Психологическая наука накопила огромный фактический материал, она обладает развитым экспериментально-методическим аппаратом. В то же время это обилие экспериментальных фактов становится «неуправляемым», дезорганизующим психологическое исследование, что тормозит дальнейшее развитие науки. В настоящее время чувствуется необходимость опережающего развития теоретических, в частности методологических, исследований. Их назначение – способствовать упорядочению имеющегося фактического материала, «управлять» целенаправленным получением нового знания. В связи с этим следует более внимательно отнестись к таким вопросам, как категории, принципы, этапы и виды психологического исследования. В данном параграфе мы рассмотрим принципы психологического исследования.

Что такое принцип? Принцип – основополагающее первоначало, основное положение, исходный пункт, предпосылки какой-либо теории, концепции [Кондаков, 1975]. Принцип на практике находит свое воплощение в методе. Метод – это путь, способ исследования, обучения, система правил и приемов подхода к изучению явлений и закономерностей природы, общества и мышления; способ достижения определенных результатов в познании и практике; прием теоретического исследования или практического осуществления чего-либо, исходящий из знания закономерностей развития объективной действительности и исследуемого предмета, явления, процесса. Функции принципов науки состоят в обобщении, регуляции познания, конкретизации общефилософских требований к познанию в рамках конкретной науки. Каково соотношение между принципами и методами? Принципы выражают наиболее устойчивые, непреходящие правила действия. Они не подвержены или мало подвержены влиянию моды и конъюнктурным переменам, хотя по мере накопления опыта и принципы обогащаются или развиваются. В отличие от принципов методы подвижны и изменчивы. Они меняются в зависимости от существующей теории, научного направления или школы.

Если говорить о научном психологическом исследовании в целом, то можно выделить четыре уровня методологических принципов: I - философские, II - общенаучные, III - общепсихологические, IV - частные экспериментально-психологические.

Философские принципы. Можно говорить, по крайней мере, о трех наиболее общих методологических принципах. 1. Принцип материального единства мира. 2. Принцип универсальности развития. 3. Принцип причинности. Эти принципы занимают одно из центральных мест в философии, взятой в ее методологической функции.

Общенаучные принципы. Эти принципы имеют достаточно широкую «сферу влияния», они справедливы для многих научных дисциплин, в том числе и для психологии.

1. Принцип объективности . Фундаментальный методологический принцип. Включает в свое содержание признание объекта познания независимым от субъекта, принципиальную познаваемость этого объекта, наличие соответствующих логических средств познания и возможность активного воздействия на объект исследования на основе полученных знаний.

2. Принцип инвариантности . Инвариантность означает свойство оставаться неизменным при каких-либо изменениях, преобразованиях.

Понятие инвариантности, зародившееся в математике (его ввел в обиход английский математик Дж. Сильвестер в середине XIX в.), до начала XX в. развивалось в качестве чисто математического и не имело прикладного значения. Лишь после создания частной теории относительности и дальнейшего развития других физических теорий на инвариантность было обращено внимание не только математиков. В физике инвариантность уравнений относительно определенных групп преобразований стала руководящим принципом при построении теории (инвариантность относительно физических преобразований означает, что инвариантная величина имеет одинаковый вид во всех системах отсчета, связанных между собой соответствующим переходом, т.е. преобразованием координат). Согласно Е. Вигнеру [Вигнер, 1965], принцип инвариантности служит для проверки истинности возможных законов Природы.

Инвариантность всегда связана с каким-либо законом сохранения. Под сохранением понимается сохранение вещей, свойств и отношений. Конкретному закону сохранения соответствует свой тип изменения. Однако в познании могут возникать такие ситуации, когда мы можем констатировать лишь сохранение, тогда как соответствующее ему изменение еще остается неизвестным. Понятие инвариантности может означать более целостное проявление принципа сохранения, а именно сохранение существенных отношений. В истории науки возникновение научных знаний об исследуемой области явлений происходило по мере того, как удавалось открыть некоторый принцип сохранения: в древнегреческой философии говорили о сохранении материи (сохранение начала «архе» относительно всех изменений к мире); в логике существует закон сохранения значения терминов относительно логических операций - закон тождества; в химии говорят о сохранении элементов в реакции. В механике существуют представления о сохранении скорости относительно преобразований, исключающих действие неуравновешенных сил (инерция). Политэкономия исходит из идеи сохранения потребительской стоимости относительно операций рыночного товарообмена. Лучше всего, конечно, идея сохранения развита в физике. Здесь существует теорема Эммы Нётер, устанавливающая связь между свойствами симметрии физической системы и законами сохранении [см. Балин, 2001, с. 121]. Согласно Э. Нётер, из инвариантности относительно сдвига во времени следует закон сохранения энергии, относительно пространственных сдвигов – закон сохранения импульса, относительно пространственного вращения – закон сохранения момента количества движения, относительно преобразования Лоренца – закон сохранения лоренцева момента, или обобщенный закон движения центра масс (центр масс релятивистской системы движется равномерно и прямолинейно).

Интересная концепция о роли и месте инвариантности в познании принадлежит М. Борну. Основная мысль Борна состоит в том, что изучение свойств некоторого объекта следует рассматривать как получение ряда «проекций» объекта на некоторые «элементарные плоскости». Такими «проекциями» являются результаты взаимодействия объекта с другими объектами (в частности, с экспериментальными приборами и органами чувств человека), регистрируемыми нами как явления. Цель научного исследования должна состоять в отыскании возможно более полного набора инвариантов, наиболее точно характеризующих данный объект [Борн, 1963].

Что же можно сказать об инвариантности в психологии?

Инварианты в развитии познавательной деятельности в детском возрасте . Согласно Ж. Пиаже, развитие познания может быть представлено как процесс построения инвариантов, характеризующих знание субъекта об объекте [Пиаже, 1966]. Такой подход, по мнению автора, можно распространить как на собственную, так и на индивидуальную эволюцию познания, поскольку существует известный параллелизм истории и онтогенеза. Развитие интеллекта имеет несколько стадий.

