Вступительное слово. Кибернетический подход к эволюции

В.Ф.Турчин

Феномен науки

Кибернетический подход к эволюции

Турчин В.Ф.
Феномен науки: Кибернетический подход к эволюции.
Изд. 2-е – М.: ЭТС. — 2000. — 368 с.

Автор книги — выдающийся ученый, физик и кибернетик, создатель языка Рефал и нового направления в программировании, связанного с преобразованием программ. Известен широкому кругу отечественных читателей как составитель сборника “Физики шутят”. Вынужденный покинуть Родину, с 1977 года он живет и работает в США.

В этой книге В.Ф.Турчин излагает свою концепцию метасистемного перехода и с ее позиций прослеживает эволюцию мира от простейших одноклеточных организмов до возникновения мышления, развития науки и культуры. По вкладу в науку и философию монография стоит в одном ряду с такими известными трудами как “Кибернетика” Н.Винера и “Феномен человека” П.Тейяра де Шардена.

Книга написана ярким образным языком, доступна читателю с любым уровнем подготовки. Представляет особый интерес для интересующихся фундаментальными вопросами естествознания.

Оглавление

Вступительное слово

Предисловие редактора к первому русскому изданию

Предисловие автора

Введение

Глава 1. Начальные стадии эволюции

Глава 2. Иерархические структуры

Глава 3. На пути к человеку

Глава 4. Человек

Глава 5. Со ступеньки на ступеньку

Глава 6. Логический анализ языка

Глава 7. Язык и мышление

Глава 8. Первобытное мышление

Глава 9. Математика до греков

Глава 10. От Фалеса до Евклида

Глава 11. От Евклида до Декарта

Глава 12. От Декарта до Бурбаки

Глава 13. Наука и метанаука

Глава 14. Феномен науки

Приложение. Кибернетический манифест

Предметный и именной указатель

Замечания по электронной версии книги присылайте, пожалуйста, членам редакционного совета. Спасибо!

Редакционный совет: А.В.Климов, А.М.Чеповский, В.С.Штаркман

Оглавление

Вступительное слово

Предисловие редактора к первому русскому изданию

Предисловие автора

Введение

Глава 1. Начальные стадии эволюции

1.1. Основной закон эволюции

1.2. Химическая эра

1.3. Кибернетика

1.4. Дискретные и непрерывные системы

1.5. Надежность дискретных систем

1.6. Информация

1.7. Нейрон

1.8. Нервная сеть

1.9. Простой рефлекс (раздражимость)

