ГЛАВА I. ВВОДНАЯ. ДИАЛЕКТИКА И СИНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ЗАВИСИМОСТИ

Покорнейше

Препоручает себя

В дружеские руки

Прафеномен».

Веймар, начало лета 1821 года» (5, 397).

Растроганным признанием звучит письмо Гегеля Гете от 1825 г. «Мне хочется назвать себя вашим сыном, у вас почерпала душа моя силу противоборствовать абстракции, ваши творения были сигнальными огнями на моем пути» Цит. по: 24, 27).

Таким образом, призыв Гете, обращенный к Гегелю, не остался неуслышанным. В письме к Гегелю от 7 октября 1820 г. мы находим такие строки: «Продолжайте же принимать участие в моих способах рассматривать предметы природы, как поступали Вы доныне. Здесь речь идет не о мнении, каковое надлежит распространять, но о методе, каковой надлежит сообщать, чтобы каждый мог пользоваться им как орудием по своему разумению» (5, 384).

Поскольку метаморфоз определяет направленность изменений, ведущих к возникновению внутренне расчлененного целого, поскольку этапы метаморфоза — это этапы перехода слабоструктурированного однородного состояния в состояние отчетливо гештальтивированное, постольку процесс метаморфоза составляет объективный аналог восхождения мысли к интегрированному единству взаимодополняющих определений, к конкретному понятию. Этот метод восхождения от абстрактного к конкретному и был заимствован Гегелем у Гете. Путь восхождения — это траектория движения от первичного состояния, где «начальное есть наиболее абстрактное, потому что оно есть начальное и еще не двигалось вперед, а последний образ (Gestalt), возникший из этого поступательного движения, представляющего собой процесс развития определений, является наиболее конкретным образом (курсив наш.— Е. Р.») (7, 44). Становление конкретной целостности по мысли Гегеля начинается с чего-то абстрактного в смысле неразвитого, не претерпевшего перегештальтизации (Umgestaltung). Затем на смену негештальтивированному состоянию целостности приходит состояние гештальтивированное, когда система «творит из себя свою собственную предпосылку», когда она начинает воспроизводиться на ею же самой выработанной основе и оказывается способной к порождению «дочерних» систем, аналогичных по своей организации. В «Философии природы» на проблеме гештальтов и их образования Гегель останавливается дважды. (6, 209—230, 445—473). Для него в гештальтах

природы форма манифестирует себя сама и «не есть лишь обнаружение своеобразного отпора внешнему насилию». Такое «манифестирование» формы проходит три этапа. На первом этапе гештальт, еще не вступивший в движение опосредствования, не вступивший в сопряжение с внешними обстоятельствами, выступает как внутренняя безгештальтность (Gestalt als innere Gestaltlosigkeit). На втором этапе гештальт существует «как еще не осуществленный» (35, 255), это его «личиночная» стадия. На третьем этапе возникает реальный гештальт, осуществивший себя;

такова бабочка. Следовательно, процесс становления органических целостностей, по Гегелю, охватывает переход от безгештальтностй к еще не осуществленному гештальту и от неосуществленного гештальта к его зрелой, классически развитой форме.

Органическая целостность творит свое собственное разгеш-тальтивированное состояние как необходимую предпосылку перехода в развитую форму — такова глубокая мысль И. В. Гете, оплодотворившая историю диалектики в немецкой классической философии. Это открытие было по достоинству оценено современниками Гете — выдающимися мыслителями, прокладывавшими дорогу в наше время.

Не случайно в 1869 г. Т. Гексли открыл первый номер организованного им журнала «Nature» стихотворением И. В. Гете «Природа», ключевой к пониманию которого может служить строфа:

А1so bestimmt die Gestalt die

Lebensweise des Tiers.

Und die Weise zu leben sie wirlet

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В 1867 г. К. Маркс открыл закон поляризации простой формы стоимости. Простая форма стоимости выступает у К. Маркса как полярное отношение двух противоположных определений: определения относительной формы стоимости и определения эквивалентной формы (2).

Если относительная форма стоимости представляет собою натуральную форму предмета потребления, то эквивалентная форма представляет из себя средство обмена. В процессе обмена товар должен сбросить с себя первое определение и принять на

122

себя же второе определение. Но совлечение с товара одной и приобретение тем же самым товаром прямо противоположной характеристики есть процесс. Это процесс нарастания противоположности между первоначальным определением товара и его (определения) дальнейшим отрицанием. Маркс пишет следующее: «Выражение стоимости включает две разные формы стоимости: относительную форму стоимости и эквивалентную форму; обе формы являются формами меновой стоимости. Обе являются на самом деле лишь моментами, взаимно обусловленными определениями одного и того же относительного стоимостного выражения, но полярно распределенными на равноположенные товарные крайности» (курсив наш.—Е. Р.) (4, 21).

Итак, полярность есть экстремальное развертывание противоположности исходного определения, по сравнению с определением, приходящим ему на смену. В поляризованных крайностях характеристики с одного полюса отношения перераспределяются на другой полюс. Если на одном полюсе какого-то определения становится меньше, то на другом противоположного определения становится больше, разрыв между взаимно отрицающими друг друга определениями нарастает постепенно, отталкивание противоположности от самой себя заходит все дальше и дальше, и тогда взаимодополняющие друг друга крайности перестают быть полюсами одного и того же единства, или одного и того же отношения. Следовательно, взаимообусловленность поляризованных крайностей может быть целиком нарушена. Именно взаимоотталкивание поляризованных крайностей является мерой их единства.

Если какая-либо система существует за счет отношения полярности, опасность для ее будущего возникает тогда, когда разрыв между поляризованными крайностями приобретает недопустимо экстремальное выражение. Вот почему К. Маркс полярную противоположность определяет как «нераздельную взаимную связь и столь же постоянное взаимное исключение», как отношение взаимоотталкивания, которое «развивается и усиливается» (1, 160).

Открытия, сделанные в рамках синергетики, вдохнули новую жизнь в идеи нарастания взаимоотталкивания поляризующихся крайностей, в сам принцип поляризации. Именно синергетика доказала, что развивающиеся системы могут уменьшать свою энтропию за счет увеличения энтропии во внешней среде.

Но, в полном согласии с принципом поляризации, противодействовать разрушению система может лишь за счет сил самого разрушения. Противостоящая своей упорядоченностью внешней неупорядоченности система обязательно увеличивает со-

123

стояние хаоса и беспорядка в своем окружении. Накопление энтропии может превышать обратный процесс организации системы, либо, наоборот, процесс организации может превышать обратный процесс накопления энтропии. Только в последнем случае изменение системы будет происходить в направлении, прямо противоположном накоплению энтропии, т. е. в направлении отклонения от равновесия. Эту ситуацию, весьма неблагоприятную с точки зрения классической термодинамики, объясняет неравновесная термодинамика. Тем самым эволюция предстает перед нами как последовательность необратимых изменений, отвечающих критерию негэнтропийности. Развитие выступает как поиск форм, уменьшающих локальную энтропию.

В XX в. на уровне такой междисциплинарной науки как синергетика естествознание находит средства для ответа на вопросы, поставленные Г. Спенсером еще столетие назад: «В какой мере организация необходима для развития? После какого предела она замедляет развитие? Когда она останавливает его?» (3, 36).

Благодаря открытиям синергетики стало ясно, что организованность системы может быть повышена как за счет процессов самоорганизации, так и за счет внешних управляющих воздействий. При этом возникновение новых свойств и соотношений во множестве элементов системы представляет собою определенный эффект. Сам термин 5шег§е1а означает «совместное», или кооперативное действие. Кооперация действий предполагает сильные функциональные связи между всеми компонентами системы. При этом материалы, необходимые для строительства своей упорядоченности, самоорганизующаяся система извлекает из своего окружения. Чтобы выполнить предметно задаваемые функции в условиях меняющейся внешней среды, система необходимо преобразует свою структуру. Процесс организации системы охватывает цикл развития: от зарождения системы до перехода на качественно новый уровень или до момента зарождения новой системы и деградации старой. Но главный принцип самоорганизации — это противостояние разупорядочивающей стихии. Когда система переводит или переключает силы разрушения в силы созидания, из ее столкновения с разупорядочивающей стихией возникают вечно новые противоположности упорядоченности и неупорядоченности. Их жизнь подчиняется процессу, при котором нарастание одного параметра и убывание связанного с ним по противоположности другого параметра взаимно усиливают друг друга.