1. Период сенсомоторного интеллекта (0 – 2 года). 2. Период подготовки и организации конкретных операций (2 – 11 лет). 3. Период формальных операций (11 – 15 лет). Наиболее важные инварианты, которые образуются в процессе индивидуального развития, в соответствии с этими стадиями, таковы: 1) представление об объекте как инварианте; 2) представление о сохранении количества вещества, веса и объема; 3) сохранение совокупности и генезис понятия о числе [Флейвелл, 1967].

Инвариант и восприятие . Инвариантность как свойство восприятия – это способность человека воспринимать и узнавать объект как тот же самый независимо от его местоположения в поле зрения, изменения его размеров, цвета, внесения дополнительных элементов. В соответствии с гипотезой инварианта К. Коффки (феномен перцептивной константности), если два удаленных раздражителя слегка различны (чуть выше порога различения), то по законам физиологической оптики они не могут произвести совершенно одинакового воздействия. Но если все же эффект оказывается равным, то, видимо, он равен в каком-то одном отношении и непременно должен различаться в другом. Один и тот же эффект может быть достигнут разными путями. Так, например, два эллипса кажутся одинаковой формы, а на самом деле они показаны в различной ориентации. Это означает, что определенная комбинация формы и ориентации является инвариантом для данного изображения. Точно так же определенное сочетание видимой величины и видимого расстояния дает нам такую инвариантную характеристику образа, как величина. Указанное инвариантное сочетание возможно лишь для максимально близких по своей природе раздражителей (видимая величина и видимое расстояние, видимая форма и видимый наклон и т.п.).

Инвариант и свойства темперамента . Согласно гипотезе Б.М. Теплова и его последователей, свойства общего типа нервной системы взаимно компенсируют друг друга в приспособительной деятельности. Так, например, у слабого типа малая выносливость к действию раздражителей большой силы компенсируется низким порогом абсолютной чувствительности. Наличие таких компенсаторных отношений, обеспечивающих одинаковый уровень приспособления при различном составе типологических свойств, заставляет предположить существование инвариантных характеристик этих свойств [Теплов, 1961]. Проблеме инварианта посвящена большая серия работ, в основном психологов пермской школы. Понятие «индивидуальный стиль деятельности», по сути, также предполагает существование типологического инварианта [Климов, 1969]. Имеются попытки найти аналитическое выражение для получения инварианта. Так, например, в работе В.С. Мерлина с соавторами приведена формула, увязывающая ригидность уровня притязаний, экстраверсию по Юнгу, эмоциональную возбудимость, эмоциональную устойчивость. Авторы считают, что инвариант существует только между уравновешивающими, сотрудничающими и ортогональными свойствами и не существует между свойствами, находящимися в соподчинении. Взаимодействуют друг с другом свойства, которые не коррелируют между собой [Мерлин, Пехлецкий, Белоус, 1967].

Инвариант в психоанализе . В соответствии с концепцией 3. Фрейда (и особенно ее многочисленными клиническими вариантами) у индивида имеется некоторое количество «нервной энергии», «нервно-психический инвариант». Эта энергия должна быть реализована. Если устремления личности социально приемлемы, если нет «блокировки», то энергия реализуется в виде поступков. Если существует блокировка, то энергия не пропадает, а проявляется в виде асоциального поведения, ошибок и т.п. Иногда она переходит на внутренний орган, результатом чего является болезнь.

Как можно будет увидеть ниже, получение инвариантных характеристик окружающей среды – основной способ ее анализа, осуществляемый путем совмещения потоков разнохарактерной (разномодальной) информации. Критерий инвариантности, в свою очередь, может служить мерилом научной истинности. В то же время он ни в коем случае не отменяет критерия практики в вопросе об объективной ценности теорий.

3. Принцип соответствия. Согласно этому принципу смена одной естественно-научной теории другой обнаруживает не только различие, но и связь, преемственность между ними, которая может быть выражена с математической точностью. В принципе соответствия заключено также эвристическое предписание о «производстве» нового знания, так как имеется знание о том, как происходит развитие менее общей теории в более общую. Данный принцип предполагает: 1) единство картины мира (физической, психологической); 2) возможность математического моделирования этого мира, что необходимо для более удобного его описания, построения теории; 3) симметрию различных компонентов построенной модели; 4) наблюдаемость; 5) дополнительность; 6) идеализацию, означающую, что исследование любого явления предполагает выделение его наиболее существенных черт.

4. Принцип дополнительности. Предложен Н. Бором для воспроизведения целостности явления и предполагает применение противоположно-дополнительных, формально несводимых друг к другу парных категорий [см. Балин, 2001, с.136]. В физике свет, например, можно рассматривать либо как волновое явление, либо как корпускулярное; в психологии имеется два подхода для объяснения механизмов деятельности мозга и психики: локализационизм и структурализм. Этот же принцип применим при изучении билатеральной асимметрии, проблемы социального и биологического, субъект-объектных отношений и т.д.

5. Принцип симметрии. В основе и симметрии, и инвариантности в логическом аспекте лежит понятие равенства и тождества. Логически оба понятия соотносятся с понятием преобразования. Их смысл состоит в том, что отношение равенства, тождества, существовавшего до преобразования, продолжает существовать и после него. Если какое-либо состояние или процесс встречается в природе, то для него существует обращенное состояние или процесс, который также может реализоваться в природе. В связи с этим полезно вспомнить идею Ж. Пиаже о том, что умение проводить обратные преобразования характерно для зрелого интеллекта. Очень часто понятия «симметрия» и «инвариантность» употребляются как синонимы.

6. Принцип наблюдаемости. Согласно этому принципу новая теория может строиться на основе только наблюдаемых величин (явлений), в частности, мы не можем строить теорию о внутреннем мире путем созерцания, интроспекции. В то же время А. Эйнштейн говорил, что только теория определяет, что является наблюдаемой величиной. К. фон Вейцзеккер назвал этот принцип принципом Эйнштейна. И то, что мы уже наблюдали, есть, несомненно, наблюдаемая величина и должно включаться в теорию. Для тех же физических величин, которые фактически не наблюдались, мы до поры до времени свободны только предполагать их существование. Принцип Эйнштейна, таким образом, означает, что лишь окончательная теория может решить вопрос о том, что мы наблюдаем, а чего не наблюдаем. Теория даже может изменить наше описание того, что мы наблюдали ранее, до того, как она была создана.

