Текст книги "Естествознание, философия и науки о человеческом поведении в Советском Союзе"

Автор книги: Лорен Грэхэм

сообщить о нарушении

Текущая страница: 31 (всего у книги 50 страниц)

Возрастание советского скептицизма в отношении кибернетики

В конце 70 – начале 80-х годов советские естествоиспытатели и философы становятся намного более осторожными, чем многие из них были несколько лет назад, в высказываниях о возможностях компьютеров. Один из тех, кто раньше был энтузиастом, Б.В. Бирюков, писал в 1979 г.: «Еще лет десять тому назад я обычно делал ударение на принципиальной возможности кибернетического моделирования любого добротно описанного процесса переработки информации. Сейчас у меня взгляды на этот счет изменились… Дело в том, что за последнее десятилетие очень четко выступили ограничения, которые связаны со сложностью» [670]670
  Бирюков Б.В.О возможностях «искусственного интеллекта» // Вопросы философии. 1979. № 3. С. 89.


[Закрыть].

Редакция журнала «Вопросы философии» отметила, что «ушло в прошлое то время, когда некоторые философы и кибернетики говорили о возможности и даже необходимости полнойформализации и автоматизации человеческой деятельности…» [671]671
  Социально-философские проблемы «человеко-машинных» систем // Вопросы философии. 1979. № 2. С. 51.


[Закрыть]Оправившись от большей части своего прошлого опьянения кибернетикой, редакция объявляла теперь: «Кибернетический подход – это в известном смысле „односторонний“ подход, рассматривающий и моделирующий объект изучения только с информационной точки зрения» [672]672
  Там же. С. 51–52.


[Закрыть].

Более осторожные взгляды на кибернетику сопровождались отдалением ее от марксизма. Советские авторы больше не говорили, как в 60-е годы, об интерпретации законов марксистской диалектики в терминах кибернетики [673]673
  См.: Новинский И.И.Понятие связи в диалектическом материализме и вопросы биологии. Диссертация. МГУ, 1963; Урсул А.Д.Природа информации: философский очерк. М., 1968.


[Закрыть]. Даже математик А.Д. Урсул, который в свое время был одним из горячих сторонников универсальности кибернетики, написал в 1981 г., что кибернетика «не может быть универсальной базой для достижения единства научного знания и тем более не может заменить собой философию.

Марксистско-ленинская философия изучает всеобщие законы движения и развития бытия и мышления и их отношения, тогда как кибернетика исследует лишь коммуникативные и управленчёские процессы в биологической и социальной сферах» [674]674
  Урсул А.Д.Философия и интегративно-общенаучные процессы. М., 1981. С. 211.


[Закрыть].

Редакция журнала «Вопросы философии» объяснила предшествующее упоение кибернетикой, которое имело место в Советском Союзе. Оно исходило, по словам редакции, из того факта, что в прошлом (во времена Сталина и сразу после его смерти) имел место критицизм по отношению к кибернетике с идеологических позиций. Как реакцию на догматизм сталинских лет многие советские ученые горячо поддержали подавляемые ранее дисциплины, такие, как кибернетика и генетика, и в ряде случаев придавали им необоснованное значение. Когда такие выдающиеся ученые, как академики Колмогоров и Соболев, заявляли, что могут создать мыслящие существа на базе своих компьютеров, то философы неохотно критиковали подобные заявления, опасаясь, что их будут рассматривать как марксистских догматиков, мешающих науке, испытывающей затруднения. Но теперь марксисты вновь обрели свой критический голос [675]675
  См.: Социально-философские проблемы «человеко-машинных» систем // Вопросы философии. 1979. № 2. С. 52. Для примеров крайних высказываний Колмогорова и Соболева см: Колмогоров А.Автоматы и жизнь; Соболев С.Да, это вполне серьезно! В книге Л.Б. Баженова и И.Б. Гутчина «Интеллект и машина» (М., 1973) авторы предостерегали философов против отрицания на основе диалектического материализма возможности мыслящих машин.


[Закрыть].

В будущем, писал Бирюков, философы и естествоиспытатели, обсуждая возможности воспроизведения человеческой деятельности кибернетикой, должны «избегать той абсолютизации биологического начала в человеке, которая отвергается диалектико-материалистической философией… Мы должны учитывать, что потребности человека – это продукт не только биологического развития; их специфика по сравнению с животным миром – в истории общества… облик человеческих потребностей, мотивов и целей формируется в человеческих коллективах» [676]676
  Бирюков Б.В.О возможностях «искусственного интеллекта». С. 91.


[Закрыть].

Даже те, кто остались энтузиастами кибернетики, вынуждены были формулировать свои высказывания скромнее. Академик Глушков, директор Института кибернетики АН УССР, писал, что признает ошибочность своего раннего мнения, будто «думающие» машины могут полностью дублировать человеческую деятельность; однако он все еще видел почти безграничные возможности для компьютеров, если использовать их в сочетании с людьми, дополняя широкие возможности компьютеров человеческой интуицией и разумностью [677]677
  См.: Глушков В.М.Математизация научного знания и теория решений // Философия, естествознание, современность. М., 1981, особенно с. 115–116.


