Тема 7. Особенности современного этапа развития науки. Перспективы научно-технического прогресса.

Современная, постнеклассическая наука имеет две основные характеристики: 1) распространение идей синергетики на всю сферу научного познания; 2) разработка нового взгляда на эволюцию в рамках теории глобального эволюционизма. Концепция самоорганизации в настоящее время приобретает все больше значения, становясь парадигмой исследования обширного класса систем и процессов, происходящих в них. В 70-х годах XX века возникла новая наука – синергетика, изучающая механизмы самоорганизации и развития. Областью ее исследований является изучение эволюции различных структур, относительная устойчивость которых поддерживается благодаря притоку энергии и вещества извне. В основе синергетики лежит, среди прочих, важное утверждение о том, что материальные системы могут быть открытыми и закрытыми, равновесными и неравновесными, устойчивыми и неустойчивыми, линейными и нелинейными, статическими и динамическими. Принципиальная же возможность процессов самоорганизации обусловлена тем, что в целом все живые и неживые, природные и общественные системы являются открытыми, неравновесными, нелинейными.

Возникновение синергетики связано, в основном, с именами бельгийского физика и химика И. Пригожина (лауреата Нобелевской премии 1977 г.), немецкого физика Г. Хакена и другого немецкого ученого М. Эйгена, а также наших отечественных ученых Б. Белоусова и А. Жаботинского.

И. Пригожин, разрабатывая современную термодинамику необратимых процессов (неравновесную термодинамику) открыл явление образования упорядоченных структур из хаотического, неупорядоченного состояния системы, то есть самоорганизацию, и сформулировал теорему о минимуме производства энтропии в стационарном неравновесном состоянии. К своим идеям он пришел, анализируя специфические химические реакции, которые впервые экспериментально были изучены Б. Белоусовым и А. Жаботинским. И. Пригожин со своими сотрудниками (И. Стенгерс) построили математическую модель таких реакций, а также показали, что в сильно неравновесных условиях может совершаться переход от беспорядка, теплового хаоса к порядку, организованности.

Г. Хакен, изучая процессы самоорганизации, происходящие в лазере, назвал новое направление исследований синергетикой, что в переводе с греческого означает совместное действие, или взаимодействие, и хорошо передает смысл и цель нового подхода к изучению явлений.

М. Эйген доказал, что открытый Ч. Дарвином принцип отбора справедлив и на микроуровне, а генезис (происхождение) жизни есть результат процесса отбора, происходящего на молекулярном уровне. Он показал, что сложные органические структуры с адаптационными характеристиками возникают благодаря эволюционному процессу отбора на основе автокатализа.

Основные понятия и принципы синергетики.

Порядок и хаос. В результате протекания процессов в изолированных системах сами системы переходят в состояние равновесия, которое соответствует максимальному беспорядку системы – равновесный тепловой хаос. Таким образом, самоорганизация, или эволюция в случае замкнутой системы приводит ее в состояние максимального беспорядка. В реальности, тем не менее, часто наблюдаются совершенно противоположные явления.

Уже теория Канта и Лапласа об образовании упорядоченной Солнечной системы из хаотических туманностей противоречила II началу термодинамики. Но особенно ярко проявилось противоречие II начала термодинамики с эволюционной теорией Дарвина. Ведь согласно ей, в мире живого естественно протекающие процессы ведут к усложнению форм и структур, к увеличению порядка, избавлению от хаоса и удалению от равновесия. Другими словами, самоорганизация в живой природе приводит систему к прямо противоположному состоянию, чем самоорганизация в неживых системах. Все это привело к появлению понятия открытой системы, которое и позволило устранить упомянутые противоречия.

