ადრეც ითქვა, რომ ბუნებისმეტყველების ცნებები ზოგჯერ მკაცრად განსაზღვრას ექვემდებარება მათი ურთიერთკავშირების თვალსაზრისით. ეს შესაძლებლობა პირველად ნიუტონის Principia-ში განხორციელდა და სწორედ ამის გამო ნიუტონის შრომამ თავისი უზარმაზარი გავლენა მომდევნო საუკუნეებში მთელ ბუნებისმეტყელების განვითარებაზე განავრცო. ნიუტონი თავის Principia-ს იწყებს განსაზღვრებებისა და აქსიომების ჯგუფით, რომლებიც იმგვარადაა ურთიერთდაკავშირებული, რომ შეიძლება „დახურული სისტემა“ ვუწოდოთ. შესაძლებელია ყველა ცნების გამოსახვა მათემატიკური სიმბოლოთი, ხოლო განსხვავებულ ცნებებს შორის ურთიერთკავშირი მათემატიკური განტოლებებითაა წარმოდგენილი, რომლებიც მათემატიკური სიმბოლოებითაა გადმოცემული. სისტემის მათემატიკური წარმოდგენა უზრუნველყოფს მის წინააღმდეგობებისგან დაცულობას. ამრიგად, სხეულების შესაძლო მოძრაობები მოქმედი ძალების გავლენით წარმოდგენილია განტოლებათა შესაძლო ამოხსნებით. განსაზღვრებათა და აქიომათა სისტემა, რომელთა ჩაწერა განტოლებათა ჯგუფის სახითაა შესაძლებელი, განიხილება, როგორც ბუნების მარადიული აგებულების აღწერა, რომელიც არც გარკვეულ სივრცესა და არც გარკვეულ დროზე დამოკიდებული არაა.
ამის გამო ნიუტონის სისტემა ხანგრძლივი დროის განმავლობაში ითვლებოდა საბოლოოდ და მომდევნო პერიოდის მეცნიერთა ამოცანა უბრალოდ ნიუტონის მექანიკის გამოცდილების უფრო ფართო სფეროებზე გავრცელებაში ჩანდა.
მართლაც, ფიზიკა ამ მიმართულებით დაახლოებით ორი საუკუნის განმავლობაში ვითარდებოდა. წერტილოვანი მასების მოძრაობის თეორიიდან შესაძლებელია მყარი სხეულების მექანიკაზე, ბრუნვით მოძრაობაზე გადასვლა, შეიძლება სითხის უწყვეტი მოძრაობისა თუ დრეკადი სხეულის რხევის შესწავლაც. მექანიკის თუ დინამიკის მთელი ეს ნაწილები მათემატიკის, განსაკუთრებით დიფერენციალური აღრიცხვის ევოლუციასთან მჭიდრო კავშირში განვითარდა, და შედეგები ექსპერიმენტულად მოწმდებოდა. აკუსტიკა და ჰიდროდინამიკა მექანიკის ნაწილებად იქცა. კიდევ ერთი მეცნიერება, რომელშიც ნიუტონის მექანიკის გამოყენება უდავო იყო, ასტრონომიაა. მათემატიკური მეთოდების გაუმჯობესაბამ თანდათან შესაძლებელი გახადა პლანეტების მოძრაობისა და მათი ურთიერთქმედების განსაზღვრის სიზუსტის ამაღლება. როდესაც ელექტრული და მაგნიტური მოვლენები აღმოაჩინეს, ელექტრულ და მაგნიტურ ძალებს გრავიტაციულ ძალას ადარებდნენ და მათი ზემოქმედების შესწავლა სხეულთა მოძრაობაზე კვლავ ნიუტონის მექანიკის ხაზს მიჰყვებოდა. საბოლოოდ, მეცხრამეტე საუკუნეში, თვით სითბოს თეორიაც კი შესაძლებელი გახდა, რომ მექანიკაზე დაყვანილიყო იმ ვარაუდით, რომ სითბო სინამდვილეში სხვა არაფერია, გარდა ნივთიერების უმცირესი ნაწილაკების რთული სტატისტიკური მოძრაობისა. ალბათობის მათემატიკური თეორიის ნიუტონის მექანიკის ცნებებთან შეჯერებით კლაუზიუსმა, გიბსმა და ბოლცმანმა მოახერხეს იმის ჩვენება, რომ შესაძლებელია სითბური თეორიის ფუნდამენტური კანონების ინტეპრეტირება, როგორც სტატისტიკური კანონებისა, რომლებიც ძალიან რთული მექანიკური სისტემებისთვის ნიუტონის მექანიკის გამოყენებიდან გამომდინარეობს.
ამ მომენტამდე ნიუტონის მექანიკით დასახული პროგრამა სავსებით თანმიმდევრულად ხორციელდებოდა და გამოცდილების ფართო სფეროს გაგებამდე მიგვიყვანა. პირველმა სიძნელემ ფარადეის და მაქსველის შრომაში ელექტრომაგნიტური ველზე მსჯელობისას იჩინა თავი. ნიუტონის შრომებში გრავიტაციული ძალა განიხილება, როგორც მოცემული და არა შემდგომი თეორიული კვლევის ობიექტი. ფარადეის და მაქსველის შრომაში კი თვით ძალის ველი გახდა კვლევის საგანი; ფიზიკოსებს სურდათ იმის გაგება, თუ როგორ ცვალებადობს თვით ეს ძალოვანი ველი, როგორც სივრცისა და დროის ფუნქცია. შესაბამისად, ისინი ეცადნენ ჩაეწერათ მოძრაობის განტოლებები თავად ველებისთვის და არა სხეულებისთვის, რომლებზეც ველები მოქმედებენ. ამ ცვლილებამ დააბრუნა თვალსაზრისი, რომელსაც ნიუტონამდე ბევრი მეცნიერი იზიარებდა. ისე ჩანდა, თითქოს ქმედება შეიძლება ერთი სხეულიდან მეორეს გადაეცეს, როდესაც სხეულები შეხებაშია; მაგალითად დაჯახებისას ან ხახუნით. ნიუტონმა დიდ მანძილზე მოქმედი ძალის ვარაუდით სრულიად ახალი და უცნაური ჰიპოთეზა შემოიტანა. ახლა ძალოვანი ველის თეორიაში შესაძლებელი გახდა ძველ იდეასთან დაბრუნება, რომ ქმედება ერთი წერტილიდან მეზობელ წერტილს გადაეცემა, ოღონდ ამჯერად ველების აღწერა დიფერენციალური განტოლებების საშუალებით ხდება. ეს შესაძლებლობა დადასტურდა და მაქსველის განტოლებებით მოცემული ელექტრომაგნიტური ველის აღწერა ძალის პრობლემის დამაკმაყოფილებელ ამოხსნად ჩანდა. აქ ნიუტონის მექანიკის პროგრამა რეალურად შეიცვალა. ნიუტონის აქსიომები და განსაზღვრებები სხეულებს და მათ მოძრაობას ეხებოდა; თუმვა მაქსველის წყალობით ძალოვანმა ველმა რეალურობის ისეთივე ხარისხი შეიძინა, როგორც სხეულებმა ნიუტონის თეორიაში.