[Закрыть]. И Г.Н. Поваров призывал к продолжению усилий по созданию с помощью компьютеров форм искусственного интеллекта; независимо от результата этих усилий, утверждал он, будут совершены важные научные достижения. Если искусственный интеллект будет создан, это, естественно, будет великим научным событием; но, отмечал Поваров, часто не понимают того, что, если будет доказана принципиальная невозможность создания искусственного интеллекта, это будет тоже иметь значительную важность, сходную с важностью открытия невозможности вечного двигателя [678]678
  См.: Поваров Г.Н.Границы искусственного интеллекта установит опыт // Вопросы философии. 1979. № 3. С 85.


[Закрыть].

Новые дискуссии о природе «информации»

Вопрос о природе «информации» остался одним из наиболее спорных философских вопросов кибернетики в Советском Союзе в 80-е годы. Свыше двух десятилетий этот вопрос обсуждался советскими естествоиспытателями и философами, но дебатам не было видно конца. Этот же вопрос привлекал внимание западных ученых и философов, но для советских теоретиков природа информации имеет особое значение, ибо они связывают ее с тем, что они называют «основным вопросом философии», а именно: с взаимосвязью материи и познания. Исходя из этого существенного вопроса, они уверены, что позиции материализма нуждаются в постоянной защите от нападок идеалистических западных философов. Академик В.М. Глушков в своей публикации 1981 г. обвинил западных философов, которые развивают «новые виды антиматериалистических интерпретаций достижений мировой науки – „кибернетический идеализм“, „системный идеализм“, „информационный идеализм“ и т. д.» [679]679
  Глушков В.М., Урсул А.Д.Математизация научного знания // Философия и мировоззренческие проблемы современной науки. М., 1981. С. 176, 216.


[Закрыть]. Ошибка этих философов состоит, по Глушкову, в том, что они рассматривают информацию как абстракцию, вне всякой связи с опытом, реальностью или материей. Как раньше долго существовала идеалистическая математическая школа, продолжал он, так теперь существует идеалистическая школа кибернетики.

Главная задача советских ученых, таким образом, состояла в том, чтобы дать удовлетворительную материалистическую интерпретацию информации. Почти все они были уверены, что путь к такой интерпретации начинается с ленинской теории «отражения».

Существовала, однако, главная проблема относительно вопроса: рассматривать ли информацию как объективный атрибут самой материи? Можно ли расположить все формы материи по шкале возрастающей информационной сложности, ведущей соответственно к человеку и его мозгу? Ленинские цитаты имели широкий смысл. С одной стороны, он говорил, что логично предположить, что вся материя обладает отражением, с другой стороны, он не говорил об информации. Как тесно следует связывать понятие информации с ленинским свойством отражения? Если сделать идентичными информацию и отражение, тогда следует заключить, что вся материя, включая неорганическую, содержит информацию как атрибут. Но некоторые советские ученые видели, что этот путь опасно близко подводит к антропоморфическим, телеологическим и даже гилозоистским концепциям.

Разногласия между советскими философами дополнялись тем, что между ними не было единства во взглядах на отражение, не говоря уже об информации. Некоторые полагали, что отражение объективно существует даже в неорганической материи, так как изменение в одном теле «отражается» в другом многими различными способами, хотя бы только в самом рудиментарном гравитационном или электромагнитном виде; другие верили, что отражение в неорганических телах должно рассматриваться лишь как «потенциальное», а не реальное, объективное явление. Для последних «влияние» было не тем же, что отражение, так как отражение намного ближе к ощущению [680]680
  Среди советских авторов, веривших, что отражение есть объективное свойство всей материи, были Б.С. Украинцев, Н.И. Жуков, А.М. Коршунов и В.В. Мантатов. Среди же тех, кто полагал, что отражение существует в неживой материи лишь «потенциально», был В.С. Тюхтин. См.: Семенюк Е.П., Тюхтин В.С., Урсул А.Д.Философские аспекты проблемы информации // Философские вопросы естествознания. М., 1976. Ч. 2; Украинцев Б.Отображение в неживой природе. М., 1969; Жуков Н.И.Информация. Минск, 1971; Коршунов А.М., Мантатов В.В.Теория отражения и эвристическая роль знаков. М., 1974; Тюхтин В.С.О природе образа. М., 1963; Тюхтин В.С.Отражение и информация // Вопросы философии. 1967. № 3; Тюхтин В.С.Отражение, системы, кибернетика: теория отражения в свете кибернетики и системного подхода. М., 1972.


[Закрыть].

Разные позиции по отношению к природе информации были связаны с различиями по отношению к отражению. Естественно, тот, кто отождествлял информацию с отражением и был уверен, что отражение характерно для всей материи, логически приходил к выводу, что и информация – свойство всей материи, включая неживую. Некоторые ведущие советские философы попытались, однако, избежать этого заключения, разделяя информацию и отражение. Б.С. Украинцев, который в конце 70 – начале 80-х годов был директором Института философии, прямо утверждал, что информация возникает лишь в высокоорганизованной материи и связана с процессом управления. Он писал, что «без процессов управления… не может быть информации» [681]681
  Украинцев Б.С.Информация и отражение // Вопросы философии. 1963. № 2. С. 36.


[Закрыть]. Поэтому неорганическая материя не обладает информацией.

