Таким образом, цель естественных наук состояла в том, чтобы свести все наблюдения к законам, сформулированным Ньютоном и обобщенным такими знаменитыми физиками и математиками, как Лагранж, Гамильтон и другие. Вопрос о том, почему движущие силы существуют и входят в уравнение Ньютона, считался незаконным. «Понять» материю (массу) и силы было невозможно, хотя эти понятия использовались при формулировке законов динамики. В ответ на вопрос «почему?» природа сил и масс оставалась скрытой от нас. Дюбуа-Реймон, как мы уже упоминали, весьма точно сформулировал ограничения нашего знания: «Ignoramus et ignorabimus («мы не знаем и не будем знать»). Наука не обеспечивает нам доступ к тайнам природы. Что же такое наука?

Мы уже приводили высказывание весьма влиятельного физика и философа Маха: наука есть составная часть дарвиновской борьбы за существование. По мнению Маха, наука помогает нам организовать наш опыт. Она приводит к экономии мышления. Математические законы — не что иное, как соглашения, позволяющие удобно резюмировать результаты возможных экспериментов. В конце XIX в. научный позитивизм обладал огромной интеллектуальной привлекательностью. Во Франции он оказал влияние на труды таких выдающихся исследователей, как Дюгем и Пуанкаре.

Еще один шаг в преодолении «презренной метафизики» — и мы в Венском кружке. Все положительное знание, по мнению членов этого кружка, находится под юрисдикцией естествознания, а философия необходима для поддержания положительного знания в порядке. Такая точка зрения означала радикальное подчинение естествознанию, науке всего рационального знания и всех рациональных вопросов. Вот как пишет об этом в своей книге «Направление времени» выдающийся философ-неопозитивист Рейхенбах;

«Для решения проблемы времени не существует других способов, кроме методов физики. Физика гораздо более других наук связана с природой времени. Если время объективно, то физик должен установить этот факт; если имеется становление, то физик должен познать его; однако если время лишь субъективно и бытие безвременно, тогда физик должен иметь возможность игнорировать время в своем истолковании реальности и описывать мир без ссылок на время... Исследование природы времени без ссылок на время — безнадежное предприятие. Если имеется решение философской проблемы времени, то оно зафиксировано в уравнениях математической физики»[113].

Работа Рейхенбаха представляет большой интерес для каждого, кто пожелает узнать, о чем может сказать физика по поводу проблемы времени, но это не столько книга по философии природы, сколько рассказ о том, чем проблема времени привлекает к себе внимание и «озадачивает» физиков, но не философов.

Какова же роль философии? Нередко утверждалось, что философия призвана стать наукой о науке. В этом случае цель философии состояла бы в том, чтобы анализировать методы естественных наук, аксиоматизировать и уточнять используемые ими понятия. Но такая роль превратила бы бывшую «царицу всех наук» в некое подобие их служанки. Разумеется, существует возможность того, что уточнение понятий будет способствовать дальнейшему развитию наук, что понимаемая так философия, хотя и с использованием «чужих» методов — логики, семантики, сможет производить новое знание, сравнимое с знанием, добываемым собственно наукой. Такую надежду питают приверженцы «аналитической философии», занимающей столь видное место в англо-американских кругах. Мы не хотим умалять интерес, который представляют такие попытки. Однако нас сейчас интересуют совершенно другие проблемы. Мы не ставим своей целью прояснить или аксиоматизировать существующее знание, мы стремимся лишь в какой-то степени восполнить некоторые принципиально важные пробелы в этом знании.


6. Новое начало

В первой части нашей книги мы описали, с одной стороны, диалог с природой, который сделала возможным классическая наука, а с другой стороны, ненадежное положение науки в системе культуры в целом. Существует ли вывод из создавшегося довольно затруднительного положения? В этой главе мы обсудили некоторые попытки достижения альтернативных способов познания. Мы рассмотрели также позитивистскую точку зрения, которая отделяет науку от реальности.

На научных собраниях моменты наивысшего возбуждения очень часто наступают, когда ученые принимаются обсуждать вопросы, не имеющие никакого практического значения, не являющиеся жизненно важными, например возможные интерпретации квантовой механики или роль расширяющейся Вселенной в нашей концепции времени. Если бы позитивистская точка зрения, сводящая науку к некоторому исчислению символов, была принята, то наука утратила бы значительную часть своей привлекательности. Распался бы ньютоновский синтез теоретических понятий и активного знания. Мы снова оказались бы в ситуации, известной со времен Древней Греции и Рима: между техническим, практическим знанием, с одной стороны, и теоретическим знанием, с другой, зияла бы непреодолимая пропасть.