ეს თვალსაზრისი, რა თქმა უნდა, ადვილად მისაღები არ იყო და რეალობის ცნების ასეთი შეცლის თავიდან ასარიდებლად გამართლებულად ჩაითვალა ელექტრომაგნიტური ველის შედარება დრეკადი დეფორმაციის თუ დაძაბულობის ველთან, მაქსველის თეორიის სინათლის ტალღების – დრეკად გარემოში ბგერით ტალღებთან. შესაბამისად, ბევრმა ფიზიკოსმა ირწმუნა, რომ მაქსველის განტოლებები სინამდვილეში დრეკადი გარემოს დეფორმაციებია და ამ გარემოს ეთერი დაარქვეს; ეს სახელი კი უბრალოდ იმის მაჩვენებელია, რომ ეს გარემო იმდენად მსუბუქი და არამკვრივია, რომ შეუძლია სხვა ნივთიერებაში შეღწევა და შეუძლებელია მისი დანახვა ან შეგრძნება. თუმცა ასეთი ახსნა არც თუ ისე დამაკმაყოფილებელი იყო, რადგან ის ვერ ხსნიდა გრძივი ტალღების არარსებობას.
ფარდობითობის თეორიამ, რომელსაც შემდეგ თავში განვიხილავთ, საბოლოოდ აჩვენა, რომ ეთერზე, როგორც ნივთიერებაზე, რომლის მიმართაც განიხილება მაქსველის განტოლებები, უარი უნდა ითქვას. არგუმენტებზე ახლა ვერ ვიმსჯელებთ, თუმც კი შედეგი ის იყო, რომ ველი დამოუკიდებელ რეალობად უნდა განიხილებოდეს.
ფარდობითობის სპეციალური თეორიის შემდგომი და კიდევ უფრო გამაოგნებელი შედეგი სივრცისა და დროის ახალი თვისებების, სინამდვილეში მათ შორის ურთიერთდამოკიდებულების არსებობის აღმოჩენაა, რაც ადრე უცნობი იყო და რაც არ არსებობს ნიუტონის მექანიკაში.
ამ სრულიად ახალი მდგომარეობის ზეგავლენით ბევრმა ფიზიკოსმა ცოტა არ იყოს ნაჩქარევად ჩათვალა, რომ ნიუტონის მექანიკა საბოლოოდ უარყოფილია. პირველადი რეალობა ველია და არა სხეული, ხოლო სივრცისა და დროის აგებულებას სწორად ლორენცისა და აინშტაინის ფორმულები აღწერს და არა ნიუტონის აქსიომები; ნიუტონის მექანიკა კარგი მიახლოებაა ბევრ შემთხვევაში მაგრამ ახლა ის უნდა გაუმჯობესდეს, რათა ბუნების უფრო ზუსტი აღწერა მოგვცეს.
იმ თვალსაზრისით, რომელსაც ბოლოს მივაღწიეთ კვანტურ თეორიაში, ასეთი განცხადება შექმნილი მდგომარეობის ძალზე არასწორი აღწერაა. ჯერ ერთი, ის უგულებელყოფს ფაქტს, რომ უმრავლესობა ცდებისა, რომლებშიც ველებს ზომავენ, ნიუტონის მექანიკას ეფუძნება და მეორეც, ნიუტონის მექანიკის გაუმჯობესება შეუძლებელია; ის შეიძლება მხოლოდ ჩანაცვლდეს არსებითად განსვავებულით!
კვანტური თეორიის განვითარებამ გვასწავლა, რომ მდგომარეობის აღწერა შემდეგნაირად სჯობს: იქ, სადაც ბუნების მოვლენების აღსაწერად შესაძლებელია ნიუტონის მექანიკის ცნებათა გამოყენება, ნიუტონის მიერ ჩამოყალიბებული კანონები მკაცრად სამართლიანია და მათი გაუმჯობესება შეუძლებელია. თუმცა ელექტრომაგნიტური მოვლენების ნიუტონის მექანიკის პრინციპების საშუალებით ადეკვატური აღწერა შეუძლებელია. ამიტომ ელექტრომაგნიტურ ველებზე და სინათლის ტალღებზე ჩატარებულმა ცდებმა, მათი მაქსველის, ლორენცის და აინშტაინის მიერ ჩატარებულ თეორიულ ანალიზთან ერთად მიგვიყვანა მათემატიკური სიმბოლოებით წარმოდგენილი განსაზღვრებების და აქსიომების დახურულ სისტემასთან, რომელიცს თანმიმდევრულია იმავე თვალსაზრისით, როგორითაც ნიუტონის მექანიკაა, მაგრამ მისგან არსებითად განსხვავდება.