Эта позиция (информация не является универсальным свойством материи) получила большую поддержку среди ведущих советских философов, особенно имеющих идеологическую ответственность, чем среди специалистов по теории информации. П.В. Копнин, занимавший пост директора Института философии до Украинцева, также отрицал, что информация присуща всей материи, и так же поступали некоторые другие философы [682]682
  См.: Копнин П.В.Введение в марксистскую гносеологию. Киев, 1966. С. 116. На сходных позициях стояли: Вдовиченко Г.Г.Ленинская теория отражения и информация. Киев, 1967; Жуков Н.И.Философский анализ понятия «информация» // Вопросы философии. 1974. № 12. С. 90–96.


[Закрыть].

Иные взгляды выдвигались довольно заметной группой ученых, большинство которых составляли специалисты по теории информации и философии. Эта группа непосредственно опиралась на математический подход к информации. В отличие от ведущих профессиональных философов, они не были озабочены тем, какой эффект на марксистскую философию может оказать создание универсальной теории информации, потенциально применимой ко всем аспектам Вселенной и ко всем уровням материи; включая «социально организованную материю», то есть само общество. В число ведущих выразителей этих взглядов входили академики А.И. Берг и В.М. Глушков, наверное наиболее известные советские специалисты по кибернетике [683]683
  См.: Берг А.И., Черняк Ю.И.Информация и управление. М., 1966; Глушков В.М.Мышление и кибернетика // Вопросы философии. 1963. № 1; Он же. Гносеологическая природа информационного моделирования // Вопросы философии. 1963. № 10; Амосов Н.М.Моделирование информации и программ в сложных системах // Вопросы философии. 1963. № 12; Он же.Мышление и информация // Проблемы мышления в современной науке. М., 1964; Жуков Вережников Н.Н.Теория генетической информации. М., 1966; Сифоров В.И.Наука об информации // Вестник АН СССР. 1974. № 3. С. 12–20; Он же.Методологические вопросы науки об информации // Вопросы философии. 1974. № 7. С. 105–113; Бирюков Б.В., Геллер Е.С.Кибернетика в гуманитарных науках. М., 1973; Бирюков Б.В.Кибернетика и методология науки. М., 1974; Гущин Д. А. К вопросу о природе информации // Вопросы философии и психологии. 1965. № 1. С. 84–93; Он же.Категория информации и некоторые проблемы развития // Вестник ЛГУ. 1967. № 4. С. 55–63; Он же.Информация и взаимодействие // Проблемы диалектики, 1972. № 1. С. 114–124; Морозов К.Е.Философские проблемы теории информации // Философия естествознания. М., 1966. С. 383–404; Новик И.Б.Негоэнтропия и количество информации // Вопросы философии. 1962. № 6. С. 118–128; Он же.Кибернетика: философские и социологические проблемы. М., 1963; Он же.Философские вопросы моделирования психики. М., 1969; Урсул А.Д.Природа информации: философский очерк. М., 1968; Он же.Информация: методологические аспекты. М., 1971; Он же.Отражение и информация. М., 1973; Он же.Проблема информации в современной науке. М., 1975.


[Закрыть].

К началу 80-х годов стало ясно, что верх одерживают взгляды ведущих профессиональных философов: информация должна приписываться лишь процессам управления, а не всей материи. Большинство статей, выражающих противоположные, более честолюбивые взгляды, были написаны в ранний период опьянения кибернетикой. В то время ведущие специалисты по теории информации делали невообразимо широкие заявления о значении их новой дисциплины. По прошествии лет, однако, более трезвые взгляды начали преобладать по двум причинам: специалисты по кибернетике во всем мире уменьшили свои амбиции, поняв, что ранние заявления о возможности отождествления информации и негоэнтропии принесли мало результатов вне области процессов управления, а в Советском Союзе философы и идеологи желали устранить вызов кибернетики марксизму как универсальной системе объяснения.

«Социальная информация»

«Социальная информация» – это новейший и, возможно, самый спорный вопрос дискуссии по кибернетике в Советском Союзе. Хотя никто еще не дал четкого определения самой социальной информации, обычно под этим подразумевают информацию, используемую обществом для его управления и просвещения. Некоторые советские авторы сейчас считают эту тему наиболее актуальной темой исследований философов и политических идеологов, интересующихся кибернетикой [684]684
  Семенюк Е.П., Тюхтин В.С., Урсул А.Д.Социальная информация // Философские вопросы естествознания. М., 1976. Ч. 2 С. 266–270. Другие работы по кибернетике и управлению общества, где социальная информация играет важную роль, см.: Петрушенко Л.А.Самодвижение материи в свете кибернетики. М., 1971; Сетров М.И.Организация биосистем: методологические принципы живых систем. Л., 1971; Украинцев Б.С.Самоуправляемые системы и причинность. М., 1972; Маркарян Э.С.О генезисе человеческой деятельности и культуры. Ереван, 1973; Абрамова Н.Т.Целостность и управление. М., 1974; Афапасьев В.Г.Социальная информация и управление обществом. М., 1975; Он же.Человек в управлении обществом. М., 1977; Лебедев П.Н.Очерки теории социального управления. Л., 1976; Кремянский В.И.Некоторые вопросы развития управления // Синтез знания и проблема управления. М., 1978.