7. Принцип редукции. Означает сведение одних качественных состояний объектов к другим с целью объяснения неизвестного посредством сопоставления его с тем, что более просто и достаточно изучено.

Общепсихологические принципы. Методологические принципы в психологии описаны К.К. Платоновым [Платонов, 1972]. Поэтому приведем их здесь коротко, внося необходимые коррективы. Некоторые принципы, описанные в советской психологической литературе, имеют явно утилитарную (позитивистскую) окраску, и вводились они с целью философского и естественно-научного обоснования марксистского подхода к проблеме происхождения психического. Главная их особенность в рассматриваемом аспекте состоит в том, что они позволяют нарисовать слишком упрощенную, механистическую картину происхождения психики, не давая возможности показать многослойность и многоаспектность психического, наличие его разных форм и корней. Последовательное применение этих принципов в конечном итоге довело дело, в сущности, до абсурда и позволило показать, что используемые теоретические конструкции не являются достаточными и требуется смена парадигмы, что, собственно, мы и видим в других отраслях знания, а также в экономике. Тем не менее, мы приводим здесь многие принципы потому, что они позволяют нарисовать хоть и чрезмерно упрощенную, но поддающуюся экспериментальной проверке и последующей коррекции картину.

1. Принцип вероятностного детерминизма. Долгое время принцип детерминизма был главным методологическим принципом научного познания в советской психологии. Считалось, что в отличие от механистического детерминизма, с точки зрения которого внешние причины непосредственно определяют эффект своего воздействия, независимо от собственных свойств тела или явления, на которое это воздействие оказывается, всякое действие есть взаимодействие, внешние причины действуют через посредство внутренних условий. Но этого в настоящее время оказывается недостаточно. Биологические и социальные системы отличаются значительной степенью неопределенности. Психика направлена на то, чтобы в процессе адаптации к окружающей среде учитывать неопределенность этой среды и устранять ее. В связи с этим целесообразнее, видимо, говорить о принципе детерминизма – неопределенности или вероятностного детерминизма. Некоторые авторы предлагают называть этот принцип принципом системного детерминизма [Кругликов, 1988]. На наш взгляд, этот термин не совсем удачен ввиду многозначности термина «системный».

2. Принцип развития (историзма). Конкретизирует в психологии общий закон диалектики, трактующий развитие как всеобщее свойство материи. Его можно рассматривать в двух аспектах: а) онтологическом, как принцип общественно-исторической обусловленности сознания, а, следовательно, и деятельности; б) гносеологическом, применительно к явлениям субъективной диалектики, как принцип историзма. В нем осуществляется требование диалектической логики анализировать любое понятие в единстве его логического и исторического аспектов.

3. Принцип единства сознания и деятельности. Кратко этот принцип можно сформулировать так: сознание деятельно, а деятельность сознательна. Его можно разделить на: а) принцип единства личности и деятельности и б) принцип единства сознания и личности. На современном этане развития методологии психологии эти два принципа могут быть объединены в один принцип единства сознания личности и деятельности [Платонов, 1982].

4. Системно-структурный принцип. Любое явление, взятое как целое и понимаемое как система, имеет свои элементы, объединенные в необходимое и достаточное число подструктур, причем это целое, его подструктуры и элементы взаимосвязаны разносторонними взаимодействиями. Раскрытие структуры любого целого осуществляется на основе системно-структурного анализа. Сюда можно отнести: а) принцип иерархии и б) принцип личностного подхода. В соответствии с первым в психологии требуется рассматривать все психические явления как ступени, включенные в иерархическую лестницу, в которой нижние этажи управляются высшими, а высшие, включающие в себя низшие в измененном, но неустраненном виде и опирающиеся на них, - как скачки на основе появления новых системных качеств. Следует заметить, однако, что указанный принцип чрезмерно акцентирует внимание на иерархических отношениях в психике. В психогенезе важное значение имеют и горизонтальные отношения между элементами нервной системы. Можно говорить о многосубстратности психического. Для объяснения происхождения психического мало желания связывать его с деятельностью нервной системы. Необходимо также познавать законы становления психического целого, что приводит к образованию «нового качества», которое в определенных случаях мы называем психическим феноменом. По этой причине целесообразнее говорить о принципе соотношения координации и субординации (либо вовсе исключить данный принцип, а рассматриваемые проблемы связать с системно-структурным принципом). Принцип личностного подхода означает не всякое изучение личности, а такое, когда через личность познаются ее элементы и связи этих элементов как между собой, так и с целостной личностью.

Частные экспериментально-психологические принципы. Данная группа принципов относится к этапу экспериментального исследования, его планирования и интерпретации результатов.

1. Адекватность. Означает соответствие применяемого метода исследования изучаемому явлению. Любой экспериментальный метод и даже применяемый прибор несет на себе отпечаток концепции, которой придерживался их создатель. По этой причине в известной степени результаты исследования заранее определены и ограничены некоторыми рамками. Это требование особенно актуально для психолога, так как именно в психологии широко используются «идеологически и теоретически нагруженные» методы исследования.

2. Принцип параллельности. Для повышения информативности показателей, отражающих психологическое явление, эти показатели надо регистрировать параллельно изучаемому явлению, деятельности.

3. Принцип экстремальности . Означает создание экстремальной ситуации для того, чтобы выявить наиболее типичные для конкретного испытуемого параметры, значения параметров, свойства.

4. Принцип регистрации градиента . Для получения более информативных показателей надо регистрировать перепад параметров в нескольких ситуациях (пример: покой – работа). Этот принцип позволяет получить показатель, который характеризует потенциальные возможности изучаемой функции. В литературе для определения такого понятия применяются специфические для конкретной науки термины, например «потенциальная лабильность» в сравнительной физиологии, которая характеризует диапазон между естественным ритмом (или ритмом в покое) органа или системы органов и максимально возможным для них ритмом при выполнении организмом соответствующей работы [Миклин, 1978].

