Тема 2. Основные понятия современного естествознания. Синергетика.

1. Понятие материи, энергии, энтропии, информации, системы.

2. Принципы построения и организации современного научного знания.

• Системность

• Глобальный эволюционизм

• Самоорганизация

• Историчность

Итак, зародившись около 2,5 тысяч лет назад в Древней Греции, благодаря появлению и развитию логики Аристотеля, укрепив свои ряды в XVII веке экспериментально-математическими методами, наука в XX столетии преобразует мир с непостижимой скоростью. Только число различных наук к настоящему времени достигло 15000, один человек из тысячи принадлежит к сообществу ученых. Специалисты в области молекулярной биологии занимаются вопросами происхождения и родства организмов, с использованием разных методов: изучение структуры белка или рибосомальной РНК. Встретившись на симпозиуме, они могут не понять друг друга, да и симпозиумы проводятся раздельно. Что же можно ждать от физика и биолога? Удел одного - ускорители и телескопы, другого - сачки и чашки Петри? Есть ли общие понятия, на языке которых они могут понимать друг друга?

Как уже говорилось выше, естествознание, это система наук о природе. Несмотря на то, что мы будем обсуждать в основном живую биоту, без понимания основ нам не обойтись, как и не показать границы, где действуют законы живого. К базовым понятиям естествознания относятся - материя, энергия, энтропия и информация. Использование системного подхода в естествознании, требует введение и понятия системы.

Остановимся коротко на каждом из них.

1. Понятие материи, энергии, энтропии, информации, системы.

Материя. Философское понятие: “материя - объективная реальность”. Естественные науки изучают различные формы движения материи. По современным взглядам, материя есть совокупность квантованных полей, кванты* которых есть элементарные частицы. Вакуум — это одно из состояний квантованного поля, когда не возбуждено ни одной частицы. Состояние квантовой системы, в которой имеется несколько частиц, аналогично арфе, в которой звучат несколько струн. Вакуум — это молчащая арфа.

Вещество во Вселенной образует скопления нескольких размерных уровней элементарные частицы, атомы, молекулы, вещественные частицы и тела различного масштаба. Каждый из них включает предыдущие, но все они конечны в пространстве.

Опираясь на принцип системности (мы остановимся на нем несколько позже) рассмотрим последовательность условий, характеризующих различные состояния материи, так называемую квантовую лестницу В. Вайскопфа (1977). Квантовая лестница позволяет раскрывать структуру Вселенной шаг за шагом. При исследовании явлений на уровне атома, по словам В.Вайскопфа, нас не должна беспокоить внутренняя структура ядер; когда же мы изучаем механику газов, для нас не имеет значение внутренняя структура атомов. Пока энергия системы позволяет абстрагироваться от внутренних свойств отдельных элементов, мы будем рассматривать последние, как инертные объекты. Рассмотрим лестницу В.Вайскопфа в соответствии с энергией, эквивалентной температуре по Кельвину.

• 10¹⁵К⁰ - при столкновениях протонов с антипротонами рождаются кварки* - глюонные струи*, состоящие из большого числа элементарных частиц.

• 10¹³К⁰ - 10¹²К⁰ - кварки группируются в нуклоны* — протоны и нейтроны. Система обладает очень небольшим количеством специфических свойств. ***

• 10⁹К⁰ - ядра. Протоны и нейтроны группируются в ядра. Существует много возможных типов атомных ядер: ядра всех известных химических элементов и их изотопов.

• 10⁵К⁰ - атомы. Электроны попадают в упорядоченные квантовые состояния, локализованные вокруг атомных ядер. Появляются атомы с их специфическими свойствами.

• 10³К⁰ - молекулы. Атомы образуют простые молекулы.

• 10²К⁰ - 10 К⁰ - макромолекулы. Молекулы большинства видов группируются в жидкости и кристаллы, тем самым увеличивая разнообразие возможных состояний вещества. В этой области образуются гигантские цепеобразные молекулы и живые организмы. Вследствие большой длины макромолекул число возможных квантовых состояний неизмеримо больше, чем в случае простых атомов или молекул, а их конфигурация гораздо сложнее. Это отражается в великом разнообразии живых существ. Для существования живой материи требуется температура достаточно низкая, чтобы могло происходить образование макромолекул, но в то же время и достаточно высокая, чтобы обеспечить жизненные процессы необходимой энергией.