1.10. Сложный рефлекс

Глава 2. Иерархические структуры

2.1. Понятие понятия

2.2. Распознаватели и классификаторы

2.3. Иерархия понятий

2.4. Как возникает иерархия

2.5. Кое-что о реальных иерархиях

2.6. Мир глазами лягушки

2.7. Обломки системы понятий

2.8. Цель и регулирование

2.9. Как возникает регулирование

2.10. Представления

2.11. Память

2.12. Иерархия целей и планов

2.13. Структурные и функциональные схемы

2.14. Переход к феноменологическому описанию

2.15. Определение сложного рефлекса

Глава 3. На пути к человеку

3.1. Метасистемный переход

3.2. Управление рефлексом

3.3. Рефлекс как функциональное понятие

3.4. Зачем нужны ассоциации представлений

3.5. Вызов по дополнению

3.6. Пятна и линии

3.7. Условный рефлекс и обучение

3.8. Моделирование

3.9. Познание мира

Глава 4. Человек

4.1. Управление ассоциированием

4.2. Игра

4.3. Изготовление орудий

4.4. Воображение, планирование, преодоление инстинкта

4.5. Внутренний учитель

4.6. Смешное и прекрасное

4.7. Язык

4.8. Языкотворчество

4.9. Язык как средство моделирования

4.10. Самопознание

4.11. Продолжение мозга

4.12. Социальная интеграция

4.13. Сверхсущество

Глава 5. Со ступеньки на ступеньку

5.1. Материальная и духовная культура

5.2. Эффект лестницы

5.3. Масштаб метасистемного перехода

5.4. Орудия для производства орудий

5.5. Нижний палеолит

5.6. Верхний палеолит

5.7. Неолитическая революция

5.8. Век металла

5.9. Промышленные революции

5.10. Квант развития

5.11. Эволюция мышления

Глава 6. Логический анализ языка

6.1. Снова о понятиях

6.2. Свойства и отношения

6.3. Аристотелевская логика

6.4. Диалектика Гегеля

6.5. Математическая логика

6.6. Объекты и высказывания

6.7. Логические связки

6.8. Предикаты

6.9. Кванторы

6.10. Связка “такой, что”

6.11. Физический предмет и логический объект

6.12. Функции

6.13. Синтаксис и семантика

6.14. Логический анализ языка

Глава 7. Язык и мышление

7.1. Что мы знаем о мышлении?

7.2. Языковая деятельность

7.3. Мозг как “черный ящик”

7.4. Подтверждение и отрицание

7.5. Феноменологическое определение семантики

7.6. Логическое понятие

7.7. Структурный подход

7.8. Две системы

7.9. Понятийные сваи

7.10. Концепция Сепира–Уорфа

7.11. Субстанция

7.12. Объективизация времени

7.13. Лингвистическая относительность

7.14. Метасистемный переход в языке

7.15. Понятия-конструкты

7.16. Мышление человека и животных

Глава 8. Первобытное мышление

8.1. Системный аспект культуры

8.2. Дикость и цивилизация

8.3. Метасистемный переход к языковой деятельности

8.4. Магия слов

8.5. Духи и прочее

8.6. Мусорная куча представлений

8.7. Вера и знание

8.8. Консерватизм докритического мышления

8.9. Возникновение цивилизации

Глава 9. Математика до греков

9.1. Ошибка природы

9.2. Счет и измерение

9.3. Запись чисел

9.4. Позиционная система

9.5. Прикладная арифметика

9.6. Познания древних в геометрии

9.7. Арифметика с птичьего полета

9.8. Обратный ход модели

9.9. Решение уравнений

9.10. Формула

Глава 10. От Фалеса до Евклида

10.1. Доказательство

10.2. Классический период

10.3. Философия Платона

10.4. Что такое математика?

10.5. Точность сравнения величин

10.6. Достоверность утверждений математики

10.7. В поисках аксиом

10.8. Об аксиомах арифметики и логики

10.9. Сваи, уходящие вглубь

10.10. Платонизм в ретроспективе

Глава 11. От Евклида до Декарта

11.1. Число и величина

11.2. Геометрическая алгебра

11.3. Архимед и Аполлоний

11.4. Упадок греческой математики

11.5. Арифметическая алгебра

11.6. Италия, XVI век

11.7. Буквенная символика

11.8. Что сделал Декарт?

11.9. Отношение как объект

11.10. Декарт и Ферма

11.11. Путь к открытию

Глава 12. От Декарта до Бурбаки

12.1. Формализованный язык

12.2. Языковая машина

12.3. Четыре типа языковой деятельности

12.4. Наука и философия

12.5. Формализация и метасистемный переход

12.6. Лейтмотив новой математики

12.7. “Несуществующие” объекты

12.8. Иерархия теорий

12.9. Аксиоматический метод

12.10. Метаматематика

12.11. Формализация теории множеств

12.12. Трактат Бурбаки

Глава 13. Наука и метанаука

13.1. Экспериментальная физика

13.2. Научный метод

13.3. Роль общих принципов

13.4. Критерии выбора теорий

13.5. Физика микромира

13.6. Соотношение неопределенностей

13.7. Наглядные и знаковые модели

13.8. Крушение детерминизма

13.9. “Сумасшедшие” теории и метанаука

Глава 14. Феномен науки

14.1. Высший уровень иерархии

14.2. Наука и производство

14.3. Рост науки

14.4. Формализация научного языка

14.5. Человек и машина

14.6. Научное управление общество

14.7. Наука и нравственность

14.8. Проблема Высшего Блага

14.9. Духовные ценности

14.10. Человек во Вселенной

14.11. Расхождение траекторий

14.12. Этика и эволюция

14.13. Воля к бессмертию

14.14. Интеграция и свобода

14.15. Вопросы, вопросы...