[Закрыть]. Так же как и в Соединенных Штатах, где многие социологи и политологи начинают говорить об «информационном обществе», в Советском Союзе философы и политические исследователи анализируют воздействие быстро распространяющихся новых средств связи на общество. Каким образом распространение компьютерных систем, банков данных, телекоммуникационных сетей и персональных компьютеров затронет Советский Союз? Вопрос далеко не случайный, так как контроль информации – один из фундаментальных принципов советского общества.

Мы уже видели (с. 267), что одной из причин изначального интереса советских лидеров к кибернетике были ее возможности по управлению усложняющейся советской экономикой. Компьютерные системы также имели определенные военные и разведывательные возможности, что могло увеличить власть руководства.

Со временем, однако, стало ясно, что компьютеризация общества усиливает как центральные и официальные, так и местные и неофициальные тенденции. Некоторые советские философы отмечали, что в биологическом мире сложные организмы не являются высокоцентрализованными, и соответственно задумывались о возможной применимости этого урока для общества; в работе «Синтез знания и проблема управления» группа философов из Института философии отмечала, «что для более дальней оптимизации управления; как показали достижения эволюции, целесообразно сохранять и даже всемерно развивать относительную самостоятельность информационных процессов, происходящих в объектах управления. Это означает, в частности, увеличение количества и разнообразия „степеней свободы“ управляемого объекта, числа доступных ему путей или вариантов реакций» [685]685
  Синтез знания и проблема управления. М., 1978. С. 178.


[Закрыть]. Выводы для советского общества казались ясными.

Децентрализация, вызванная кибернетикой, ускорялась в 80-х годах, по мере того как внимание все больше и больше перемещалось с больших ЭВМ к микро– и персональным компьютерам. В Западной Европе и Соединенных Штатах микрокомпьютеры быстро стали предметами личной собственности, используемыми деловыми людьми и учеными дома и на работе. В этом развитии появилась зловещая, с точки зрения советского руководства, возможность. Каждый персональный компьютер с принтером – это потенциальный печатный станок, способный воспроизводить самиздатовские документы в неограниченном количестве. Но в Советском Союзе личная собственность на множительную аппаратуру запрещена законом. Как Советский Союз будет контролировать быстрое распространение компьютеров? Будут ли разрешены компьютерные сети и «доска объявлений» в том виде, в котором они распространяются на Западе?

Марксистские философы стали готовить пути установления приоритетов и принципов, управляющих распространением компьютерной информации в Советском Союзе, которые были отличными от западных. Некоторые из них писали, что «советские исследователи разоблачают фальшь модной в буржуазной социологии концепции „объективных средств информации“, так называемой „чисто информационной прессы“, которой противопоставляется марксистская концепция средств массовой информации, функция которых состоит в формировании общественного мнения» [686]686
  Семенюк Е.П., Тюхтин В.С., Урсул А.Д.Философские аспекты проблемы информации // Философские вопросы естествознания. М., 1976. Ч. 2. С. 268–269.


[Закрыть].

Такие советские идеологи, как В.Г. Афанасьев, стали разделять «информацию» на социально «изменчивую» и социально «инвариантную». Инвариантная информация считается безвредной для советской системы, будучи одной и той же во всех обществах. Вариантная информация, которую они окрестили «идеальная социальная информация», несет глубокие следы классовых, национальных и других отношений, отражает нужды, интересы и психологические черты социальных коллективов. На основе этого они призывали к классовому, партийному подходу к социальной информации (ее сбору, анализу, обработке и использованию) в классовом обществе [687]687
  Там же и работы В.Г. Афанасьева: Об интенсификации развития социалистического общества. М., 1969; Научно-техническая революция, управление, образование. М., 1972; Научное управление обществом. М., 1973.


[Закрыть].

Со спадом разрядки в конце 70-х годов советские специалисты по управлению и теории информации начали все больше утверждать, что информация, используемая в компьютерах, не является политически нейтральной. Кооперация с западными управленцами и специалистами по компьютерам стала чреватой идеологическими трудностями. Д.М. Гвишиани, зять бывшего Председателя Совета Министров Алексея Косыгина и один из наиболее активных сторонников сотрудничества с западными учеными в рамках Международного института прикладных системных исследований (ИСА), расположенного недалеко от Вены, заметил, что идеология затрудняет работу. Один из проектов, выдвинутых в ИСА, назывался «глобальное моделирование» и был попыткой предсказать будущие экологические и энергетические проблемы мира с помощью компьютерных прогнозов. Гвишиани писал, касаясь таких попыток: «Однако становится все более очевидным, что результаты глобального моделирования определяются не формальными методами как таковыми, а содержательными теоретическими и в первую очередь философско-социологическими предпосылками» [688]688
  Гвишиани Д.М.Методологические проблемы моделирования глобального развития // Вопросы философии. 1978. № 2. С. 22.


[Закрыть].