• 0 К⁰ - кристаллы. Жизнь замрет. Вся материя образует большой кристалл, в котором множество разнообразных существующих форм будет сохранено, но заморожено в неактивном состоянии, в состоянии ярко выраженной специфичности, но без какого-либо изменения или движения. Стадия смерти.

***- первые две ступени лестницы Вайпскофа изменены в соответствии с современными представлениями.

Энергия - общая мера различных форм движения материи в системе. Запасенная системой внешняя (полученная из вне) энергия, может быть превращена в механическую энергию. Часть теряемой внутренней энергии способна превращаться в немеханические формы и составляет свободную энергию системы. За счет свободной энергии система может совершать работу. Еще часть выделяется в виде тепла, рассеиваемого в окружающем пространстве и не может быть превращена. Эта связанная энергия, характеризуется энтропией - мерой рассеяния, хаоса.

H =pV +F * S

H - полная энергия системы,

pV - запасенная внешняя энергия,

F - свободная энергия

S - энтропия

Энтропия - мера беспорядка системы

Сам термин энтропия был введен Р.Ю.Э.Клаузиусом не многим более 100 лет назад. Эта физическая величина связана с энергией системы (существует образное выражение, что если энергия - это царица природы, то энтропия - ее тень). Все на Земле возникает и развивается благодаря энергии, все умирает и разрушается с ростом энтропии. Энергия - источник и мера движения материи и действия сил, энтропия - мера их постепенного угасания.

Из всех известных величин энтропия - единственная физическая величина, которая однозначно изменяется со временем - возрастает в закрытых системах. По сути, это и есть второй закон термодинамики. Первое начало термодинамики знают все - это закон сохранения энергии, кроме немногочисленных теперь изобретателей вечного двигателя. Да и те сейчас - компетенция скорее клиники, чем физики. Иное дело - второе начало. Открытие второго начала связано с анализом работы тепловых машин и в первой формулировке Р.Ю.Э.Клаузиуса он звучал в следующей форме: "Переход теплоты от более холодного тела к более теплому, не может иметь место без компенсации". На более формализованном современном языке общей теории систем его можно выразить так: Все процессы в природе протекают в сторону увеличения вероятности состояния, в сторону увеличения энтропии. Она может только увеличиваться в закрытых системах, как время может идти только вперед.

Как заметил известный биохимик - писатель фантаст Айзек Азимов: "Первое начало гласит, что в игре с природой нельзя выиграть, а второе, что нельзя остаться и при своих." Второй принцип термодинамики есть смертный приговор: он грубо и безжалостно применяется в неживой природе, в мире, который уже заранее мертв. Жизнь, структуры которой отличаются значительной упорядоченностью, на время отменяет этот приговор, объявленный без срока исполнения. Может показаться,что Вселенная, после взрыва - увеличивает энтропию, а человек и живая биота - уменьшает (увеличивая информацию). В то же время это не совсем так. Все организмы в течение жизни поддерживают энтропию своих тел на низком уровне, ценой повышения энтропии окружающей среды и победа в борьбе за существование достается тем видам, которые наиболее эффективно осуществляют этот процесс. Действительно, чем сложнее устроен организм, тем меньше его зависимость от окружающей среды, тем меньше его собственная энтропия.

Во времени, с эволюцией живых организмов реализуется эмпирический принцип. Принцип минимума диссипации энергии: "Если допустимо не единственное состояние системы, а целая совокупность, то реализуется то ее состояние, которому отвечает минимальное рассеяние энергии, или, что тоже самое - минимальный рост энтропии." (Моисеев, 1987). Этот принцип - не теоретические выкладки, а некоторое “эмпирическое обобщение”. Можно с ним не соглашаться, но он есть, как есть аксиомы, лежащие в основании геометрии Евклида, по сути - те же эмпирические обобщения, очевидные для нас, мы выросли на них, а вот в Древней Греции о них вели споры. Иначе зачем было Платону писать на вратах своей Академии: "Не геометр, да не войдет".

Информация - определенность, предсказуемость состояний и отношений системы (в широком значении).

Информацию можно также определить как эквивалент упорядоченности системы, т.е. отрицательной энтропии (или негэнтропии). Представим себе газ при температуре, приближающейся к абсолютному нулю. Он превратился в твердое вещество, все движение молекул прекратилось, и можно определить положение каждой из них. Следовательно, в этом состоянии мы имеем о газе максимальную информацию. Энтропия же при этой температуре приближается к нулю. Получается простая связь - информация достигает максимума, когда энтропия имеет минимум. Наоборот, при очень высокой температуре положение хаотично движущихся молекул совершенно неопределенно, о них нельзя получить никакой информации, кроме того, что они движутся.

Наименее информативными оказываются системы с предельно симметричными элементами (сферическими, тетрагональными, кубическими ...). Так организованы неживые и живые кристаллы. Наибольшая же сложность при плотной упаковке наблюдается в системах с ассиметричными, разнородными элементами.

Система. Прежде всего, говоря о системе, мы говорим о методе познания действительности, о том, на чем основываются системный анализ и системный подход. Исходный смысл термина система: " целое - составленное из частей." Или же более полно: "упорядоченное определенным образом множество элементов, взаимосвязанных между собой и образующих некоторое целостное единство". В контексте излагаемых представлений о сущности жизни система понимается как некоторая целостность, составные части которой прямо или косвенно определяют состояние друг друга. Очень важно понять, что мы не можем назвать системой, выделив что-либо наугад. Что же означает представить какой-либо объект в виде объекта-системы. Необходимо выполнить три правила:

1. Указать строящие его "первичные элементы", рассматриваемые как "неделимые" на данном фиксированном уровне анализа.

2. Определить связи между элементами.

3. Определить законы композиции - условия, подчиняясь которым связи реализуются, а элементы объединяются в целостность.

В нашем курсе мы коснемся только самых узловых моментов в описании различных типов систем, исключительно с целью локализации живых систем с позиций общей теории систем.

А) Системы могут состоять из однородных и разнородных элементов.

Б) Системы могут быть открытыми и закрытыми.

Для первых характерен обмен материей и энергией с окружающей средой, в том числе и с другими системами, а во второй такой обмен исключен. Закрытых систем в реальности практически не существует, это определенный прием идеализации для решения исследовательских задач, к примеру, в области механики, законы которой приложимы именно к этому типу систем.

В) Системы могут характеризоваться равновесными и неравновесными состояниями.

В качестве иллюстрации последнего положения обратимся к классику неравновесной термодинамики Г. Хакену (1968), он рассматривает равновесные и неравновесные фазовые переходы. Вообще фазовые переходы – это скачкообразное изменение состояния системы. Наиболее известны фазовые переходы первого рода: из одного агрегатного состояния вещества в другое (жидкость – газ, твердое тело – жидкость). Это равновесные фазовые переходы из одного устойчивого состояния в другое при наличии термодинамического равновесия. Для их осуществления может быть необходима энергия (например, для таяния льда), но когда переход осуществился, его результаты сохраняются при определенных условиях и дальнейший приток энергии уже не нужен. Неравновесные же фазовые переходы отличаются тем, что новое состояние достижимо и устойчиво только при постоянном подводе энергии, так как происходит постоянная диссипация* энергии (ее рассеяние), эта ситуация очень далека от равновесия.

Растение, животное или человек есть изумительный пример разнородной, открытой, неравновесной химической системы находящейся в неустойчивом равновесии. Они представляют собой чрезвычайно маловероятную структуру, обладающую очень низкой энтропией. Эта неустойчивость проявляется наиболее ярко, когда наступает смерть. О свойствах и функционировании этих систем, в большей степени, мы и будем говорить в дальнейшем.

Принципы построения и организации современного научного знания.