Так, благодаря открытиям синергетики, самоорганизация предстает как результат внутренней активности и самодвижения материи. Свойство самоорганизации манифестирует себя как потенциально присутствующее во всей материи, но актуализирую-

124

щееся лишь при определенных, условиях. Современная наука обосновывает отсутствие финального состояния в развитии материи. Гипертрофия вневременного рассмотрения готовых, сложившихся структур сменяется признанием их историчности. Организация выступает как системная упорядоченность, для понимания которой временной аспект оказывается решающим.

В XX в. исследование самоорганизующихся и саморазвивающихся систем стало главным предметом большинства фундаментальных дисциплин, междисциплинарных исследований, прикладных наук и инженерно-технических разработок. Результаты, добытые синергетикой, превратились в общенаучное достояние. С их успешным освоением связана и та гносеологическая ситуация, которую мы стремились проанализировать. Накопленный в естествознании фактический и теоретический материал позволяет выйти на ряд выводов, представляющих интерес для философской теории развития. Взаимодействие философской и естественнонаучной теории развития обоюдно.

1. К. Маркс, Ф. Энгельс

10. И. Пригожин

11. Гете

12. Гете

13. И. Пригожин

14. А. А. Ухтомский «Доминанта как фактор поведения»

15. И. Кант «Критика способности суждения»

16. И. Пригожин

18. Ф. В. И. Шеллинг

29. Гете

33. Гете

ГЛАВА I. ВВОДНАЯ. ДИАЛЕКТИКА И СИНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ЗАВИСИМОСТИ

Удивительные трансформации произошли с некоторыми ключевыми понятиями физики на наших глазах. Еще 10—15 лет тому назад считалось, что физика изучает в основном линейные процессы и явления. Соответственно понятие «линейности» рассматривалось как фундаментальное понятие современной физики. Нелинейность выступала как особенность, появляющаяся лишь при экзотических, крайне редких условиях. Сам термин «нелинейность» указывал на ее производный, вторичный характер, по сравнению с первичным определением физических процессов — их линейностью. Но в современной физической картине мира противопоставление «линейности» и «нелинейности» производится по прямо противоположному основанию. В этой картине мир предстает как совокупность нелинейных процессов и систем, а линейные характеристики — как только одна из возможностей, присущая бесконечному многообразию состояний Вселенной. Такая же история приключилась с понятиями, однопорядковыми с понятием «линейность», к каковым относятся понятия «равновесности», «обратимости», «симметрии» и др.

В классической физике концепции линейности и механически понятой причинности тесно переплетались между собою. Причинность выступает как однозначное соответствие: одна причина имеет не более чем одно следствие. Следствия соразмерны причинам. При переходе от причины к следствию порядок симметрии не понижается. Еще в 1894 г. Пьер Кюри писал: «Когда определенные причины вызывают определенные следствия, то элементы симметрии причин должны проявиться в вызванных ими следствиях. Когда в каких-либо явлениях обнаруживается определенная диссимметрия, то эта же диссимметрия должна проявиться и в причинах, их породивших» (20, 393—427)*.

Решающее значение для понимания причинности имел принцип суперпозиции, согласно которому наблюдается прямая (или обратная) пропорциональность изменения следствия вызываю-

* Здесь и далее указанная в скобках первая цифра обозначает порядковый номер произведения в списке литературы, вторая цифра — страницу.

щей его причине. На основе принципа суперпозиции свойства ансамбля частиц в так называемой «закрытой» системе могут быть предсказаны, если известны свойства отдельной частицы. Иначе говоря, свойства системы полностью определяются индивидуальными свойствами ее элементов, на которые поэтому и должно быть обращено основное внимание. Чем ближе до уровня отдельных элементов доведено разложение системы, тем полнее наше знание о ней. Следовательно, принцип суперпозиции обосновывал редукционистское видение мира, парадигму «сведения» сложного к простому с целью «окончательного» объяснения какой бы то ни было сложности простыми и годными на все случаи жизни законами физики. Широкое распространение фетишистских представлений такого толка позволило Р. Фейнману сравнительно недавно воскликнуть: «Я готов биться об заклад, что принцип суперпозиции будет стоять в веках». Наконец, линейные зависимости обосновывают полную обратимость физических процессов, описываемых соответствующими математическими моделями. Согласно такому пониманию, физический процесс можно обернуть вспять и вернуться точно к начальному состоянию со всеми его свойствами. Вот, собственно, основные пункты программы исследовательской деятельности, которые диктуются, как теперь выражаются физики, «идеологией» изучения линейных процессов.

Но если линейность представляет собою лишь частный случай нелинейности, то экстраполяция классических методов и понятий (работающих применительно к простым системам и познавательным ситуациям) на область познания сложных и высокоорганизованных систем становится явно необоснованным занятием. Не случайно, видимо, такой проницательный ученый, как академик Л. И. Мандельштам прямо заявлял, что искусственная линеаризация «большей частью ничему не научила, а иногда бывала и прямо вредной». Только постепенно современная физика осознает тот факт, что мы живем в мире, далеком от равновесия, для которого неприменимо математическое описание с помощью линейных уравнений.

Линейность означала схожесть части и целого. Но в отличие от простейших механизмов, изготовленных рукой человека, организм в истории философской и естественнонаучной мысли всегда мыслился как некая единица, реагирующая целиком, как интегральное целое. Применительно к изучению живых существ формировались представления, несовместимые с идеей чисто пассивного и пропорционального реагирования на внешние воздействия. С точки зрения восточной мудрости, каждое существо, каждый цветок, камень — суть элементы космической гармонии. В древней китайской книге «И цзин» («Книга перемен») говорится, что неосторожное вмешательство в процесс даже второстепенной

важности может привести к необратимым изменениям в мире. Ничтожно малое воздействие может приводить к значительным последствиям. Можно сказать, что в отношениях с природой западная культура была ориентирована на Гефеста, работающего молотом, в то время, как ориентиром восточной культуры был врачеватель, избирающий тактику иглоукалывания против порчи человеческого тела.

Как известно, современная наука обратилась к идеям, близким по духу к восточной мудрости, поскольку стало очевидно, что все в природе связано в тугой узел, гораздо более тугой и сложный, чем это явствовало из картины мира, нарисованной классической физикой. Уже наш личный опыт может засвидетельствовать, что различные организмы, их популяции, а также экологические системы в целом подчас оказываются неустойчивыми к самым незначительным изменениям среды обитания. Напрашивается вывод о том, что бессмысленно тратить энергию и время, пытаясь насильно изменить сложные системы. Надо знать, как они функционируют, и с минимальными усилиями возбуждать то, что им адекватно. Поэтому в современной науке прокладывает себе дорогу новая концепция причинности. У неравновесной системы есть варианты поведения. Вот. Почему нельзя определенно и однозначно предсказать ни конечное сочетание живой системы с ее окружением, ни путь к нему. Мир предсказуем лишь ограниченно. Сами законы природы могут модифицироваться и приобретать качественно новую форму выражения.

Фундаментальной физической теорией, прорвавшей узкий горизонт линейных представлений, стала неклассическая термодинамика, оплодотворенная «автоколебательной идеологией». Термодинамика — наука о закономерностях превращения энергии. Классическая термодинамика приводит к понятию равновесной структуры, примером которой может служить любой кристалл. В соответствии с линейными представлениями считалось, что никакого преимущественного направления движения в мире нет: все усредняется, все симметрично. В противоположность таким взглядам классическая термодинамика обосновывала асимметричность течения физических процессов. Согласно второму началу термодинамики при любом необратимом процессе энтропия (мера неупорядоченности системы) возрастает. Сдержать рост энтропии могут только обратимые процессы. Скажем, при остановке автомобиля энергия движения автомобиля (энергия одной степени свободы) распределится по многим степеням свободы, нагревая колеса, окружающую среду и т. п. Второе начало термодинамики говорит о постоянном разрушении порядка, выравнивании различий, о непрерывном росте энтропии. Стремление закрытой системы к термодинамическому равновесию — это стремление