Между 60-ми и 80-ми годами мы могли видеть существенное различие во взглядах советских философов и идеологов на информацию. В ранний период, во время бурного расцвета кибернетики, информация рассматривалась как нейтральная сущность, возможно, применимая ко всей природе, даже к неживой материи. К 80-м годам информация была связана с процессами управления в живой природе, сложными компьютерными системами и человеческим обществом. Более того, информация теперь подразделялась на различные типы, некоторые из которых были политически нёйтральными, а другие – политически очень опасными. Следствия этого для советского общества казались ясными. Персональные компьютеры и банки данных будут тщательно контролироваться в Советском Союзе, так же как уже контролируются все остальные средства информации.

Несмотря на всю убедительность кибернетики при первом рассмотрении, это очень незавершенная наука [689]689
  Краткое обсуждение некоторых из более явных недостающих аспектов дано в работе: Tomovic R.Limitations of Cybernetics? 1959. № 2(3). P. 195–198.


[Закрыть]. Кибернетика, похоже, распадается на менее драматичные подобласти теории информации и компьютерной технологии. По словам французского специалиста по кибернетике, «как прилагательное „кибернетический“ угрожает, так же как и „атомный“ и „электронный“, трансформироваться лишь в еще один ярлык для эффектности» [690]690
  Guilbaud G.T.What is Cybernetics? N.Y., 1960.


[Закрыть]. Многие ученые находили неудобным такое использование этого термина. Более того, сейчас ясно, что настоящие недостатки имели место в работах некоторых основателей кибернетики, которые в порыве энтузиазма часто путали некоторые технические термины, такие, как «количество информации» и «ценность информации» [691]691
  Интересное обсуждение перехода этой путаницы из отдельных европейских и американских текстов в советские работы приведено в: Bakker D.P.The Philosophical Debate in the USSR on the Nature of «Information». Columbia University, 1966.


[Закрыть]. И наконец, кибернетика развивается на основе рассуждения по аналогии, которое само по себе ведет не к логическим или научным доказательствам, но, вместо этого, к заключениям, которые могли быть, а могли и не быть значительными и плодотворными.

Преимущество такого рассуждения зависит от сходств, которые можно обнаружить, сравнивая две реальности. Вскоре после развития методологии кибернетики сравнение человеческого тела как системы управления с экономической системой, городским управлением или автопилотом, казалось, выливается в идентификацию действительно шокирующих подобий. Чем дольше размышляешь над такими аналогиями, тем яснее выделяются действительно настоящие различия, существующие между сравниваемыми реальностями.

Были такие кибернетики, например, как Стаффорд Бир, который утверждал, что кибернетика уходит далеко за пределы аналогии. Они спорят о том, что если кто-либо выявляет при помощи абстракции структуру управления двух несходных организмов, то взаимоотношение между этими структурами может быть скорее связью тождественности, чем аналогии [692]692
  Beer S.The Irrelevance of Automation // Cybernetica. 1958. № 1 (4). P. 288.


[Закрыть]. Управленческая структура сложной промышленности может быть идентична соответствующей структуре в живом организме, подобно тому как геометрическая форма яблока и апельсина могут быть идентичны кругам. Этот подход может быть верным на абстрактном уровне, но он не претворился в такое большое количество открытий плодотворных сходств и направлений исследований, не считая изначально определенных, на которое надеялись ранние сторонники кибернетики.

Отсутствие в кибернетике ярких теоретических прорывов уменьшило убедительность ее интеллектуальной схемы как объяснения всех динамических процессов. В Соединенных Штатах, где очень широко применяются компьютеры и где их социологические и экономические последствия все еще остро обсуждаются, ясно виден спад интереса к кибернетике как концептуальному построению. Посткибернетическая эпоха включает не отречение от кибернетики, а лишь более трезвую оценку ее возможностей. Изначальное рвение могло быть возобновлено будущими разработками в теории, но никто, естественно, не мог предсказать таких событий.

Парадоксально то, что спад интереса во всем мире к кибернетике как концептуальной схеме пришелся как раз на то время, когда компьютеры стали крайне необходимыми для деловой, промышленной и военной деятельности. Советский Союз отстал в поисках новых применений для компьютеров, но в 80-х годах были предприняты энергичные усилия, чтобы наверстать упущенное. В 1985 г. ЦК КПСС принял решение, требующее самым энергичным образом внедрять компьютеры в промышленность и образование. Тем временем партийные идеологи призывали к компьютерному «ликбезу», сравнимому по эффективности с кампанией по ликвидации неграмотности в 20-30-х годах [693]693
  Советские газеты и журналы в изобилии публиковали в 1985 г. материалы о кампании ликвидации компьютерной неграмотности. См. напр.: Фролов И.Т.К компьютеру, педагоги // Правда. 1985. 27 августа. С. 3.


[Закрыть]. Этот новый акцент на компьютерах неизбежно приведет к дальнейшим дискуссиям о философских и политических следствиях «социальной информации».

Глава IX. Химия

Английский журналист: «Если вы посмотрите на историю науки после Революции, то увидите несколько случаев вмешательства политического характера в фундаментальные исследования… Как Вы думаете, может ли это случиться снова?»

Академик В. Коптюг, председатель Сибирского отделения АН СССР: «Видите ли, это очень сложный вопрос… Когда в прошлом с философских позиций критиковалось понятие резонанса в химии… это, с моей точки зрения, было верно. Но когда с общих философских позиций пытались решать основные научные проблемы, например, является ли генетика наукой или псевдонаукой, это было ошибкой».

