Симметрия и самоорганизация: от античной натурфилософии к современной науке

Актуальность темы

исследования обусловлена необходимостью философского анализа взаимоотношения понятий симметрии и самоорганизации, и универсализации их в познании. Важнейшая, и в определенном смысле, уникальная роль принадлежит идее современного естествознания: понятия симметрии, нарушенной симметрии и самоорганизации взаимно обуславливают и дополняют друг друга.

Симметрия сегодня стала общенаучной и философской категорией, всеобщей и необходимой логической формой мышления. Теория всемирного тяготения и атомного ядра, физика элементарных частиц и космология, движение и равновесие, порядок и беспорядок — отображают действительность, природу и явления, исходя из соображений симметрии. Эта мысль лежала в основе идеи гармонии сфер у Пифагора, она продолжает существовать в преобразованном виде в философии Нового Времени, в немецком идеализме и современной науке. Качественно новая постановка вопроса о соотношении порядка и беспорядка в структурной организации-материи, о соразмерности математических форм описания содержанию процессов, о соизмеримости бытия и мышления полагают принцип симметрии в основание своей рефлективной организации.

Анализ процессов эволюции позволяет по-новому взглянуть на методологические проблемы, связанные с симметрией физических законов, с описанием развивающихся систем и целостностью мировосприятия. Импульс развитию методологических схем в современной науке сделан со стороны физики нелинейных процессов и процессов самоорганизации, включающих в себя изменение, нарушение и восстановление разных форм симметрии, происходящих за счёт сил внутреннего взаимодействия сложных систем. В связи с этим теоретическую и методологическую актуальность приобретает философское и научное исследование спонтанно нарушенных симметрий.

Концепция эволюционизма, создающая возможность рассмотрения систем, как самоорганизующихся, становится основанием для формирования новых научных теорий. Поэтому реконструкция онтологического статуса, гносеологической природы и методологического значения понятий симметрии и самоорганизации в систематизации и развитии теоретического знания имеет принципиально важный смысл.

Степень разработанности проблемы. Методологическое исследование взаимосвязи понятий симметрии и самоорганизации вызывает трудности, которые обосновываются многоуровневым характером изучаемых понятий и тем, что объектом любого из фундаментальных понятий является мир, включающий в себя онтологические и гносеологические моменты всеобщего, конкретность которого имеет особенности существенного типа. Поэтому осмысление феномена самоорганизации происходит в контексте общего учения о симметрии. Онтологический статус принципа симметрии в организации природных систем весьма скрупулезно отображён в трудах Л. Пастера, Ф. Клейна, П. Кюри, А. Эйнштейна, М. Планка, А. Пуанкаре, И. Намбу, В Гейзенберга, В. Паули, Р. Нокса и А. Голда, В. И. Вернадского, Е. С. Федорова, А. В. Шубникова, М. П. Шаскольской, Н. М. Зоркого и Н. Н. Афониной и др. 1.

1 См.: Клейн Ф. Сравнительное обозрение новейших математических исследований // Об основаниях геометрии. М., 1956; Кюри П. Избранные труды. — М., 1966; Паули В. Физические структуры. М., 1975; Нокс Р., Голд А. Симметрия в твёрдом теле. — М., 1970; Вернадский В. И. Научная жизнь как планетное явление — М.: Наука, 1991; Федоров Е. С. Симметрия и структура кристаллов. — М., 1949; Шубников А. В. Симметрия. — М.-Л., 1949; Шубников А. В., Копцик В. А. Симметрия в науке и искусстве. — М., 1972; Шаскольская М. П. Кристаллография. — М, 1984; Зоркий Н. М., Афонина Н. Н. Симметрия молекул и кристаллов. — М., 1979; Гейзенберг Ф. Физика и философия. — М.: Изд-во иностр. лит-ры, 1963; Гейзенберг В. Шаги за горизонт. — М., 1988; Гейзенберг В. Развитие понятий физике XX столетия // Вопросы философии, 1975, № 1- Гейзенберг В. Открытие Планка и основные философские проблемы атомной теории // Успехи физических наук., Вып. 2., 1958;. Гейзенберг В. Квантовая теория полей и элементарных частиц // Нелинейная квантовая теория поля. — М., 1959; Вульф Г. В. Избранные работы по кристаллофизике и кристаллографии. — М.-Л.: Гостехтеоретиздат, 1952; Bradley C.Y., Cracknell А.P. The Mathematical Theory of Symmetry in Solids. — Clarendon Press, Oxford, 1972; Nambu Y., Jonn — Lasinio. — Phys. Rev., 1961.