ამრიგად, თვით იმედები, რომლებიც ნიუტონიდან მოყოლებული თან სდევდა მეცნიერთა შრომას, უნდა შეცვლილიყო. როგორც ჩანს, მეცნიერების პროგრესი ყოველთვის ვერ მიიღწევა ახალ მოვლენათა ახსნისათვის ბუნების ცნობილი კანონების გამოყენებით. ზოგიერთ შემთხვევაში ახლად დამზერილი მოვლენების გაგება შესაძლებელია ახალი პრინციპების გამოყენებით, რომლებიც ისევეა მორგებული მათზე, როგორც ნიუტონის პრინციპები იყო მექანიკურ მოვლენებზე. ეს ახალი პრინციპები შეიძლება კვლავ დახურულ სისტემაში გაერთიანდეს და მათემატიკური სიმბოლოებით გამოისახოს. მაგრამ თუ ფიზიკა, ან უფრო ზოგადად, საბუნებისმეტყველო მეცნიერება ამ მიმართულებით ვითარდება, ჩნდება კითხვა: რა დამოკიდებულებაა პრინციპების განსხვავებულ სისტემებს შორის? თუ მაგალითად, ერთი და იგივე ცნება ან ტერმინი ორ განსხვავებულ სისტემაშია წარმოდგენილი და განსხვავებულადაა განსაზღვრული მისი კავშირებისა და მათემატიკური წარმოდგენით, რა თვალსაზრისით წარმოადგენს ის რეალობას? ეს პრობლემა წამოიჭრა ფარდობითობის სპეციალური თეორიის აღმოჩენისთანავე. სივრცის და დროის ცნებები ნიუტონის მექანიკასაც ეკუთვნის და ფარდობითობის თეორიასაც. თუმცა ნიუტონის მექანიკაში ისინი ურთიერთდამოუკიდებელია, ფარდობითობის თეორიაში კი ლორენცის გარდაქმნითაა დაკავშირებული. ამ კერძო შემთხვევისათვის შესაძლებელია იმის ჩვენება, რომ ფარდობითობის თეორიის განცხადებები უახლოვდებია ნიუტონის მექანიკისას ზღვრულად, როდესაც სისტემის ყველა სიჩქარე ბევრად მცირეა სინათლის სიჩქარესთან შედარებით.აქედან შესაძლებელია დავასკვნათ, რომ ნიუტონის მექანიკის პრინციპების გამოყენება შეუძლებელია იმ მოვლენებისთვის, რომლებშიც დამზერილი სიჩქარეები სინათლის სიჩქარესთან შესადარისია. ამრიგად, მოიძებნა ნიუტონის მექანიკის გამოყენების არსებითი შეზღუდვა, რომელიც არც პრინციპების თანმიმდევრული ნაკრებიდან ჩანს და არც მექანიკური სისტემების მარტივი დაკვირვებებიდან.
მაშასადამე, ცნებათა ორი განსხვავებული, თანმიმდევრული ნაკრების ურთიერთმიმართებას ყოველთვის დაკვირვებული კვლევა სჭირდება. ვიდრე ცნებათა ასეთი დახურული და თანმიმდევრული ნაკრებების და მათი შესაძლო ურთიერთდამოკიდებულების ზოგად განხილვას შევუდგებით, მოკლედ აღვწერთ ცნებათა ნაკრებებს, რომლებიც დღემდე განუსაზღვრავთ ფიზიკაში. შეგვიძლია განვასხვავოთ ოთხი სისტემა, რომლებმაც უკვე მიიღო ჩამოყალიბებული სახე.
პირველი, ნიუტონის მექანიკა, უკვე განვიხილეთ. ის მორგებულია ყველა მექანიკური სისტემის, ფლუიდების მოძრაობის, სხეულთა დრეკადი რხევების აღწერას; ის მოიცავს აკუსტიკას, სტატიკას, აეროდინამიკას.
მეორე დახურული სისტემა მეცხრამეტე საუკუნის განმავლობაში ყალიბდებოდა სითბურ თეორიასთან დაკავშირებით. მართალია, სითბური თეორია საბოლოოდ სტატისტიკური მექანიკის განვითარების საშუალებით მექანიკას დაუკავშირდა, რეალისტური არ იქნება, თუ მას მექანიკის ნაწილად ჩავთვლით. სითბოს ფენომენოლოგიური თეორია იყენებს რიგს ცნებებისა, რომლებსაც არ გააჩნია ანალოგები ფიზიკის სხვა დარგებში. ესენია: სითბო, კუთრი სითბოტევადობა, ენტროპია, თავისუფალი ენერგია და მისთ. თუ ამ ფენომენოლოგიური აღწერიდან სტატისტიკურ ინტერპრეტაციაზე გადავალთ სითბოს ენერგიად განხილვით, რომელიც სტატისტიკურადაა გადანაწილებული თავისუფლების მრავალრიცხოვან ხარისხებს შორის ნივთიერების ატომური აგებულების წყალობით, მაშინ სითბო მექანიკასთან აღარ აღმოჩნდება უფრო მეტად დაკავშირებული, ვიდრე ელექტროდინამიკასა თუ ფიზიკის სხვა დარგებთან. ამ ინტერპრეტაციის ცენტრალური ცნება ალბათობაა, რომელიც მჭიდროდაა დაკავშირებული ფენომენოლოგიური თეორიის ენტროპიასთან. ამ ცნების გარდა სითბოს სტატისტიკურ თეორიას ენერგიის ცნება სჭირდება. თუმცა ფიზიკაში ცნებების და აქსიომების ნებისმიერი თანმიმდერული სისტემა აუცილებლად უნდა შეიცავდეს ენერგიის, იმპულსის და იმპულსის მომენტის ცნებებს და გარკვეული პირობების დაცვისას ამ სიდიდეთა მუდმივობის კანონებს. ეს გამომდინარეობს, თუ თანმიმდევრული ნაკრები გამიზნულია ბუნების იმ თვისებების აღწერისათვის, რომლებიც ყველგან და ყოველთის ჭეშმარიტია; სხვანაირად რომ ვთქვათ, ისეთი თვისებების, რომლებიც დამოკიდებული არაა სივრცეზე და დროზე, ან როგორც მათემატიკოსები ამბობენ, ინვარიანტულია სივრცესა და დროში ნებისმიერი წანაცვლების, სივრცული ბრუნვის, აგრეთვე გალილეოს და ლორენცის გარდაქმნების მიმართ. ამდენად სითბური თეორია შესაძლებელია ცნებათა ნებისმიერ სხვა, დახურულ სისტემას შევუთავსოთ.