5. Принцип референтности. Для рационализации исследования необходимо искать наиболее чувствительные зоны тела, признаки, их комбинации. Если мы знаем точно, что в данном показателе, как в фокусе, отражается деятельность всей нервной системы или отдельной подсистемы, то пропадает необходимость регистрации всех звеньев системы (применять принцип иерархии, системно-структурный), что повышает эффективность исследования. В литературе можно встретить термины, которые, в сущности, отражают этот принцип (специфическая реакция, реактивный стереотип). К примеру, в психосоматической медицине считается, что у некоторых индивидов в силу особенности их физиологической и психологической конституции имеется предрасположенность к возникновению язвы или гипертонии. Такая предрасположенность может быть врожденной, приобретенной, либо той и другой. Специфичность реакции проявится тогда, когда, например, при наличии угрожающей ситуации один индивид будет постоянно реагировать повышением кровяного давления и не обнаруживать учащения пульса, в то время как у другого будет учащаться пульс и падать кровяное давление. Из этого следует, что для любого индивида чрезвычайно важно знать его наиболее чувствительные, реактивные физиологические индикаторы [Лазарус, 1970].

6. Принцип последовательного объяснения. При объяснении экспериментальных фактов в психологии можно пользоваться одновременно только двумя «соседними» уровнями обобщенности. Например, для объяснения экспериментального факта в психофизиологии можно привлекать принципы и понятия только психологии и физиологии. В социальной психологии – только философии и психологии. Нельзя объяснять социальные явления непосредственно физиологическими причинами (например, войны и революции – появлением массового возбуждения или уменьшением торможения, или избыточным потреблением мясной пищи). В то же время возможно «транслировать» явление, расположенное через ступень уровня обобщенности, на язык интересующего уровня с учетом различия в уровне обобщенности двух явлений. Другими словами, надо произвести преобразование фактов одного уровня к виду, принятому на другом уровне, с тем, чтобы данные стали сопоставимыми.

7. Принцип психологической целесообразности. При объяснении психических явлений физиологическими законами следует помнить, что не все сочетания физиологических законов имеют психологический смысл.

Таким образом, психологическое исследование регулируется теми же методологическими принципами познания, которые существуют и в других экспериментальных науках, ничем существенно не отличаясь от последних в этом смысле.

Часть 1. Фундамент прикладной статистики

1.4.5. Принцип инвариантности

Пусть Y 1 , Y 2 , … , Y n – независимые одинаково распределенные случайные величины с непрерывной функцией распределения F (x ). Многие используемые в прикладной статистике функции от результатов наблюдений выражаются через эмпирическую функцию распределения F n (x ). К ним относятся статистики Колмогорова, Смирнова, омега-квадрат. Отметим, что и другие статистики выражаются через эмпирическую функцию распределения, например:

Полезным является преобразование Н.В.Смирнова t = F (x ). Тогда независимые случайные величины Z j = F (Y j ), j = 1, 2, … , n , имеют равномерное распределение на отрезке . Рассмотрим построенную по ним эмпирическую функцию распределения F n (t ), 0 < t < 1. Эмпирическим процессом называется случайный процесс

.

Рассмотрим критерии проверки согласия функции распределения выборки с фиксированной функцией распределения F (x ). Статистика критерия Колмогорова записывается в виде

статистика критерия Смирнова – это

а статистика критерия омега-квадрат (Крамера-Мизеса-Смирнова) имеет вид

Случайный процесс ξ n (t ) имеет нулевое математическое ожидание и ковариационную функцию М ξ n (s )ξ n (t ) = min (s ,t) – st . Рассмотрим гауссовский случайный процесс ξ(t ) с такими же математическим ожиданием и ковариационной функцией. Он называется броуновским мостом. (Напомним, что гауссовским процесс именуется потому, что вектор (ξ(t 1), ξ(t 2), … , ξ(t k )) имеет многомерное нормальное распределение при любых наборах моментов времени t 1 , t 2 , … , t k .)

Пусть f – функционал, определенный на множестве возможных траекторий случайных процессов. Принцип инвариантности состоит в том, что последовательность распределений случайных величин f (ξ n ) сходится при n → ∞ к распределению случайной величины f (ξ). Сходимость по распределению обозначим символом =>. Тогда принцип инвариантности кратко записывается так: f (ξ n ) => f (ξ). В частности, согласно принципу инвариантности статистика Колмогорова и статистика омега квадрат сходятся по распределению к распределениям соответствующих функционалов от случайного процесса ξ:

=> , => .

Таким образом, от проблем прикладной статистики сделан переход к теории случайных процессов. Методами этой теории найдены распределения случайных величин

Принцип инвариантности – инструмент получения предельных распределений функций от результатов наблюдений, используемых в прикладной статистике.

Обоснование принципу инвариантности может быть дано на основе теории сходимости вероятностных мер в функциональных пространствах . Более простой подход, позволяющий к тому же получать необходимые и достаточные условия в предельной теории статистик интегрального типа (принцип инвариантности к ним нельзя применить), рассмотрен в главе 2.3.

Почему «принцип инвариантности» так назван? Обратим внимание, что предельные распределения рассматриваемых статистик не зависят от их функции распределения F (x ). Другими словами, предельное распределение инвариантно относительно выбора F (x ).

В более широком смысле термин «принцип инвариантности» применяют тогда, когда предельное распределение не зависит от тех или иных характеристик исходных распределений . В этом смысле наиболее известный «принцип инвариантности» - это Центральная Предельная Теорема, поскольку предельное стандартное нормальное распределение – одно и то же для всех возможных распределений независимых одинаково распределенных слагаемых (лишь бы слагаемые имели конечные математическое ожидание и дисперсию).

