近来,在研究宇宙膨胀早期阶段的物理宇宙学文献中,以及在哲学和自然科学方法论的著作中,越来越经常地谈论自然界的规律有可能发生变化的思想。按照标准宇宙学的模型,早期宇宙实质上是一架巨大的“加速器”;其中以自然方式显示出来的能量条件,在地上实验室中原则上不能重新产生出来。对于把高能条件下的各种基本相互作用统一起来的理论公式进行间接检验的最简单方式(有时是唯一的方式),就是把它们“配置(运用)”到早期宇宙的迅速变化着的条件中去,计算能够在这进化初始瞬间发生的一定物理过程,并把从这些公式推出的结果和现在观测到的天文状态加以对照。微观物理学和宇观物理学的这种共生,早在40年代,在伽莫夫和他的同事为“热宇宙”奠基的、根据宇宙中的核合成而写成的著作中,就第一次出现了。而今天所说的进化起源,不仅指宇宙结构的“基质”方面,而且指宇宙的主要性质——基本粒子的量子参数、以及在宇宙膨胀早期阶段上可能变更的各种基本相互作用的常数。举例来说,现在风行的关于进化的“通货膨胀方案”,就包含随着物理真空状态变化而发生的相变。按照量子场的统一理论,真空决定着基本对称的类型、因而也就决定着基本粒子的性质以及基本粒子相互作用的动力学,按照S. 温伯格的说法,宇宙的历史和宇宙的逻辑结构之间,存在着平行线。关于自然界的规律能够在“现实的时间”中发生变化的思想,产生于20世纪的宇宙学,这不是偶然的。在物理世界中,没有任何绝对不变的东西,一切稳定性和不变性只能是相对的。

这个普遍的结论,以前也不会引起怀疑。然而规律的进化问题,现在是由物理学和宇宙学的发展逻辑本身提出来的,因而需要作比较详细的方法论分析。已经形成的认识状态,可以作各种不同的解释。这是因为,规律的可变性观念,在物理解释的结构中,还未找到没有歧义的说法。有时发表意见说,任何形式的规律进化的假设,都是和用决定论原则解释自然界相矛盾的。这个准则,可以用“麦克斯韦原理”来表示:“一切物理规律都是在时间和空间中不变的,普遍适用的。”时间因素t,恰恰不能明显地、也不能含蓄地包括在规律之内。从这个观点来看,任何一种情况,如果其中的基本物理规律显得变化无常,那么这种情况至多是一种暂时的情况,一定应该通过发现更加一般的规律来加以解决,而这个更一般的规律在更深的层次上会重新确立已经丧失的不变性。

我们要指出,这个要求不是普遍适用的,破坏它,实际上和决定论原则不矛盾。这里所讨论的问题,和怎样理解自然规律的地位、物理解释的功能、以及宇宙学作为科学的特点,是有紧密联系的。这三个方面(特别是后两个方面)的理解问题,仍然是有争论的。

首先,为了避免误解,必须把自然规律和科学规律区别开来。前者存在于物质世界,后者存在于科学知识的“世界”。任何一个科学规律,都是自然规律的理想反映,即是相应物质客体系统的存在和行为的按时性与重复性的理想反映,“规律性”意味着本质联系的稳定性,自然规律和合乎规律发生的现象之间的关系,是一般和个别的关系,科学规律以一定的符号系统,多少准确地把这个一般的各个方面与层次再生产出来。在科学发展过程中,发生知识的深化与综合,导致越来越一般的科学规律的形成。当然,这种知识的进化,无论如何和自然规律本身的进化是没有关系的。如果能够成功地证明,客观自然过程中那些“不变的”本质联系与关系具有可变性,例如说它们会产生或消灭,只有在这种场合下才能够谈论自然规律的变化。