Открытость систем.  Такие понятия как изолированная (закрытая) система, необратимые процессы являются идеализацией. При изучении обратимых процессов (например, качание маятника в вакууме при отсутствии трения) нет смысла говорить о направлении течения времени, так как прошлое, настоящее и будущее в этом случае не отличаются. Поэтому в уравнениях обратимых процессов время выступает всего лишь как параметр, который можно изменять. Но в реальности в случае с маятником всегда присутствует трение, колебания маятника будут затухающими, и прошлое, настоящее и будущее будут уже отличаться. Ранее уже говорилось о том, что необратимых процессов в живой природе эволюционным принципом стало II начало термодинамики, утверждающее, что энтропия изолированной системы возрастает. Именно рост энтропии устанавливает направление протекания процесса, то есть «стрелу времени».

В своей книге «Что такое жизнь» выдающийся австрийский физик Э. Шредингер указал на то, что средство, при помощи которого организм поддерживает себя на достаточно высоком уровне упорядоченности, то есть на достаточно низком уровне энтропии, в действительности состоит в непрерывном извлечении упорядоченности из окружающей его среды. Другими словами, организм извлекает из окружающей среды негэнтропию. Открытая система заимствует энергию и вещество из окружающей его среды и одновременно выводит в окружающую среду отработанное вещество и отработанную энергию. Вырабатывая и заимствуя энергию, открытая система производит энтропию, но она не накапливается в ней, а выводится в окружающую среду. С поступлением энергии и вещества в открытую систему ее неравновесность возрастает, разрушаются прежние связи между элементами и возникают новые, которые приводят к новой структуре, новым кооперативным процессам.

Нелинейность. Сложные системы являются нелинейными. Для их описания используются нелинейные математические уравнения, то есть уравнения, которые могут иметь несколько качественно различных решений. Физически это означает возможность различных путей эволюции системы.

При определенных условиях суммарное уменьшение энтропии за счет обмена потоками с внешней средой может превысить ее внутреннее производство. Тогда неупорядоченное однородное состояние системы может потерять устойчивость. В ней возникают и могут возрасти до макроскопического уровня так называемые крупномасштабные флуктуации. При этом из хаоса могут возникнуть структуры, которые последовательно начнут переходить во все более упорядоченные. Образование этих структур происходит не из-за внешнего воздействия, а за счет внутренней перестройки системы, поэтому это явление и получило название самоорганизации. При этом энтропия, отнесенная к тому же значению энергии, убывает.

Бифуркации. Выше было сказано, что нелинейная система уравнений, которой описывается практически любая реальная сложная система, имеет не одно, а подчас целый спектр решений. Ответвления от известного решения появляются при изменении значения параметров системы. Поэтому вводится еще одно понятие - управляющие параметры (параметры порядка). Изменения управляющих параметров способны вызвать катастрофические, то есть большие скачки переменных системы, и эти скачки осуществляются практически мгновенно.

Усложнение структуры и поведения системы тесно связано с появлением новых путей решения в результате бифуркаций. В сильно неравновесных условиях процессы самоорганизации соответствуют «тонкому взаимодействию» между случайностью и необходимостью, флуктуациями и детерминистскими законами. Вблизи бифуркаций, то есть резких, «взрывных» изменений системы, основную роль играют флуктуации или случайные элементы, тогда как в интервалах между бифуркациями преобладает детерминизм. Ситуацию, возникающую после воздействия флуктуации на систему и возникновения новой структуры, И. Пригожин назвал порядком через флуктуацию или «порядком из хаоса». Флуктуации могут усиливаться в процессе эволюции системы или затухать, что зависит от эффективности «канала связи» между системой и внешним миром.

Глобальный эволюционизм.

Между социально-культурной эволюцией и эволюцией биологической существует определенное сходство. Многие ученые характеризуют социальную эволюцию как продолжение биологической эволюции другими средствами. Сама культура при этом является мощным средством приспособления к реальности. Однако сходство не означает тождества, и если рассматривать социально-культурную эволюцию как продолжение биологической эволюции, необходимо учитывать тот факт, что процессы самоорганизации при этом значительно усложняются, а сама эволюция приобретает качественно отличный характер. В частности, в живой природе эволюция происходит путем генетической передачи наследственной информации от родителей к потомкам. В социально-экономической и культурной эволюции непосредственный опыт, приобретенный людьми в процессе приспособления к изменениям окружающей среды, не передается по наследству.