ცნებების და აქსიომების მესამე დახურული სისტემა სათავეს იღებს ელექტრული და მაგნიტური მოვლენებიდან და საბოლოო სახეს მეოცე საუკუნის პირველ ათწლეულში აღწევს ლორენცის, აინშტაინის და მინკოვსკის შრომების წყალობით. ის მოიცავს ელექტროდინამიკას, ფარდობითობის სპეციალურ თეორიას, ოპტიკას, მაგნეტიზმს და აქ შესაძლებელია ყველა სახის ელემენტარული ნაწილაკის დე ბროილის ნივთიერი ტალღების ჩართვაც, მაგრამ არა შრედინგერის ტალღური თეორიისა.
საბოლოოდ, მეოთხე თანმიმდევრული სისტემა პირველ ორ თავში აღწერილი კვანტური თეორიაა. მისი ცენტრალური ცნება ალბათური ფუნქცია, ან „სტატისტიკური მატრიცაა,“ როგორც მათემატიკოსები უწოდებენ. ის მოიცავს კვანტურ და ტალღურ მექანიკას, ატომური სპექტრების თეორიას, ქიმიას, აგრეთვე ნივთიერების სხვა თვისებების, მაგალითად ელექტრული გამტარობის, ფერომაგნეტიზმის, და ა.შ. თეორიებს.
ამ ოთხი ნაკრების ურთიერთმიმართება შემდეგნაირად შეიძლება ვაჩვენოთ: პირველს ნაკრებს მოიცავს მესამე, როგორც ზღვრულ შემთხვევას, როდესაც სინათლის სიჩქარე შეიძლება უსასრულოდ დიდ სიდიდედ ჩავთვალოთ. ის შედის მეოთხეშიც კვლავ როგორც ზღვრული შემთხვევა როდესაც პლანკის მუდმივა უსასრულოდ მცირე სიდიდედ შეიძლება ჩაითვალოს. პირველი და ნაწილობრივ მესამე მეოთხეს „a priori“ ნაწილია ცდების აღსაწერად. მეორე ნაკრები სამივეს ყოველგვარი სიძნელის გარეშე უკავშირდება და ეს განსაკუთრებულად მნიშვნელოვანია მეოთხესთან მისი კავშირის თვალსაზრისით. მესამე და მეოთხე ნაკრებების დამოუკიდებელი არსებობა მიანიშნებს მეხუთის არსებობაზე, რომლისთვისაც პირველი, მესამე და მეოთხე ზღვრული შემთხვევებია. ალბათ ეს მეხუთე ნაკრებიც ერთ მშვენიერ დღეს ნაპოვნი იქნება ელემენტარული ნაწილაკებს თეორიასთან კავშირში.
ამ ჩამოთვლაში ჩვენ გამოვტოვეთ ცნებათა ნაკრები, რომელიც ფარდობითობის ზოგად თეორიას უკავშირდება, რადგან მას, როგორც ჩანს, თავის საბოლოო ფორმისთვის ჯერ არ მიუღწევია, თუმცა ხაზი უნდა გაესვას, რომ ის საგრძნობლად განსხვავებულია სხვა ნაკრებებისგან.
ამ მოკლე მიმოხილვის შემდეგ შეგვიძლია უფრო ზოგად კითხვას დავუბრუნდეთ იმის შესახებ, თუ რა უნდა ჩაითვალოს აქსიომების და განსაზრღვრებების ასეთი დახურული სისტემის დამახასიათებელ თვისებებად. იქნებ ყველაზე უფრო მნიშვნელოვანი მისი თანმიმდევრული მათემატიკური წარმოდგენის საშუალებაა. ეს წარმოდგენა უზრუნველყოფს იმას, რომ სისტემა არ შეიცავს წინააღმდეგობებს. ამას გარდა, სისტემა გამოსადეგი უნდა იყოს გამოცდილების ფართო არეალის აღწერისათვის. ამ არეალის მოვლენათა დიდი მრავაფეროვნება უნდა შეესაბამებოდეს მათემატიკური წარმოდგენის განტოლებათა მრავალრიცხოვან ამონახსნებს. ზოგადად არეალის საზღვრები ამ ცნებებისგან არ გამიყვანება. ცნებები არაა მკაცრად განსაზღვრული ბუნებასთან მიმართებით, განსხვავებით მათ შორის შესაძლო ურთიერთკავშირის თვალსაზრისით მკაცრი განსაზღვრულობისგან. შესაბამისად, ეს საზღვრები გამოცდილებით დგინდება, როდესაც ცნებები აღარ იძლევა დამზერილი მოვლენების სრული აღწერის საშუალებას.
დღევანდელი ფიზიკის სტრუქტურის ამ მოკლე ანალიზის შემდეგ შეგვიძლია ვიმსჯელოთ ფიზიკისა და ბუნებიმეტყველების სხვა დარგების ურთიერთდამოკიდებულებაზე. ფიზიკის უახლოესი მეზობელი ქიმიაა. კვანტური თეორიის წყალობით ეს ორი მეცნიერება სრულად გაერთიანდა, მიუხედავად იმისა, რომ ასი წლის წინ მათ დიდი მანძილი ყოფდა, ორივე კვლევის ერთმანეთისგან სრულიად განსხვავებულ მეთოდებს იყენებდა და ქიმიის ცნებების ანალოგიური ფიზიკაში არ მოიპოვებოდა. ვალენტობის, აქტივობის, ხსნადობის და აქროლადობის ცნებები თვისობრივი ხასიათისა უფრო იყო და ქიმია ზუსტ მეცნიერებს ნაკლებად მიეკუთვნებოდა. სითბური თეორის განვითარების კვალდაკვალ, მეცხრამეტე საკუნის შუა წლებიდან მეცნიერებმა დაიწყეს მისი ქიმიური პროცესებისთვის გამოყენება და აქედან მოყოლებული მეცნიერულ შრომას ამ სფეროში განსაზღვრავდა იმედი, რომ ქიმიის კანონები ატომების მექანიკაზე დაიყვანება. თუმცა ხაზი უნდა გაესვას, რომ ნიუტონის მექანიკის ჩარჩოებში ეს შეუძლებელი იყო. იმისათვის, რომ ქიმიური კანონების რაოდენობრივი აღწერა მოხერხდეს, საჭიროა ატომური ფიზიკის ცნებათა ბევრად უფრო ფართო სისტემის ფორმირება. საბოლოოდ ეს კვანტურ თეორიაში გაკეთდა, რომლის ფესვები ზუსტად იმდენადვეა ქიმიაში, რამდენადაც ატომურ ფიზიკაში. ამის შემდეგ მარტივად დასანახი გახდა, რომ ქიმიის კანონების დაყვანა ატომური ნაწილაკების ნიუტონის მექანიკაზე შეუძლებელია, რადგან ქიმიური ელემენტები ისეთი ხარისხის მდგარდობას ავლენენ, რომელსაც სრულიად მოკლებულია მექანიკური სისტემები. თუმცა ვიდრე ატომის ბორის თეორიამდე, ანუ 1913 წლამდე, ამის გაგება ნათლად ვერ ხერხდებოდა. საბოლოო შედეგში, შეიძლება ითქვას, ქიმიური ცნებები ნაწილობრივ მექანიკური ცნებების კომპლემენტარულია. თუ ვიცით, მაგალითად, რომ ატომი ყველაზე დაბალ სტაციონარულ მდგომარეობაშია, რომელიც მის ქიმიურ თვისებებს განსაზღვრავს, ვეღარაფერს ვიტყვით ატომში ელექტრონების მოძრაობაზე.