自然规律的产生或消灭过程,无疑是会发生的。例如化学现象的规律,不可能“产生”在能够参与化学相互作用的客体首次在宇宙中出现之前,而只能“产生”在这样一个宇宙时代:那时的温度已经降低到了一定的大小,以致容许中性原子、分子等等的形成与稳定存在,在这个时期以前,没有什么化学规律。因此,谈论它们在整个宇宙进化中的诞生,是有根据的,类似地,如果假定封闭的宇宙模型是正确的,那么经过几十亿年以后,宇宙的膨胀将被收缩所取代,收缩伴随着温度的提高,这首先就会引起分子的分解,然后会引起原子的完全电离,化学规律也就或迟或早“停止自身的存在”。可见,规律决定着一定物质结构的存在与运动,但规律不可能存在于该类结构的整个总体之前或“之后”。一般与个别同时产生与消失。

化学规律的产生与消失,是自然规律发生飞跃式变化的例子。研究它们发生渐变式变化的可能性,也是相当重要的。这个问题取得了一个专门的名称——“进化的进化”,并在近几年用生物规律的材料作了详细的研究,一个相当有说服力的一般结论是:在生物进化过程中,发生变化的不仅只是进化的产物,而且还有进化的因素与动力(遗传性、群体数目的变化情况、分离等)。而且它们的变化,是在进化结果本身的作用下发生的。实质上,除了新因素的出现与旧因素的消失,也可能是各种因素的重新组合并形成新的“结构”,还可能是各种因素在数量不变条件下作用强度的平稳变化。各种自然规律是本质联系的系统,它们被淹没在不断发展的现象世界之中。所以,规律的稳定性程度,依赖于相应本质的深度,不可能是绝对的,这一点,在科学规律中自然也应该有所反映,因为借助于本质上不变的规律来解释生物进化是不适当的。比较准确的解释,应该有机地包括一个新的必威在线网站首页网址 维——规律的进化。

然而很重要的是要强调,在这种场合下所说的,不涉及把时间参数明确地包括到科学规律的结构中去,进化因素所直接依赖的,只是当前的客观状态,而它们对时间的依赖性具有隐函数的性质,同时其具体形式并不是合乎规律的描述。可以说,具体形式在很大程度上取决于特殊的“初始边界条件”(这个术语,是从数学物理方程的理论中借用来的,在一定限度内我们将它用于描述生物的进化,虽然那只是以隐喻的方式)。我们认为,在讨论规律的可变性问题时,总是应该考虑这种情况的,下面我们努力比较详细地说明这一点。

现在我们试图弄清,生物学中发现的“进化的进化”这种事实,用来对自然规律的可变性作出一般的结论,是否具有充足的根据?

假定由于某种宇宙灾变(如和某个大的小行星碰撞),地球丧失了自己的一部分质量,地上一切物体物重量都大大地减少。人们可以由此得出结论说,万有引力定律发生了变化吗?当然不能,规律仍然和早先一样;改变的只是规律起作用后的结果,这种改变从地上居民的观点来看是相当广泛的,但在整个宇宙规模的范围内是一些几乎觉察不出来的狭隘现象。很显然,这个结果(我们有条件地称之为“地球引力定律”)的形成,是由于基础(“真正”)规律的作用和元素客体(小部分地球质量)的分布;一般说来,元素客体的分布不是始终不变的,因此地表附近物体的重量也就发生变化。然而这种变化,是在基础规律不变这个背景下发生的。

根据类比,我们将研究和上述关系相近但却不等同的一种关系,即两类自然规律之间的关系:(A)在物质组织一定结构层次上普遍适用的规律,它们支配着该层次上一切客体的行为(化学规律。生物学规律);(B)基础的物理学规律;这也就是还原论的问题。按照反还原论的立场,A类规律也像B类规律一样是重大的基础规律,无论如何不能归结到B类。从“多重基破论”的观点来看,生物学和化学规律的发生作用,并不只是由于物理学规律的作用印元素客体(粒子与场)的相互配置,而且还包括某种在纯物理学层次上不能理解的东西。在这种情况下,上面所举的化学与生物学规律可以进化的例子,原则上足以正面肯定回答本文题目所提出来的问题。

