- •Борис Валерьевич Ермолаев, Александр Артемьевич Аруцев, Михаил Семенович Слуцкий, Ираклий Отарович Кутателадзе
- •Введение Предмет естествознания и проблемы моделирования
- •Глава 1. Язык науки и язык природы
- •1.1. Категории «микро» и «макро»
- •1.2. «Порядок из хаоса»
- •1.3. Понятие системы
- •1.4. Бесконечность: потенциальная и актуальная
- •1.5. Законы Ньютона
- •1.6. Теорема Дж. Белла
- •Глава 2 От физики необходимого к физике возможного
- •2.1. Современная космология и космогония
- •2.2. Кризис современной космологии
- •2.3. Время и пространство
- •2.4. «Дыры» в пространстве и времени
- •Глава 3 Новые физические законы
- •3.1. Объединяющая роль хаоса
- •Глава 4 Структурные уровни организации материи
- •4.1. Информационная концепция развития систем
- •4.2. Особенности описания сложных систем
- •4.3. Концептуальная модель развития
- •Глава 5 Самоорганизация сложных систем Эволюционные аспекты информационного взаимодействия системы со средой
- •5.1. Диссипативные структуры и явления самоорганизации
- •5.2. Условия возникновения самоорганизации
- •Глава 6 Эволюция и сотворение мира
- •6.1. Отрицает ли акт творения эволюцию?
- •6.2. Возможные альтернативы дарвинизму
- •6.3. Ложная альтернатива эволюционизму
- •Глава 7. Мышление. Мозг и компьютер
- •7.1. Пирамида языков
- •7.2. Программистские аналогии
- •7.3. Две логики
- •7.4. Как исчислять идеи?
- •7.5. Мозг и компьютер
- •7.6. Биокомпьютер
- •7.6.1. Эволюционное моделирование
- •7.6.2. Нейронные сети и нейрокомпьютер
- •7.6.3. «Интеллектуальные изобретения» биологической эволюции
- •7.7. «Виртуальная реальность»
- •Глава 8 Биосфера, ноосфера и цивилизация
- •8.1. Философские подходы к естествознанию
- •8.2. Основные положения учения о ноосфере Единство биосферы и человека
- •8.3. Наука как основной фактор ноосферы
- •8.4. Задачи по созиданию ноосферы
- •8.5. Переход биосферы в ноосферу: прогноз и реальность
- •1. Заселение человеком всей планеты.
- •2. Резкое преобразование средств связи и обмена между странами.
- •3. Усиление связей, в том числе политических, между всеми странами Земли.
- •4. Начало преобладания геологической роли человека над другими геологическими процессами, протекающими в биосфере.
- •5. Расширение границ биосферы и выход в космос.
- •6. Открытие новых источников энергии.
- •7. Равенство людей всех рас и религий.
- •8. Увеличение роли народных масс в решении вопросов внешней и внутренней политики.
- •9. Свобода научной мысли и научного искания от давления религиозных, философских и политических построений и создание в государственном строе условий, благоприятных для свободной научной мысли.
- •10. Продуманная система народного образования и подъем благосостояния трудящихся.
- •11. Разумное преобразование первичной природы Земли с целью сделать ее способной удовлетворить все материальные, эстетические и духовные потребности численно возрастающего населения.
- •12. Исключение войн из жизни общества.
- •Глава 9 Концепции возникновения жизни
- •Глава 10 Эволюционная медицина
- •Глава 11 Геронтология и эволюционная биология
- •11.1. Бессмертие – пройденный этап
- •11.2. Особь – индивид – личность
- •Глава 12 Эволюционно‑генетическая концепция происхождения этики
- •12.1. С чего начинается человек и… человечность?