Приложение. КИБЕРНЕТИЧЕСКИЙ МАНИФЕСТ

Предметный и именной указатель

Вступительное слово

В этой книге, первое издание которой стало библиографической редкостью сразу после выхода в 1993 году, выдающийся ученый Валентин Федорович Турчин излагает свою концепцию метасистемного перехода, объясняющую структуру скачков в эволюции и указывающую “почки роста” с кибернетической точки зрения. Его философия предлагает ответы на мировоззренческие вопросы — “Кто я?”, “Откуда я пришел и куда иду?”, “Сколь истинно мое знание?”, “Что есть добро и что есть зло?”.

Концепция метасистемного перехода проходит красной нитью через все работы В.Ф.Турчина. В 1976 году он написал следующую после “ Феномена науки ” книгу “ Инерция страха. Социализм и тоталитаризм ”¹. В ней был дан анализ состояния советского общества как эволюционного тупика и высказаны предположения о том, как должно измениться общество, чтобы оно было способно к дальнейшему неограниченному развитию с высокими целями. В математике он сконструировал новые кибернетические основания ², а в программировании и информатике разработал метаязык Рефал и заложил основы метавычислений, предложив качественно новый метод преобразования и оптимизации программ — суперомпиляцию ³. Эти достижения уже используются в высокотехнологичных коммерческих проектах. Их успешное применение и дальнейшее развитие требует понимания лежащей в их основе концепции метасистемного перехода.

Кибернетический подход Турчина развивается сегодня международным коллективом ученых в рамках Интернет-проекта Principia Cybernetica⁴, цель которого — выработка кибернетического взгляда на все явления вплоть до вопросов о смысле жизни и “Что есть Бог?”.

В конце XX века мы с Вами стали свидетелями крупных преобразований как в промышленности и технологиях — компьютерная и информационная революции, так и в общественном развитии. Прочитав эту книгу, Вы поймете, как и почему это было закономерно (хотя и не предопределено), какие предшествующие события в развитии материальной и духовной культуры человечества готовили эти скачки и что можно ожидать в ближайшие десятилетия.

Дорогой читатель! Хотелось ли Вам в своей научной, технической или другой деятельности полагаться не на удачу в случайных блужданиях, а руководствоваться целостной системой понятий, которая помогала бы “за деревьями видеть лес”, отличать важное от несущественного, понимать, куда идет развитие, чтобы прилагать свои творческие усилия в плодотворном направлении? Если да, то смело открывайте эту книгу!

Андрей Климов

¹ Книга В.Ф.Турчина “Инерция страха. Социализм и тоталитаризм” была издана только в английском переводе: “The Inertia of Fear and the Scientific Worldview”, издательство “Хроника”, 1978. На русском языке она доступна в Интернете в Открытой Русской Электронной Библиотеке — http://orel.rsl.ru/.

² “A constructive interpretation of the full set theory”, The Journal of Symbolic Logic, Vol. 52, No. 1, March 1987.

³ Информация о работах по Рефалу и суперкомпиляции доступна в Интернете по адресу http://www.refal.net/.

⁴ Адреса проекта Principia Cybernetica в Интернете — http://pespmc1.vub.ac.be/ и http://pcp.lanl.gov/.

