Существует два способа научного рассуждения: от частного к общему и от общего к частному.
От частного к общему - когда на основе большого числа опытных наблюдений мы замечаем некие общие закономерности этих наблюдений.
От общего к частному - когда мы ищем некий предельно простой общий принцип, из которого должны автоматически следовать все результаты практических наблюдений (если этот принцип верен).
Главный вопрос: существует ли такой предельно простой общий принцип, из которого будут автоматически следовать результаты практических наблюдений.
Если да, то попытки рассуждать от общего к частному допустимы.
Если нет, то допустимы только рассуждения от частного к общему.
В качестве примера рассуждения от частного к общему можно привести открытие Кеплером законов обращения планет.
В качестве примера рассуждения от общего к частному - открытие Ньютоном закона всемирного тяготения.
Кеплера интересовало, КАК движутся планеты: по какой траектории, с какими скоростями и так далее.
Ньютона интересовало, ПОЧЕМУ они движутся - он искал общий принцип, из которого автоматически следует характер движения планет.
Кеплер искал законы обращения планет путём перебора всех возможных вариантов - "методом тыка".
Ньютон искал общую формулу, которая определяет движение планеты через параметры самой планеты, притягивающего планету светила и их взаимное расположение.
Когда Ньютон нашёл эту формулу (закон всемирного тяготения) - выяснилось, что законы Кеплера следуют из этой простой формулы автоматически.
Почему Кеплер не додумался до общего подхода, который использовал Ньютон?
Можно предположить, что Кеплеру просто не хватило для этого знаний - ведь в его время ещё не были известны законы механики (кстати, тоже открытые Ньютоном).
Но это предположение звучит не слишком убедительно.
Во времена Кеплера уже было известно, что при внешнем воздействии на тело движение тела становится ускоренным (вектор скорости изменяется).
Кеплеру ничто не мешало искать общую формулу для ускорения планеты под воздействием светила (или хотя бы предполагать существование такой формулы).
Дело в том, что Кеплер был идейно не готов рассуждать от общего к частному.
Если бы Кеплера спросили, ПОЧЕМУ планеты вращаются вокруг солнца - он ответил бы, что Бог повелел им вращаться и добавить к этому нечего.
То есть, Кеплер просто отбросил бы этот вопрос как праздный и бесполезный.
Он НЕ ВЕРИЛ в существование общего принципа, которому подчинялось бы движение тел.
Если бы Кеплера спросили, почему планеты движутся именно по эллиптическим орбитам (а не по орбитам другой формы), он также отбросил бы этот вопрос как праздный и бесполезный.
То есть, рассуждение от частного к общему предполагает, что законы физики следует принимать без вопросов; что вопрос "Почему законы природы именно таковы?" не имеет ответа.
Рассуждение от общего к частному, напротив, предполагает, что законы физики автоматически следуют из некоего простого предельно общего принципа.
С познавательной точки зрения второй вариант, безусловно, предпочтительнее - максимум информации о материальном мире выводится из максимально простого исходного принципа.
Первый вариант представляет собой познавательный тупик - само существование законов природы кажется совершенно непонятным.
Будем предполагать, что рассуждение от общего к частному оправдано во всех реальных случаях (а если мы рассуждаем от частного к общему - это лишь следствие нашей неспособности найти исходный общий принцип.)
Это значит, что на каждый вопрос о виде законов физики, об устройстве материального мира должен существовать ответ, автоматически вытекающий из простого исходного принципа.
Например, должен существовать ответ на вопрос: "Почему пространственных измерений именно три?".
Иногда на этот вопрос отвечают так: "Если бы количество пространственных измерений отличалось от трёх, не могли бы возникнуть атомы - следовательно, не могли бы возникнуть звёзды и планеты - следовательно, не могли бы возникнуть мы сами, задающие этот вопрос".
Такой ответ невозможно принимать всерьёз: если бы не было атомов - были бы другие микроскопические объекты; не было бы звёзд и планет - были бы другие виды небесных тел; не было бы человека - могли быть другие виды разумных существ.
То, что пространственных измерений может быть только три, должно следовать из предельно общих соображений.
Существует мнение, что развитие теоретической физики будет продолжаться бесконечно: на каждой новой ступени познания будет происходить качественное изменение представлений теоретической физики.
Но бесконечная последовательность качественных изменений в физике - это разновидность дурной бесконечности, последовательность переходов из одного познавательного тупика в другой.
Должен быть окончательный выход или окончательный тупик.
Окончательный выход - это открытие общего принципа, из которого автоматически следуют все физические закономерности; окончательный тупик – это открытие принципиальных ограничений на получение информации из опыта - например, вероятностный характер законов физики.
Причём в данном случае окончательный выход и окончательный тупик не исключают, а дополняют друг друга.
Что можно сказать об искомом общем принципе, из которого должен следовать вид законов физики?