- •12.2. Этика как продукт естественного отбора
- •12.3. Происхождение некоторых отрицательных эстетических эмоций
- •12.4. Естественный отбор на эмоции защиты старости
- •12.5. Групповой естественный отбор на жажду познания
- •12.6. Социальный отбор и порождаемые им искаженные представления об этической природе человека
- •12.7. О некоторых тенденциях к отречению от этических норм
- •12.8. Массовая и индивидуальная преступность
- •12.9. Генетика преступности
- •Глава 13 Биоэтика
- •13.1. «Врач‑терминатор» и проблемы деонтологии
- •13.2. Юридические проблемы биоэтики
- •13.3. Что такое смерть?
- •13.4. Как выглядит смерть?
- •13.5. Мнимая смерть
- •13.6. «Свет в конце туннеля»
- •13.7. Хосписы
- •Глава 14. Научный метод
- •Заключение Типы научной рациональности
- •Приложения Приложение 1 Библейские представления и развитие естествознания
- •Время и вечность.
- •Приложение 2 Информационная модель физического мира
- •Модель.
- •Приложение 3 Кризис инфекционного подхода Эволюционный подход к лечению ран
- •Лихорадка, иммунитет и здоровье человека.
- •Человек на новой ступени эволюции.
- •Практические советы.
- •Содержание
1.2. «Порядок из хаоса»
Так называется известная книга нобелевского лауреата И.Р.Пригожина, написанная им в соавторстве с историком науки И.Стенгерс. Это название буквально в двух словах характеризует суть исследований, начатых этим замечательным ученым в пятидесятые годы нашего столетия и завершившихся созданием особой, неравновесной термодинамики.
Классическая термодинамика, которую Больцман пытался обосновать с помощью классической же механики, описывает только поведение строго изолированных систем, близких к состоянию термодинамического равновесия, отклоняющихся от него лишь в пределах чисто статистических флуктуаций. В таких системах могут происходить только процессы деструктивного характера, сопровождающиеся неуклонным возрастанием энтропии. Однако повсеместно в природе наблюдаются и процессы самоорганизации вещества, самопроизвольного возникновения из хаоса неравновесных, так называемых диссипативных структур. Наиболее яркими примерами подобных процессов могут служить явления самозарождения жизни и биологической эволюции.
Означает ли это, что в некоторых случаях второе начало термодинамики может нарушаться? Острая дискуссия на эту тему длилась многие годы и, в конце концов, завершилась победой сторонников строгого соблюдения фундаментальных законов природы. Но при этом был сделан ряд существенных уточнений, касающихся не самих законов, а границ их применимости к реальным системам. Так сказать, не самой структуры научного языка, а смысла используемых в нем слов. Например, ревизии пришлось подвергнуть смысл понятия «хаос».
Хаос, царящий в равновесных системах, носит сугубо статистический характер, и мы говорим лишь о вероятности отклонения системы от состояния равновесия. Реакция такой системы на то или иное возмущающее воздействие линейна – она прямо пропорциональна возмущающей силе и стремится вернуть систему в прежнее состояние. Так, если по гладкой трубе с небольшой скоростью течет жидкость, то в ней случайно возникают малые завихрения, но эти завихрения сами собой гасятся, и в целом поток остается упорядоченным, ламинарным.
Но если система сильно неравновесна, то есть обладает значительным избытком свободной энергии, то в ней может возникать хаос особого рода, называемый динамическим; реакция такой системы на возмущающие воздействия нелинейна и может быть сколь угодно большой при сколь угодно малом первичном возмущении. Так, если скорость движения жидкости по трубе превышает некоторую критическую величину, то малейшая неоднородность потока немедленно приведет к катастрофическому превращению ламинарного потока в неупорядоченный, турбулентный.
Однако, динамический хаос замечателен тем, что за внешне совершенно непредсказуемым поведением системы кроется строгий детерминизм – все происходящие в ней процессы можно математически рассчитать с любой требуемой точностью. Еще одна особенность такого хаоса заключается в том, что он может служить источником самозарождения строго упорядоченных структур. Например, в турбулентном потоке могут возникать устойчивые вихри – подобные вихри (так называемую «дорожку Кармана») можно наблюдать за быстро плывущей лодкой.