Предисловие редактора к первому русскому изданию

Среди огромной массы научной и научно-популярной литературы совсем немного книг, которые можно считать вехами на пути человечества в формировании целостного и оптимистического мировоззрения, т. е. книг философских в истинном смысле этого слова. Книга, которую держит в руках читатель, несомненно, принадлежит к этой редкой категории. И это не случайно, так как ее автор являет собой редкий тип ученого-естественника, который философствует не потому, что это модно, престижно или, скажем, принято. Он философствует для того, чтобы привести в прямое соответствие философские знания и практику собственной жизни.

Автор излагает оригинальную теорию эволюции, базируясь на современных кибернетических концепциях и на одной основной идее, а именно — идее метасистемного перехода как кванта эволюции. Внешне все очень просто. Если у вас есть некоторая исходная кибернетическая система (амеба, человек, общество и т.п.), то метасистемный переход — это переход к некоторой другой системе, включающей в себя множество систем типа исходной. По сути здесь всегда возникает новый уровень управления. Примеры: переход от простейших одноклеточных организмов к многоклеточным, возникновение нервной системы, мозга, речи и т.д.

Но заслуга автора не ограничивается тем, что он высказывает идею метасистемного перехода как кванта эволюции. Он прослеживает с позиции этой идеи эволюцию на Земле от простейших макромолекул до современной науки (математики, философии) и культуры. Делает он это столь ярко и интересно, что не остается никаких сомнений в огромной мощности исходной идеи. По сути своей “Феномен науки” — глубокая научно-философская книга, но написана она как роман и, чтобы прочесть ее, достаточно любопытства и знаний в объеме средней школы.

Читатель, который возьмет на себя труд последовать за автором, узнает массу интереснейших вещей. Он, в частности, узнает, каким видится мир глазами лягушки, чем же все-таки (одним и принципиальным) отличается мышление животного (собаки, обезьяны) от мышления человека, что должно было произойти в мышлении человека, чтобы оно из “примитивного” стало “современным”, что такое юмор и на какой стадии эволюции он возникает, что такое научная теория и чем отличается “хорошая” теория от “плохой”, много ли на самом деле зависит от простого человека (“винтика”) в обществе, что есть Добро, Высшее благо и Высшая цель, и еще многое другое.

Сказанного, думаю, достаточно, чтобы читатель получил представление о предмете и характере книги. Углубляться в детали нет смысла, так как при этом пришлось бы невольно и безнадежно конкурировать с авторским текстом, одновременно паразитируя на нем. Поэтому будем считать своей дальнейшей задачей — рассказать немного об авторе и коротко осветить историю его диссидентства. Ведь когда писалась книга, В.Ф.Турчин был советским гражданином, а с октября 1977 г. он живет в Америке, работает профессором в области компьютерных наук в Нью-Йоркском городском университете и в 1982 г. получил гражданство США.

В.Ф.Турчин родился в 1931 г. в Москве. Окончил физический факультет МГУ и с 1953 по 1964 г. работал под Москвой в Обнинске в Физико-энергетическом институте, где изучал рассеяние медленных нейтронов в жидкостях и твердых телах и защитил докторскую диссертацию. В 33 года он уже был известным физиком-теоретиком с большими перспективами.

И тем не менее в 1964 г. В.Ф.Турчин оставляет физику, переходит в Институт прикладной математики АН СССР (ныне Институт им. М.В.Келдыша) и погружается в информатику. Намек на причину такой рискованной смены среды содержит предпоследний абзац следующего далее авторского предисловия. Он оставил науку ради метанауки.

В информатике, как и в физике, ему сопутствует успех. Он создает новый язык программирования — язык Рефал, на котором удобно описываются алгоритмические языки, трансляторы, символьные математические преобразования и многое другое. Более того, вокруг В.Ф.Турчина складывается неформальная научная школа — научное направление, которое живет и успешно развивается до сих пор, даже после отъезда, а точнее изгнания его лидера из СССР.