Телевизионное интервью Би-би-си, 8 ноября 1981 г.

Природа межатомных связей имеет фундаментальное значение для химии, так как эта наука в большой степени является изучением изменения таких связей. Однако неадекватность диаграмм связей при описании важных химических соединений была известна с самого начального этапа структурной химии. Последующие диаграммные системы были отвергнуты по причине их несостоятельности в объяснении определенных явлений. Древний спор идеализма и материализма был внесен в обсуждение, когда некоторые химики начали использовать модели, казавшиеся другим химикам физически непонятными.

Формулы и модели, построенные химиками, должны объяснять не только состав химических соединений, но и их свойства. В первой половине XIX в. ни один метод или соглашение о представлении соединений не был принят. Дж. Р. Партингтон заметил: «Стремление иметь свой собственный набор формул явно рассматривалось как проявление независимости мышления каждого химика» [694]694
  Partington J.R.A Short History of Chemistry. N. Y. P. 255.


[Закрыть]. Еще в 1861 г. Фридрих Август Кекуле предложил девятнадцать формул для уксусной кислоты [695]695
  Ibid.


[Закрыть].

Основанием для фрагментарности теорий и использования многочисленных формул была невозможность увидеть и измерить непосредственно молекулы. Химия в целом и органическая химия в частности были ужасающе мало изучены. В 1835 г. Вёлер писал Берцелиусу, что «органическая химия кажется мне первобытным тропическим лесом, полным самых замечательных существ» [696]696
  Ibid. P. 216.


[Закрыть]. За следующие тридцать лет химики собрали удивительное количество данных и выделили множество соединений, но формулы соединений все еще были предположениями, основанными на очень неполных экспериментальных фактах [697]697
  Действительно, сейчас химики все еще работают в первую очередь скорее путем сбора данных о химических реакциях, а не тем путем, которым физики подходят к субмолекулярному и субатомному уровням. Сама теория резонанса, как указывал Лайнус Полинг, была в большей степени выведена методом химиков. Этот упор химиков на эмпирический подход по большому счету не игнорировал, конечно, возрастающее использование физических методов исследования, таких, как спектроскопия, рентгеноскопия, методы электронной дифракции, которые являются ценным дополнением к работе химиков. – См.: Полинг Л.Природа химической связи. М.; Л., 1947. С. 162.


[Закрыть].

Химики XIX в. в скором времени пришли к заключению, что многие соединения не могут быть представлены одной формулой, объясняющей все их известные реакции. Одна формула объясняла одну реакцию, другая – другую. Возможно, путем использования четырех или пяти различных моделей молекулы одного соединения химик мог объяснить все известные реакции этого соединения, но этот метод ставит еще дилемму: здравый смысл подсказывал химикам, что любое вещество должно иметь молекулы определенной формы, которая может быть воспроизведена моделью (оставив на время изомеры и таутомеры, которые составляют отдельную тему; см. примечание 7). Но с точки зрения геометрии было всего лишь определенное количество возможностей построения некой модели молекулы, но ни одна из возможных моделей не объясняла всех реакций данного вещества. Эта же ситуация имеет место со многими соединениями в настоящее время, наиболее известное такое соединение – бензол.

Как только Кекуле предложил простую гексагональную схему для объяснения ароматических соединений, он столкнулся с проблемой локализации химических связей [698]698
  О толковании этой теории Кекуле см.: Kekule A.Sur la constitution des substances aromatiques // Bulletin de la Society Chemique. 1865. № 3, P. 98—110; Kekule A.Untersuchungen uber aromatische Verbindungen // Justus Lebig's Annalen der Chemie. 1866. Vol. 137. P. 129–196. Александр Финдлей в своей книге «Сто лет химии» ( Findlay A.A Handred Years of Chemistry. N. Y.,1937. P. 147) писал: «Возможно, Кекуле рассматривал свою теорию в первую очередь как элегантную философскую систему, в которой все известные факты относительно ароматических соединений могут быть четко и удовлетворительно сгруппированы вместе; и первым, кто рассматривал эту теорию как экспериментально доказуемую, был ученик Кекуле – Кернер». Кекуле был скрупулезным химиком, который тщательно проверял свои теории эмпирическими тестами. Тем не менее он расценивал умозрение как один из самых плодотворных методов исследования; по его воспоминаниям, вдохновение для создания двух его наиболее важных теорий пришло к нему во сне. Говорят, что он понял цепную структуру алифатических соединений в то время, как он спал на втором этаже омнибуса летней ночью, а кольцёвая структура ароматических соединений предстала перед ним, когда он дремал у камина.


[Закрыть]. Кекуле полагал, что атомы углерода четырехвалентны, следовательно, каждый атом углерода имеет одну незадействованную связь. Кекуле принял идею чередующихся двойных и одинарных связей:

Эта формула, хотя она использовалась почти универсально, была неудовлетворительной. Если бензол действительно имеет такое строение, то, следовательно, могут быть получены следующие два изомера:

При изучении вышеприведенных диаграмм можно увидеть различия: в первом случае существует двойная связь между двумя добавленными атомами хлора, в то время как во втором случае имеет место одинарная связь. Но таких двух изомеров не существует ни с хлором, ни с другими добавочными группами; мы знаем, что невозможно создать изомеры ортодизамещенных соединений бензола.

