Серафим Мелюхин - Можно ли предвидеть будущее?
На основе применения вероятностно-статистических методов, электронно-вычислительных машин в настоящее время достигнуты существенные успехи в области экономического планирования, прогнозов погоды на длительное время, теории обслуживания населения на транспорте, в торговой сети. За последние годы получили значительное развитие математическая статистика, применение математических методов в экономике, теория игр, исследующая конфликтные ситуации в природе и обществе, теория операций (в процессе промышленного производства и торговли), теория массового обслуживания, тесно связанная с теорией операций.
Вместо господствовавших ранее интуитивных, и зачастую ошибочных прогнозов, зависевших от субъективных качеств исследователя, в настоящее время все более внедряется точный расчет, основанный на учете и анализе законов массовых повторяющихся событий. Предсказание для отдельного события здесь может и не произойти, но для всей массы ожидаемых событий оно в среднем выполняется с большой точностью, если, конечно, верны были исходные данные и правильно сформулирован закон, управляющий событиями. В электронно-вычислительных машинах в настоящее время удается хорошо моделировать взаимоотношение производства и потребления, конкурентные отношения между предприятиями, связь спроса и предложения. На основе этого рассчитывается перспективная модель экономики на много месяцев вперед.
Но во всех случаях статистических прогнозов дается лишь вероятностная оценка возникновения определенного события, которая содержит в себе значительный элемент неопределенности. В связи с этим возникает вопрос о том, можно ли в принципе устранить эту неопределенность и превратить вероятностное предсказание в совершенно достоверное? Это равносильно вопросу о возможности сведения статистических законов к динамическим.
В истории науки неоднократно предпринимались попытки дать обоснование положительного ответа на этот вопрос. Первой теорией такого рода был механический детерминизм?. В дальнейшем аналогичная идея лежала в основе попыток свести статистические законы термодинамики к законам классической механики. За последние десятилетия некоторые известные физики предпринимали усилия свести вероятностные законы квантовой механики к однозначно детерминированным законам. В работах де Бройля, Бома и некоторых других физиков[4] высказывалась точка зрения о том, что вероятностные функции в квантовой механике являются следствием несовершенства данной теории, а также нашего незнания всех причин поведения микрочастиц. Они полагают, что в действительности поведение частиц однозначно детерминировано, все их свойства, в том числе координаты и импульсы, имеют строго определенное значение, но они выступают как скрытые параметры. Познание всех этих параметров позволило бы дать вполне однозначное предсказание поведения микрочастиц, исключающее вероятностные функции, которые рассматриваются как результат неполноты знаний. По мнению Д. Бома, статистические законы квантовой теории детерминируются некоторыми динамическими законами, господствующими на уровне субструктуры элементарных частиц.
Несомненно, что картина микроявлений, даваемая квантовой механикой, является неполной и что в поведении микрочастиц имеется много непознанного, «скрытых параметров», которые со временем будут раскрыты силами науки и практики. Вычисляемые в теории вероятностные функции, по-видимому, существенно отличаются от тех объективных вероятностных законов, которые управляют поведением микрочастиц. Несомненно также и то, что материя неисчерпаема, в своей структуре и на каждом новом уровне структурной организации она подчиняется качественно новым закономерностям. Однако из этого еще не следует, что вероятностно-статистические законы не являются объективными и что в мире существуют только однозначно-детерминированные, динамические законы, а случайность и вероятность есть лишь следствие нашего незнания всех причин явлений. В таком случае все вероятностные законы имели бы чисто субъективное основание в несовершенстве наших знаний о мире, между тем как практика доказывает обратное. Все расчеты природных и общественных явлений, основывающиеся на точно сформулированных вероятностных законах, в основном подтверждаются на практике, и это говорит об их объективности. Основание для существования вероятностно-статистических законов как раз заключается в структурной неисчерпаемости материи на разных уровнях, а также в объективном взаимоотношении возможности и действительности в развитии.
Как отмечалось выше, динамические законы действуют в несложных автономных системах, т. е. таких системах, развитие которых определяется главным образом внутренними связями. Но понятия большей или меньшей сложности и автономности являются относительными. Солнечная система будет простой, если нас интересует только движение и взаимодействие планет как целостных образований. Но если мы поставим вопрос о внутреннем строении Солнца и планет и перемещении гравитационных масс в них, о влиянии всех окружающих звезд, учтем множество астероидов и метеоритов, изменение массы Солнца в результате излучения, то та же солнечная система предстанет перед нами как весьма сложное образование, претерпевающее постоянное развитие.
Материя неисчерпаема в своей структуре, и каждая система заключает в себе другие виды материи, обладает бесконечно многообразными внутренними и внешними связями. А там, где имеется большое множество внутренних и внешних связей, состояний материи, вступают в действие статистические законы. Следовательно, динамический закон развития системы будет обусловлен статистическими процессами в области микроструктуры данной системы. Это положение справедливо для всех законов взаимодействия тел. Например, гравитационное взаимодействие тел и электрическое взаимодействие зарядов подчиняются законам Ньютона и Кулона, согласно которым сила взаимодействия равна произведению масс (или зарядов), деленному на квадрат расстояния между телами. Но эти динамические законы обусловлены огромным количеством цикличных процессов в микроструктуре вещества.
Согласно квантовой теории поля, взаимодействие между телами обусловлено обменом между ними квантов электромагнитного и гравитационного поля. Одно из тел излучает кванты, другое — поглощает, и наоборот, благодаря чему между ними возникает сила связи. Множество обменных процессов подчиняется статистическим законам, а их усреднение приводит на макроскопическом уровне к закону динамического типа. Отсюда следует, что закон, динамический для системы П-порядка, может быть статистическим для системы П-К-порядка, (входящую в данную систему в виде ее составного элемента. Динамическая закономерность по существу представляет собой статистическую с вероятностью осуществления событий, близкой к 1. Правда, когда мы в практических целях используем динамические законы, то мы отбрасываем все несущественные факторы и принимаем во внимание лишь основную тенденцию, благодаря чему и достигается, казалось бы, совершенно достоверное предсказание с вероятностью осуществления события, близкой к 1, Однако если рассуждать строго и делать расчеты на большие периоды времени, то необходимо учитывать и эти факторы, признавать действие вероятностных законов в любых явлениях. Фактически мы живем в вероятностной Вселенной, в которой ожидаемая нами достоверность наступления событий обусловлена тем, что их вероятность близка к 1.
Все это позволяет понять сущность ошибок механического детерминизма, в теории предсказания. Абсолютизация динамических законов была тесно связана с метафизическими воззрениями на строение материи, допущением последних бесструктурных элементов, подчиняющихся в конечном счете динамическим законам. С современной точки зрения, эти взгляды уже никак не могут быть признаны верными. Во-первых, между законами микромира и макроявлений существует качественное различие и первые не сводятся ко вторым. Во-вторых, законы самого микромира не являются динамическими. Каждый атом, как сложное образование, заключает в себе неисчерпаемое множество элементов материи, взаимодействие которых подчиняется статистическим законам. Благодаря связи частиц с различными полями, поглощению и излучению квантов полей, внутренним превращениям основные свойства частиц являются статистически средними по времени. В силу неисчерпаемости материи вглубь, по мере проникновения в ее микроструктуру должно происходить расширение сферы вероятностных процессов, а соответственно и статистических закономерностей. Таким образом, бесконечное множество различных состояний в структуре материи исключает однозначную детерминированность в структуре систем, необходимо вносит в нее элемент неопределенности..