Читатель уже мог догадаться, что человек с таким научно-философским диапазоном, как В.Ф.Турчин, обычно имеет четкую точку зрения на социально-политические процессы в мире и тем более в своей стране. К чести В.Ф.Турчина, он не только имел такую точку зрения, но и не боялся ее высказывать. В 1968 г. он написал статью “Инерция страха” и предложил ее для публикации журналу “Коммунист”. В ней, в частности, доказывалось, что тоталитарное общество обречено, и предлагался вариант перехода от тоталитарного общества к свободному. (Корни перестройки, как видите, можно обнаружить много раньше 80-х годов.) Статья не была напечатана, но естественно имела “последствия” для ее автора. Небольшое количество экземпляров ходило в “самиздате”; в 1976 г. статья была переработана в солидную книгу “Инерция страха. Социализм и тоталитаризм”, которая годом позже была опубликована в США на русском, а затем и на английском языках.

Одним из первых читателей “Инерции страха” был А.Д.Сахаров. С 1968 г. общественная деятельность этих людей протекала совместно. Именно по инициативе В.Ф.Турчина в 1970 г. было написано и направлено в правительство письмо, о котором рассказал А.Д.Сахаров в своих воспоминаниях. В письме обращалось внимание на необходимость либерализации и демократизации общества, поскольку без этого экономике страны угрожает полный крах.

Но вернемся к книге “Феномен науки”. Она была написана в 1970 г. по договору с издательством “Советская Россия”. Хотя она и собрала самые положительные рецензии, три года тянулась волокита с ее набором. В редакции “не понимали”, как можно положить на стол главного редактора книгу с такой последней главой. Слишком очевидным было противоречие духу марксистско-ленинской философии. И все же к 1973 г. книга была набрана и прошла стадию верстки. До выхода в свет оставалось совсем немного, но... началась кампания против А.Д.Сахарова. В центральной прессе публикуется открытое письмо, клеймящее его позором, за подписями 40 членов Академии наук... В.Ф.Турчин выступает на пресс-конференции перед иностранными корреспондентами в защиту А.Д.Сахарова. Вскоре после этого ему звонят и, извиняясь, объясняют, что в типографии то ли рухнула штукатурка с потолка, то ли рухнул весь потолок как раз на набор книги, то ли сам набор рухнул с полки на пол, но восстановить его нет никакой возможности. Вот некоторые обстоятельства, проливающие свет на то, почему переводы книги на английский и японский языки вышли много раньше русского оригинала.

В начале 1973 г. В.Ф.Турчин переходит в ЦНИПИАС (Центральный научно-исследовательский проектный институт автоматизации в строительстве) на должность заведующего лабораторией. Здесь сыграли роль два соображения. Во-первых, он считал свое новое место работы менее режимным и, следовательно, более совместимым с теми контактами, которые неизбежно возникали в связи с его правозащитной деятельностью. Во-вторых, в ЦНИПИАС были обещаны более широкие возможности для организационного оформления научной школы В.Ф.Турчина.

В апреле 1974 г. В.Ф.Турчин становится председателем московского отделения Amnesty International — группы “Международная амнистия”, выступающей в защиту узников совести во всех странах независимо от их политической системы. В том же 1974 г. ученый совет ЦНИПИАС не переаттестовывает его в должности, после чего его “клеймят позором” на собрании сотрудников и увольняют. Все дальнейшие попытки получить хоть какую-нибудь работу были тщетны. Семья с двумя сыновьями оказалась на зарплате жены Т.И.Турчиной — младшего научного сотрудника института Нефтехимсинтеза им. Губкина.

В декабре 1976 г. В.Ф.Турчин получает “последнее предупреждение” от КГБ: либо он уезжает, либо его ждет арест. Обыск и допросы к тому времени он уже прошел. В 1977 г. начались аресты членов Хельсинкской группы: Ю.Орлова, А.Гинзбурга, А.Щаранского и др. Хотя В.Ф.Турчин и не был формально членом Хельсинкской группы, но готовил материалы для нее и участвовал в пресс-конференции Хельсинкской группы в качестве представителя Международной амнистии. Пришлось делать “выбор”. Кто был близко знаком с В.Ф.Турчиным, знает, как он не хотел уезжать. Вот вкратце те обстоятельства, при которых наша наука потеряла Турчина, а американская — нашла.