Гносеологические аспекты раскрытия функций симметрии в научном знании связаны с такими именами, как А. Ф. Перетурин, B.C. Готт, Н. Ф. Овчинников, А. В. Шубников, В. А. Копцик, Ф. М. Землянский, В. И. Жог, Н. П. Депенчук, Ю. А. Урманцев, Б. С. Галимов, Э. М. Чудинов и др.1.

Помимо перечисленных учёных, осуществляющих свои построения в теоретической методологии, существуют и прикладные исследования, которые выявляют место и роль категории симметрии в современном естествознании. Это зарубежные учёные, как С. Вайнберг, Г. Вейль, Е. Вигнер, Р. Фейнман, Э. Шмутцер, М. Борн 2 и советские учёные — Л. Д. Ландау, В. П. Визгин, Н. В. Белов, И. С. Желудев, Д. А. Киржниц, А.С. о.

Компанеец, Л. Б. Окунь и др. Отметим исторический аспект проблемы, связанный с работами Б. И. Спасского, Л. С. Полака, В. П. Зубова, А.Т.

1 См.: Гогг B.C. Симметрия и асимметрия. — М., 1965; Готт B.C., Перетурин А. Ф. Симметрия и асимметрия как категория познания // Симметрия, инвариантность, структура. — М., 1967; Овчинников Н. Ф. Принципы сохранения. — М., 1966; Шубников А. В. Избранные труды по кристаллографии. — М.: Наука, 1975; Шубников А. В. Симметрия и асимметрия конечных фигур. М., 1951; Депенчук Н. П. Симметрия и асимметрия в живой природе. — Киев, 1963; Урманцев Ю. А. Симметрия природы и природа симметрии. -М., 1974; Галимов Б. С. Принцип развития в основаниях научной картины природы. — Саратов, 1981; Чудинов Э. М. Теория относительности и философия. — М.: Политиздат, 1974; Шафрановский И. И. Симметрия в природе. — 2-е изд., перераб. — Л.: Недра, 1985; Криндач В. П., Шафрановский И. И. История кристаллографии (с древнейших времен до начала XIX столетия). Л., 1978; Смородинский Я. А. Унитарная симметрия элементарных частиц // Успехи физических наук. 1964, т. 84., вып. 4. Акопяп И. Д. Симметрия и асимметрия в познание. — Ер. Изд-во АН Арм. ССР, 1980; Дородницин В. А., Еленин Г. Г. Симметрия в решениях уравнений математической физики. — M., 1984. 2.

См.: Вайнберг С. Открытие субатомных частиц. — М., 1986; Вейль Г. Симметрия. — М., 1968; Вейль Г. Математическое мышление. — М.: Наука, 1989; Вигнер Е. Этюды о симметрии. — М., 1971; Фейнман Р. Характер физических законов, — М., 1968; Шмутцер Э. Симметрия и законы сохранения в физике. — М., 1974; Борн M. Физика в жизни моего поколения. М., 1963.

3 См.: Визгин В. П. Развитие принципов инвариантности с законами сохранения в классической физике. — М., 1972; Белов Н. В. Основные этапы в развитии идей в кристаллографии // Методологические проблемы кристаллографии. — М., 1985. Желудев И. С. Симметрия и её приложения. М.: Атомиздат, 1976; Киржниц Д. А., Линде А. Д. Фазовые превращения в микромире и во Вселенной // Современная теория элементарных частиц. — М., 1984; Компанеец А. С. Симметрия в микрои макромире. — М., 1978; Окунь Л. Б. Физика элементарных частиц. -М., 1984; Сачков Ю. В. Развитие представлений физики об элементарных объектах в свете идей симметрии//Вопросы философии, 1963, № 2.