В обществе существуют свои методы и средства передачи накопленного опыта (индивидуального, социального). Это традиции, религия, искусство, системы образования и т.п. Традиции относятся к наиболее устойчивому явлению, присущему тому или иному народу или группе. Лауреат Нобелевской премии Ф. Хайек помещает их между инстинктом и разумом. Традиции сыграли решающую роль в становлении порядка в человеческой деятельности и формировании цивилизации. Традиции придают социальной эволюции более ускоренный характер по сравнению с биологической. Вместе с тем между биологической и социальной эволюцией нет непроходимой пропасти – они связаны между собой определенными свойствами, присущими как животным, так и человеку. Важнейшим из них является способность к подражанию. Уже у высших животных эта способность является существенным фактором приспособления к изменениям ОС. Многие ученые считают, что именно обучение путем подражания в сочетании с трудовой деятельностью привело в действие высокоэффективный механизм социально-культурной эволюции.

С помощью понятия энтропии стало возможным оценивать количественно такие понятия, как «хаос» и «порядок». Информация и энтропия связаны потому, что они характеризуют реальную действительность с точки зрения упорядоченности и хаоса (информация – мера упорядоченности, энтропия – мера хаоса). С этой точки зрения в нашем обществе, в экономике в настоящее время довольно энтропия велика. Нарастание энтропии в обществе имеет множество проявлений. Это рост преступности, нарастание числа аварий и катастроф, низкая производительность, износ технологического оборудования и т.п.

Если система эволюционирует в направлении упорядоченности, то ее энтропия уменьшается. Но это требует целенаправленных усилий, внесения информации, то есть управления. Человек всю жизнь борется с энтропией, гася ее извлечением из окружающей среды отрицательной энтропии – информации. Таким образом, явления развития удобно рассматривать в координатах, связанных с понятиями энтропии и информации (негэнтропии). Это позволяет наглядно представить мысленную (концептуальную) модель процессов самоорганизации в виде сужающейся спирали.

Подобная модель самоорганизации может быть применена к биологическим, социальным, экономическим, культурным и другим системам. Главное здесь – возрастание уровня организации, связанное с уменьшением неопределенности по мере накопления информации. Так, из биологии известно, что число принципиально возможных одноклеточных организмов намного больше того, что есть на самом деле. Низших биологических форм много, а Человек – один (сходящаяся спираль).

Развитие не всегда имеет восходящий характер. Возможны локальные возрастания энтропии, «обратные скачки». Например, экономическим формациям присущи как восходящие, так и нисходящие линии развития. Пока производственные отношения данной формации более или менее соответствуют уровню производительных сил, последние развиваются ускоренно, по восходящей линии. Когда же устоявшиеся производственные отношения начинают тормозить продолжающийся рост производительных сил, наступает застойная или даже нисходящая стадия в развитии формации, что подводит общество к революционной ситуации, к новому скачку в развитии, происходящему в окрестностях точки бифуркации.

Именно флуктуации приводят в этом случае к «расшатыванию» старого порядка и возникновению нового. Энтропия падает, количество информации (негэнтропия) растет. Управление процессами и сохранение динамического равновесия систем основано на принципе обратной связи, когда на основе полученных обратных сигналов система возвращается в исходное состояние. Самоорганизация открытых систем опирается на принцип положительной обратной связи, согласно которому изменения, появляющиеся в системе, не устраняются, а наоборот, накапливаются и усиливаются, что приводит к возникновению нового порядка и структуры. Чем выше в своем эволюционном развитии находится система, тем более сложными и многочисленными будут факторы, которые влияют на ее самоорганизацию.

Некоторые современные исследователи справедливо полагают, что синтетическая теория эволюции, которая господствовала в науке до второй половины ХХ столетия, не является достаточно всеобъемлющей моделью развития жизни и разрабатывают системную теорию эволюции (теорию глобального эволюционизма), в которой подчеркивается следующее:

1. Эволюция протекает в открытых системах, и необходим учет взаимодействия биосферных геологических и космических процессов, которое, по-видимому, дает импульс для развития живых систем. Значительные события из истории жизни должны, таким образом, рассматриваться в связи с развитием планеты.