Для древних природа была источником мудрости. Средневековая природа говорила о боге. В новые времена природа стала настолько безответной, что Кант счел необходимым полностью разделить науку и мудрость, науку и истину. Этот раскол существует на протяжении двух последних столетий. Настала пора положить ему конец. Что касается науки, то она созрела для этого. Первым шагом к возможному воссоединению знания, как нам сейчас представляется, стало создание в XIX в. теории теплоты, открытие законов, или «начал», термодинамики. Именно термодинамика претендует на роль хронологически первой «науки о сложности». К этой науке, от ее зарождения до последних достижений, мы сейчас и перейдем.


ЧАСТЬ ВТОРАЯ. НАУКА О СЛОЖНОСТИ


Глава 4. ЭНЕРГИЯ И ИНДУСТРИАЛЬНЫЙ ВЕК


1. Тепло — соперник гравитации

Ignis mutat res[114]. Это высказывание, известное с незапамятных времен, всегда связывало химию с «наукой об огне». В XVIII в., начиная с концептуальной перестройки, вынудившей науку пересмотреть то, что ранее отвергалось ею во имя механистического мировоззрения, а именно такие понятия, как «необратимость» и «сложность», огонь стал частью экспериментальной науки.

Огонь преобразует материю. Он приводит к химическим реакциям, к таким процессам, как плавление и испарение. Огонь заставляет топливо сгорать и высвобождать тепло. Из всех этих общеизвестных фактов наука XIX в. сосредоточила внимание на одном; горение сопровождается выделением тепла, а подвод тепла может вызывать увеличение объема, в результате чего горение совершает работу. Таким образом, огонь приводит к созданию машины нового типа — тепловой машины, — технологическому новшеству, ставшему основой индустриального общества[115].

Интересно отметить, что Адам Смит работал над своим «Исследованием о природе и причинах богатства народов» и собирал данные о перспективах и определяющих факторах роста промышленности в том самом университете, в стенах которого Джеймс Уатт завершал доводку своей паровой машины. Тем не менее Адам Смит смог найти для каменного угля единственно полезное применение — как источник тепла. (В XVIII в. еще не были известны другие источники энергии, кроме воды, ветра, мускульной силы животных и приводимых ими в движение простейших машин.)

Быстрое распространение британской паровой машины вызвало новый интерес к механическому действию теплоты, и термодинамика, детище этого интереса, занималась не столько выяснением природы тепла, сколько скрытыми в тепле возможностями производства «механической энергии».

Что же касается рождения «науки о сложности», то мы предлагаем датировать его 1811 годом, когда барону Жан-Батисту Жозефу Фурье, префекту Изера, была присуждена премия Французской академии наук за математическую теорию распространения тепла в твердых телах.

Установленный Фурье результат был удивительно прост и изящен: поток тепла пропорционален градиенту температуры. Замечательно, что этот простой закон применим к веществу, в каком бы состоянии оно ни находилось: твердом, жидком или газообразном. Кроме того, закон Фурье выполняется независимо от химического состава тела, будь оно из золота или из железа. Специфическим для каждого вещества является коэффициент пропорциональности между тепловым потоком и градиентом температуры.

Ясно, что универсальный характер закона Фурье не связан непосредственно с динамическими взаимодействиями, описываемыми законом Ньютона, поэтому формулировку закона теплопроводности можно рассматривать как исходную точку науки нового типа. Действительно, простота предложенного Фурье математического описания распространения тепла разительно контрастирует со сложностью вещества, рассматриваемого с точки зрения его молекулярного строения. Твердое тело, газ или жидкость представляют собой макроскопические системы, состоящие из огромного числа молекул, и тем не менее теплопроводность описывается одним-единственным законом. Фурье вывел свой закон в то время, когда в европейской науке школа Лапласа занимала господствующее положение. Лаплас, Лагранж и их ученики пытались объединенными усилиями критиковать теорию Фурье, но были вынуждены отступить[116]. Сбывшаяся было мечта Лапласа потерпела первое поражение. Фурье создал физическую теорию, не уступавшую по математической строгости механическим законам движения, но в то же время остававшуюся совершенно чуждой ньютоновскому миру. С момента появления теории теплопроводности Фурье математика, физика и ньютоновская наука перестали быть синонимами.