определенной вероятностью;

  4) прибор, исследующий реальность, влияет  на нее;

  5) точное измерение возможно только  при потоке частиц, но не одной  частицы.

  Другая  фундаментальная теория современной  физики — теория относительности, в корне изменившая научные представления о пространстве и времени. В специальной теории относительности получил дальнейшее применение установленный еще Г. Галилеем принцип относительности в механическом движении. Также эта теория впервые ясно показала, что все движения, происходящие в природе, имеют относительный характер. Это означает, что в природе не существует никакой абсолютной системы отсчета и, следовательно, абсолютного движения, которые допускала ньютоновская механика.

  Еще более радикальные изменения  в учении о пространстве и времени  произошли в связи с созданием общей теории относительности, которую нередко называют новой теорией тяготения. Эта теория впервые ясно и четко установила связь между свойствами движущихся тел и их пространственно-временной метрикой. А. Эйнштейн (1879-1955), выдающийся американский ученый, физик-теоретик, сформулировал некоторые основные свойства пространства и времени исходя из своей теории:

  1) их объективность и независимость  от человеческого сознания и  сознания всех других разумных  существ в мире (если такие есть);

  2) их абсолютность — они являются  универсальными формами бытия  материи, проявляющимися на всех  структурных уровнях ее существования;

  3) неразрывную связь друг с другом и с движущейся материей;

  4) единство прерывности и непрерывности  в их структуре — наличие отдельных тел, фиксированных в пространстве при отсутствии каких-либо «разрывов» в самом пространстве;

  5) количественную и качественную  бесконечность, неотделимую от  структурной бесконечности материи  — невозможность найти место,  где отсутствовали бы пространство и время, а также неисчерпаемость их свойств. По существу относительность восторжествовала и в квантовой механике, т.к. ученые признали, что нельзя:

  1) найти объективную истину безотносительно  от измерительного прибора;

  2) знать одновременно и положение, и скорость частиц;

  3) установить, имеем мы в микромире  дело с частицами или с волнами. Это и есть торжество относительности в физике XX в. Учитывая столь огромный вклад в современную науку и большое влияние на нее А. Эйнштейна, третью фундаментальную парадигму в истории науки и естествознания назвали эйнштейновской.

  Другие  основные достижения современной научно-технической  революции сводятся к созданию ОТС — общей теории систем, позволившей взглянуть на мир как на единое, целостное образование, состоящее из огромного множества взаимодействующих друг с другом систем.

  В 1970-х гг. появилось такое междисциплинарное  направление исследований, как  синергетика, изучающая процессы самоорганизации в системах любой природы: физических, химических биологических и социальных.

  Произошел огромный прорыв в науках, изучающих  живую природу. Переход от клеточного уровня исследования к молекулярному  ознаменовался крупнейшими открытиями в биологии, связанными с расшифровкой генетического кода, пересмотром прежних взглядов на эволюцию живых организмов, уточнением старых и появлением новых гипотез происхождения жизни и многого другого. Такой переход стал возможен в результате взаимодействия различных естественных наук, широкого использования в биологии точных методов физики, химии, информатики и вычислительной техники. В свою очередь живые системы послужили для химии природной лабораторией, опыт которой ученые стремились воплотить в своих исследованиях по синтезу сложных соединений.

  Говоря  о революциях в естествознании (а  их всегда как минимум выделяют три: аристотелевскую, ньютоновскую и эйнштейновскую) следует отказаться от наивных и  предвзятых представлений о них  как процессах, связанных с ликвидацией прежнего знания, с отказом от преемственности в развитии науки и прежде всего ранее накопленного и проверенного эмпирического материала, а признать и принять весьма актуальный в связи с существующей проблемой «радикальных прорывов» в науке принцип соответствия Н. Бора, который гласит, что ни одна новая теория не отрицает начисто предыдущую, а вбирает ее в себя на правах частного случая.

Лекция  4. СУЩНОСТЬ И ПРОИСХОЖДЕНИЕ ЖИЗНИ

  Одним из трудноразрешимых, но в то же время  таинственных и интересных в современной науке является вопрос о происхождении жизни. Он труден потому, что наука как форма культуры в рамках доказательности и проверки утверждений подходит к жизни как развитию нового на пределе своих возможностей. До сих пор ученые не в состоянии воспроизвести процесс возникновения жизни.

  Даже  наиболее тщательно поставленный опыт будет лишь модельным экспериментом, лишенным ряда фактов, втиснутым в границы искусственного. Вопрос о происхождении жизни интересен не только сам по себе, но и тесной связью с проблемой сущности живого, его отличиями от неживого, эволюцией жизни.

  В различные исторические периоды  в научном знании существовали разнообразные трактовки, выделяющие те или иные особенности живого и жизни вообще — от механистического и виталистического до кибернетическо-информационного подходов. В современное понимание живого наряду с традиционными атрибутами:

  1) способностью к воспроизводству;

  2) клеточным строением (структурой);

  3) вещественным строением (белки  и нуклеиновые кислоты);

  4) способностью к росту и развитию;

  5) раздражимостью, наследственностью;

  6) изменчивостью и приспособленностью  к среде, вводятся, например, информативность, организованность.