Предыдущая

Сознающий ум [В поисках фундаментальной теории] Чалмерс Дэвид Джон

1. Принцип организационной инвариантности

Если сознание возникает из физического, то благодаря какого рода физическим свойствам оно возникает? Судя по всему, речь идет о свойствах, которые могут быть реализованы в мозге, но не очевидно, какие именно эти свойства. Одни полагали, что это биохимические свойства; другие - что квантовые; многие высказывали неуверенность на этот счет. Естественно предположить, что сознание возникает вследствие определенной функциональной организации мозга. Согласно этой позиции, химический, да и квантовый субстрат мозга не имеют отношения к порождению сознания. Важна абстрактная каузальная организация мозга, которая могла бы реализовываться на множестве различных физических субстратов.

Функциональную организацию лучше всего трактовать в качестве абстрактной схемы каузального взаимодействия различных частей системы, а также, возможно, этих частей и внешних данных на входе и выходе. Функциональная организация определяется конкретизацией (1) количества абстрактных компонентов, (2) множества различных возможных состояний для каждого из компонентов и (3) системы отношений зависимости, уточняющих, как состояние каждого из компонентов зависит от предыдущих состояний всех компонентов и от данных на входе в систему, и как данные на выходе системы зависят от предшествующих им состояний ее компонентов. В остальном, то есть помимо конкретизации количества компонентов и состояний и отношений зависимости между ними, природа этих компонентов и состояний остается неспецифицированной.

Физическая система реализует данную функциональную организацию, если эта система может быть разделена на надлежащее множество физических компонентов, каждый из которых наделен надлежащим множеством состояний - таких, что отношения каузальной зависимости между компонентами данной системы и данными на входе и выходе в точности отражают отношения зависимости, представленные в спецификации той функциональной организации. (Более формальное объяснение в подобном ключе можно найти в (Chalmers 1994а, 1994b), оно также суммировано в главе 9 этой книги, но пока хватит и этой неформальной трактовки.)

Наличная функциональная организация может быть реализована разными физическими системами. К примеру, организация, реализованная мозгом на нейронном уровне, могла бы быть в принципе реализована кремниевой системой. Описание функциональной организации мозга абстрагируется от физической природы задействованных частей, и от того, как именно реализуются каузальные соединения. Важно лишь наличие соответствующих частей и отношений зависимости между их состояниями.

Функциональная организация физической системы предстает на множестве разных уровней - в зависимости от того, насколько детально мы индивидуализируем ее части и разделяем состояния этих частей. На грубом уровне, к примеру, два полушария мозга вполне могут рассматриваться как реализующие простую двухкомпонентную организацию, если мы возьмем их надлежащие взаимозависимые состояния. Как правило, однако, полезнее рассматривать когнитивные системы на более детальном уровне. Если нас интересует познание, то мы, скорее всего, сосредоточимся на уровне, достаточно детальном для того, чтобы определять связанные с мозгом поведенческие способности, причем поведение при этом индивидуализируется с необходимым уровнем точности. Слишком грубый уровень организации (вроде указанной выше двухкомпонентной организации) не позволит определять поведенческие способности, так как механизмы, порождающие поведение, не попадут в ее описание; простая система могла бы иметь ту же самую организацию при ином поведении. Но на более детальном уровне - возможно, нейронном - функциональная организация будет определять поведенческие способности. Даже если бы наши нейроны были заменены кремниевыми чипами, то, если бы эти чипы были наделены состояниями с теми же самыми схемами каузальных взаимодействий, что и у нейронов, эта система порождала бы точно такое же поведение.

В последующем речь всегда будет идти о таком уровне детализации функциональной организации системы, которого будет достаточно для определения поведенческих способностей. Назовем такую организацию высокодетализированной функциональной организацией. В иллюстративных целях я обычно буду ссылаться на нейронный уровень организации мозга, хотя для этого мог бы оказаться достаточным и более высокий уровень; не исключено также, что потребовался бы более низкий уровень. В любом случае, аргументы имеют общее значение. Для целей последующего рассмотрения мы должны также допустить, что для совпадения функциональной организации систем они должны находиться в соответствующих состояниях в надлежащее время; хотя мой спящий двойник в широком смысле слова мог бы считаться совпадающим по своей функциональной организации со мной, его нельзя будет счесть таковым в строгом смысле, который будет требоваться в дальнейшем. Если две системы одинаковы по своей функциональной организации в этом строгом смысле, то я буду говорить, что они являются функциональными изоморфами.

Мой тезис в том, что сознательный опыт порождается высокодетализированной функциональной организацией. Если более конкретно, то я буду обосновывать принцип организационной инвариантности , согласно которому, если имеется система, обладающая сознательными переживаниями, то любая система с точно такой же высокодетализированной функциональной организацией будет обладать качественно тождественными переживаниями. В соответствии с этим принципом, сознание - это организационный инвариант: свойство, остающееся неизменным у всех функциональных изоморфов данной системы. Не имеет значения, реализована ли эта организация в кремниевых чипах, народонаселении Китая, пивных банках или теннисных шариках. Если эта функциональная организация такова, какой она должна быть, это определит сознательный опыт.

Это утверждение часто ассоциировалось с редуктивным функционалистским взглядом на сознание, в частности, с воззрением, что для наличия сознания нужно лишь исполнение надлежащей функциональной роли. Принцип инвариантности естественным образом вытекал бы из этого воззрения, но он может быть истинным и независимо от последнего. Так же, как можно верить в то, что сознание порождается физической системой, но не является физическим состоянием, можно верить в то, что сознание порождается функциональной организацией, но не является функциональным состоянием. Отстаиваемая мной позиция именно такова - мы могли бы назвать ее нередуктивным функционализмом. Ее можно рассматривать в качестве объединения функционализма и дуализма свойства.

В дальнейшем я не буду уделять особого внимания нередуктивным аспектам моей позиции, так как главной моей задачей будет доказательство принципа инвариантности. Мои аргументы могли бы использоваться даже редуктивными функционалистами. Хотя эти аргументы и не дают полностью редуктивных выводов, они тем не менее могут рассматриваться как доводы, поддерживающие эту позицию в противовес другим редуктивным воззрениям, таким как концепция, согласно которой сознание отождествляется с каким-то биохимическим свойством. Конечно, я считаю, что все редуктивные взгляды в конечном счете неверны, но последующее обсуждение в значительной степени не зависит от этого момента.