к наиболее высокой степени неупорядоченности. Но если буйство хаоса постоянно разрушает устойчивость, ограниченную одной или несколькими степенями свободы, то первоначальным должно быть именно упорядоченное состояние системы, иначе нечему будет разрушаться, и приходить к усреднению. Тогда необходимо встает вопрос: а откуда взялся изначальный порядок, который непрерывно поглощает все возрастающая энтропия? В случае с автомобилем все ясно, а как быть с картиной Вселенной? Некритичное использование идеализации, присущих классической термодинамике, привело к появлению многочисленных энтропийных теорий и в космологии, и в биологии, и в других отраслях естествознания. Но все они, рано или поздно, вступили в противоречие с успехами развития самой науки. В соответствии с энтропийными взглядами Вселенная когда-то должна была дальше отстоять от хаоса, к которому теперь непрерывно приближается. Но такого смещения Вселенной к состоянию равновесия реально не наблюдается. Согласно гипотезе Большого Взрыва, вначале Вселенная находилась в сингулярном состоянии, при котором плотность вещества равна бесконечности. Исходное сингулярное состояние представляется однородным и изотропным, недифференцированным по сложности или степени организованности. На эту его характеристику указывает наблюдаемое реликтовое излучение, которое равномерно заполняет всю Метагалактику. Но, допустив сингулярность, мы вынуждены рассматривать эволюцию Вселенной, образование звезд и галактик, как процесс образования структур из начального состояния однородно распределенного вещества. Именно из этого состояния происходит образование дифференцированных по сложности форм материи — излучений, элементарных частиц, атомных ядер, атомов. Следовательно, картина мира, рисуемая современной физикой, прямо противоречит выводам классической термодинамики. Выход из противоречия между теориями в рамках самой физики был найден за счет преобразования классической термодинамики в неклассическую. Если классическая теория утверждает, что термодинамическая необратимость макроскопических процессов порождает хаос и только хаос, то заново разработанная теория признает возможность создания не только хаоса, но и порядка. Для неклассической термодинамики (так же, как для старой ее теории) процессы в природе необратимы, и точно к начальному состоянию вернуться нельзя. Это означает, что термодинамические процессы носят существенно нелинейный характер, но поступательное движение, сопровождаемое рассеянием энергии, возможно.

Неравновесность и нелинейность являются необходимым условием и источником возникновения из однородной среды упорядоченных структур. Скажем, солнце и планеты необходимо рассматривать как целостную существенно неравновесную нелинейную систему. Солнечная активность дает толчок к развитию неустойчивости в земной атмосфере и на самой Земле.

По современным представлениям, всякое изменение может происходить не просто в разных, а в прямо противоположных направлениях. Энтропия системы также может не только возрастать, но и уменьшаться. Например, если прирост энтропии внутри системы равен ее оттоку, возникает подвижное равновесие, и структура системы сохраняется. Изменения, идущие в прямо противоположных направлениях, взаимодействуют между собой и дают поразительные результаты, совершенно необъяснимые с позиций классической термодинамики. Независимо от природы материального субстрата, его упорядоченность возрастает в результате когерентного (связного) взаимодействия процессов, идущих в прямо противоположных направлениях. «В существенно неравновесных условиях возникает взаимодействие, казалось бы, никак не связанных между собой явлений, проявляются связи, казавшиеся ранее абсурдными» (17, 63).

Понятие когерентности первоначально было введено для описания явлений интерференции и дифракции в волновых процессах. Общий признак колебательных явлений — их многократная повторяемость через определенные промежутки времени. Именно с когерентностью связана направленность излучения. На этом эффекте основана работа лазеров. Те же зависимости прослеживаются применительно к фазовым переходам вещества. Фазовый переход представляет собою процесс возникновения и изменения упорядоченности в замкнутых, изолированных системах, состоящих из конечного числа однородных элементов. С фазовыми переходами связаны явления сверхтекучести, сверхпроводимости, сверхизлучения, сверхрассеяния. В настоящее время доказано, что применительно к коллективным состояниям многочастичных систем понятие отдельной частицы теряет смысл. Когерентность приводит к делокализации частиц. На базе когерентности складывается такое коллективное состояние, когда молекула находится не на одном каком-либо энергетическом уровне, а на всех сразу (с определенными вероятностями для каждого). Такой коллективный, кооперативный характер носят явления сверхпроводимости и сверхтекучести.

Именно фазовые переходы послужили специальной областью исследований для Г. Хакена и физиков штутгарской школы. Новое направление исследований было названо Г. Хакеном «синергетикой» («синергетикос» — др. греч.— согласованно дей-

ствующий). Перед новой междисциплинарной областью знаний ее создатель поставил задачу обнаружить процессы самоорганизации в гораздо более простых системах, чем растения и животные, т. е. в химических и физических системах неживого мира. «Вопрос о том, существуют ли общие принципы, управляющие возникновением самоорганизующихся структур и (или) функций — основной вопрос синергетики» — так определил специфику соответствующих исследований ее крестный отец (16, 16).

Иначе говоря, синергетика рассматривает материальный мир как множество локализованных процессов различной сложности и ставит задачу отыскать единую основу организации мира, как для простейших, так и для сложных его структур. Именно синергетика сформулировала естественнонаучные принципы, отражающие образование новых материальных форм и структурных уровней в процессе развития Вселенной.

С точки зрения синергетики, природа уже не представляется косной стихией, которую требуется лишь «обуздать». В рамках синергетической концепции необратимость и время выступают как творческие стихии. По представлениям Г. Хакена, можно говорить о структурном изоморфизме процессов самоорганизации, изучаемых в естественных науках. Так, уравнения, описывающие простую экологическую систему (типа «хищник» — «жертва») совпадают с уравнениями, применяемыми в динамической метеорологии.

По характеристике видного советского ученого М. В. Волькенштейна, синергетика — «это новое мировоззрение, отличное от ньютонианского классицизма». Действительно, синергетика имеет дело только с неклассическими процессами и явлениями в физике.

Следует согласиться с С. П. Курдюмовым и Г. Г. Малинецким в том пункте, что взгляды, вырабатываемые современной наукой при решении многих задач, зачастую оказываются созвучными размышлениям философов, живших много веков назад.

Конспектируя книгу Л. Фейербаха «Изложение, анализ и критика философии Лейбница», В. И. Ленин выделяет в ней главное — признание Г. Лейбницем активности протяженной субстанции: «...Телесная субстанция для Лейбница уже не только протяженная, мертвая, извне приводимая в движение масса, как у Декарта, а в качестве субстанции имеет в себе деятельную силу, не знающий покоя принцип деятельности... Не мертвые атомы, а живые, подвижные, весь мир, отражающие в себе... вот «последние элементы» (2, 68).

По мнению ряда авторов, у Лейбница содержится основная идея понятия когерентности — несиловое взаимодействие, синхронизация. Так С. П. Курдюмов и Г. Г. Малинецкий интерпре-

тируют лейбницевскую идею отражения одной монады в другой. В процессе взаимоотражения происходит согласование, синхронизация монад. Кооперативные, когерентные состояния представляют наиболее высокоорганизованную форму неживой материи — таково последнее слово науки, которое лишь подтверждает старую философскую идею-догадку, высказанную Гегелем (9, 62—63). По словам академика Н. Н. Моисеева, в отношениях с природой мы вновь и вновь убеждаемся, что формальные методы могут дать очень немного. В отношениях человека с природой решающее слово всегда остается за мировоззренческими, этическими, политическими и другими соображениями; за культурой — во всей широте этого понятия.

Одновременно с синергетикой развивалась неравновесная термодинамика, устанавливающая для себя основы, общие с теорией эволюции. Это направление было разработано в трудах И. Пригожина и физико-химиков брюссельской школы. Главный вывод, к которому пришел И. Пригожий и его сотрудники, гласит: «Без неравновесности и связанных с ней необратимых процессов Вселенная имела бы совершенно иную структуру. Материя нигде не встречалась бы в заметных количествах. Повсюду наблюдались бы флуктации, приводящие к локальным избыткам то материи, то антиматерии» (13, 296).

В чем же различие между равновесной и неравновесной термодинамиками? Система вблизи равновесия однозначно реагирует на не слишком сильное возмущение, возвращаясь в состояние равновесия. Иначе говоря, в системе, способной к устойчивому равновесию, внешнее воздействие и реакция на него со стороны системы сохраняют один и тот же порядок симметрии. Между тем для неравновесных систем характерны сильные реакции на исчезающе слабые воздействия.

Флуктуации (временные отклонения от состояния равновесия) в равновесной системе гасятся сами по себе. Однако под внешним воздействием в системе происходит нарастание внутренних флуктуации, погасить которые она уже не в силах. Флуктуации, которые еще недавно затухали сами по себе, начинают нарастать и тем самым выводят систему из состояния устойчивости, равновесия.

Развитие упорядоченности связано с углублением неравновесности. В системе, обладающей бесконечным числом степеней свободы, находится одна или несколько таких, изменение которых подчиняет себе изменение остальных. Тем самым энергию многих степеней свободы оказывается возможным сконцентрировать на одной степени свободы. Возникают так называемые диссипативные структуры, в том смысле этого понятия, которое ему придал И. Пригожий. Диссипативные структуры — новый тип динамиче-

ского состояния материи, математически описанный бельгийскими физико-химиками.