  Но  обозначить четкие границы между  живым и неживым до сих пор  весьма проблематично. Кроме того, в определении жизни нужно учитывать всю ее многогранность и различную качественную проявленность: от клеточного, органического, животного, разумного до биосферного и ноосферного уровней.

  К важным свойствам живых систем относятся:

  1) компактность (в семени, яйцеклетке содержится вся информация о будущем живом организме);

  2) способность создавать порядок  из хаотического теплового движения  молекул и тем самым противодействовать  возрастанию энтропии;

  3) обмен с окружающей средой  веществом, энергией, информацией;

  4) жизнь качественно превосходит  другие виды материи;

  5) живые системы обладают прошлым;

  6) жизнь организма зависит от  двух факторов: наследственности (генетического  аппарата) и изменчивости (окружающей  среды);

  7) способность к избыточному воспроизводству, что ведет к наличию естественного отбора.

  Дать  определение живому — значит ограничить его понимание в пределах той  или иной парадигмальной установки. С точки зрения системного подхода (И. Пригожин) живое — это открытая, целеустремленная система, обменивающаяся с окружающей средой веществом, энергией, информацией. Изучение особенностей самоорганизации живой природы показывает, что вместе с усложнением организации живых систем происходит нарастание противоречий между их стремлением к сохранению гомеостазиса (стабильности, равновесия) и тенденций максимизировать эффективность поглощения и использования внешних энергий и вещества.

  По  мнению Н.Н. Моисеева, особую роль в  мировом эволюционном процессе играет принцип диссипации (рассеивания) энергии: если допустимо не единственное состояние системы (процесса), а целая совокупность состояний, согласных с законами сохранения и связями, наложенными на систему, то реализуется то ее состояние, которое отвечает минимальному рассеиванию энергии, или, что то же самое, минимальному росту энтропии. С механистической точки зрения жизнь — это особая форма движения, представляющая способ существования высокоорганизованной надмолекулярной системы организмов (Е.Ф. Солопов).

  С точки зрения кибернетического подхода  (Н. Винер) живое — это саморегулируемая, самоуправляемая система, несущая в себе скрытые мотивы, тенденции, цели, которыми и определяется ее поведение, форма, тип. Н. Винер в 40-е гг. XX в. утверждал, что существование обратных связей у живых существ является одной из основных (может быть, главной) особенностью, отличающей живую природу от неживой. «Мы действительно приблизимся к пониманию жизни, когда все структуры и функции на всех уровнях, от электронного до супра-молекулярного, сольются в одно целое. До этого проводимые нами различия между структурой и функцией, между классическими химическими реакциями и квантовой механикой, между суб- и супра-молекулярным только подчеркивает ограниченность наших подходов и нашего понимания»³. Тем не менее возможность объединения всех точек зрения в науке на понимание и трактовку живого вряд ли разрешит его проблему.

  Специфика и сущность жизни уходит своими корнями  в вечный философский спор о материи  и сознании (духе) и даже превосходит  его, т.к. жизнь есть всеединство и рождается лишь во всеединстве первого и второго. В античной философской мысли данные идеи наиболее полно выразил Аристотель. «Жизнью мы называем всякое питание, рост и упадок тела, имеющие основание в нем самом... Душа необходимо есть сущность в смысле формы естественного тела, обладающего в возможности жизнью»⁴. Замыкаясь на субстанциальном, материальном, вещественном, объяснить сущность живого невозможно. Не случайно доминирование духовного в аспекте определения жизни до XVIII в. в философской мысли и естествознании оставалось незыблемым. Учение Г. Лейбница в этом смысле вообще стирает границу между живым и неживым, в той или иной степени обнаруживая духовную сущность во всем. Монада (неделимое) — это духовная субстанция, центр деятельной силы, «кирпичик Вселенной» — есть основа любого органического и неорганического вещества Истоки научного знания о жизни — направление витализма (XVIII в., Т. Борде) — так же исходят из нескольких констант в определении живого, ведущей из которых выступает присутствие в живых телах нематериальной души. Кроме того, отмечается наличие жизненных сил, отличных от механических, отсутствие причинных связей между физико-химическими процессами и жизнью. Тем не менее сегодня уже определенно ясно, что как в философии, так и в науке дуалистичность, равнозначность двух принципов: — материального и идеального — отражает наиболее ясный и полный подход в вопросе о живом. Насколько сложно осуществить такое глобальное, универсальное отношение к жизни, разумно установить широчайший диапазон ее возможностей, ее различных качественных форм, продемонстрировало направление русских космистов (Н.Ф. Федоров, К.Э. Циолковский, Н.А. Умов, А.Л. Чижевский, В.И. Вернадский).