По сути, я уже приводил довод в пользу одной из разновидностей принципа инвариантности, когда выдвигал аргумент от «Х-фактора» в главе 6. Но в этой главе я буду использовать мысленные эксперименты, позволяющие обосновывать этот принцип гораздо более прямым путем.

Отсутствующие квалиа и инвертированные квалиа

Принцип инвариантности далеко не общепризнан. Многие авторы как дуалистической, так и материалистической направленности пытались доказать, что он неверен. Многие считали, что для того чтобы какая-то система была сознательной, она должна обладать надлежащей биохимической организацией; и если так, то металлический робот или кремниевый компьютер никогда не могли бы иметь опытные переживания, невзирая на их каузальную организацию. Другие признавали, что робот или компьютер могли бы обладать сознанием при надлежащей организации, но полагали, что их переживания могли бы существенно отличаться от наших.

Соответственно этим двум позициям обычно выдвигалось два типа аргументов против принципа инвариантности. Первый из них связан с аргументами от отсутствующих квалиа. В них описывается какая-нибудь особенно причудливая реализация данной функциональной организации, в системе настолько странной, что естественно предположить отсутствие в ней качеств (квалиа) сознательного опыта. Широко известен пример, приводимый Блоком (Block 1978), где речь идет о реализации присущей нам организации народом какой-то страны (как в главе 3). И утверждается, что такое наверняка не могло бы порождать сознательный опыт. Значит, сознание не может порождаться функциональной организацией.

Второй класс аргументов включает аргументы от инвертированных квалиа или инвертированного спектра. Согласно этим аргументам, если бы наша функциональная организация была реализована на ином физическом субстрате, система по-прежнему могла бы иметь опытные переживания, но иного рода. Там, где мы переживаем красное, она могла бы переживать синее и т. д. Зачастую эти аргументы разворачиваются в рамках сложных сценариев, связанных с хирургией мозга, когда в один прекрасный день мы просыпаемся и видим синее, а не красное, хотя наша функциональная организация и не претерпевает каких-либо изменений.

Многие из тех, кто доказывал возможность отсутствующих и инвертированных квалиа, доказывали лишь логическую возможность; этого вполне достаточно для опровержения редуктивной формы функционализма. Да и я сам использовал подобные аргументы в главе 3. Контраргументы в данной главе не нацелены против защитников такой позиции. Спор идет здесь о более слабой разновидности функционализма, которая не затрагивается вопросами о логической возможности.

Центральный вопрос этой главы - это вопрос о том, являются ли отсутствующие или инвертированные квалиа естественно (или эмпирически) возможными. Логически возможно, что если выпустить тарелку из рук в вакууме или на поверхности планеты, то она полетит вверх, но это тем не менее естественно невозможно. Законы природы запрещают это. Так же и установление логической возможности отсутствующих квалиа и инвертированных квалиа далеко не означает установление их естественной возможности. Принцип инвариантности утверждает, что функциональная организация детерминирует сознательный опыт посредством некоего законосообразного связующего звена в актуальном мире; и логическая возможность не имеет отношения к этому вопросу. Когда в этой главе я говорю просто о «возможности», речь идет о естественной возможности.

В последующем я обсужу аргументы, выдвигавшиеся в защиту естественной возможности отсутствующих и инвертированных квалиа, а затем предложу детальные аргументы против таких возможностей. Эти аргументы нельзя будет развернуть без мысленных экспериментов. Против возможности отсутствующих квалиа я выдвину мысленный эксперимент, связанный с блекнущими квалиа. Против возможности инвертированных квалиа я выдвину мысленный эксперимент, связанный со скачущими квалиа.

Как обычно, указанные аргументы от мысленных экспериментов будут лишь правдоподобными аргументами, но, думаю, они весьма сильны. Для утверждения естественной возможности отсутствующих и инвертированных квалиа перед лицом этих мысленных экспериментов потребуется принятие ряда неправдоподобных тезисов о природе сознательного опыта и, в частности, об отношении между сознанием и познанием. При определенных естественных допущениях касательно этого отношения, принцип инвариантности оказывается наиболее правдоподобной гипотезой.

Быть может, полезно было бы взглянуть на роль этих мысленных экспериментов по аналогии с ролью, которую играл мысленный эксперимент «кошка Шредингера» в интерпретации квантовой механики. Мысленный эксперимент Шредингера не выносит окончательный вердикт в пользу той или иной интерпретации, но он выявляет различные правдоподобные и неправдоподобные моменты в этих интерпретациях, и любая интерпретация в конечном счете должна принимать это во внимание. Так и любая теория сознания должна в итоге что-то делать со сценариями блекнущих и скачущих квалиа, и одни из них справятся с ними лучше, чем другие. Так будут выявлены достоинства и недостатки различных теорий.

Из книги Книга еврейских афоризмов автора Джин Нодар

173. ПРИНЦИП Легче бороться за принципы, чем жить по принципу.Адлер, А. - (Цит. по:) Дж. Барон, ИзреченияПодобно тому, как запрещено разрешать все, что запрещено, - запрещено и запрещать все, что разрешено.Гемара - ТерумотНет ничего опаснее принципа, представленного в

Из книги История психологии автора Лучинин Алексей Сергеевич

3. Алкмеон. Принцип нервизма. Нейропсихизм. Принцип подобия Алкмеон(VI–V вв. до н. э.), известный в истории психологии как основатель принципа нервизма. Он первым связал психику с работой головного мозга и нервной системы в целом.Ученый впервые дал систематическое описание

Из книги Очерки организованной науки [Дореформенная орфография] автора

I. Единство организационной точки зрения. I. Во всей борьбе человечества со стихиями его задача - власть над природою. Власть - отношение организатора к организуемому. Человечество шаг за шагом приобретает, завоевывает ее; это значит, оно шаг за шагом организует мир, -

Из книги Том 21 автора Энгельс Фридрих

III. Путь к организационной науке. I. Хотя этой науки до сих пор не существовало, но ее основная точка зрения зародилась на первых же шагах жизни человечества - вместе с началом речи и мышления.Первые слова–понятия были обозначением человеческих трудовых действий, -