Для полноты картины следует еще сказать, что В.Ф.Турчин — веселый, жизнерадостный, остроумный человек, блестящий рассказчик. Общение с ним — это всегда радость. Он был капитаном команды КВН города Обнинска в 1963 г., когда КВН только начинался. Команда под его водительством победила команду из Дубны! Он же был одним из составителей сборников “Физики шутят” и “Физики продолжают шутить”, доставляющих своим читателям много веселых минут и ставших давно библиографической редкостью.

Читатель! Вас ждет встреча с весьма неординарным автором, ученым и гражданином. Счастливого пути!

В заключение хочу выразить благодарность всем, кто содействовал изданию книги. Особую благодарность я выражаю нескольким людям. А.Б.Ходулев установил на компьютере и настроил систему LATEX, которой я пользовался при подготовке оригинал-макета книги. Он же был моим учителем по системе и безотказным консультантом. Т.Н.Малышева и Н.Б.Дзалаева взяли на себя очень большую работу по первоначальному вводу в компьютер текста книги (в системе LEXICON). Самую разнообразную помощь я получал от Анд.В.Климова, который, в частности, отлично выполнял функции “канала связи” с “удаленным” автором.

Коллега В.Ф.Турчина

по Институту прикладной математики

В.С.Штаркман

февраль 1992 г.

Предисловие

Русское издание этой книги выходит через двадцать с лишним лет после ее написания. За это время наука существенно продвинулась вперед. Достаточно вспомнить раскрытие генетического кода, открытия в астрофизике, новую теорию элементарных частиц. Персональные компьютеры вошли чуть ли не в каждый дом. Между тем книга выходит в том виде, в каком она была подготовлена к печати в 1970 г. Если бы я стал что-то добавлять к ней, то это превратилось бы, в конечном счете, в написание новой книги, гораздо большей по объему, и она включала бы в себя старую практически целиком и без перемен. Ибо основная тема книги — Эволюция Вселенной как последовательность метасистемных переходов — не пострадала от времени. Напротив, появились новые указания на плодотворность этого подхода. В настоящее время мы с группой коллег начали работу над проектом PRINCIPIA CYBERNETICA, который включает дальнейшее развитие этих идей. Некоторое представление об этом проекте дает написанная мною совместно с Клиффом Джослиным статья “Кибернетический манифест”. Эта статья также включает краткое изложение основных идей книги и включена в качестве приложения к настоящему изданию.

“Феномен науки” вышел в английском и японском переводах. Я очень рад, что он может, наконец, выйти и в русском оригинале.

Одно место в “Феномене науки” требует комментария в свете последних достижений физики. В разделе “Сумасшедшие теории и метанаука” я высказал мысль, что для того, чтобы разрешить трудности в современной теории элементарных частиц, надо разработать методы “метанауки”, т. е. теории о том, как строить теории. Причину я усматривал в том, что основные понятия физики на ранних стадиях ее развития брались из нашей интуиции макроскопического мира. Но для познания законов микромира (а точнее, для построения математических моделей этого мира) наша “макроскопическая” интуиция неадекватна. Если интуиция не дает нам впрямую тех “колесиков”, из которых можно строить модели микромира, то нам нужны какие-то теории о том, как эти колесики выбирать и как модели строить. Это и будет метанаука.

С тех пор как была написана моя книга, физика элементарных частиц сделала огромный шаг вперед — и без всякой метанауки, а лишь на основе старой идеи, что одни частицы могут как бы состоять из других, более элементарных частиц. Тем не менее я полагаю, что моя логика остается в силе, и если не на данной, то на какой-то последующей стадии развития точных наук метатеоретические методы докажут свою плодовитость.

В.Ф.Турчин

Обнинск, август 1990 г.