Прежде всего, этот принцип должен быть простым (качественно проще самих законов физики).
Действительно, если бы этот принцип был сложным, то с познавательной точки зрения мы ничего бы не выиграли, поставив этот принцип над известными из опыта законами физики.
Естественно предположить, что простота законов физики и является искомым общим принципом: реальные законы физики - простейшие из возможных. (Естественно, в данном случае должно быть количественное определение понятия "простота".)
То есть, реальные законы физики проще любых воображаемых, виртуальных законов физики - проще любых законов физики, которые можно себе представить.
Это нисколько не противоречит сложности наблюдаемого материального мира: существуют игры с очень простыми правилами, в которых возможны очень сложные игровые ситуации.
Иногда сложность наблюдаемого материального мира объясняют так: законы физики просты, но начальные условия для вселенной (например, распределение энергии в пространстве в начальный момент времени) могут быть сколь угодно сложными.
Такое представление о начальных условиях - пример рассуждения от частного к общему: мы не можем узнать, ПОЧЕМУ начальные условия именно таковы и должны принять это без объяснений.
Если бы начальные условия действительно могли быть сколь угодно сложными и хаотичными - они могли быть и БЕСКОНЕЧНО сложными и хаотичными (например, не иметь производных ни в одной точке).
А бесконечно сложные и хаотичные начальные условия приводят к бесконечно сложным и хаотичным решениям в любой момент времени.
В таком случае относительная простота и упорядоченность наблюдаемого мира совершенно необъяснимы.
(Если бы начальные условия для вселенной не имели производных ни в одной точке, то законы физики в их нынешнем виде были бы вообще неприменимы к этим начальным условиям - ведь законы физики в нынешнем виде являются дифференциальными уравнениями.)
Поскольку начальные условия для вселенной определяют состояние вселенной в любой момент времени - начальные условия следует включить в число законов физики.
То есть, требование предельной простоты должно распространяться и на начальные условия.
Но если законы физики предельно просты и начальные условия для вселенной предельно просты - как объяснить относительную сложность наблюдаемой вселенной?
Видимо, единственны выход - предположить, что законы физики носят принципиально вероятностный характер. Таким образом, законы физики должны быть вероятностными и предельно простыми.
Тогда относительная сложность наблюдаемой вселенной - результат большого числа случайных отклонений от предельной простоты.
Иными словами, любая сложность случайна по природе.
Является ли это предположение (о вероятностном характере законов физики) отступлением от принципа простоты?
Видимо, нет.
Действительно, самым простым вариантом вселенной было бы полное отсутствие вселенной - то есть пустота.
Но этот вариант тривиален, поэтому не представляет интереса.
Мы ищем простейший из возможных нетривиальных вариантов - который неизбежно должен быть вероятностным (детерминированные законы физики были бы сложными либо привели бы к тривиальной вселенной).
Но каким образом простейший вероятностный процесс может дать нам информацию о физическом состоянии вселенной?
В качестве примера простейшего вероятностного процесса рассмотрим бесконечную последовательность типа последовательности подбрасываний монеты - с равной вероятностью выпадения "орла" и "решки".
Нет ничего странного в том, что вся информация о физическом состоянии вселенной может быть записана в двоичном коде - вместо нулей и единиц в нашем случае используются "орёл" и "решка".
Представим себе идеализированного наблюдателя, который воспринимает ТОЛЬКО такую двоичную случайную последовательность – то есть не воспринимает ничего кроме этой последовательности.
Вся вселенная такого наблюдателя - это конкретная случайная последовательность выпадения "орлов" и "решек".
Затем этот наблюдатель по определённым математическим правилам преобразует эту случайную последовательность в информацию о материальном мире с тремя пространственными и одной временной переменной.
Если это возможно сформулировать математически – значит, это возможно постулировать физически.
В принципе, ничто не мешает считать, что каждый из нас является именно таким наблюдателем – что вся наблюдаемая информация о материальной вселенной изначально получена нами в виде двоичной случайной последовательности, а затем по определённым математическим правилам преобразована в информацию о наблюдаемой материальной вселенной.
Это преобразование производится неосознанно – так что мы осознаём только конечный результат (материальный мир), но не осознаём исходную случайную последовательность.
(Например, преобразование электромагнитных волн в зрительные образы также производится неосознанно.)
Если наша идея верна, то наша бесконечная случайная последовательность может быть математически преобразована в наблюдаемую физическую картину вселенной.
Иными словами, вся совокупность физических процессов во вселенной может быть математически выведена из конкретной бесконечной случайной последовательности типа последовательности подбрасываний монеты.
То есть, наблюдаемая вселенная - это математическое описание (точнее, геометрическое изображение, иллюстрация) конкретной последовательности типа последовательности подбрасываний монеты.
Но как математически вывести физические закономерности из чисто случайного процесса (из процесса, в котором закономерностей нет)?