2. Эволюционные импульсы распространяются от высших системных уровней к низшим: от биосферы к экосистемам, сообществам, популяциям, организмам, геномам. Прослеживание причинно-следственных связей не только «снизу вверх» (от генных мутаций к популяционным процессам), как это свойственно традиционному подходу, но и «сверху вниз», позволяет не уповать всякий раз на случайность при построении модели эволюции.

3. Характер эволюции изменяется с течением времени, то есть эволюционирует сама эволюция: значение тех или иных признаков приспособленности и неприспособленности, по которым осуществляется естественный отбор, в процессе эволюции и биологического прогресса падает или возрастает, как, например, роль индивидуального развития, роль индивида в историческом развитии.

4. Направленность эволюции определяется системными свойствами, задающими ее цель, что позволяет нам понять смысл биологического прогресса. Действительно, в живых (открытых) системах стационарное состояние соответствует минимальному производству энтропии. Такие системы, следовательно, имеют цель, определенное состояние, к которому они стремятся. Это позволяет объяснить, почему эволюция не остановилась на уровне бактериальных сообществ, а продвинулась дальше по пути, который привел к появлению высших животных и человека.

Сциентизм и антисциентизм.

Сциентизм - мировоззренческая позиция, в основе которой лежит представление о научном знании, как о наивысшей культурной ценности и достаточном условии ориентации человека в мире. Идеалом для сциентизма выступает не всякое научное знание, а результаты и методы естественнонаучного познания.  Представители сциентизма исходят из того, что этот тип знания аккумулирует в себе наиболее значимые достижения всей культуры, что он достаточен для обоснования и оценки всех фундаментальных проблем человеческого бытия.

Утверждается сциентизм в конце 19 века. Причем одновременно возникает и противоположное направление - антисциентизм. Последний подчеркивает ограниченность возможностей науки, а в своих крайних формах, толкует ее как силу чуждую и враждебную подлинной сущности человека. Антисциентизм - мировоззренческая ориентация, упрекающая науку за то, что она не может ответить на фундаментальные вопросы человеческого бытия. Противоборство сциентизма и антисциентизма принимает особенно резкий характер в условиях научно-технической революции. С одной стороны, научный прогресс открывает все более широкие возможности преобразования природной и социальной деятельности, с другой - социальные последствия развития науки оказываются далеко не однозначными и ведут к обострению противоречий общественного развития. Именно противоречивый характер социальной роли науки и создает питательную почву для сциентизма и антисциентизма. При этом сциентизм выдвигает науку в качестве абсолютного эталона всей культуры, тогда как антисциентизм возлагает на научное знание ответственность за социальные антагонизмы. Конкретными проявлениями сциентизма служит концепция науки, развитая в рамках современных школ неопозитивизма, технократических тенденций, пытающихся развивать социальное познание строго по образу естественных наук.

Современный мир сформировался под влиянием ряда факторов, основной из которых – это научно-технический прогресс (НТП).

НТП сегодня рассматривается в качестве основы современной цивилизации. Ему всего 300-350 лет. Именно тогда возникла индустриальная цивилизация. НТП пропитывает всю цивилизацию (деятельность, жизнь людей). Все связано с НТП, даже культура (создана индустрия размножения продуктов культуры).

НТП вещь двоякая: у него есть как положительные, так и отрицательные черты. Положительные - улучшение комфорта, отрицательные - экологические и культурные (развитие средств общения, следствием которого является отсутствие необходимости непосредственного контакта).

Отношение к нему тоже двоякое. Это объясняется еще и тем, что усиленное развитие НТП не сопровождается таким же усиленным развитием культуры, то есть на уровне культуры нет подобного роста.