Из книги Закон синархии автора Шмаков Владимир

ИЗВЕЩЕНИЕ ОРГАНИЗАЦИОННОЙ КОМИССИИ О СОЗЫВЕ МЕЖДУНАРОДНОГО СОЦИАЛИСТИЧЕСКОГО РАБОЧЕГО КОНГРЕССА Рабочие и социалисты Европы и Америки!Рабочий съезд в Бордо в составе делегатов от более чем 200 синдикальных палат из всех промышленных центров Франции и съезд в Труа в

Из книги Очерки организационной науки автора Богданов Александр Александрович

§ 4. Потенциальная иерархия идеального мира раскрывается в космосе. Принцип индивидуальности и принцип группы. Н. В. Бугаев Космос есть единый организм и, как всякий организм, он имеет и свою внутреннюю сущность и свое тело. Согласно Плотину, - «так как мы говорим, что мир

Из книги Итоги тысячелетнего развития, кн. I-II автора Лосев Алексей Федорович

Очерки организационной науки

Из книги Путешествие длиною в себя (0.73) автора Артамонов Денис

I. Единство организационной точки зрения IВо всей борьбе человечества со стихиями его задача - власть над природою. Власть - отношение организатора к организуемому. Человечество шаг за шагом приобретает, завоевывает ее; это значит, оно шаг за шагом организует мир, -

Из книги автора

III. Путь к организационной науке IХотя этой науки до сих пор не существовало, но ее основная точка зрения зародилась на первых же шагах жизни человечества - вместе с началом речи и мышления.Первые слова-понятия были обозначением человеческих трудовых действий, -

Из книги автора

1. Принцип а) Конец общинно–родовой формации был и концом мифологии, но не мифологии вообще (мифология никогда не исчезала в античном сознании вплоть до ее самых последних времен), а мифологии в абсолютном смысле, то есть в условиях полного ничтожества отдельного

Из книги автора

1. Принцип Гомеровские тексты, относящиеся к термину"искусство", были приведены нами раньше, и гесиодовские – там же (200), равно как и соответствующий анализ (ИАЭ I 208 – 232). Мы пришли к выводу и текстуально доказали, что искусство у Гомера и Гесиода ни в каком случае не

Из книги автора

2. Принцип Конец общинно–родовой формации был концом абсолютной и дорефлективной мифологии. А так как зародившаяся в дальнейшем рабовладельческая формация уже различала умственный и физический труд (прежняя их слитность перестала соответствовать возросшим

Из книги автора

8. (НП1) Первый принцип НП (принцип следования «МСИ») - «материальное следует за идеальным» Первый принцип ножниц полезности, является основой всех дальнейших доказательств.Этот принцип постулирует, каким образом происходит взаимодействие между двумя мега-категориями

Из книги автора

9. (НП2) Второй принцип НП (принцип изменения «ПРИЗ») - «наши представления о реальности, изменяют её» Второй принцип НП рассматривает идеи, в конкретной форме, как своеобразные программы, влияющие на действие человека и которые мы можем принимать, отвергать, изменять или

Из книги автора

11. (НП4) Четвертый принцип НП - принцип человека (вселенности человека) или принцип всевозможности Четвертый принцип НП - один из самых важных принципов этой книги, определяющих как, нам относится самим к себе, наиболее полезным образом.Необходимость появления принципа

Из книги автора

12. (НП5) Пятый принцип НП - принцип улучшения или принцип вселенной Пятый принцип, является логическим продолжением - дополнением четвертого принципа. С его помощью, я хотел бы провести определенную параллель между целью, смыслом самой Вселенной и нашей деятельностью

Принцип инвариантности скорости света гласит: скорость распространения электромагнитных возмущений в вакууме имеет одно и то же значение в любой инерциальной системе отсчета. Естественно, это имеет место быть и в отношении электромагнитных волн вообще и лучей видимого света в частности.

Скорость света

С какой бы скоростью мы не двигались по отношению к световому лучу, измеряемая нами скорость света будет одной и той же, что в корне противоречит принципам классической механики. То есть имеет место сразу два важнейших утверждения:

• Скорость света – есть величина конечная. Она примерно равна 299 792 458 метрам в секунду. Величина огромная и интуитивно невообразимая.
• Скорость света не зависит от выбора инерциальной системы отсчета, в которой измеряется.

Скорость света в веществе отлична от скорости света в вакууме и в разных средах имеет разное значение. Теоретическое обоснование конечности скорости света было получено еще в работах Лоренца. Однако оно не было никак акцентировано. Пуанкаре осознавал это вполне твердо, но не видел в этом ничего особенного. Эйнштейн впервые обратил внимание на этот важнейший физический принцип и на его многочисленные следствия. К тому же времени подоспели результатов опыты Майкельсона, экспериментально подтверждающие правильность тезиса. Преобразования Лоренца выводятся из требования инвариантности уравнений Максвелла при переходе из одной инерциальной системы в другую. Выглядят они так:

Рассматривая квадратный корень в знаменателе, мы обнаруживаем, что при v > c его значение перестает выражаться действительным числом. Это не имеет физического смысла, а, значит, v < c, причем случай v = c, также не реализуется из-за деления на ноль.

Эксперимент Майкельсона-Морли 1887 относится к классическим экспериментам в физике. Изобретенный Майкельсоном двухлучевой интерферометр давал возможность непосредственно измерить длину световой волны. Целью эксперимента было выяснение зависимости скорости света относительно движения нашей планеты относительно гипотетической среды, называемой эфиром. Цель его так и не была достигнута, так как все измерения давали для скорости одно и то же значение. Опыты Майкельсона неоднократно подвергались критике, однако их результат были легко воспроизводимы и выглядели обескураживающими. Они нашли себе объяснение в специальной теории относительности Эйнштейна.