Григоряна, И. И. Шафрановского, Ю. А Данилова, А. Ф. Лосева и др. чьи концепции примыкают к философскому анализу принципов симметрии.

Сегодня явно проступает очевидность узости традиционных познавательных парадигм2, отличительными чертами которых являются линейность, обратимость и детерминизм. Объектами исследования всё чаще становятся сложные природные комплексы, характеризующиеся открытостью и саморазвитием, в которые включен и сам человек. На этом этапе развития науки преобладающей становится идея построения научной картины мира на основе синтеза теоретических знаний и концепции эволюционизма, которые представляют сложные системы мира как самоорганизующиеся, где переход от симметрии к асимметрии рассматривается как важный закон развития природы. В данном отношении диссертант использует работы как отечественных философов: В. Ф. Асмуса, И. А. Акчурина, В. И. Аршинова, М. Д. Ахундова, А. С. Богомолова, Б. С. Галимова, П. П. Гайденко, И. С. Добронравовой, Е. Н. Князевой, Б. Г. Кузнецова, А. Ф. Кудряшева, М. С. Кунафина, С. П. Курдюмова, А. В. Лукьянова, Е. А. Мамчур, Д. А. Нуриева, Г. И. Рузавина, Ю. В. Сачкова, Я. И. Свирского, С. П. Ситько, B.C. Степина, А. Н. Чанышева,.

1 См.: Спасский Б. И. Принцип симметрии //История и методология естественных наук. Вып.У. — М., 1968; Полак Л. С. Вариационные принципы механики. — М., I960- Григорян А. Т., Зубов В. П. Очерки развития основных понятий механики. — М., 1962; Григорян А. Т., Фрадлин Б. Н. История механики твёрдого тела. — М., 1982; Данилов Ю. А., Кадомцев Б. Б. Что такое синергетика? // Нелинейные волны. Самоорганизация. -М.: Наука, 1983; Лосев А. Ф. Античный космос и современная наука. — М., 1927; Лосев А. Ф. История античной эстетики.-М., 1963; Лурье С. Я. Очерки по истории античной науки-Л.: Наука, 1947; Асмус В. Ф. История античной философии. Высшая’школа. М., 1965; Маковельский А. О. Досократики. Часть 3. -Казань, 1919; Маковельский А. О. Древнегреческие атомисты. — Баку, 1946; Рожанский И. Д. Античная наука. — М.: Наука, 1980; Таннери П. Первые шаги древнегреческой науки. — СПб., 1982; Трубецкой С. Н. История древней философии. Ч. 2. — М., 1908; Кемпфер Ф. Путь в современную физику. М., 1972; Шестаков В. П. Гармония как эстетическая категория — М., 1973; Урманцев Ю. А. О философском и естественнонаучном значении. М., 1974; Егоров B.C. Философский реализм. — М., 1994; Парнюк М. А., Лазоренко Б. П., Причепий Е. Н. и др. Категории «закон» и «хаос».— Киев, 1987.

2 См.: Пригожин И., Стенгерс И. Порядок из хаоса. Новый диалог «Человека с природой». М., 1986. — С. 57.

А.С. Щербакова 1, так и зарубежных учёных: Ф. Варела, М. Гелл-Манна, М. Мелвина, Г. Хакена, И. Пригожина, И. Стенгерс, М. Хайдеггера, В. Эбелинга, М! Эйгена и др. 2 Частично эти вопросы рассматривались в диссертационных исследованиях Ю. Н. Абулкадырова, В. И. Аршинова, А. А. Вахина, Е. И. Громаковой, К. Г. Дзугаева, JLJI. Егурнова, А. В. Коломейцева, Н. В. Поддубного, М. П. Хвана.3.