В 1872 г. Кекуле выдвинул концепцию о том, что связи постоянно «изменяют положение между чередующимися секциями как пара распахивающихся дверей» [699]699
  French S.J.The Drama of Chemistry. N. Y., 1937. P. 93.


[Закрыть].

Обычно химики, чтобы не чертить такую сложную формулу бензола, приводят две формулы возможных позиций. Эти две диаграммы обычно называют «идеальные структуры Кекуле» [700]700
  Студенты часто рассматривают эти структуры как изомеры или таутомеры, но они не являются ни тем, ни другим, так как молекулы Кекуле не существуют. Изомеры есть соединения одинаковых элементов в одинаковых пропорциях, обладающие различными свойствами из-за различий в структуре, таутомеры же – это изомеры, быстро переходящие один в другой и обычно находящиеся в равновесии между собой.


[Закрыть].

То объяснение, что связи в бензоле смещаются туда и обратно, удовлетворяло химиков многие годы. Краткие или устаревшие описания истории химии обычно заканчивают на этом рассказ о бензоле. Однако химики выяснили, что должны существовать связи между противоположными атомами углерода или связь между парными позициями:

Эта формула изначально была предложена сэром Джеймсом Дьюаром, который предполагал дополнить ею две первоначальные структуры Кекуле [701]701
  Armstrong E.F.Chemistry in the Twentieth Centure. L., 1924. R. 121.


[Закрыть]. Теперь существовали три формулы бензола, и представить себе картину «распахивающихся дверей» становилось все более трудно. Более того, добавлялись другие варианты. Но что озадачивало больше всего: стало ясно, что в молекуле бензола не происходит действительного движения между простыми конфигурациями связей.

Резонансная теория валентности, разработанная примерно в 1930 г. Лайнусом Полингом и развитая далее Дж. В. Уэландом, – это попытка объяснить структуру таких молекул, как бензол [702]702
  Теории резонанса в 20-х годах предшествовали теории некоторых немецких и английских химиков, особенно К. Ингольда в Англии. Ингольд называл свою особую версию практически того же явления «мезомерией», что является более точным названием, чем «резонанс», так как буквально означает «находящийся между формами». «Резонанс», с другой стороны, подразумевает движение, которого нет в химическом резонансе. Термин «резонирующая система», часто использующийся химиками, еще менее точен.


[Закрыть]. Значение теории резонанса, согласно Уэланду, заключается в том, что «истинное состояние молекулы не идентично с состоянием, изображаемым одной классической валентной структурой, а является промежуточным между состоянием, изображаемым двумя или несколькими валентными структурами» [703]703
  Уэланд Дж.Теория резонанса и ее применение в органической химии. М., 1948. С. 13.


[Закрыть]. Такая средняя структура известна как «резонансный гибрид». Структурными химиками описано множество таких гибридов. Двумя структурами валентной связи, «делающими свой вклад» в карбоксилатионе, являются [704]704
  Эти конфигурации резонансных структур карбоксилатионов даются в кн.: Паулинг Л.Природа химической связи. С. 202.


[Закрыть]:

Резонансный гибрид иона карбоксилата обычно имеет следующий вид:

В случае бензола гибрид рассматривают как состоящий из пяти различных структур, идеальных форм Кекуле-Дьюара [705]705
  Здесь в особенности эти пять структур не должны рассматриваться как изомеры или таутомеры. Последние существуют, в то время как резонансные структуры не существуют.


[Закрыть].

Для других соединений используется намного больше моделей. Для объяснения реакций антрацена используется более четырехсот диаграмм.

Уэланд снова и снова напоминал читателям, что резонанс нужно рассматривать не как какой-либо вид осцилляции между различными структурами, а как слово, относящееся к молекуле в перманентном гибридном состоянии [706]706
  Уэланд Дж.Цит. произв. С. 14.


[Закрыть]. «Резонанс имеет смысл только в связи с частным способом приближения к истинному положению, и нужно постоянно следить за тем, чтобы не приписать различным резонансным структурам физический смысл, которого они не имеют» [707]707
  Там же. С. 49.


[Закрыть]. Полинг по этому поводу заметил: «Мы можем сказать… что молекула не может быть удовлетворительно представлена любой отдельно взятой структурой валентной связи и оставить попытки связать ее структуру и свойства со структурой и свойствами других молекул. Но, используя структуры валентной связи как основу обсуждения, мы с помощью понятия резонанса можем дать объяснение свойствам молекулы, прямо и просто оперируя свойствами других молекул. Для нас удобно, по практическим соображениям, говорить о резонансе молекул среди нескольких электронных структур» [708]708
  Pauling L.The Nature of the Chemical Bond. Ithaca, 1960. P. 186.


[Закрыть].

