2.3 Неклассическая наука
В конце ХIХ – начале XX в. считалось, что научная картина мира практически построена, и если и предстоит какая-либо работа исследователям, то это уточнение некоторых деталей. Но вдруг последовал целый ряд открытий, которые никак в нее не вписывались.
В 1897 г. английский физик Дж. Томсон (1856—1940) открывает составную часть атома – электрон, создает первую, но очень недолго просуществовавшую модель атома. В 1900 г. немецкий физик М. Планк (1858—1947) предложил новый (совершенно не отвечающий классическим представлениям) подход: рассматривать энергию электромагнитного излучения величину дискретную, которая может передаваться только отдельными, хотя и очень небольшими, порциями – квантами. На основе этой гениальной догадки ученый не только получил уравнение теплового излучения, но она легла в основу квантовой теории. [Баскаков А. Я., Туленков Н. В. Методология научного исследования: Учеб. пособие. – Киев, 2004]
Английский физик Э. Резерфорд (1871—1937) экспериментально устанавливает, что атомы имеют ядро, в котором сосредоточена вся их масса, а в 1911 г. создает планетарную модель строения атома, согласно которой электроны движутся вокруг неподвижного ядра и в соответствии с законами классической электродинамики непрерывно излучают электромагнитную энергию. Но ему не удается объяснить, почему электроны, двигаясь вокруг ядра по кольцевым орбитам и непрерывно испытывая ускорение, следовательно, излучая все время кинетическую энергию, не приближаются к ядру и не падают на его поверхность.
Датский физик Нильс Бор (1885—1962), исходя из модели Резерфорда и модифицируя ее, введя постулаты (постулаты Бора), утверждающие, что в атомах имеются стационарные орбиты, при движении по которым электроны не излучают энергии, ее излучение происходит только в тех случаях, когда электроны переходят с одной стационарной орбиты на другую, при этом происходит изменение энергии атома, создал квантовую модель атома. Она получила название модели Резерфорда-Бора. Это была последняя наглядная модель атома.
В 1924 г. французский физик Луи де Бройль (1892—1987) выдвинул идею о двойственной, корпускулярно-волновой природе не только электромагнитного излучения, но и других микрочастиц. В 1925 г. швейцарский физик-теоретик В. Паули (1900—1958) сформулировал принцип запрета: ни в атоме, ни в молекуле не может быть двух электронов, находящихся в одинаковом состоянии.
В 1926 г. австрийский физик-теоретик Э. Шредингер (1887—1961) вывел основное уравнение волновой механики, а в 1927 г. немецкий физик В. Гейзенберг (1901—1976) – принцип неопределенности, утверждавший: значения координат и импульсов микрочастиц не могут быть названы одновременно и с высокой степенью точности. [Баскаков А. Я., Туленков Н. В. Методология научного исследования: Учеб. пособие. – Киев, 2004]
В 1929 г. английский физик П. Дирак (1902—1984) заложил основы квантовой электродинамики и квантовой теории гравитации, разработал релятивистскую теорию движения электрона, на основе которой предсказал (1931) существование позитрона – первой античастицы. Античастицами назвали частицы, подобные своему двойнику, но отличающиеся от него электрическим зарядом, магнитным моментом и др. В 1932 г. американский физик К. Андерсон (р. 1905) открыл позитрон в космических лучах.
2.4 Неоклассическая наука
Девид Бом (1917—1992) один из основателей идеи о том, что Вселенная подобна гигантской голограмме, один из наиболее выдающихся специалистов в области квантовой физики.
Бом определил вселенную, как голограмму – это означает, что мир, в котором мы живем, в действительности может представлять собой тонкую и сложную иллюзию наподобие голографического изображения. Под ней находится более глубокий порядок бытия – беспредельный и изначальный уровень реальности, – из которого рождаются все объекты, и в том числе видимость нашего физического мира аналогично тому, как из кусочка голографической пленки рождается голограмма. Вселенная, по Бому, представляет собой единое целое! Именно ненарушаемая целостность Вселенной объединяет две великие теории – теорию относительности и теорию квантовой физики, хотя их основные физические концепции довольно противоречивы. Относительность требует строгой непрерывности, строгого детерминизма и строгой локальности. В квантовой механике утверждается прямо противоположное: прерывистость, индетерминизм, нелокальность. Но ненарушаемая целостность Вселенной лежит в основе обеих теорий. [Баскаков А. Я., Туленков Н. В. Методология научного исследования: Учеб. пособие. – Киев, 2004]
Фундаментальной чертой теории Бома является утверждение о том, что реальность едина, что она представляет собой неделимую целостность, лежащую в основе всей Вселенной, в основе материи и сознания. Модель целостного мира информирует нас о том, что мы являемся частью неделимой реальности, обладающей врожденной способностью формулировать идеи о себе самой. «Биологические системы, живое вещество планеты и окружающее пространство могут быть представлены как единая физически организованная система, чем-то подобная единой гигантской околоземной голограмме».