然而,正如文献中不止一次所指出的那样,还原论问题不应该作简单化的解释,在任何情况下,都应该区分方法论上的还原论和天其幼稚的还原论。方法还原论不同于幼稚还原论,它不否认系统对于组成它的:元素来说具有特殊的质。非常明显,系统不只是元素的“算术之和”。然而必须肯定,一个系统的全新性质与规律的产生,是可以解释的(为此需要认识元素的性质以及元素相互作用的规律),科学也应该努力进行这^样的解释。换句话说,正确的方法战略,在于探索越来越基础的解释,而不是放弃这种探索。这种方法的建设性,在很大程度上被近代自然科学史所证实,虽然某些十分重大的物理情况暂时还不能纳入到这个模式中去。例如,把不可逆热力学还原为力学,就仍然是歧义纷纭,离开彻底解决问题还很遥远。另一方面,很少有物理学家会怀疑,例如今天被列入最基本相互作用的电磁相互作用、强相互作用与引力相互作用的规律,并不是本体论上独立的,所以应该期待它们的数目还会进一步还原减少。在多数假说中,这种还原减少现在已经发生,但是暂时还没有普遍公认的、用实验可靠地证明了的严格理论,

把A类规律还原为B类规律,自然是一个非常复杂的问题,现在还不能用现有的科学手段来解决这个问题;但是在近来或遥远的未来,不存在解决它的任何原则上的禁忌。对于未来的理论来说,甚至无须要求它一定得在事实上实现还原。这种处置,可能实践上是不适当的。只要从理论上加以论证就足够了。(今天的工艺水平,也许可以建造一座类似珠穆朗玛峰的人工高山,但是人类未必会着手从事这件工作;原则上可能做到这件事,已经令人信服地证实了工艺的实际水平。)可见,方法还原论(或一元基础论)立场,是一个坚定的信念,它和科学世界观是不矛盾的,并能和其他信念共处。对于我们来说,考虑到这种立场是重要的,因为它赋予我们感兴趣的问题以新的测度;既然不容置疑的A类规律的可变性,现在还不允许得出自然中的重大基础规律有可能变化的结论。化学或生物学规律的进化,能够在重大基础物理规律不变的“背景”下,成功地发生。

在科学中,可使用不同类型和水平的解释。在任何局部物理状态中,都可以把解释分为例如就事论事的解释和抓住要害的解释(按照解释思想的性质来分)。在前一种场合下,是研究时空中有限的部分实在,并总是产生毫不新奇的必然性和偶然性的一分为二,必然性体现在区域性系统行为的规律中,而偶然性的程度则取决于初始边界条件的朱被认识的程度,这类初始边界条件是由系统过去的历史和环境加到该系统上去的,在抓住要害进行解释的场合下,是研究明确地选定的整个实在的一组特征,这些特征之间的联系反映在科学规律之中。对这种科学规律进行解释,意味着把它归属到更一般的规律中去,使它变成这种更一般的规律的一种特殊情况,这样迈出的每一步,意味着发现越来越深刻的本质联系。在多数情况下,可以或多或少把被描述的那部分实在的事实特征和要害特征严格区分开来,属于前者的,通常是现实客体的可以从数量上表现出来的性质,可以在实验中把它们记录下来;而属于后者的是本质联系即规律,前者因实验不同而发生变化,在这个意义上说是偶然的;后者具有稳定性和经常性,否则就不可能有合乎规律的行为。要害的特征(规律),决定着具有各式各样初始边界条件(事实的特征)的系统的无限多样的行为的一般特点,而且预计,所有这些规律起作用的局部场合都具有现实的存在,或者至少是潜伏的存在。

所有这些假设,在多大的程度上适用于宇宙学呢?要知道,这里所要解释的客体,数量上只有一个;而它的进化,可能也是独一无二的事件。当这种行为的可观测先例,原则上只有一个的时候,谈论“行为的一般特点”是相当困难的。然而,在知识系统中把宇宙学的寒体(宇宙)从理论上反映出来,还是可能的;不过在这种反映中,把物理解释的要素分为就事论事的解释和抓住要害的解释,就具有新的含义。无论多么奇怪,进化宇宙的最重要的要害方面(“稳定的”、“必然的”和“本质的”方面),可能是作就事论事方面(在标准理解中是“偶然的”和“非本质的”方面)的结果而被理解的。例如,在当今的宇宙时代,基本相互作用之间的对称破缺的现状,从现代观念来看乃是早期进化阶段上所发生的一个现实过程(破坏这种对称的过程)的结果,而它的直接原因则可能是温度的降低个完全就事论事的特征(虽然也是合乎规律地被决定的)。可以说,特殊的“初始条件”不仅决定着宇宙物理结构(即基础物质结构)的起源,而且也决定着它的基础要害结构的起源。对于理解物理世界的最深层的本质特性来说,“初始条件”的重要程度,原来并不比规律低。