Следует из принципа относительности (гласящего, что все физические законы инвариантны относительно выбора инерциальной системы отсчёта) и является воплощением лоренц-инвариантности электродинамики. Более обобщенно можно говорить, что максимальная скорость распространения взаимодействия (сигнала), называемая скоростью света, должна быть одинаковой во всех инерциальных системах отсчёта.

Данное утверждение очень непривычно для нашего повседневного опыта. Мы понимаем, что скорости (и расстояния) меняются при переходе от покоящейся системы к движущейся, при этом интуитивно полагая, что время абсолютно. Однако принцип инвариантности скорости света и абсолютность времени несовместимы. Если максимально возможная скорость инвариантна, то время идёт различным образом для наблюдателей, движущихся друг относительно друга. Кроме этого, события одновременные в одной системе отсчёта, будут неодновременны в другой.

До опытов Майкельсона - Морли в 1887 году (первые результаты были получены А. Майкельсоном ещё в 1881 году), существовало три мнения на модель эфира:

• Эфир неподвижен и существует абсолютная система отсчета (АСО) связанная с эфиром. При движении тел в АСО должен регистрироваться «эфирный ветер» и как следствие скорость света в разных направлениях при движении относительно АСО будет разной.
• Тела при движении в неподвижном эфире (относительно АСО) сокращаются в продольном к скорости направлении (Г. Ф. Фицджеральд). Свет из-за сокращения измерительных масштабов во всех направлениях будет иметь одну и ту же измеренную скорость.
• Эфир полностью (Герц) или частично (Френель) увлекается телами, в частности Землей при своем орбитальном движении. Эфирный ветер на Земле не регистрируется по причине его малости или отсутствия.

А. Майкельсон задался целью с помощью оптических опытов подтвердить или опровергнуть теорию «неувлекаемого эфира». Дж. Максвелл указал на невозможность выявления эффектов первого порядка (относительно v c {\displaystyle {\frac {v}{c}}}) независимо от применяемой теории эфира. При движении луча света «туда-обратно» световому лучу требуется одно и то же суммарное время, независимо от сложения скорости света со скоростью источника. Для наблюдений возможных оптических эффектов второго порядка (относительно v 2 c 2 {\displaystyle {\frac {v^{2}}{c^{2}}}}), связанных с теорией «неувлекаемого эфира» Майкельсон поставил опыт с интерферометром. Результаты опыта показали незначительность оптических эффектов второго порядка, связанных с орбитальным и галактическим движением Земли. Влияние «эфирного ветра» на оптические эффекты второго порядка в пределах свыше 6 км/с обнаружено не было, теория неподвижного эфира была поставлена под сомнение. Результаты и методика расчётов опыта Майкельсона являлись плодами его оригинальных изобретений, связанных со сложностью физики увлекаемого эфира, а законы отражения движущихся зеркал значительно усложнили его расчёты. Оставшиеся модели эфира из-за разногласий и попыток построить «механическую» модель с вытекающими явными противоречиями («сверхтвёрдый эфир»), не удавалось развить до законченного вида.

В 1905 г. Альберт Эйнштейн в своей работе «К электродинамике движущихся тел» постулирует принцип относительности и инвариантность скорости света в инерциальных системах отсчета. Опираясь на «мысленные эксперименты» приведенные в своей работе, выводит преобразования между движущимися и покоящимися инерциальными системами отсчета, в математическом виде схожие с преобразованиями Лоренца. Со временем изменилось само представление о пространстве и времени и в соответствии с ним механика стала такой же лоренц-инвариантной, как оптика и электродинамика. Классические преобразования Галилея являются приближёнными и справедливыми для малых (по сравнению со скоростью света) скоростей. общем же случае необходимо применять релятивистские преобразования Лоренца, которые легли в основу специальной теории относительности Эйнштейна.

В 1960-70-х годах в реферативных журналах часто попадались ссылки на зарубежные работы, в которых рассматривались варианты специальной теории относительности, построенные на предположении неравенства скоростей света в противоположных направлениях. Эти варианты назывались ε-СТО и непротиворечивым способом описывали все то, что описывается СТО. Правда, большинство из них были более «тяжеловесны» и менее удобны, чем вариант Эйнштейна, поскольку в них нарушалось требование неизменности математической формы записи законов в разных системах отсчета. Большинство работ этих авторов не были направлены против эйнштейновского варианта, а показывали непротиворечивость нетрадиционного подхода. Авторы этих работ стремились, нарушив математическую красоту СТО, вскрыть её физическое содержание и раскрыть загадку скорости света в одном направлении.

Нередко говорят, что скорость света в одном направлении была измерена Рёмером. Однако скорость Рёмера - это тоже скорость, полученная в неявном предположении равенства скоростей света в противоположном направлении. Дело в том, что Рёмер и Кассини рассуждали о движении спутников Юпитера, заведомо предположив, что пространство наблюдателей изотропно. То, что Рёмер фактически измерил скорость света, неявно сделав предположение о равенстве скорости света туда и обратно, показал австрийский физик Карлов.

Инвариантность скорости света в лаборатории покоящейся относительно поверхности Земли, на сегодняшний день твёрдо установлена экспериментально. Интерес представляет поиск возможных небольших отклонений от этого закона.

Примечания

1. более слабой формулировке принцип относительности утверждает такую инвариантность лишь наблюдаемых явлений, а не законов, однако практически это приводит к тому, что одними и теми же законами можно одинаково пользоваться для предсказания явлений независимо от системы отсчета, что приводит в целом и к более сильной формулировке, использованной в основном тексте.
2. Существуют различные способы интерпретации и иерархии постулатов. одном из возможных способов построения релятивистской теории максимальность скорости света изначально постулируется, в других же изначально постулируется лишь только её инвариантность.
3. С. И. Вавилов т.4 «Опыт Майкельсона, его повторения и аналоги»
4. Edwards, W. F Special Relativity in Anisotropic Space // American Journal of Physics. - 1963. - № 31 (7). - С. 482–489.
5. L. Karlov Australian Journal of Physics. - 1970. - № 23. - С. 243-253.
6. Анизотропия скорости света // «УФН», Том 177, № 2, 2007, препринт (анг.)

Принцип инвариантности скорости света Информацию О