Таков «бенар». В классической термодинамике тепловой поток считался источником потерь, источником диссипации энергии. В ячейке Бенара тепловой поток становится источником порядка. Когда жидкость нагревается со стороны нижней поверхности и охлаждается со стороны верхней, если разность температур становится большой, возникает неустойчивость Бенара, и жидкость обнаруживает структуру, напоминающую пчелиные соты. В центре каждой ячейки — восходящие струи жидкости, а на границах — нисходящие. Для классической термодинамики появление «бенаров» необъяснимо: в соответствии со статистической интерпретацией второго начала такое событие слишком маловероятно. Следовательно, за какой-то границей, когда количественные изменения скачком переходят в изменения качественные, классическая термодинамика оказывается бессильна объяснить поведение систем.

В той области, где термодинамическая ветвь теряет устойчивость, флуктуации усиливаются и приводят к макроскопическому порядку, который стабилизируется за счет обмена энергией со внешней средой,— так представил этот процесс И. Пригожий.

В открытой системе прирост энтропии можно погасить лишь одним способом: изменениями, идущими в обратном направлении. Выведение энтропии из неравновесной системы связано с диссипацией (рассеянием энергии), причем энергетические потери на диссипацию должны компенсироваться извне. Приток энергии к системе обеспечивает ее отклонение от равновесия, вместе с тем он может быть недостаточным, чтобы целиком погасить рост классической энтропии. Тогда ее рост лишь замедляется,

Система, находящаяся вдали от состояния термодинамического равновесия, особенно чутка к воздействиям, согласованным с ее внутренними свойствами. В таких условиях ничтожно малое воздействие может приводить к значительным последствиям. Если диссипативная структура представляет собой излучение, то система сама выбирает «из шума» характерную для себя длину волны, усиливает ее, делает устойчивой. За счет резонансного возбуждения формируется какая-то одна быстро развивающаяся структура. Система удаляется от термодинамического равновесия все дальше и с возрастающей скоростью. Влияние резонансного возбуждения сказывается достаточно долго, и система ведет себя не так, как это было бы во всех других случаях. По той же причине для сильно неравновесной системы невозможны исчерпывающие измерения, полностью определяющие ее состояние.

В нарастании упорядоченности проявляется альтернативность. Неравновесность допускает переход однородного недиф-

ференцированного состояния не в одно, а в несколько возможных упорядоченных состояний. Параметры порядка могут конкурировать или сосуществовать, стабилизируя друг друга. Там, где неравновесие слабое, реализуется только одно устойчивое состояние. Вдали от точки равновесия повышается вероятность бифуркации, т. е. раздвоения эволюционного пути системы. В некоторый момент флуктуации толкнут систему к одному пути, в следующий — к другому. Таким образом, последовательности бифуркаций могут разворачиваться по разным сценариям. Но какое именно возмущение осуществит переброску системы в одно из устойчивых состояний — эту проблему каждый раз приходится решать заново (13, 216—221).

Итак, синергетика (в широком смысле она включает в себя неравновесную термодинамику) открыла новый феномен (интеграцию неустойчивости в систему) и новый класс причинных отношений, когда хаотично организованная среда и (или) хаотично организованная система, отвечающая параметрам линейности, сама себе противопоставляет нелинейную упорядоченность, организованную в пространстве и во времени. Тем самым равновесность выступает источником неравновесности: система с равновесными характеристиками выступает как производящее, а система с неравновесными характеристиками как производимое. Как мы уже знаем, для инициации такого хода процесса необходим внешний импульс: непрерывное поддержание состояния неравновесности за счет поступления в систему энергии извне. Назначение внешнего импульса — развязать цепную реакцию преобразований макроскопического поведения одного качества в макроскопическое поведение прямо противоположного качества, обеспечить последовательность самонастраивающихся изменений, которые начинают поддерживать, подстегивать самих себя. Отношение между дочерней системой и ее «родительницей» складывается как отношение противоположения. Такое противоположение представляет собою особый вид причинности, когда следствие противостоит породившей его причине как упорядоченное бытие неупорядоченному бытию. Специфика соответствующей формы причинности заключается в особом характере отношений между производящей системой и системой, ею произведенной. Синергетика выделяет именно тот класс структурообразующих отношений, где переход от причины к следствию выступает как переход в противоположность. Рождение новой системы выступает как возникновение нелинейности из линейности, необратимости из обратимости, неравновесности из равновесности. Противоположность — вот главное определение, отличающее макроскопическое поведение одной системы сравнительно с макроскопическим поведением другой, возникающей из первой. Но

там, где имеет место переход в противоположность, причинность подчиняется своим особым законам. Изменение в одном направлении как-то уравновешивается изменением в прямо противоположном направлении. Резкое уменьшение порядка симметрии на одной стороне причинного отношения оказывается связанным с увеличением порядка симметрии на другой его стороне. Ограничение степеней свободы в дочерней системе порождает соответствующее возрастание степеней свободы в «материнской» системе, и, наоборот, повышение уровня степеней свободы в одном месте влечет за собою столь же закономерное понижение уровня степеней свободы в другом. «Упорядоченность возникающей структуры обусловлена тем, что где-либо в другом месте порождается еще большая неупорядоченность» (19, 198). Иначе говоря, любое преобразование происходит за счет своей собственной противоположности: ограничение вызывает возрастание, возрастание — ограничение; макроскопическое поведение с меньшим числом степеней свободы сменяется макроскопическим поведением с большим числом степеней свободы. Отношение причины и следствия выступает как отношение поляризующихся крайностей.

В чем же специфика и суть отношения поляризации? Отношение причинения получает два полюса выражения. Одно из противоречивых определений (линейность—нелинейность, равновесность—неравновесность) принадлежит преимущественно одному полюсу, в то время как другое — прямо противоположному. Следовательно, противоречивое содержание неравномерно выражено на разных полюсах одного и того же причинного отношения. Между системой производящей и системой производимой складывается нераздельная взаимная связь (без одного нет другого) и столь же постоянное взаимное исключение. Если производящее принимает на себя одно определение, то производимое принимает на себя прямо противоположное определение (и наоборот). Определения исходной формы и производной от нее полярно распределяются на разных концах отношения причинения (отношения противополагания), причем само распределение взаимоотрицающих друг друга противоположностей подвижно. Распределение взаимоисключающих друг друга определений есть процесс поляризации, при котором нарастание одного параметра и убывание связанного с ним по противоположности другого параметра взаимно усиливают друг друга. Поляризованные крайности внутренне обусловливают друг друга, а внешне «удаляются» друг от друга. В расходящихся из одной и той же точки (фазового перехода или бифуркации) измерениях упорядоченности—неупорядоченности одно из определений переходит в свою собственную противоположность. Будучи поляризованными, расходящимися в

противоположных направлениях, стороны (формы) причинного отношения выступают как самостоятельные одна по отношению к другой: их поляризованность маскирует их внутреннюю связь. Ведь в акте причинения образователь отношения не может находиться в одном состоянии без того, чтобы сообразователь того же акта не находился в прямо противоположном состоянии. Лишь во взаимном дополнении друг к другу оба полюса причинного отношения выражают общее противоречивое содержание, причем таким образом, что взаимоисключающие характеристики всегда распределяются между разными материальными носителями. Макроскопическое поведение линейной системы всегда не совпадает с макроскопическим поведением нелинейной системы, и наоборот. Поскольку поведение одной системы принципиально несовместимо с поведением производной от нее формы, в отношении противополагания один полюс становится формой проявления своей собственной противоположности.

Там, где есть локальное чередование определений упорядоченности—неупорядоченности, возникает замкнутая, циклическая структура противоположения. Такова реакция Белоусова— Жаботинского (Се³⁺^«С⁴⁺ ), характеризующая упорядоченность окислительно-восстановительных процессов. Структуры Белоусова—Жаботинского не переносят «голода». Упорядоченное состояние возникает тогда, когда химические реагенты непрерывно подводятся к реактору, а продукты реакции постоянно удаляются из реактора, при этом продукты, образующиеся во взаимносвязанных реакциях, влияют на производство друг друга. Иначе говоря, реакция, открытая Б. П. Белоусовым, является взаимокаталитической. Сходным будет течение процесса при автокатализе, когда продукты каталитически ускоряют саму реакцию и скорость ее растет с ростом концентрации произведенных продуктов.