1 См.: Асмус В. Ф. Античная философия. Изд. 2-е, доп. — М.: Высшая школа, 1976; Аршинов В., Свирский Я. Философия самоорганизации. Новые горизонты.'// Общественные науки и современность. 1994. № 3- Галимов Б. С. Картина мира и научная теория. // Формирование и функционирование научной картины мира. — Уфа. 1985; Гайденко П. П. Эволюция понятия науки: Становление и развитие первых научных' программ. — М.: Наука, 1980; Добронравова И. С. Синергетика: становление нелинейного мышления. -Киев: Лыбидь, 1990; Князева Е. Н., Курдюмов С. П. Законы эволюции и самоорганизация сложных систем. -М., 1994; Курдюмов С. П., Малинецкий Г. Г. Синергетика — теория самоорганизации. Идеи, методы, перспективы, — М.: Знание, 1983; Лукьянов А. В. Историко-критическое введение в философию естествознания. Монография. — Уфа: РИО БашГУ, 2003; Нуриев Д. А. Историческое, логическое и мировоззренческое основания категории «материя», — Уфа, 1996; Рузавин Г. И. Синергетика и диалектическая концепция развития. // Философские науки. — 1989. — № 6- Свирский Я. И. Самоорганизация смысла (опыт синергетической онтологии). М., 2001; Степин B.C. Теоретическое знание.

— М., 2000; Чанышев A.H. Курс лекций по древней философии. — М.: Высшая школа, 1981; Щербаков А. С. Самоорганизация материи в неживой природе. — М.: МГУ, 1990; Гомоюнов С. П. От истории синергетики к синергетике истории // Общественные науки и современность. — 1994. — № 2- Гуфан Ю. М. Структурные фазовые переходы. — М., 1982; Чернавский Д. С. Синергетика и информация. — М.: Знание, 1990.

2 См.: Гелл-Манн, Е. Розенбаум. Элементарные частицы // Успехи физических наук. — т. 64., Вып.З., 1958; Melvin. М. Elementary Particles and Symmetry Principles. — Review of Modem Physics, 1960, v.32, N 3- Хакен Г. Синергетика. — M., 1980; Пригожин И., Стенгерс И. Порядок из хаоса. Новый диалог человека с природой.

— М.: Прогресс, 1986; Николис Г., Пригожин И. Познание сложного. — М., 1990; Хайдеггер М. Слова Ницше «Бог мертв» // Вопросы философии. М., 1990. № 7- Эбелинг В. Образование структур при необратимых процессах. М., 1981.

3 См.: Абдулкадыров Ю. H. Роль принципа симметрии в научном познании: Дис.докт. филос. наук. -М, 1997; Аршинов В. И. Синергетика как феномен постнеклассической науки: Дис.докт. филос. наук.-М, 1999; Вахин А. А. Концепция самоорганизующегося мира (философско-методологический анализ): Дис. канд. филос. наук. — М, 1995; Коломейцев А. В. Гносеологические функции принципов симметрии в развитии научного знания. — Дисс. канд. филос. наук. — М, 1988; Поддубный H. В. Самоорганизующиеся системы: онтологический и методологический аспекты.: Дис.докт. филос. наук.-Ростов-на—Дону, 2000; Хван М. П. Философское значение категории симметрии в научном знании.-Дисс. .док. филос. наук. — Тбилиси, 1986.

На основе современных научных представлений, автор раскрывает симметрию как принцип, по существу совпадающий с принципами относительности и инвариантности. Естественной формой определения онтологических оснований принципов симметрии становится анализ их связи с законами сохранения и процессом самоорганизации. Принципиальное значение для методологической ориентации исследования имеет концепция Е. Вигнера о симметрийном основании принципа закономерности в отображении мировых процессов, также подход В. Гейзенберга, в котором провозглашен примат симметрийности как основы теоретического синтеза знаний.

Несмотря на основательную изученность симметрии как закона природы, имеется существенный пробел в понимании симметрии как формы проявления самоорганизации материи и духа, бытия и мышления, который автор пытается восполнить, анализируя историю развития философской и научной мысли Древней Греции, Нового Времени и современности.

Объект исследования — философская рефлексия и онтологические аспекты взаимоотношения понятий симметрии и самоорганизации:

Предмет исследования — симметрия и нарушение симметрии в процессе самоорганизации объектов и их понятийная реконструкция.

Целью исследования является симметрия и самоорганизация сложных развивающихся систем мира.