我们进一步发现,瞻望宇宙前景,规律存在的范围是和被描述系统——宇宙的体积一起而共同扩展的,在这种场合下,我们将把决定宇宙状态的物理性质(一般说来是事实性质)之总体性,和自然规律的普遍性相提并论。一切自然规律,其中包括“最基础的”规律,都是已被“载入”宇宙“版图”的,所以不可能不受到宇宙的物理结构_物质密度、物质温度或速度的大尺度分布的作用。但是,宇宙的物理结构的整体性质,可以发生急剧的变化,特别在宇宙进化的最初瞬间是这样,在这种情况下,甚至最深层的本质联系与关系,由于是存在于与之共同扩展的“现象世界”所以无论什么都不能保证它们不会变化。因此,任何一个要害特征,都具有“历时的”进化测度。各种相互作用的常数,根据模型之一来推断,原来是一些“奔跑着的”变动因素,它们的大小在宇宙膨胀的早期阶段上是变化着的。

以上所述,绝不意味着一切基础的物理规律(现在的和将来的),一定得显示出可变性,物理学的进一步发展,也许会揭示出“自然规律”这个概念本身的一些全新的方面(这就像相对论宇宙学的产生揭示了自然规律中处在彭加勒视野之外的若干方面),到那个时候,也许必须完全从另一类立场出发,来分析规律可变性的全部问题。“麦克斯韦原则”没有把时间参量明确地包括在物理规律的结构之中,而且排除了时间和决定论原则的联系。基础自然规律会在时间中进化的假设,真的会破坏决定论概念吗?

情况和生物学中的“进化的进化”效应完全相似。尽管生物进化的因素与动力的可变性,并不是由更一般的不变联系的要害性所严格规定的,而是由自然系统本身的事实参量所严格规定的,但这些因素与动力的可变性并不会破坏决定论原则,而时间参量参与相应的规律是不明显的。再来比较一下,我们考察可以用方程dx/dt=f(x)来描述的一个独立动力系统的进化。这个系统的变化速度,一般说来依赖于时间,但这种依赖不明显。给出一定的初始条件,并求解微分方程,我们就可以利用被找出的函数x(t),而得出速度对于时间的明显依存关系dx/d= f(x(t))=v(t)。知道生物进化的初始条件以及它的一切潜在因素与动力,就可以建立一个绝对精确的进化模式,而作为结果已经从这个模式中推出了各种因素和动力对于时间的明显依存关系。但是,这个课题的解决,使得讨论“进化的进化”和麦克斯韦原则的问题变成多余的。事实上,“初始条件”是未知的,也缺乏所有各种因素的准确知识。但是,在自然系统的各种要素和使得整个系统成为决定论系统的系统进化的各种规律之间,也发生反向的联系。因此,所发生的不是随随便便的进化,而是“客体+客体发展的动力和因素”这个综合体的共同进化,类似地,基础物理规律发生变化的可能性,并不是它们对于时间的明显依存关系所决定的,而是由宇宙的变化着的整体结构的作用所决定的。

最后这个结论,和狄拉克关于某些基本物理常数随着宇宙时间的流逝而变化的著名假说(这个假说未经观测证实,但无论如何从科学方面来看是一个够格的假说),似乎是不一致的。然而,“大数”和时间的联系,是狄拉克纯粹从现象学上作出的假设,并没有指出它的内在机制。这种机制不可能是时间对物理规律的直接“作用”。在这里,某些“时钟”,即用基础特征普遍变化的术语来表示宇宙年龄进程的总体物理过程,有希望扮演客观起作用的因素的角色,从这个意义上说,狄拉克的假说是不完备的;企图用例如马赫原理的形式赋予上述联系以物理意义,总是重新又导致相应常数对于时间的不明显的依存关系,它“躲藏”在这些常数对于物质密度、物质速度分布的明显依存关系之中。

[фuлософскuе наукu1989(2),Cm.18-28]