თამამედროვე ურთიერთდამოკიდებულება ერთის მხრივ, ბიოლოგიასა და მეორეს მხრივ, ფიზიკასა და ქიმიას შორის, შესაძლოა, ძალიან ჰგავდეს ქიმიისა და ფიზიკის ასი წლის წინანდელს (წიგნი გამოიცა გასული საუკინის 60-იან წლებში, მთ.შენ). ბიოლოგიის მეთოდები განსხვავდება ფიზიკისა და ქიმიის მეთოდებისგან, ხოლო ტიპური ბიოლოგიური ცნებები უფრო თვისობრივი ხასიათისაა, ვიდრე ზუსტი მეცნიერებების. ისეთ ცნებებს, როგორებიცაა ორგანო, უჯრედი, ორგანოს ფუნქცია, აღქმა, ფიზიკასა თუ ქიმიაში ანალოგები არ მოეპოვება. მეორეს მხრივ, ბოლო ასი წლის განმავლობაში ბიოლოგიაში მიღწეული პროგრესი მეტწილად ცოხალ ორგანიზმისთვის ფიზიკისა და ქიმიის გამოყენებით აიხსნება. ბიოლოგიური პროცესების ფიზიკისა და ქიმიის ცნობილი კანონებით ახსნის მცდელობა ჩვენ დროში ბიოლოგიის ზოგად ტენდენციად იქცა. კვლავ ჩნდება კითხვა, გამართლებულია ეს იმედი თუ არა.
ისევე, როგორც ქიმიის შემთხვევაში, მარტივი ბიოლოგიური გამოცდილებაც გვიჩვენებს, რომ ცოცხალი ორგანიზმები მდგრადობის ისეთ ხარისხს ამჟღავნებენ, რომელიც მრავალი განსხვავებული სახის მოლეკულებისგან შედგენილ ზოგადად რთულ სტრუქტურას მხოლოდ ფიზიკური და ქიმიური კანონზომიერებების საფუზველზე ნამდვილად არ უნდა ჰქონდეს. შესაბამისად, ფიზიკისა და ქიმიის კანონებს რაღაც უნდა დაემატოს იმისთვის, რომ ბიოლოგიური მოვლენები სრულად იქნას გაგებული.
ამ კითხვასთან დაკავშირებით ბიოლოგიურ ლიტერატურაში ხშირად განიხილება ორი მკვეთრად განსხვავებული თვალსაზრისი. ერთი მიმართავს დარვინის ევოლუციის თეორიას თანამედროვე გენეტიკასთან ურთიერთკავშირში. ამ თეორიის თანახმად, ერთადერთი ცნება, რომელიც ფიზიკისა და ქიმიის ცნებებს უნდა დაემატოს, რათა სიცოცხლე ავხსნათ, ისტორიის ცნებაა. დროის ოთხი მილიარდი წლის უზარმაზარმა ინტერვალმა, რომელმაც დედამიწის ჩამოყალიბების შემდეგ განვლო, საშუალება მისცა ბუნებას თითქმის შეუზღუდავი მრავალფეროვნების მოლეკულური ჯგუფების სტრუქტურები გამოეცადა. ამათ შორის საბოლოოდ გამოჩნდა ისეთები, რომლებსაც შეეძლოთ საკუთარი თავის ასლების წარმოქმნა გარემომცველი ნივთიერების შედარებით მცირე ჯგუფების გამოყენებით. შესაბამისად, გაჩნდა საშუალება ასეთი სტრუქტურების გამრავლებისა. სტრუქტურების შემთხვევითი ცვლილებები, არსებულის კიდევ უფრო მეტ გამრავალფეროვნებას უწყობდა ხელს. სხვადასხვა სტრუქტურები ერთმანეთს იძულებით ეჯიბრებოდნენ გარემომცველი მასალის მოპოვებისთვის და ამ გზით, „უკეთ შეგუებულის გადარჩენის“ გავლით, განხორციელდა ცოცხალი ორგანიზმების ევოლუცია. ეჭვგარეშეა, რომ ამ თეორიაში ძალიან ბევრი რამ ჭეშმარიტია და ბევრ ბიოლოგს მიაჩნია, რომ ფიზიკის და ქიმიის თანმიმდევრული ცნებების ნაკრებისთვის ისტორიის და ევოლუციის ცნებათა დამატება სავსებით საკმარისი იქნება ბიოლოგიურ მოვლენათა სრულად აღსაწერად. ერთ-ერთი არგუმენტი, რომელსაც ხშირად იყენებენ ამ თეორიის სასარგებლოდ ისაა, რომ ცოცხალ ორგანიზმებში ყველა ფიზიკური თუ ქიმიური კანონზომიერება სრულდება, რაც კი ოდესმე შემოწმებულა; თითქოს ნამდვილად არ ჩანს ადგილი, საიდანაც შესაძლოა ფიზიკური ძალისგან განსხვავებულმა, ერთგვარმა „სასიცოცხლო ძალამ“ რომ შემოაღწიოს.