На сегодняшний день теория Бома находится еще на стадии становления. До последнего времени Д. Бом занимался разработкой математической основы своей теории, которая использует такие математические понятия, как «матрица», и такие разделы математики, как топология. Между его теорией имплицитного порядка и теорией бутстрапа существует многообещающее сходство. Обе эти концепции исходят из понимания мира как динамической сети отношений и выдвигают на центральное место понятие порядка, используют матрицы в качестве средства описания перемен и преобразований, а топологию – в качестве средства более точного определения категорий порядка. Наконец, оба этих подхода признают, что сознание представляет собой неотъемлемый компонент Вселенной, который в будущем должен войти в новую теорию физических явлений.
Карл Прибрам (1919—2015) одним из радикальных подходов явилось использование Прибрамом голографической модели применительно к исследованию мозга. Прибрам писал, что все голограммы в целом обладают рядом интересных свойств, которые делают их потенциально важными для понимания функционирования мозга. Первое – и в данный момент наиболее важное для нас – состоит в том, что информация о каждой точке объекта распределяется по всей голограмме и тем самым делает регистрацию её устойчивой к разрушениям. Любая малая часть голограммы содержит информацию о всём объекте-оригинале и, следовательно, может восстановить её. Когда куски голограммы становятся ещё меньше, несколько уменьшается её разрешающая способность. Когда же для восстановления изображения используются большие части голограммы, уменьшается глубина поля восстановленной картины, то есть сужается зона фокуса. Таким образом, для конкретных целей может быть установлена оптимальная величина голограммы. Голограмма обладает фантастической способностью к эффективному (то есть восстановимому) хранению информации. Информация, включённая в соответствующую систему восстановления, может быть непосредственно размещена и точно восстановлена. Плотность хранения информации ограничена только длиной волны когерентного света (тем короче длина волны, тем больше емкость памяти) и зернистостью используемой фотоплёнки. Более того, одновременно может сохраняться множество различных узоров, особенно когда голограмма наносится на твёрдый предмет. Каждое изображение хранится, но всему твердому телу, хотя каждое из них воспроизводится независимо от других. Как описывают Лейт и Упатниекс (1965). «…на одну пластинку может быть последовательно наложено несколько изображений, а затем каждое из них может быть восстановлено в отдельности, не испытывая помех со стороны других. Это достигается благодаря использованию различных пространственно-частотных носителей информации для каждого изображения… Решётки, несущие информацию, могут быть различной частоты… и возникает ещё одна степень свободы – угловая» […] Таким образом, голограммы не зависят от физического присутствия «воли», хотя они наиболее полно описываются уравнениями волновой механики. Эта независимость голографии от наличия физической волны является важным соображением при подходе к проблеме нейронного голографического процесса. Существует достаточно серьёзное сомнение в том, что «волны мозга» в том виде, в каком они в настоящее время регистрируются, могут представлять собой субстрат какого-либо узора интерференции, адекватного дли переработки информации, хотя они могут указывать на то, что такой процесс имеет место. Конечно, длина регистрируемых волн значительно больше, чем длина волн света, и, следовательно, они могут быть носителями малого количества информации – даже в форме пространственно интерферирующих топографических узоров. Таким образом, предлагаемая далее гипотеза является развитием идеи, высказанной в предыдущих главах о той роли, которую играют в функционировании мозга микроструктуры, образованные медленными потенциалами соединении. Эти микроструктуры могут быть описаны либо в статистических понятиях квантовой теории, либо на языке интегралов свёртки и преобразований Фурье, применяемых для описания механической волны. Микроструктуры не меняют своих существенных характеристик из-за того, что мы выбираем тот или другой способ описания. Каждый язык, каждая форма описания имеет свои преимущества. Для объяснения проблем восприятия, особенно проблем формирования образа и фантастической способности узнавания, голографическое описание не имеет себе равных. [Куликов С. Б. Основы философского анализа науки: методология, смысл и цель. – Томск, 2005]