Рассмотрим нашу бесконечную последовательность "подбрасываний монеты".
Предположим, что некий конечный отрезок (подпоследовательность) этой последовательности повторяется несколько раз подряд.
Например, отрезок "орёл, решка, решка" повторяется три раза подряд: "орёл, решка, решка, орёл, решка, решка, орёл, решка, решка".
Учитывая, что наша последовательность бесконечна, по законам вероятности такое повторение рано или поздно произойдёт.
Ничто не мешает нам считать такое повторение закономерностью.
Эта закономерность локальна (относится не ко всей бесконечной последовательности, а только к её конечному отрезку).
Более того, эта закономерность имеет вероятностный характер.
Таким образом, можно говорить о случайно возникающих закономерностях (как бы парадоксально это ни звучало).
Тогда все физические процессы наблюдаемой вселенной математически выводятся из этих случайно возникающих закономерностей конкретной последовательности типа "подбрасывания монеты".
То есть, все физические процессы наблюдаемой вселенной (для конкретного наблюдателя) - это математическое описание случайно возникающих закономерностей исходной последовательности «подбрасываний монеты».
Иными словами, все физические закономерности наблюдаемого материального мира возникают как следствие того, что в исходной случайной двоичной последовательности ВЫДЕЛЯЕТСЯ КОНКРЕТНЫЙ ВИД «случайно возникающих закономерностей» (например, повторение отрезков последовательности – как в рассмотренном примере).
Поскольку повторение отрезков – это простейший вид «случайных закономерностей», совершенно естественно, что для описания выбран именно он.
То есть наблюдаемая материальная вселенная – это ПРОСТЕЙШАЯ геометрическая иллюстрация ПРОСТЕЙШЕГО вида «случайных закономерностей» ПРОСТЕЙШЕЙ случайной последовательности – иллюстрация, созданная по простейшим математическим правилам.
Слово «простейший» в данном случае следует понимать как простейший из возможных НЕТРИВИАЛЬНЫХ вариантов.
Естественно, понятие простоты нуждается в количественном определении, но в некоторых случаях простейший вариант интуитивно очевиден.
(Видимо, описание таких случайно возникающих закономерностей относится к алгоритмической теории информации.)
Всё это скорее фантазия, чем серьёзная физическая теория.
Но это наглядный пример того, что все физические процессы наблюдаемой вселенной в принципе возможно математически вывести из простейшего случайного процесса.
ДОПОЛНЕНИЕ 1
Позиция детерминистов звучит приблизительно так:
"В принципе мы можем знать всё обо всех наблюдаемых физических процессах с избыточной точностью.
Но вследствие неких СЛУЧАЙНЫХ причин (недостаточная точность эксперимента и тому подобное) эта возможность почти никогда не осуществляется на практике - на практике мы почти никогда не знаем всё о наблюдаемых физических процессах."
Таким образом, в рассуждениях детерминистов случайность играет не меньшую роль, чем в рассуждениях с точки зрения вероятностного подхода.
Более того, в рассуждениях детерминистов случайность выглядит особенно нелепо и раздражающе: наши блестящие возможности никогда не осуществляются из-за жалких случайностей.
Таким образом, даже исходя из опыта (рассуждая от частного к общему), естественно предположить, что ограниченность информации об окружающем мире носит принципиальный характер.
ДОПОЛНЕНИЕ 2
Современная физика описывает наблюдаемые физические процессы для всех возможных систем отсчёта (с точки зрения всех возможных наблюдателей).
Но каждый из нас как наблюдатель связан с одной единственной (своей) системой отсчёта.
Наблюдатель не способен мгновенно перенестись в другую систему отсчёта и узнать, что происходит в этой (другой) системе отсчёта.
Рассуждая о том, что происходит в других системах отсчёта, наблюдатель рассуждает о том, чего он не может узнать на практике.
Безусловно, наблюдатель принимает сигналы, исходящие от других наблюдателей (из других систем отсчёта).
Но эти сигналы, во-первых, запаздывают.
Во-вторых, они искажаются, отклоняются и ослабляются по пути от источника к приёмнику - то есть претерпевают изменения.
В-третьих, выделить сигналы, приходящие от другого наблюдателя, из всей совокупности принимаемых наблюдателем сигналов (из всей совокупности физических процессов) - совсем не простая задача.
Что означает само понятие "другая система отсчёта" ("другой наблюдатель") для данного наблюдателя в данной (своей) системе отсчёта?
Вопрос далеко не праздный и не элементарный.
Это понятие может оказаться достаточно сложным и неоднозначным.
Все физические процессы нужно рассматривать в первую очередь в одной системе отсчёта.
Только когда в этом рассмотрении достигнута ясность, нужно переходить к описанию этих процессов в других системах отсчёта.
В конце концов, рассматривать физические процессы в одной системе отсчёта проще и естественнее, чем во всех возможных системах отсчёта.