მეორეს მხრივ, სწორედ ამ არგუმენტმა დაკარგა წონადობის დიდი ნაწილი კვანტური თეორიის წყალობით. ვინაიდან ფიზიკის და ქიმიის ცნებები დახურულ და თანმიმდევრულ ნაკრებს წარმოადგენს, სახელდობრ კვანტური თეორიის სახით, აუცილებელია, რომ ყველგან, სადაც კი ამ ცნებებს გამოვიყენებთ, მათთან დაკავშირებული კანონზომიერებებიც სრულდებოდეს. შესაბამისად ყოველთვის, როდესაც ცოცხალ ორგანიზმებს ფიზიკო-ქიმიურ სისტემასავით ვექცევით, მათაც აუცილებლად ასევე უნდა გვიპასუხონ. იძლევა თუ არა ფიზიკოქიმიური ცნებები ორგანიზმების სრული აღწერის საშუალებას – აი ერთადერთი კითხვა, რომლითაც შესაძლებელია რამის შეტყობა ამ პირველი თვალსაზრისის ადეკვატურობაზე. ბიოლოგები, რომლებიც ამ კითხვას უარყოფითად პასუხობენ, როგორც წესი მეორე თვალსაზრისს იზიარებენ, რომელსაც ახლა ავხსნით.
ეს მეორე თვალსაზრისი შესაძლოა შემდეგნაირად ჩამოყალიბდეს: ძალიან ძნელია იმის დანახვა, თუ როგორ შეიძლება აღქმის, ორგანოს ფუნქციის და მიდრეკილების ცნებები კვანტური თეორიის ცნებების თანმიმდევრული ნაკრების ნაწილი გახდეს მათი ისტორიის ცნებასთან გაერთიანებით. მეორეს მხრივ, ეს ცნებები აუცილებელია სიცოცხლის სრულად აღწერისათვის იმ შემთხვევაშიც კი, თუ დროებით გამოვრიცხავთ განხილვიდან კაცობრიობას, რომელიც დამატებით, ბიოლოგიის მიღმისეულ პრობლემებს ქმნის. ამდენად, სიცოცხლის გასაგებად ალბათ საჭირო გახდება კვანტური თეორიის ფარგლებს გაცილება და ცნებათა ახალი, თანმიმდევრული ნაკრების შექმნა, რომლისთვისაც ფიზიკა და ქიმია „ზღვრული შემთხვევებია.“ისტორია, შესაძლოა, მისი არსებითი ნაწილი გახდეს და აღქმის, შეგუების, მიდრეკილების მსგავსი ცნებებიც მასში შევიდეს. თუ ეს შეხედულება სწორია, ფიზიკისა და ქიმიისთვის დარვინის თეორიის შეთავსება საკმარისი არ აღმოჩნდება ორგანული სიცოცხლის ასახსნელად; თუმც კი ჭეშმარიტებად დარჩება, რომ შესაძლებელია ცოცხალი ორგანიზმების ფიზიკო-ქიმიურ სისტემებად – დეკარტის და ლაპლასის მიხედვით მანქანებად – განხილვა და ისინიც, თუ ამგვარად განვიხილავთ, ასევე გვიპასუხებენ. ამავე დროს შეგვიძლია ვივარაუდოთ, როგორც ეს ბორმა გააკეთა, რომ ჩვენი ცოდნა უჯრედის, როგორც ცოცხალის შესახებ, შესაძლოა მისი მოლეკულური აგებულების სრული ცოდნის კომპლემენტარული იყოს. ვინაიდან ამ აგებულების სრული ცოდნა შესაძლოა, მხოლოდ უჯრედის სიცოცხლის განადგურებით მიიღწეოდეს, ლოგიკურად შესაძლებელია, რომ სოცოცხლე გამორიცხავდეს მის საფუძველში მდებარე ფიზიკო-ქიმიური სტრუქტურის განსაზღვრას. მაშინაც კი, თუ ამ მეორე თვალსაზრისს ვიზიარებთ, ალბათ ბიოლოგიური კვლევის ვერავითარ სხვა მეთოდს ვერ გავუწევთ რეკომენდაციას, გარდა იმისა, რომელიც ბოლო ათწლეულების განმავლობაში გამოიყენებოდა: მაქსიმალურად შესაძლებელის ახსნა ცნობილი ფიზიკოქიმიური კანონზომიერებების გამოყენებით და ორგანიზმების თვისებების დაწვრილებით აღწერა ყოველგვარი თეორიული წინასწარგანწყობების გარეშე.
მიუხედავად იმისა, რომ პირველი თვალსაზისი თანამედროვე ბიოლოგებს შორის შედარებით უფრო გავრცელებულია, დაგროვილი თანამედროვე გამოცდილება ნამდვილად არაა საკმარისი არჩევანის გასაკეთებლად. უპირატესობა, რომელითაც ბიოლოგებში პირველი სარგებლობს, შესაძლოა კვლავ იმ კარტეზიანული დაყოფის გამოძახილია, რომელმაც გასულ საუკუნეებში ადამიანთა ცნობიერებაში ესოდენ ღრმად შეაღწია. ვინაიდან "res cogitans" ადამიანით, „მე“-თი შემოიფარგლა, შეუძლებელია ცხოველებს სული ჰქონოდათ, ისინი სრულად მიაკუთვნეს "res extensa“-ს. აქედან გამომდინარე მათი გაგება შესაძლებელია, როგორც ამტკიცებენ, იგივე საშუალებებით, როგორც მატერიისა ზოგადად, და ფიზიკის და ქიმიის კანონები ისტორიის ცნებასთან ერთობლივად საკმარისი უნდა იყოს მათ აღსაწერად. მხოლოდ "res cogitans" შემოყვანით იქმნება ახალი მდგომარეობა, რომელიც სრულიად ახალ ცნებებს მოითხოვს. თუმცა კარტეზიანული დაყოფა სახიფათო გამარტივებაა და ამდენად, სავსებით შესაძლებელია, რომ სწორი მეორე თვალსაზრისია.