Так же, как бенары, структуры Белоусова—Жаботинского возникают из одних и тех же однородных элементов. Способность к самоорганизации у такого рода структур весьма относительна. Самоорганизация связана со спонтанным нарушением симметрии в неустойчивом однородном состоянии. Однако по мере углубления полярности, полярная противоположность обусловливающего и обусловленного развивается и усиливается. Как мы уже смогли убедиться, первый этап развития полярности заключается в противопоставлении исходному (равновесному) состоянию неравновесной упорядоченности. Затем первый этап поляризации сменяется вторым этапом поляризации, когда отношение противополагания претерпевает инверсию, и вновь возникшая упорядоченность противопоставляет самой себе неупорядоченность, ею же самой производимую. Иначе сказать, порядок становится

источником беспорядка. Беспорядок выступает как свое иное порядка. Производство энтропии становится необходимым продуктом процесса самоорганизации. Если в системе, находящейся в стационарном, достаточно близком к равновесию состоянии, производство энтропии минимально, то по мере удаления от состояния равновесия производство энтропии увеличивается. При этом изменение энтропии целиком обусловлено внутренними свойствами системы. Противоположение между упорядоченностью и неупорядоченностью складывается, в основном на границе системы с ее окружением. Это — противоположение, направленное вовне системы. Упорядоченность, обращенная против неупорядоченности,— таков второй сценарий противоположения.

В результате инверсии противоположения самоорганизация приобретает самодостаточное бытие, наделяется способностью к самодостраиванию и редупликации. Так возникает более высокая форма самоорганизации материи. Наконец, упорядоченность может и должна быть обращена против неупорядоченности не только вовне системы, но и внутри самой самоорганизующейся системы. При этом возрастание упорядоченности на макроскопическом уровне оказывается связанным с увеличением неупорядоченности на микроскопическом уровне. Противоположность упорядоченного бытия бытию неупорядоченному на следующий этап реализации возвышается там, где возникает жизнь. Резко оттолкнуться от уровня неупорядоченности в среде и в самом организме — вот принцип существования жизни.

Какими средствами достигается этот результат? Если внешнее воздействие вызывает неупорядоченность внутри живой системы, то реакция на внешнее воздействие принимает на себя прямо противоположное определение. Организм сопротивляется производству энтропии внутри системы, сопротивляется утрате упорядоченности. Это сопротивление достигается работой, которую совершает организм, преобразуя энергию, поступающую в него извне, из неупорядоченного в упорядоченное состояние. Жизнеспособность и жизнестойкость системы организма как раз и определяется мерой совершаемой им работы по преобразованию одной полярности в другую. Еще в 1927 г. в работе «Доминанта как фактор поведения» А. А. Ухтомский подчеркивал: «В условиях нормального взаимоотношения со своей средой организм связан с нею интимнейшим образом, чем больше он работает, тем больше он тащит на себя энергии из среды, забирает и вовлекает ее в свои процессы» (14, 306).

Дальнейшее развитие в советской биологии эта идея получила в работах Э. С. Бауэра. В главном своем труде Э. С. Бауэр писал: «Только живые системы никогда не бывают в равновесии и исполняют за счет своей свободной энергии постоянно работу

против равновесия, требуемого законами физики и химии при существующих внешних условиях... Мы обозначим этот принцип как «принцип устойчивого неравновесия» живых систем (6, 43— 44). И далее: «Структуры живых систем не являются равновесными... следовательно, для сохранения их, т. е. условий системы, необходимо постоянно возобновлять, т. е. постоянно затрачивать работу» (6, 55).

Под знаком достижений равновесной термодинамики в зарубежной биологии развития получили распространение энтропийные теории, согласно которым индивидуальное развитие организма мыслилось как процесс, неуклонно движущийся под гору. Процесс онтогенеза отождествлялся с движением шарика по желобу с некоторой высоты или с процессом раскручивания пружины в часах. Так, в теориях истощения (АЬпи1гип§81Неогу) речь шла о постепенном исчерпании некоего исходного потенциала или некоей жизненной субстанции, что обрекало живые организмы на гибель, неуклонно приближающуюся вместе с завершением их жизненного цикла. В противовес подобного рода представлениям советский ученый Н. А. Бернштейн создавал физиологию активности, центральным пунктом которой служила идея об определяющей роли в развитии живых систем их противостояния окружающей среде. Наконец, в наши дни И. А. Аршавский обосновывает вывод, согласно которому уже на клеточном уровне организации живого вещества совершается работа по преобразованию энтропийных процессов в негэнтропийные. Работа против нарастания энтропии связана с процессом метаболизма, никогда не прерывающимся в живых клетках. Метаболизм представляет собою совокупность химических реакций, протекающих в живых клетках и обеспечивающих организм веществами и энергией для его жизнедеятельности, роста, размножения. Круговорот обмена веществ складывается из двух противоположных фраз: анаболический и катаболический. В катаболической фазе (Ка1аЬо1е — греч.— сбрасывание, разрушение) происходит расщепление сложных молекул до простых компонентов, в анаболической, напротив, синтез сложных молекул из более простых. Специфика живого заключается в том, что часть энергии, освобождающейся при производстве энтропии внутри системы (в катаболической фазе метаболического цикла), затрачивается на создание негэнтропии внутри нее самой. По представлениям И. А. Аршавского, за счет «расширенного» катаболизма в анаболической фазе происходит избыточное восстановление исходной упорядоченности, которое переводит живую систему на новый уровень организации, «дополнительно обогащая ее новыми цитоплазматическими структурами и энергетическими резервами» (4, 100; 5). На этой основе И. А. Аршавский формулирует «принцип избыточной

негэнтропийной окупаемости» физиологической активности индивидуального организма. Избыточный характер анаболизма проявляется не в накоплении массы, а в избыточном образовании свободной энергии, обеспечивающей повышение работоспособности развивающегося организма. Если катаболическая фаза направляет систему к состоянию равновесия, то анаболическая фаза выводит ее из состояния равновесия, развивает противоположность системы равновесной неупорядоченности. Тем самым находят свое физиологическое подтверждение математические представления И. Пригожина, в соответствии с которыми живая система может развиваться, лишь все более и более увеличивая свою неравновесность за счет дополнительных источников энергии (10; 11). Вместе с тем следует подчеркнуть, что качественное отличие живого организма от диссипативных структур, описанных И. Пригожиным в системе нелинейных уравнений, заключается в том, что энергию, необходимую для развития противоположности неравновесного состояния равновесному организм черпает не столько из внешнего окружения, сколько создает эндогенно, в себе самом (в катаболической фазе метаболического цикла). Высшая степень напряжения в нарастании противоположности между неравновесностью и равновесностью достигается не в отношениях живой системы с ее окружением, а в отношениях организма с самим собой. Энергия, поступающая в организм из внешней среды, для работы, направленной против нарастания энтропии, по существу не годится.

Напряжение внешнего противоречия (с неупорядоченностью в окружении системы) нужно перевести в напряжение внутреннего противоречия для того, чтобы противоположность неравновесного состояния равновесному «заработала» в полной мере, т. е. обеспечила синергетический эффект самого высокого порядка, из известных в природе. Инверсию внешнего отношения во внутреннее и осуществляют живые существа в соответствии с принципом «избыточной негэнтропийной окупаемости». Поскольку противоположность неравновесности равновесному бытию системы развивается на новой (эндогенной) основе, производство энтропии в живой системе выражается не столько в образовании тепла (в диссипации), сколько в избыточно обратимой деструкции клеточных структур, ответственных за соответствующую функцию. «Данные наших исследований позволили прийти к заключению, что структурная энергия (в смысле Э. Бауэра.— Э. Р.), как источник свободной энергии, проявляется в образовании той особой геометрии клеточного пространства, обратимая деструктуризация которого, сочетается с обратимой деполяризацией, и обеспечивает выполнение той или иной функции, какая присуща соответствующей клетке» (5, 99).

За счет эндогенного источника противостояния нарастанию энтропии, за счет эндогенного источника борьбы против соскальзывания к равновесному состоянию живой организм обеспечивает себе достижение половозрелого состояния и реализацию своей видовой миссии. «Causa finalis в индивидуальном развитии каждого живого организма... представлена в нем самом в виде сопряженного взаимодействия двух противоположных тенденций — энтропийной и негэнтропийной. В системе живого как бы изначально заложено раздвоение единого на две взаимоисключающие, или несовместимые (альтернативные) противоположности, взаимодействие между которыми и определяет процесс развития» (5, 103). В живой клетке катаболическая «фаза» как бы сама «не просто предусматривает, а создает несовместимую с ней противоположность, без которой не была бы воссоздана система» (5, 103). Поскольку эндогенный источник противостояния энтропии свойственен биологической особи, заложен в ее внутреннем устройстве, то по выражению И. А. Аршавского, Causa finalis не существует для филогенетической эволюции: «Именно сам организм является субъектом, или демиургом эволюции и лишь вторично он становится объектом отбора» (5, 103).