Согласно теории резонанса, связи между атомами углерода в бензоле не являются ни двойными, ни одинарными, а как бы связью между ними, грубо описываемой как 1 1/2 или 1 1/3 связь. Такое описание подтверждается электронной диффракцией и инфракрасными спектроскопическими исследованиями, показывающими, что если расстояние между атомами углерода с одинарной связью равно 1,54 ангстрем, а с двойной связью – 1,33 ангстрем, то измерение для связей бензола дает 1,40, то есть между измерениями для одинарной и двойной связи [709]709
  Точнее говоря, длина С – С связи (одинарной) этана равна 1,536±0,016 Å (ангстрем), длина С – С связи бензола есть 1,393±0,005 Å, длина С – С связи (двойной) этилена равна 1,330±0,005 Å. Tables of Interatomic Distances and Configuration in Molecules and Lons. L., 1958. Р. М135, М196, М129. Величина ангстрема равна одной стомиллионной сантиметра.


[Закрыть].

Хотя, как подчеркивал Полинг, теория резонанса не опирается концептуально на квантовую механику, тем не менее при расчете определенных свойств молекул, таких, как стабильность во время реакции, применяется квантовомеханический метод вычислений. Волновая функция или уравнение Шредингера записывается для каждой из идеальных или резонансных структур, и тогда волновые функции объединяются в простую линейную форму, то есть путем простого сложения, учитывая фактор взвешивания, приложенный к каждому уравнению и зависящий от количества «влияния», которое каждая идеальная структура осуществляет.

Теория резонанса и ее разработка Полингом были известны в Советском Союзе задолго до второй мировой войны; много лет прошло, прежде чем теория химических связей привлекла какое-либо специальное внимание. Теория резонанса стала популярной среди химиков в Советском Союзе. Выдающиеся химики, такие, как А.Н. Несмеянов [710]710
  Использование теории резонанса явно прослеживается в работе: Несмеянов А.Н., Фрейдлина Р.X., Борисова А.Е.О квазикомплексных металлоорганических соединениях // Известия АН СССР; отделение химических наук, 1945 (юбилейный выпуск). С. 239–250. В этой статье Несмеянов и его соавторы объясняют свойства отдельных элементов на основе теории резонанса, включая понятие суперпозиции. Они ссылаются на книгу Полинга (1944 г.) о резонансе.


[Закрыть], Р.X. Фрейдлина, Д.Н. Курсанов [711]711
  Курсанов Д.Н., Сеткина В.Н.О взаимодействии четвертичных солей аммония с простыми эфирами // Доклады АН СССР. 1949. Апрель 21. Т. 65. С. 847–855.


[Закрыть], Е.Н. Прилежаева [712]712
  См.: Прилежаева Е.Н., Сыркин Я.К., Волькенштейн М.В.Раман-эффект галоидопроизводных этилена и электронный резонанс // Журнал физической химии. 1962. Т. 36. № 3. С. 417–428.


[Закрыть], М.И. Кабачник [713]713
  См.: Кабачник М.И.Ориентация в бензольном кольце // Успехи химии. 1948. Январь. Т. 17. С. 96—131.


[Закрыть]и многие другие, применяли теорию резонанса в своих исследованиях и в своих публикациях. В 1946 г. два советских химика, о которых мы еще довольно много услышим, Я.К. Сыркин и М.Е. Дяткина, выдвинули свой собственный подход к теории резонанса в книге «Химическая связь и структура молекул», которую Полинг отметил как «отличную работу» [714]714
  Сыркин Я.К., Дяткина М.Е.Химическая связь и строение молекул. М., 1946.


[Закрыть]. Он добавил, что, с его точки зрения, Сыркин и Дяткина были «одними из способнейших (химиков) в современной России» [715]715
  Soviet Blast Payling, Repudiate Resonance Theory // Chemical and Engineering News, 1951. 10 Sept. N 29. P. 3713.


[Закрыть]. Книга этих двух авторов была принята Министерством высшего образования СССР как учебное пособие для химических факультетов университетов и получила широкое распространение. Впоследствии она была переведена на английский язык для использования в Соединенных Штатах [716]716
  Syrkin Ja.K., Diatkina M.E.The Structure of Molecules and the Chemical Bond N. Y., 1950.


[Закрыть]. Через год после опубликования собственной книги Сыркин и Дяткина перевели книгу Полинга «Природа химической связи» на русский язык; в течение следующего года они снова вдвоем работали над переводом книги Уэланда «Теория резонанса и ее применение к органической химии», причем редактором был Сыркин, а переводчиком – Дяткина.

Полемика о резонансе была начата ревностным, честолюбивым, но не имеющим признания химиком Г.В. Челинцевым, которого позже осудили в попытке завоевать то верховное положение в химии, которое было у Лысенко в биологии. Хотя окончательный исход спора отличался от того, к чему призывал Челинцев, но этот химик оставался центральной фигурой на всем протяжении полемики в последующие годы.

Будучи профессором Военной академии им. Ворошилова и специалистом по приемам ведения химической войны, Челинцев опубликовал в 1949 г. книгу под названием «Очерки по теории органической химии», в которой предлагал объяснять молекулярную структуру, не используя приближенные методы квантовой механики и при помощи только одной формулы для каждого соединения [717]717
  См.: Челинцев Г.В.Очерки по теории органической химии. М., 1949. С. 82–85.


[Закрыть]. В частности, он заявил, что формула бензола должна выводиться не на основе ковалентных связей, а на основе электровалентных или ионных связей [718]718
  См. Там же. С. 107–108.


[Закрыть]. Челинцев представил бензол следующим образом: