Пригожин Илья Романович (1917-2003) Порядок из хаоса: Новый диалог человека с природой: 1984 г.
(Ilya Prigogine, Isabelle Stengers. Order out of Chaos: Man's new dialogue with nature)
Часть первая. Иллюзия универсального
Глава 3. Две культуры
5. Ignoramus et Ignorabimus - лейтмотив позитивистов
...Другой метод преодоления трудностей классической рациональности, присущих классической науке, состоял в отделении того, что было наиболее плодотворным с точки зрения науки, от того, что «истинно». Это еще один аспект кантианского раскола. В своем докладе «О цели естественных наук» (1865 г.) Кирхгоф провозгласил, что высшая цель естествознания состоит в сведении любого явления к движению, в свою очередь движение подлежит описанию средствами теоретической механики. С аналогичным заявлением выступил Гельмгольц, химик, медик, физик и физиолог, бывший властителем дум в германских университетах в те времена, когда они были средоточием европейской науки. Гельмгольц утверждал, что «явления природы необходимо свести к движениям материальных частиц, обладающих неизменными движущими силами, которые зависят лишь от условий пространства».
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.
Часть вторая. Наука о сложности
Глава 4. Энергия и индустриальный век
1. Тепло - соперник гравитации
Ignis mutat res.* Это высказывание, известное с незапамятных времен, всегда связывало химию с «наукой об огне». В XVIII веке, 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.
* Огонь движет вещами (лат.). - Прим. перев
...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.
...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.
Таким образом, тепловая машина - не пассивное устройство. Строго говоря, она производит движение. С этой особенностью тепловой машины связана новая проблема: чтобы восстановить способность системы производить движение, ее необходимо возвратить в начальное состояние. Следовательно, необходим второй процесс, второе изменение состояния, которое компенсировало бы то изменение, которое производит движение. В тепловой машине таким вторым процессом, противоположным первому, является охлаждение системы до начальных значений температуры, давления и объема.
2. Принцип сохранения энергии
...Неудивительно, что закон сохранения энергии был столь важен для физиков XIX в. Для многих из них он был воплощением единства природы. Это убеждение отчетливо звучит в высказывании Джоуля, выдержанном в традициях английской науки:
«Явления природы, механические, химические или биологические, состоят почти полностью из непрерывного превращения тяготения на расстоянии живой силы в тепло, и наоборот. Тем самым поддерживается порядок во Вселенной: ничто не растрачивается, ничто не утрачивается, а весь механизм при всей своей сложности работает слаженно и гармонично. И хотя, как в ужасном видении пророка Иезекииля, «казалось, будто колесо находилось в колесе» (Иезек, [1, 16]) и все кажется сложным и вовлеченным в хитросплетения почти неисчерпаемого многообразия причин, следствий, превращений и выстраивания в определенной последовательности, тем не менее, сохраняется идеальнейший порядок и все бытие послушно непререкаемой воле бога».
...Особенно замечательным нам представляется случай Майера. Работая в молодые годы врачом в голландских колониях на Яве, Майер обратил внимание на ярко красный цвет венозной крови у одного из своих пациентов. Это наблюдение привело его к заключению, что жителям жаркого тропического климата требуется меньше кислорода для поддержания нормальной температуры тела, чем в средних широтах, чем и объясняется яркий цвет их крови. Майер продолжил свои исследования и установил баланс между потреблением кислорода, являющимся источником энергии, и потреблением энергии, затрачиваемой на поддержание постоянной температуры тела, несмотря на тепловые потери и мышечную работу.
Часть первая. Иллюзия универсального
Глава 3. Две культуры
5. Ignoramus et Ignorabimus - лейтмотив позитивистов
...Другой метод преодоления трудностей классической рациональности, присущих классической науке, состоял в отделении того, что было наиболее плодотворным с точки зрения науки, от того, что «истинно». Это еще один аспект кантианского раскола. В своем докладе «О цели естественных наук» (1865 г.) Кирхгоф провозгласил, что высшая цель естествознания состоит в сведении любого явления к движению, в свою очередь движение подлежит описанию средствами теоретической механики. С аналогичным заявлением выступил Гельмгольц, химик, медик, физик и физиолог, бывший властителем дум в германских университетах в те времена, когда они были средоточием европейской науки. Гельмгольц утверждал, что «явления природы необходимо свести к движениям материальных частиц, обладающих неизменными движущими силами, которые зависят лишь от условий пространства».
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.
Часть вторая. Наука о сложности
Глава 4. Энергия и индустриальный век
1. Тепло - соперник гравитации
Ignis mutat res.* Это высказывание, известное с незапамятных времен, всегда связывало химию с «наукой об огне». В XVIII веке, 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.
* Огонь движет вещами (лат.). - Прим. перев
...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.
...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.
Таким образом, тепловая машина - не пассивное устройство. Строго говоря, она производит движение. С этой особенностью тепловой машины связана новая проблема: чтобы восстановить способность системы производить движение, ее необходимо возвратить в начальное состояние. Следовательно, необходим второй процесс, второе изменение состояния, которое компенсировало бы то изменение, которое производит движение. В тепловой машине таким вторым процессом, противоположным первому, является охлаждение системы до начальных значений температуры, давления и объема.
2. Принцип сохранения энергии
...Неудивительно, что закон сохранения энергии был столь важен для физиков XIX в. Для многих из них он был воплощением единства природы. Это убеждение отчетливо звучит в высказывании Джоуля, выдержанном в традициях английской науки:
«Явления природы, механические, химические или биологические, состоят почти полностью из непрерывного превращения тяготения на расстоянии живой силы в тепло, и наоборот. Тем самым поддерживается порядок во Вселенной: ничто не растрачивается, ничто не утрачивается, а весь механизм при всей своей сложности работает слаженно и гармонично. И хотя, как в ужасном видении пророка Иезекииля, «казалось, будто колесо находилось в колесе» (Иезек, [1, 16]) и все кажется сложным и вовлеченным в хитросплетения почти неисчерпаемого многообразия причин, следствий, превращений и выстраивания в определенной последовательности, тем не менее, сохраняется идеальнейший порядок и все бытие послушно непререкаемой воле бога».
...Особенно замечательным нам представляется случай Майера. Работая в молодые годы врачом в голландских колониях на Яве, Майер обратил внимание на ярко красный цвет венозной крови у одного из своих пациентов. Это наблюдение привело его к заключению, что жителям жаркого тропического климата требуется меньше кислорода для поддержания нормальной температуры тела, чем в средних широтах, чем и объясняется яркий цвет их крови. Майер продолжил свои исследования и установил баланс между потреблением кислорода, являющимся источником энергии, и потреблением энергии, затрачиваемой на поддержание постоянной температуры тела, несмотря на тепловые потери и мышечную работу.