Итак, специфика живого заключается в том, что источником противостояния окружающей среде является сам организм. Чтобы такой сценарий взаимного исключения противоположностей оказался возможным, внешнее противостояние противоположностей, внешнее противостояние между упорядоченностью и неупорядоченностью инвертирует, оборачивается в их внутреннее противостояние. Внешнее противостояние находит свое продолжение во внутреннем противостоянии, а внутреннее расхождение упорядоченности и неупорядоченности в прямо противоположных направлениях опосредуется выходом вовне, т. е. находит свое выражение в противостоянии внешней неупорядоченности. Структура противоположения порядка беспорядку замыкается на самой себе и противопоставляет себя всему остальному миру. Нарастание упорядоченности внутри системы складывается за счет удаления от состояния равновесности: строя свою организацию, удаляясь от равновесности в себе самом, живое существо тем самым удаляет себя от равновесности, господствующей в его ближайшем окружении. Полярное распределение упорядоченности — неупорядоченности внутри организма опосредовано их внешним противостоянием. Ведь возобновление и поддержание неравновесности внутри системы обусловлено доступом к внешнему источнику энергии, подпитывается последним. Обращенность упорядоченности против внешней неупорядоченности — необходимое условие поляризации соответствующих крайностей внутри системы.

В структуре противоположения, обращенной на самое себя, внутреннее опосредствовано внешним. Полярность, действующая изнутри вовне, и полярность, направленная извне вовнутрь, взаимно дополняют друг друга. За счет инверсии полярности, направленной вовнутрь, в полярность, направленную вовне, противоречие между полюсами равновесности—неравновесности обостряется, но именно сопряжение противоположностей в нераздельное единство дает пародоксальный эффект: крайне напряженная динамика состояний равновесия и неравновесия обеспечивает метастабильность системы, взятой в ее целом. Нарастание противопоставленности более низкому уровню организации в самой системе приводит к возрастанию устойчивости, по мере удаления от состояния равновесия.

Итак, мы рассмотрели разные сценарии противостояния порядка беспорядку: а) полярность, направленная вовнутрь — первый сценарий; б) полярность, направленная вовне — второй сценарий; в) обращение полярности, направленной вовнутрь, в полярность, направленную вовне (инвертированная структура полярности) — таков третий сценарий, по которому происходит развитие противоположности между порядком и его утратой. В каждой из этих форм нарастание поляризации состояний равновесности—неравновесности выступает как автокалитический процесс, подстегивающий сам себя. Вместе с тем разным этапам поляризации соответствуют разные уровни организации конечной структуры упорядоченности, системного ее бытия. На первом этапе возникают автоволновые процессы, на втором — диссипативные структуры, и только на третьем появляются самовоспроизводящиеся системы, способные обеспечить себе постоянные источники существования. Самообеспечение себя ресурсами — вот отличительный признак систем, возникающих в качестве продукта инвертированной поляризации, противоположения порядка беспорядку, обращенного на самое себя. Нарастание способности к самостимулированию, а затем к самообеспечению происходит по мере возрастания напряженности между состоянием равновесности, с одной стороны, и состоянием неравновесности — с другой. Как можно дальше оттолкнуться от исходного состояния равновесия — такова направленность зафиксированного здесь феномена: предмета изысканий, а также последующих описаний и объяснений в рамках синергетической концепции. Со своей стороны, мы хотели показать, что названный феномен подчиняется диалектическому закону поляризации.

Противопоставленность более низкому уровню организации внутри системы складывается за счет исполнения системой работы, направленной против нарастания энтропии. По мере исполнения соответствующей работы происходит отток энтропии нару-

жу, который перекрывает ее рост в самой системе. Избыточность оттока энтропии, по сравнению с ее ростом в самой системе — вот источник феномена самоорганизации. В системах такого рода энтропия, отнесенная к одинаковому значению средней энергии, убывает. Подняться на более высокий уровень организации означает для системы только одно: как можно резче оттолкнуться относительно состояния равновесия. Но эта задача может решаться разными путями. Энергетически наиболее выгодным оказывается путь не разрушения вовнепротивостоящего бытия, а возвышение собственного бытия. Этот искомый эффект достигается средствами кооперации, объединения связей, либо внутри системы, либо в союзе (содружестве) с однородными и (или) противостоящими ей системами в ее окружении. В таком случае возрастает не мера хаоса внутри системы, а мера противоположности хаосу. Таков последний (четвертый) сценарий поляризации противоположностей: линейности — нелинейности, равновесности — неравновесности, обеспечивающий устойчивость резко неравновесных систем. Итак, там, где упорядоченность каждого из партнеров по взаимодействию возрастает, углубляется противоречие упорядоченности—неупорядоченности внутри системы, и на этой основе открывается реальная возможность уйти как можно дальше от угрозы нарастания энтропии.

Но вот какое следствие вытекает из прослеженной зависимости: чем дальше зашло противопоставление порядка хаосу, тем выше степень организации системы. И наоборот, если нет резкого противостояния порядка хаосу, значит, недалеко зашла дифференциация системы, более высокий уровень самоорганизации оказался не достигнутым. Развитому противостоянию упорядоченности и ее утраты соответствует развитая структура системы, неразвитому противостоянию — слабоструктурированное бытие самоорганизации. Иначе говоря, чтобы все потенции, заложенные в исходном пункте самоорганизации системы, проявили, обнаружили себя, противоположность порядка хаосу должна возрасти, а система достичь развитого состояния. Предшествующее изложение показало, что такому условию отвечают лишь третий и четвертый сценарий поляризации противоположностей. Лишь там, где противоположность упорядоченного бытия неупорядоченному возвышается от этапа к этапу, происходит смена одного слабоструктурированного состояния другим более структурированным состоянием, т.е. закономерное превращение одной формы самоорганизации материального субстрата в другую форму его же организации, его собственного метаморфоза. Поскольку лишь метаморфоз целого обеспечивает высшую степень противопоставленности порядка беспорядку, метаморфоз любого из элементов целостности носит производный или подчиненный характер относительно

интегрированного движения элементов, взятых в их совокупности.

Соотношение развитого и неразвитого состояний системы в значительной степени определяет последовательность и глубину познаваемости и познанности феномена самоорганизации. Именно высшая ступень позволяет судить о тенденции в развитии низших ступеней: о тех закономерностях, которые наиболее полным образом реализуют себя именно в высшей точке организации соответствующей системы. Руководствуясь соответствующими соображениями, Ф. В. И. Шеллинг писал о том, что настоящее — тот отправной пункт, исходя из которого только и можно умозаключить о всем бывшем прежде, т. е. «Показать — с какой строгой необходимостью из этого теперешнего состояния может быть выведено все прошлое» (18, 340).

Дальнейшее развитие та же мысль получила у Г. В. Ф. Гегеля. «Но для понимания низших ступеней необходимо знакомство с высшим организмом, ибо он является масштабом и первообразом для менее развитых, так как в нем все дошло до своей развернутой деятельности, то ясно, что лишь из него можно познать неразвитое» (8, 518). Например, то, что в менее удачных организмах представляется нам второстепенным (органы, не имеющие никакой функции), «становится для нас ясным только благодаря высшим организмам, в которых мы познаем, какое оно занимает место» (8, 30).

Применительно к человеческому обществу Гегель прослеживает ту же зависимость. Познание предмета как исторически сложившегося совокупного целого своих моментов начинается с конца, т. е. с выработки представлений о ставшем осуществленном целом, с понимания того «как моменты целого существуют в нем самом, как они «осуществляют организацию этого целого» (9, 59, 71). Иначе говоря, чтобы подойти и предмету исторически, следует иметь предварительное представление о предмете «по крайней мере в главных его чертах». Хорошо известно, что та же методологическая установка была взята на вооружение К. Марксом. В присущей ему афористической манере К. Маркс писал, что намеки на более высокое у низших видов животных могут быть поняты только в том случае, если само это более высокое уже известно: «Анатомия человека — ключ к анатомии обезьяны... Буржуазная экономика дает нам, таким образом, ключ к античной и т. д.» (1, 42).