ამ კითხვისგან, რომლის გადაჭრა ჯერჯერობით შეუძლებელია, სრულიად დამოუკიდებლად, ჩვენ აშკარად ჯერ კიდევ ძალიან შორს ვართ ბიოლოგიურ მოვლენათა აღსაწერი ცნებების ასეთი დახურული და თანმიმდევრული ნაკრებიდან. ბიოლოგიის სირთულის ხარისხი იმდენად განმაიარაღებელია, ახლა ვერავინ წარმოიდგენს ცნებათა ნაკრებს, სადაც ურთიერთმიმართებები იმდენად მკაცრადაა განსაზღვრული, რომ შესაძლებელია მათი მათემატიკურად წარმოდგენა.
თუ ბიოლოგიას გავცდებით და მსჯელობაში ფსიქოლოგიას შემოვიყვანთ, მაშინ ეჭვიც კი აღარ დაგვრჩება, რომ ფიზიკის, ქიმიის და ევოლუციის ცნებები ერთად არასაკმარისი აღმოჩნდება ფაქტების აღწერისთვის. ამ თვალსაზრისით კვანტურმა თეორიამ შეცვალა ჩვენი დამოკიდებულება იმასთან შედარებით, რომლისაც სჯეროდათ მეცხრამეტე საუკუნეში. მაშინ ბევრი მეცნიერი მიდრეკილი იყო ეფიქრა, რომ ფსიქოლოგიური ფენომენები საბოლოოდ ტვინის ფიზიკითა და ქიმიით აღიწერება. კვანტური თეორიის თვალსაზრისით ასეთი ვარაუდი უსაფუძვლოა. მიუხედავად ფაქტისა, რომ ტვინის ფიზიკური მოვლენები ფსიქიკურს განეკუთვნება, ჩვენ არ უნდა ველოდოთ, რომ ეს საკმარისი იქნება მათ ასახსნელად. არსდროს არ დავეჭვდებით იმაში, რომ ტვინი ფიზიკოქიმიური მექანიზმივით მოქმედებს, თუკი ასეთად განიხილება; თუმცა ფსიქიკური ფენომენების გასაგებად იმ ფაქტით უნდა დავიწყოთ, რომ ადამიანის გონი მეცნიერულ ფსიქოლოგიურ პროცესში, როგორც ობიექტი და სუბიექტი ერთდროულად შემოდის.
თუ სამყაროში მეცნიერების საშუალებით გზის გაკვლევის მცდელობაში ცნებათა უკვე ჩამოყალიბებულ, ან შესაძლო სისტემებს თვალს გადავავლებთ, დავინახავთ, რომ ისინი თითქოს სისტემაში სუბიექტური ელემენტის როლის ზრდის მიხედვითაა მოწესრიგებული. კლასიკური ფიზიკა შეიძლება ჩაითვალოს იმ იდეალიზაციად, რომელშიც ჩვენგან სრულიად განცალკევებულ სამყაროზე ვლაპარაკობთ. პირველი სამი სისტემა ამ იდეალიზაციის შესაბამისია, აქედან მხოლოდ პირველი პასუხობს სრულად კანტის ფილოსოფიის "a priori"-ს. მეოთხე სისტემაში, ანუ კვანტურ თეორიაში შემოდის ადამიანი, როგორც მეცნიერების სუბიექტი ადამიანური მეცნიერების „a priori“ ხასიათის შეკითხვების საშუალებით, რომლებსაც ის ბუნებას უსვამს.
კვანტური თეორია ბუნების სრულად ობიექტური აღწერის საშუალებას არ იძლევა. ბიოლოგიაში სრული სიცხადის მისაღწევად შესაძლოა მნიშვნელოვანი იყოს იმის ცოდნა, რომ კითხვებს სვამს სახეობა ადამიანი, რომელიც თავად ცოცხალი ორგანიზმების გვარს მიეკუთვნება, ანუ სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, ის, რომ ჩვენ უკვე ვიცით, რა არის სიცოცხლე მანამდეც კი, ვიდრე მას მეცნიერულად განვსაზღვრავთ. თუმცა ალბათ არ ღირს სპეკულაციის წამოწყება ჯერ კიდევ ჩამოუყალიბებელ ცნებათა სისტემის აგებულებაზე.
როდესაც ამ წესრიგს უფრო ძველ კლასიფიკაციებს ვადარებთ, რომლებიც ბუნებისმეტყელების ადრეულ სტადიებს განეკუთვნება, ჩანს, რომ სამყარო ახლა არა ობიექტების, არამედ კავშირების განსხვავებულ ჯგუფებადაა დაყოფილი. მეცნიერების ადრეულ პერიოდში განასხვავებდნენ, მაგალითად, მინერალების, მცენარეების, ადამიანების ჯგუფებს. ეს ობიექტები ჯგუფებში მათი განსხვავებული ბუნების, შემადგენელი ნივთიერების და მათი თვისებების განმაპირობებელი განსხვავებული ძალების მიხედვით ხვდებოდა. ახლა უკვე ვიცით, რომ ერთი და იგივე ნივთიერება, ერთი და იგივე მრავალფეროვანი ქიმიური ნაერთები სხვადასხვა ობიექტის შემადგენლობაში გვხვდება; ძალებიც, რომლებიც მატერიის სხვავდასხვა ნაწილებს შორის მოქმედებს, ბოლოსდაბოლოს ერთნაირია ყველანაირ ობიექტში. რაც შეიძლება რომ გამოვარჩიოთ, ესაა კავშირის სახეობა, რომელიც პირველადი მნიშვნელობისაა გარკვეულ მოვლენაში. მაგალითად, როდესაც ქიმიური ძალების მოქმედებაზე ვლაპარაკობთ, ვგულისხმობთ კავშირს, რომელიც უფრო რთულია, ან ყოველ შემთხვევაში განსხვავებულია ნიუტონის მექანიკაში გამოხატულისგან. ამრიგად სამყარო წარმოგვიდგება, როგორც მოვლენათა რთული ქსოვილი, რომელშიც სხვადასხვა სახის კავშირები ცვალებადობს, გადაიფარება ან ერთიანდება და ასეთნაირად განსაზღვრავს მთლიანის აგებულებას.