Современный американский ученый Э. Тоффлер разработал концепцию «Третьей волны». «Первая волна» соответствует сельскохозяйственной революции, которая играла важнейшую роль в истории человечества на протяжении нескольких тысячелетий. Соответствующая эпохе индустриальной цивилизации «Вторая волна» возникла в XVII в. и вскоре «накрыла» собой весь мир. Однако, согласно Э. Тоффлеру, ее энергия постепенно ослабевает. Зародившаяся в основанной на предоставлении услуг и использовании информационных технологий послевоенной экономике, «Третья волна» создает реальную угрозу индустриальной цивилизации, грозит уничтожить ее институты, методы и ценности. Сейчас мир переходит к Третьей волне. Ее пароль - информация. Информация общества чревата катаклизмами. Преображается технология, политика, семья. Но зато рождается цивилизация будущего, которая во всех отношениях будет иной, мало похожей на наше сегодняшнее бытие. Э. Тоффлер утверждает, что именно анализ динамики, порождаемой противодействием движущих сил Второй и Третьей волн, поможет объяснить наиболее важные тенденции развития современного общества.

Со времени Просвещения, уже в работах Ж.-Ж. Руссо ведется активная критика сциентизма как тенденции к усилению технократизма и рационализма в культуре. Сегодня стало ясно, что наука не выполняет просветительской роли, она не оправдала в этом смысле тех надежд, которые на нее возлагались. Поэтому сегодня особо обсуждается вопрос о том, что, возможно, в качестве культурного явления наука уже утратила свои позиции, оставаясь просто основой современной цивилизации.

Часто можно услышать, что техника и точные науки отрицательно влияют на мораль. Можно услышать, что открытие  атомной  энергии  и  выход человека в космос - преждевременны. Утверждают, будто технология  сама  по себе ведет к деградации культуры, наносит ущерб  творчеству  и  производит лишь культурную дешевку. В наши дни успехи биологии породили бурные дискуссии о допустимости  исследовательских работ по клонированию высших животных и человека, в которых проблема науки и технологии рассматривается с точки зрения этики и религиозной морали. Известный писатель и философ С. Лем в своей книге «Сумма технологии» опровергает эти взгляды, утверждая, что технологию следует  признать  «орудием  достижения  различных  целей,  выбор  которых зависит от уровня развития  цивилизации,  общественного  строя  и  которые подлежат моральным оценкам. Технология дает  средства и орудия; хороший или дурной способ их употребления - это наша заслуга или наша вина». Так, экологический кризис, поставивший человечество на грань катастрофы, вызван не столько научно-техническим прогрессом, сколько недостаточным распространением в обществе научных знаний и культуры в общем смысле этого слова. Поэтому  сейчас много внимания уделяется гуманитарному образованию, гуманизации общества. Для человека одинаково важны и современные знания, и соответствующие им ответственность и мораль. С другой стороны, влияние науки на все сферы жизни стремительно растет. Необходимо признать, что на нашу жизнь, на судьбы цивилизации, в конечном счете, открытия ученых и технические достижения, с ними связанные, повлияли гораздо больше, чем все политические деятели прошлого.

На исходе ХХ века западный мир пришел к разделению рационального, естественнонаучного и духовного (гуманитарного). Этика при этом попала в сферу иррационального, сферу духовной жизни, а наука, некогда инструмент духовного развития, оказалась целиком поставленной на службу материальным потребностям. Вопрос о ценности науки встал очень остро. С одной стороны, наука пользуется уважением, на нее расходуются огромные средства. В этом есть что-то от поклонения идолам, требующим жертв – человеческих жизней, но не в том романтическом смысле, когда ученый посвящает свою жизнь науке, а когда жертвами ее становятся люди, прямого отношения к ней не имеющие (жертвы постоянно совершенствуемого оружия, жертвы рискованных экспериментов, приводящих к авариям, катастрофам, нарушению экологического равновесия). Тогда общество приходит к другой крайности – желание попрать своего идола – науку. Ценность науки, образования в глазах людей падает. Высказываются также мнения (П. Фейерабенд) о том, что достижения науки – нечто весьма призрачное. В этом есть доля истины.