Принцип поляризации, как было показано выше, связывает прирост или уменьшение энтропии внутри системы с притоком внешней энтропии или оттоком энтропии в окружающую среду. В этом смысле отношения системы с окружающей средой становятся определяющими. В зависимости от погружения системы в

равновесные или неравновесные условия складывается, в конечном счете, баланс равновесности—неравновесности, устойчивости—неустойчивости структуры внутри системы. Если интенсивность протекания необратимых процессов внутри системы не превышает интенсивность протекания обратимых процессов, то процесс организации становится невозможным. Для того чтобы он был возможен, накопление энтропии вне системы должно превышать ее накопление внутри системы.

«Термин «самоорганизующая система» становится бессмысленным, если система не находится в контексте с окружением, которое обладает доступными для нее энергией и порядком и с которым наша система находится в состоянии постоянного взаимодействия, так что она как-то умудряется «жить» за счет этого окружения» (15, 116). Идея взаимодействия системы с окружением — ключевая идея самоорганизации. Весь вопрос в том, как складывается подобное взаимодействие. Если взаимодействие представить как одностороннее движение извне вовнутрь системы, никакой самоорганизации не получится. Только тогда, когда структура, испытывающая воздействие извне, не утрачивает своей относительной устойчивости, она удовлетворяет критерию организованности. Заслуга синергетики как раз и заключается в том, что она в состоянии объяснить, почему резко неравновесная система может выдержать сильные возмущения, идущие извне.

Поскольку способ налаживания внешних сношений для саморазвивающихся систем становится решающим, синергетика исходит из представления, что поведение системы определяется ее функциональными связями со средой. В результате взаимодействия со средой происходит появление новых элементов в системе. Ведь состав и структура системы должны соответствовать сложности условий ее существования. По мере роста числа новых элементов складываются условия для развития системы в трех различных направлениях. Скорость роста числа новых элементов может превышать скорость отмирания «старых» элементов. При интенсивном росте нарождающихся элементов между новыми и старыми элементами не успевают образовываться какие бы то ни было связи, вследствие чего организация системы нарушается, система становится структурно неустойчивой.

При рассматриваемом варианте накопления энтропии (вне и внутри системы) интенсивность роста числа новых элементов должна быть достаточной для того, чтобы вывести систему из устойчивого состояния. В других случаях скорость роста новых элементов может быть меньше или равна скорости отмирания «старых» элементов, тогда система будет сохранять свою структурную устойчивость.

Если система достаточно устойчива, она подбавляет любые

отклонения от своего устойчивого состояния и при любой флуктуации возвращается в равновесное состояние. В то же время чрезвычайно сильное возмущение разрушает систему, не оставляя ей перспективы к превращению в другую систему, находящуюся на таком же (как и первоначальный) уровне организации. Таким образом, гиперустойчивая система по существу не способна к развитию. Отсюда напрашивается предположение, что для перехода в новое состояние система должна стать в какой-то момент неустойчивой.

Развиваться могут только те из существующих систем, которые способны (на время) становиться неустойчивыми под влиянием соответствующих факторов.

Согласно теории развития, проистекающей из понятия диссипативной структуры, когда на систему (находящуюся в сильно неравновесном состоянии из-за деградации или потери структуры) действуют флуктуации, наступает критический момент, — система достигает точки бифуркации, т. е. ветвления развития в одном из разных направлений. Появление нового признака (или нового элемента) с возрастающей скоростью вызывает появление того же признака у других элементов. Весь процесс приобретает «автокаталитический» характер,

Система, с возрастающей скоростью удаляющаяся от равновесия, становится чрезвычайно чувствительной к внешним воздействиям. Именно чувствительность неравновесных состояний не только к флуктуациям, обусловленным их внутренней активностью, но и к флуктуациям, поступающим из внешней среды, определяет способность соответствующей системы к развитию. Система в целом перестраивается так, что ее поведение оказывается непредсказуемым. В точке бифуркации очень слабые флуктуации могут усиливаться до гигантских волн, разрушающих сложившуюся структуру, слабые возмущения разрастаются до лавинообразного процесса кумуляции неустойчивости. «Случайность подталкивает то, что осталось от системы, на новый путь развития, а после того как путь (один из многих возможных) выбран, вновь вступает в силу детерминизм — и так до следующей точки бифуркации» (3, 61).

Итак, закономерностью трансформации систем с одним типом организации в системы с другим типом организации является переход от структурной устойчивости одного рода к структурной устойчивости другого рода через этап (фазу) структурной не устойчивости.

Первые достижения теории развития были связаны с разработкой проблем эмбриогенеза: возникновения зародыша и его последующей трансформации во взрослую особь. Возникновение новых форм в индивидуальном развитии организмов, т. е. морфо-

генез — центральная проблема биологии. В морфогенезе на ранней стадии развития зародыша клетки универсальны, они сохраняют способность превратиться в любую ткань. Но на более позднем этапе из клеток определенного сорта могут развиваться только такие же клетки, возникает избирательность и канализованность развития зародышевых тканей. По современным представлениям, формирование яйцеклетки — это не прелюдия к развитию, а само развитие, и притом едва ли не очень ответственная его часть — когда закладывается самый фундамент морфологической организации.

Первый этап эмбриогенеза начинается с оплодотворения яйцеклетки. Следующий этап представляет собою превращение одноклеточного образования — зиготы — в многоклеточное образование. Зигота претерпевает серию делений, при которых объем цитоплазмы каждой дочерней клетки последовательно уменьшается. Последовательность клеточных делений называется дроблением, а клетки, возникающие в результате делений,— бластомерами. Согласованность, синхронизация деления клеток связаны с биохимическими автоволновыми процессами. Во время дробления морфология цитоплазмы и ядра имеет свои особенности. В составе бластомера цитоплазма выглядит гомогенной, органоиды малочисленны и слабо развиты; митохондрий очень мало. Ядро не содержит ядрышка, в нем слабо выражены циклические изменения хромосом. Бластомеры принимают шаровидную форму, их межклеточные взаимодействия развиты слабо. В конце первого дробления скорость биосинтеза белка в 10—70 раз выше, чем у неоплодотворенного яйца. Затем подпериод синхронных делений сменяется подпериодом асинхронных делений, стадией бластуляции. Второй подпериод характеризуется снижением скорости клеточного деления и образованием бластулы: однослойного зародыша. Решающий этап морфонегеза — гаструляция, процесс, который протекает при активном геноме зародыша. У всех многоклеточных организмов гаструляция представляет собою превращение однослойного зародыша (бластулы) в двухслойный зародыш, а у позвоночных в трехслойный зародыш — гаструлу. С образованием бластулы, которая существует короткое время перед началом гаструляции, геном зародыша включается в процесс образования собственных матриц ДНК и начинается активный процесс их трансляции. Трехслойная гаструла состоит из наружного зародышевого листка — эктодермы, внутреннего зародышевого листка — энтодермы и среднего зародышевого листка — мезодермы. Зародышевые листки — это не ткани, а лишь источники развития тканей. За периодом гаструляции следует период обособления основных зачатков органов и тканей. В итоге морфогенеза происходит превращение оплодотворенной клетки в слож-

нейший многоклеточный организм. Экспериментальное изучение соответствующего процесса вскрыло полную несостоятельность как преформистского, так и эпигенетического принципов объяснения эмбриогенеза. С точки зрения преформизма, развитие зародыша выступает как развитие свитка, на котором весь текст уже написан заранее. Точно так же, как с развертыванием свитка, обстоит дело с развертыванием и увеличением массы зародыша, поскольку все части будущего зародыша заложены в яйце (или сперматозоиде) в уменьшенном, свернутом и прозрачном виде. Столь же ошибочной является эпигенетическая концепция (ерi — над, gепеsis — рождение: возникновение организма обусловлено факторами, стоящими над зародышем), по представлениям которой вещество яйца представляет лишь пассивный пластический материал, из которого внешние причины и условия могут лепить любую организацию, любую форму.

Односторонности преформизма и эпигенеза были существенно преодолены в составе диалектики Гегеля. У Гегеля существование организмов, т. е. взрослых особей исходит «из простой сущности, существование которой как зародыша сперва оказывается простым, но затем благодаря его развитию в нем появляются различия, которые вступают во взаимодействие с другими вещами и таким образом в них происходит состоящий в непрерывных изменениях жизненный процесс... который преобразуется в сохранение органического принципа и его формирования (курсив наш. — Е. Р.)» (8, 52—53). Такое понимание предполагает, что простая сущность есть лишь пробное образование, которое лишь на следующем этапе реализации органического принципа предуготовляется к развертке все новых и новых формирований. Пробное образование может модифицироваться от одного организма к другому вплоть до аномальных форм выражения.

Каков же вклад синергетики в современные представления о морфогенезе? В соответствии с ее данными, морфогенез есть необратимая последовательность неповторимых и дискретных трансформаций одних устойчивых состояний в другие через промежуточные неустойчивые (6).