როდესაც კავშირების ჯგუფს აქსიომების, განსაზღვრებების და კანონების დახურული და თანმიმდევრული სისტემით წარმოვადგენთ, ისინი კი თავის მხრივ, მათემატიკური სქემითაა წარმოდგენილი, ჩვენ სინამდვილეში ვახდენთ კავშირების ამ ჯგუფის იზოლაციას და იდეალიზაციას მათი გარკვევის მიზნით. თუმცა ამ გზით სრული გარკვეულობის მიღწევის შემთხვევაშიც კი, უცნობი რჩება, რამდენად ზუსტად აღწერს ცნებათა ეს ნაკრები რეალობას.
ამ იდეალიზაციას შეიძლება დავარქვათ ადამიანის ენის ნაწილი, რომელიც რომელიც ჩვენსა და სამყაროს შორის ურთიერთქმედებისას ყალიბდებოდა, ადამიანის პასუხი ბუნების გამოწვევაზე. ამ თვალსაზრისით შესაძლებელია მათი შედარება ხელოვნების სხვადასხვა სტილთან, მაგალითად არქიტექტურულთან ან მუსიკალურთან. ხელოვნების სტილის განსაზღვრაც შესაძლებელია ფორმალური წესების ნაკრებით, რომლებიც ამ კონკრეტული ხელოვნების მასალის მიმართ გამოიყენება. ამ წესების წარმოდგენა იქნებ შეუძლებელიცაა მკაცრად მათემატიკური ცნებებით და განტოლებებით, თუმცა მათი ძირითადი ელემენტები ძალიან ახლო კავშირშია მათემატიკის არსებით ელემენტებთან. ტოლობა და უტოლობა, გამეორება და სიმეტრია, გარკვეული ჯგუფური სტრუქტურები ფუნდამენტურ როლს თამაშობს როგორც ხელონებაში, ასევე მათემატიკაში. ჩვეულებრივად რამდენიმე თაობის შრომა სჭირდება იმ ფორმალური სისტემის განვითარებას, რომელსაც მოგვიანებით ხელოვნების სტილს უწოდებენ ხოლმე, მისი მარტივი საწყისიდან დახვეწილი ფორმების მრავაფეროვნებამდე, რომელიც მის დასრულებას ახასიათებს. ხელოვანის ინტერესი კონცენტრირებულია კრისტალიზაციის ამ პროცესზე, რომელშიც სახელოვნებო მასალა მისი ზემოქმედებით სხვადასხვანაირ ფორმებს იღებს, რომლებიც ამ სტილის ფორმალური ცნებებითაა ინიციირებული. დასრულების შემდეგ ინტერესი მინავლდება ხოლმე, რადგან სიტყვა „ინტერესი“ ნიშნავს რამესთან ყოფნას, ცხოვრების პროცესში მონაწილეობას, თუმცა ეს პროცესი უკვე დასრულდა. აქაც, პასუხს კითხვაზე, თუ რამდენად ღრმად გადმოსცემს სტილის ფორმალური წესები ცხოვრებისეულ რეალობას, რომელსაც გულისხმობს ხელოვნება, ვერ გასცემს თავად ფორმალური წესები. ხელოვნება ყოველთვის იდეალიზაციაა; იდეალი კი ყოველთვის განსხვავდება რეალობისგან - ყოველ შემთხვევაში ჩრდილების რეალობისგან, როგორც პლატონი იტყოდა - თუმცა იდეალიზაცია აუცილებელია გაგებისათვის.
საბუნებისმეტყველო მეცნიერების ცნებათა სხვადასხვა ნაკრების და ხელოვნების სხვადასხვა სტილის ასეთი შედარება ჭეშმარიტებისგან ძალიან დაცილებული მოეჩვენება მათ, ვინც ხელოვნების სხვადასხვა სტილს ადამიანის გონების მეტწილად შემთხვევით ნაყოფად უფრო თვლის. მათი არგუმენტი ის იქნება, რომ მეცნიერებაში ცნებათა სხვადასხვა სისტემები ობიექტურ რეალობას ასახავს, ისინი ბუნებამ გაგვაგებინა, ამიტომ არანაირი შემთხვევითობა მათში არ არის და ისინი ბუნების შესახებ თანდათანობით მზარდი ექსპერიმენტული ცოდნის შედეგია. ამას მეცნიერთა უმრავლესობა დაეთანხმება; მაგრამ არის კი ხელოვნების ესა თუ ის სტილი ადამიანის გონების თავისუფალი და შემთხვევითი ნაყოფი? აქაც კვლავ სიფრთხილე გვმართებს, რათა კარტეზიანულმა დაყოფამ ისევ შეცდომაში არ შეგვიყვანოს. სტილი სამყაროს და ჩვენი, ან უფრო კონკრეტულად, დროის სულისკვეთებას და ხელოვანის ურთიერთქმედებისას წარმოიქმნება. დროის სულისკვეთება ალბათ ისეთივე ობიექტურობის შემცველი ფაქტია, როგორც საბუნებისმეტყველებო მეცნიერების ნებისმიერი ფაქტი და ეს სულისკვეთება სამყაროს ისეთ თავისებურებებს ავლენს, რომლებიც დროზე დამოკიდებული არაა და ამ თვალსაზრისით მარადიულია. ხელოვანი თავისი შემოქმედებით ცდილობს ამ თავისებურებების წვდომა შესაძლებელი გახადოს და ამ მცდელობას მიჰყავს ის იმ სტილის ფორმებამდე, რომელსიც მუშაობს.
მაშასადამე ეს ორი, მეცნიერების და ხელოვნების პროცესი, ერთმანეთისგან არც ისე განსხვავებულია. მეცნიერებაც და ხელოვნებაც საუკუნეების განმავლობაში აყალიბებდა ენას, რომლითაც შეგვიძლია ვიმსჯელოთ რეალობის უფრო დაშორებულ მხარეებზე და ცნებათა თანმიმდევრული სისტემები, ისევე როგორც ხელოვნების სხვადასხვა სტილი ამ ენის განსხვავებული სიტყვები ან სიტყვათა ჯგუფებია.
No comments:
Post a Comment