Для реализации этой цели в диссертации необходимо последовательное решение следующих задач:

• исследовать симметрию в её раннем античном понимании как единство числа, порядка и гармонии;

• в контексте развития зрелой античной натурфилософии определить симметрию как соизмеримость, закономерность и целостность;

• на основе уровня исследованности проблемы в период Нового Времени установить взаимосвязь симметрии с инвариантностью и структурой;

• с позиций современных научных и философских достижений раскрыть онтологический и методологический статус понятий симметрии и самоорганизации в формирующейся системе теоретического знания;

• сопоставляя процессы нарушения симметрии, используя диалектико-материалистические методы познания, показать симметрию с точки зрения идеи самоорганизации как принципа эволюции мира.

Методологическая база исследования. Методологической основой диссертации выступил синергетический подход к исследованию космологического уровня организации материи, а также выработанные в философии и методологии науки модели структуры физического знания. Автор использует в исследовании принципы единства логического и исторического, концепции системности и эволюции.

Научная новизна диссертации заключается в рефлективной реконструкции понятий симметрии и самоорганизации, в исследовании взаимоотношения понятий симметрии и самоорганизации сложных систем природы в соответствии с современным пониманием самоорганизации.

Эта новизна конкретизирована в виде следующих положений, выносимых на защиту:

• определены основные этапы развития понятия симметрии, в каждом из них выявлены важнейшие особенности симметрийных представлений (в античной натурфилософии — симметрии как гармониив философии Нового Времени — симметрии как инвариантностив современном естествознании — нарушение симметрии в связи самоорганизацией);

• выявлено, что в античном термине «гармония» существует прообраз понятия «самоорганизации», гносеологические функции которой в развитии научного знания доведены до уровня теорий современности;

• обоснован онтологический статус нарушенной симметрии, показано, что процесс нарушения симметрии является существенным признаком естественного процесса самодвижения и самоорганизации материи;

• обнаружено, что «симметрия» предполагает согласованность и соразмерность процессов бытия и мышления, и в рефлексии над онтологией, обретя способность к самоопределению и саморазвитию, реализует своё содержание и в духовной жизни.

Теоретическое и практическое значение диссертации. Теоретическое значение заключается в том, что полученные результаты исследования' позволяют по-новому осмыслить проблемы самоорганизации материальных и духовных систем. Идея взаимоотношения симметрии и самоорганизации может выступить методологическим инструментом в разработке теории развития в различных сферах научного знания, в исследовании пограничных проблем естествознания и обществознания.

Практическое значение заключается в возможности создания спецкурсов и методологических семинаров по истории и философии науки, по онтологии и теории познания, по философским вопросам современного естествознания, где понятиям симметрии и самоорганизации отводится одно из ключевых мест.

Апробация работы. Основные положения диссертации обсуждались на заседаниях кафедры философии Башкирского • государственного университета, материалы исследования излагались на международных и региональных конференциях, в том числе: «Фихте, Платон, Макиавелли и идея правового общества» (Уфа, 2004 г.), «Формирование личности специалиста в современных условиях» (Уфа, 2005 г.), «Актуальные проблемы научно-исследовательской работы в системе среднего профессионального образования Республики Башкортостан» (Уфа, 2006 г.).

Основные положения диссертации отражены в следующих научных публикациях автора:

1. Ягафарова Х. Н. О симметрии, самоорганизации и эволюции сложных систем мира // Социально — гуманитарные знания. — М., 2007, № 12.-С. 372 — 383.

2. Ягафарова Х. Н. О симметрии духовной деятельности //Актуальные проблемы социогуманитарного знания. Вып. XXXV. — М.: Прометей, 2006. — С. 46−50 (в соавторстве с Б. С. Галимовым и А.В. Лукьяновым).

3. Ягафарова Х. Н. Методологическая основа синергетики // Научноисследовательская деятельность в системе среднего профессионального образования Республики Башкортостан. Сборник статей. — Уфа: РИО РУНМЦ МО РБ, 2006. — С. 18−21.

4. Ягафарова Х. Н. Симметрия и самоорганизация как философские понятия. Монография. — Уфа: Гилем, 2006.-108 с.

Структура диссертации. Диссертация состоит из введения, трех глав, шести параграфов, заключения и списка использованной литературы (221 наименование). Общий объем диссертации -170 страниц.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

.

В настоящей диссертации исследована «симметрия" — как: форма проявления? самоорганизации, развивающихся, систем, самоорганизации* бытия и мышления, самоорганизации космического целого. В процессе исследования автор стремится' к наиболее полному выражению: содержания, понятия симметрии, к обхвату практически всех аспектов этого понятия (кристаллографического, математическогофизического), рассматривая их как в статике, так и в динамике. Для> понимания процесса эволюции и развития-Вселенной, авториспользует механизм' перехода от симметрии* к асимметрии, изучает условия, при которых происходят нарушения симметрии и возникают процессы самоорганизации. Так как симметрия и её приложения (диссимметрия и асимметрия) не существует в отрыве от процессовсамоорганизации сложных" — эволюционирующих систем, то и одним из условий для их существования, является соразмерность, между их «элементамикоторая в свою очередь и 'способствует самоорганизации. Поэтому симметрия и самоорганизация: выступают как фундаментальные законы природы, причём не только как законы развития мира, но и как законы саморазвивающегося мышления. Непосредственными результатами проведённого автором исследования являются следующие положения:

1. Постижение симметрии как единства числа, порядка и гармонии (если реконструировать. взгляды пифагорейцев) есть «ключ» к пониманию Вселенной и её структуры. Однако понимание сущности числа возможно посредством. формирования определённого «строя» мышления и чувствования. Бытие и мышление актуализируют свою действительную связь и отношение к истине посредством математического раскрытия содержания числовой гармонии и симметричного космоса.

2. Исходя из анализа философских взглядов пифагорейцев, Платона, Аристотеля, Гегеля симметрия представлена как соизмеримость и закономерность, как согласованность частей в едином целом и принцип симметрии реализует своё содержание в аналоговом уподоблении всего существующего высшему началу — тождественному себе прообразу, в качестве которого выступает духовная жизнь, обладающая, способностью к самоопределению. В постижении сущности симметрии следует опираться не на мир физических предметов и явлений, а на идею, как «духовную жизнь», которая выступает у Платона не только универсальным принципом космической организации, но и всеобщим принципом конструирования логических и материальных структур.

3. Онтологическим определителем математических структур выступает структура объективной реальности и симметрия Космоса, и его гармоническая целостность коренится в скрытых геометрических пропорциях и инвариантах. Изучение соотношения симметрии с исторически обусловленными элементами научного познания: числом, моделью и теорией приводит автора к тому выводу, что математические структуры гарантируют собственно эффективность научного мышления:

4. Истоки идеи самоорганизации как проявления одной из форм симметрии прослеживаются в античной философии, но методологическая значимость такой связи обусловлена особенностью современного этапа развития науки. Сопоставляя понятие симметрии и идею самоорганизации космического целого, автор рассматривает содержание нарушения симметрии, обосновывает методологический статус идеи нарушения симметрии, определяет физический смысл асимметрии и диссимметрии<�и приходит к выводу, что концепция нарушения симметрии является* отражением естественного процесса самодвижения материи. Считавшаяся долгое время неживой, инертной материя мира оказалась способной к спонтанной самоорганизации (как в случае внезапного волеизъявления мыслящего существа). И симметрия при этом, выполняя функцию активно-созидающей силы, потенцирует самоорганизацию, поэтому симметрия и самоорганизация выступают здесь как взаимодополняющие друг друга законы бытия и мышления.

5. Исследования в области теории групп, достижения квантовой теории поля и физика сложных нелинейных неравновесных процессов конкретизируют наши представления об организации единства мира и формирования порядка как феномена самоорганизации материи. В силу этого, наш мир представляется как процесс самоорганизации нелинейной среды, а телакак устойчивые локализованные процессы, взаимосвязь между ними осуществляют интегральные характеристики активной нелинейной среды.

6. Рассматривая симметрию и самоорганизацию как проявления законов природы, автор предполагает, что гносеологические функции принципа симметрии в развитии научного знания доведены до уровня перспективных научных теорий современности, включающих в сферу своего описания переходные процессы и процессы самоорганизации.

Таким образом, проведенное диссертационное исследование может являться методологическим основанием для дальнейших теоретических и практических исследований сложных самоорганизующихся систем различной природы на этапе их формирования, становления и развития.