Как мы уже знаем, бифуркации появляются при переходе слабоструктурированного в резкоструктурированное состояние. Именно бифуркации служат источником альтернативности развития. Следовательно, для того чтобы появилась альтернативность, нужны бифуркации, нужен переход к малоструктурированному состоянию. Вот почему метаморфоз протекает лишь благодаря смене состояния устойчивости состоянием неустойчивости. Деструкция ранее сложившейся системы — необходимое условие отрицания, прекращения существования старой формы и возникновения новой.

Например, каждой фазе метаморфоза зародыша предшествует разметка: появление своего рода предвестников новой формы. Перед разметкой распределение ряда веществ вдоль тела зародыша становится нерегулярным, стохастическим. Происходит диффузия веществ — антагонистов (активатора и ингибитора), и в зародыше образуется прообраз вновь складывающейся структуры — морфогенетическое поле. Благодаря более плавному, одинаковому распределению определенного набора химических веществ морфогенетическое поле влияет на гены. Доказано, что информация — где и каким образом дифференцироваться — в отдельных клетках не заложена. Чтобы пробудить движущие силы индивидуального развития, необходимо коллективное изменение клеток зародыша. Морфогенетическое поле преобразуется во «вспучившуюся» структуру, неупорядоченность скачком переходит в новый вид упорядоченности. По мере дифференциации клеток зародыша они вступают во взаимодействие с вновь образующимися продуктами химических реакций. На основе соответствующего синергетического эффекта весь процесс морфогенеза резко ускоряется. Следует подчеркнуть, что в области неустойчивости, когда старая организация каким-то образом разрушена, а новая еще не возникла, резко возрастает, по сравнению с предыдущим периодом, число наличных потенций (векторов развития). Стадия неустойчивости есть стадия мультипотентности, а, следовательно, вариабельности путей развития. Мультипотентность в жизни организма играет двойственную роль: она служит источником новаций, становится арсеналом процесса новообразования, но она же может послужить источником гибели организма.

В момент перестройки структуры химизм окружающей среды, а также другие внешние факторы особенно эффективно воздействуют на формирование зародыша, задерживая или искажая нормальное развитие. Нарастание ничем не сдерживаемых флуктуации приводит к неконтролируемым последствиям, и организм утрачивает жизнестойкость. Следовательно, спасение организма — только в строгом ограничении неконтролируемых изменений. С фазой неустойчивости, характеризующейся лавиной бифуркаций, связана нарастающая непредсказуемость хода событий. Очевидно, для отбора наиболее перспективных линий или путей развития необходимы жесткие правила селекции. Нарастание неконтролируемых флуктуации может привести к катастрофе, к полной непредсказуемости хода эволюции. Для познания закономерностей эволюции важен и другой синергетический вывод: переход на более высокую ступеньку эволюции сопряжен с удлиняющейся последовательностью деструкции, необходимых для достижения более совершенного уровня организации жизни: в цепи чередований состояний устойчивости и неустойчивости по

ходу эволюции добавляются новые и новые звенья. Вот почему колесо эволюции не катится по прямой: оно постоянно петляет. Чем выше мы поднимаемся по ступенькам эволюционной лестницы, тем с большей неопределенностью пути развития каждой единицы эволюции мы сталкиваемся. В более широком плане следует констатировать: самоорганизующийся мир предсказуем лишь ограниченно — до ближайшей неустойчивости. В областях неустойчивости возникает принципиально новая информация, которая не может быть заранее предвычислена.

Мы уже знаем, что высота достигнутой системой организации определяется степенью противопоставленности порядка хаосу. Высота организации — это больший охват корреляциями, взаимосвязями, их сложное переплетение между собою. Чем запутанней узел переплетающихся взаимосвязей, тем дальше система удаляется от состояния равновесия. Очевидно, абиогенная среда на много порядков однороднее зародыша (эмбриона), а тем более взрослого организма. Взрослый организм распространяет свою активность вовне и обращает ее на достройку и совершенствование собственной своей организации. Так петля за петлей прочерчиваются пути возвратного причинения, которые (помимо абиогенной среды) неизбежно вовлекают в сферу контактов с зачинателем возвратных движений отношения с другими организмами. Фактически особь, ведущая единоличное хозяйство, не может выжить. В максимальном объеме овладеть условиями своего существования единицы эволюции могут лишь сообща, т. е. на надындивидуальном уровне, в составе популяции, которая в свою очередь обязательно входит в геобиоценоз. Именно в популяционном и видовом развитии реализуется вся совокупность потенций, присущих тому или другому способу биологической организации. Очевидно, кооперация с другими особями увеличивает дистанцию от равновесного состояния у любого зачинателя возвратных движений.

В живом организме производство энтропии не просто компенсируется ее оттоком, а перекрывается работой, исполняемой организмом против энтропии. Именно активность такого типа делает организм живым, но совместными действиями с другими организмами эта активность оказывается многократно умноженной. Неизмеримо возросшая активность объединившихся единиц эволюции становится решающим фактором, определяющим остроту противостояния порядка хаосу. Содружество организмов выступает источником дистанцирования неравновесного состояния равновесному, источником дальнейшей поляризации между сферой упорядоченности и противостоящими ей кавернами неупорядоченности. Именно здесь — в содружестве организмов — возникают взаимодействия при минимальных затратах энергии. Здесь

же — в природных биоценозах — практически отсутствуют выбросы вредных веществ в окружающую среду.

Теперь мы можем подвести некоторые итоги нашего рассмотрения идей синергетики. Создание синергетики как междисциплинарной теории привело к существенному пересмотру естественнонаучных представлений о мире, к отказу от целого ряда заскорузлых догм. Можно сказать, что само естествознание претерпело метаморфозу, на этот раз необратимую: с появлением синергетики идеи диалектики, идеи развития вошли в его плоть и кровь. Творящая природа, представшая перед нами,— это уже не бездушный механизм Лапласа. И все же хочется напомнить, что, хотя современная физика осуществила принципиальный шаг в своем собственном развитии, живые системы пока не даются в руки физикам. Математически точный критерий эволюции систем любой природы пока сформулировать не удается.

Вместе с тем метаморфоза естествознания в целом породила изменение самой стратегии науки. От изучения линейных процессов естествознание обратилось к изучению нелинейных процессов. Неравновесность стала рассматриваться как решающий формообразующий фактор. В кардинальной смене объектов изучения находит свое выражение отказ от прежней стратегии научного поиска. А по мере завоевания естествознания синергетическими подходами изменяется само научное видение мира.

Согласно представлениям синергетики, биологическая упорядоченность, генерация когерентного света лазером, процессы возникновения пространственной и временной упорядоченности в химических реакциях и гидродинамике, авто волны в различных средах, функционирование экосистем в животном мире и жизнь человеческого общества манифестируют явления самоорганизации, феномен образования диссипативных структур. Синергетика открывает новые горизонты в деле гармонизации отношений человека с окружающим его миром. «...Изменяя параметры системы, а именно интенсивность роста числа элементов и интенсивность их использования, мы можем инициировать процесс самоорганизации в системе, замедлять или ускорять его. При этом мы можем перевести, систему на новый, более совершенный уровень развития или разрушить ее»,— пишут А. К. Айламазян и Е. В. Стась (3, 84). Мы согласны и с другими выводами тех же авторов. Поскольку единый процесс развития охватывает неживую природу, жизнь, общество, оправданной представляется попытка «описать весь процесс развития на одном языке, в рамках единой схемы, с использованием общей терминологии» (3, 73).

Не менее важно, на наш взгляд, отдать должное разработчикам философской теории развития, которые решали по существу такую же задачу посредством выработки категориального, логи-

ческого аппарата воспроизведения действительности. Их глубокое проникновение, в суть происходящих событий, их безусловно новаторские идеи служат вдохновляющим примером для продвижения на самые передовые рубежи в нашем сегодняшнем понимании мира.

Высшая ступень развития неравновесной системы — это живой организм. В свете открытий синергетики по-новому начинают выглядеть интуитивные прозрения и гениальные антиципации вдумчивых натуралистов и философов, стоявших у колыбели современных успехов естествознания.

Как мы убедимся из дальнейшего изложения, через представления организмистов XVIII — начала XIX в. пробивало себе дорогу новое диалектическое видение мира. Первым в этом ряду, безусловно, нужно назвать Гете.

12 3 4 5 6 Следующая ⇒

Последнее изменение этой страницы: 2019-03-31; Просмотров: 218; Нарушение авторского права страницы