Страница 2 из 34
Решение основной задачи в предлагаемой книге разбивается на ряд этапов, последовательность которых отражена в трех главах. Исторически первыми в современной науке начали формироваться вероятностные методы познания. Это обстоятельство учитывается в первой главе монографии. Затем формируется научное понимание статистических закономерностей и на этой почве формируются весьма общие методологические средства, внесшие вклад в преобразование широкого класса научных идей и представлений. Обобщением этого вклада явилось обогащение и дальнейшее развитие диалектического метода мышления, который нашел признание в современной науке.
Новый поворот в научной методологии оказался связан с разработкой принципа неисчерпаемости материи вглубь. На базе этого принципа в предлагаемой работе разбирается вопрос об уровнях сложности. При этом выявляется его сопряженность с признанием объективной неопределенности и случайности, которые органически присущи сложно организованному материальному миру. Данное обстоятельство служит также оправданием обращения к идее вероятности при исследовании сложных материальных систем.
В свою очередь развитие представлений о сложности, равно как и вероятности, приводит к необходимости рассмотрения принципа и категорий детерминизма. Здесь оказывается, что понятие «вероятность» с гносеологических позиций правомерно трактовать как средство сохранения детерминизма в ситуациях, характеризующихся сложным поведением системы. В то же время обращение к идее вероятности получает смысл как важное условие перехода к исследованию сложных объектов.
ГЛАВА 1. Понятие «вероятность» в истории науки
1.1. Дискуссии о вероятности
В XIX и в XX веках уже было показано, что понятие «вероятность» чрезвычайно широко употребимо в разных областях науки. Причем область применения этого понятия постоянно расширялась, что происходило главным образом за счет внедрения в различные сферы познания вероятностно-статистических методов, которые существенным образом опираются на понятие «вероятность».
Выяснение познавательных границ, гносеологического содержания и функций этих методов стало одной из важных задач философско-метододогического анализа. В его рамки раскрытие природы, содержания понятия «вероятность», вхождение которого в теоретические построения современной науки ставит вопрос о способах применения научного рационализма с вероятностным стилем мышления. Наряду с этим подобный анализ, касаясь содержательной стороны фундаментальных понятий теории вероятностей, приобрел существенное значение для глубокого понимания данной математической теории и составляет одно из важных условий ее разработки.
В свете сказанного, представляет интерес рассмотрение различных подходов к истолкованию вероятности, имеющее целью, как оценку их глубокого методологического контекста, так и выяснение координации и субординации между ними и т.д. Среди этих подходов особое место принадлежит классическому и частотному подходам. Они не потеряли, на мой взгляд своего значения и в настоящее время. Это объясняется важностью и незавершенностью ряда вопросов, поднимаемых в их рамках.
Классическое истолкование вероятности было исторически первым и в явной форме сформулировано выдающимися математиками прошлого - Я.Бернулли и П.Лапласом. Понятие вероятности выражено было ими на языке математики, с использованием, в первую очередь, достижений комбинаторики.
П.Лаплас определял вероятность как отношение числа случаев, благоприятствующих явлению к числу всех возможных случаев.[1] Подобное определение более точно, нежели используемое в обыденной речи интуитивное понятие вероятности. Однако область его приложения весьма узкая. Это отмечал, например, Я.Бернулли, указывая, что применение классического понятия вероятности ограничивается, пожалуй, азартными играми, в которых совершенно известны числа случаев, влекущих выигрыш или проигрыш, а сами случаи могли бы встречаться одинаково легко. [2]
Развернутое определение вероятности формулировалось П.Лапласом следующим образом: «Теория случайностей состоит в том, чтобы свести все однородные явления к известному числу равно возможных случаев, т.е. таких, существование которых было бы одинаково неопределенно, и определить число случаев, благоприятствующих явлению, вероятность которого отыскивается. Отношение этого числа к числу всех возможных случаев и есть мера этой вероятности, которая, таким образом, не что иное, как дробь, числитель которой есть число всех благоприятных случаев, а знаменатель - число всех возможных случаев».[3]
Итак, классический подход связан, прежде всего, с возможностью установления полной группы событий, которая должна быть конечной. Другое важное допущение, принимаемое при этом подходе, состоит в том, что постулируется равновозможность событий такой группы. Поэтому важнейшее значение приобретает для классической теории поиск критерия равновозможности события.
Такой критерий формулировался Лапласом следующим образом: равновозможные - это такие события, о которых мы равно мало знаем, чтобы предпочесть одно другому. Позже этот критерий получил наименование «принципа недостаточного основания».[4] Неоднократно отмечалось, однако, что этот принцип является весьма туманным и нечетким логическим правилом.
Шаткость этого критерия обнаруживается при применении его к более или менее сложным случаям, что легко показывается с помощью такого примера:
Пусть дано тело, удельный объем которого заключен между 1 и 3 единицами. Тогда, согласно «принципу недостаточного основания» мы с равной вероятностью можем предположить, что он заключен как в интервале от 1 до 2 единиц, так и в интервале от 2 до 3 единиц. Если же теперь рассмотреть удельный вес тела, что с физической точки зрения равнозначно, то, согласно тому же принципу недостаточного основания, имеется одинаковая возможность отыскать его значение как в интервале от 1 до 2/3, так и между 2/3 и 1/3 (ибо интервал возможного удельного веса составляет от до 1/3). Но эти равно-возможные интервалы удельных весов не соответствуют физически равновозможным интервалам удельных объектов, установленных выше по тому же самому принципу. Возникает парадокс.[5] Хорошо известны также парадоксы Бертрана, показывающие трудности решения задачи «равновозможности» и направленные против нечеткости и неточности исходных понятий классической теории.
Обычно в качестве примера такой нечеткости называют использование термина «равновозможность», который по смыслу идентичен «равновероятности». Но в таком случае уже предполагается известной мера вероятности, которую еще требуется найти, опираясь на это базовое понятии. Получается логический круг.
Опираясь на принцип недостаточного основания, классическая теория не задавалась вопросом об объективных основаниях «равновозможности» и заслужила упрек в субъективизме и априоризме. Соответственно утрачивался объективный смысл понятия «вероятность», чему способствовали исходные методологические предпосылки авторов классической концепции.
«Вероятность коренится в неполноте наших знаний» - гласит классическая доктрина. Будь наши знания полнее, не было бы повода вводить понятие вероятности. Истоком такого взгляда служило представление о вселенной как о гигантском механизме, в котором все его части и отдельные элементы жестко связаны друг с другом. Каждое явление, согласно этому представлению, суть неизбежное следствие великих законов природы. И лишь не зная уз, связывающих их с системой мира в целом, их приписывают случаю или конечным причинам, в зависимости от того, следовали ли они друг за другом без видимого порядка или с известной правильностью.
«Ум, которому были бы известны для какого-либо данного момента все силы, одушевляющие природу, и относительное положение всех ее составных частей, и если бы, вдобавок, он оказался бы достаточно обширным, чтобы подчинить эти данные анализу, обнял бы в единой формуле движения величайших тел вселенной наравне с движениями легчайших атомов: не осталось бы ничего, что было бы для него недостаточно, и будущее, так же как и прошедшее, предстало бы перед его взором.»[6] В этом отрывке из книги Лапласа ясно сформулировано его представление о субъективном характере вероятности и отсутствии случая в самой природе, в которой все будто бы подчинено жесткой необходимости.