Наука и образование не сделали людей счастливыми. Но означает ли это, что путь к всеобщему счастью лежит через возврат к невежеству? Имеет ли наука реальную ценность для человечества? Если ценность науки измерять только ее практическими применениями, то одного существования ядерного оружия достаточно для того, чтобы поставить эту ценность под сомнение. А. Печчеи – организатор и первый президент Римского клуба, будучи убежденным в духовной силе научного сообщества, в его способности стать решающим политическим и культурным фактором современности, писал о том, что сегодня в мире больше ученых, чем их было за все предшествующие века. Как социальная группа они представляют собой сейчас достаточно реальную силу, чтобы недвусмысленно и во весь голос заявить о необходимости всесторонне оценивать технический прогресс и потребовать постепенного введения контроля за его развитием в мировых масштабах. Однако мировое научное сообщество совсем неоднородно и, к сожалению, состоит не только из одних бескорыстных интеллектуалов-гуманистов, озабоченных судьбами человечества.

Критика общественного порядка и культуры, в которых наука может использоваться как орудие уничтожения и самоуничтожения, присуща различным социально-философским теориям. При этом утверждается порочность, тупиковый характер европейской культуры. Разрыв цивилизации и культуры обращает цивилизацию против человека. Наука же является одним из важнейших узлов, связывающих культуру и цивилизацию. Она одновременно принадлежит и культуре и цивилизации, и в этом заключается ее сила и ее слабости. Дело в том, что наука воплощает в себе двойственность и противоречивость познания. Она создает, конструирует модель мира на основе добытых знаний, делает культуру частью этого мира и, в то же время, постоянно разрушает свое собственное единство, выходит за рамки установленных ею же понятий, преступает пределы наличных (то есть имеющихся на настоящий момент) возможностей познания, реализованных культурой. Наука, таким образом, не только порождение культуры, но и сила, творящая культуру.

Никогда в истории будущее так не зависело от настоящего: человечество стало смертным и даже «внезапно смертным». Коллективное самоубийство человечества стало реальной возможностью (в результате оплошности или злого умысла). В то же время  никогда в истории человечество не располагало и столь мощными средствами защиты от катастроф, а также столь глубокой перспективой развития. И то и другое стало возможным благодаря науке. Часто говорят и пишут, что в 21-м веке биология станет одной из ведущих наук. В настоящее время реализуется гигантский проект расшифровки генома человека – последовательности 3,5 млрд. нуклеотидных оснований. Однако высказываются обоснованные опасения, что и эти достижения могут быть использованы против человечества. Возможность формирования и изменения генома человека путем генной инженерии может привести к непредсказуемым последствиям. Многое зависит от того, в чьих руках окажутся достижения естественных наук, и как дальше они будут использоваться.

В 1975 г. ведущие ученые-биологи пошли на заключение добровольного моратория на проведение определенных экспериментов в биологических институтах, занимавшихся проблемами генной инженерии (эксперименты с кишечной палочкой и т.п.). Причина этого решения заключалась в том, что молекулярная биология, совершив резкий рывок, вышла к возможности конструирования живых организмов с заданными свойствами – это открывало перед наукой колоссальные перспективы практического применения. Но среди возможных практических приложений генной инженерии могли оказаться и такие, которые поставили бы под вопрос само существование человечества (например, использование биологического оружия или даже случайная небрежность, из-за которой лабораторный материал мог войти в соприкосновение с биосферой планеты с непредсказуемыми последствиями). Наука как мощная цивилизующая сила становится частью культуры, если существует равновесие культуры и цивилизации. Тогда профессиональная деятельность ученых не только служит цивилизации, но и получает положительную оценку в общественном сознании. Когда же равновесия нет, страдают и наука, и общество. Необходимым условием современного существования науки является ее профессионализация (т.е. наука как профессия). Однако ни в коем случае нельзя противопоставлять профессиональную сторону науки ее ценностному смыслу. У человечества нет иного выбора: либо с помощью науки разрешать противоречия бытия, угадывать и исполнять свое предназначение, либо прийти к завершению своего существования.