В первой теме по истории науки мы говорили о смене парадигм, как стественном, заложенном в самом процессе развития принципе, о новой, постклассической парадигме научного знания современного периода. Необходимо остановиться несколько подробнее на ряде принципов, которые являются общими для современного этапа развития естествознания в целом.

Системность

В современной науке в основе представлений об устройстве материального мира лежит системный подход. В настоящее время общая теория систем (ОТСУ) состоит примерно из 40 разделов. У нас и за рубежом она получила широкое признание и многочисленные приложения в самых различных областях науки, техники, искусства, философии

Системы характеризуются:

• Целостностью - свойства целого принципиально не сводятся к сумме свойств, составляющих его элементов.

• Структурностью - система состоит их элементов, связанных между собой прямыми и обратными, положительными и отрицательными связями. В системе, как правило, можно выделить два типа элементов: управляющие и управляемые.

Прямые связи характеризуют воздействие управляющих элементов на управляемые, обратные связи, соответственно, характеризуют воздействие управляемых элементов на управляющие.

• Иерархичностью - каждая система состоит из подсистем, служащими для нее элементами.

"Простейшей живой системой является клетка..., пишет И.И.Шмальгаузен (1968), - наиболее высокоорганизованную и целостную (интегрированную) систему представляет собой отдельная особь... . Сами особи объединяются между собой в различные системы, называемые населением или популяцией... . Популяции разных видов объединяются в систему, называемую биоценозом. "

В рамках принципа иерархичности действует правило не сводимости и возникновения. Для его иллюстрации рассмотрим частный вопрос о системности знаний в иерархии наук:

экология

биология организмов

химия

физика

Увидим, что в этой иерархической таблице, каждая из наук в определенном смысле представляет собой частный случай находящейся ниже, и что любое утверждение для каждой из этих наук “истинное” или “имеющее смысл” истинно и имеет смысл для каждой науки, находящейся в списке выше. Все, что внизу - верно для верха, тогда как для вышестоящих наук могут быть и свои законы, не появляющиеся на более низких уровнях.

В период интенсивного прорыва в молекулярной биологии очень много работ выходило под девизом конца биологии, так как биология может быть объяснена через понятия физики и химии. Особенно очевидна системность подхода к научному знанию в возникновении экологии, которая дала мощный импульс не только биологии в целом, но и общей теории систем, основатели которой начинали как экологи.

• Взаимосвязанностью системы и среды - изучаемая система, являясь подсистемой более высокой иерархии, связана с ней внешними связями.

• Множественностью описаний - существует значительное количество подходов к описанию и изучению систем.

Глобальный эволюционизм.

Принцип глобального эволюционизма полагает общность процессов развития для различных уровней существования материи во Вселенной (см. выше квантовую лестницу Вайскопфа). Прародительницей учения об эволюции, несомненно, была биология, в ее недрах оно зародилось и получило объяснение механизма (работы Ч. Дарвина). В то же время, эволюция биологических видов, в общей стационарной картине Вселенной 19 века, для которой были приложимы законы ньютоновской механики, была скорее исключением, этаким парадоксом жизни, не более.

В начале 20 века вечная и неизменная Вселенная оказалась расширяющейся (открытие красного смещения Хаббла). По теории Большого взрыва она имеет свое начало, свою историю, изменяется в настоящем и имеет определенные тенденции развития в будущем. Так идея эволюции охватила физику и космологию. Проникла она и в другие естественнонаучные дисциплины: химию, геологию. Но если в биологии эволюционное учение уже развернуто как многоплановое, то представления о всеобщем характере эволюции развивает междисциплинарное направление естествознания 70-х годов - синергетика.

Самоорганизация - СИНЕРГЕТИКА.

Открытие нового мира

необратимости

внутренней случайности

и сложности

И.Пригожин

В конце 19, начале 20 века думали, что есть два класса объектов. Одни - детерминированные. Прогноз их поведения может быть дан на любое желаемое время, для них применимы законы ньютоновской механики и они не зависят от времени. Другие - стохастические. Ими занимается теория вероятностей. Типичный пример - бросание костей или монетки. То, что выпадает в этот раз, никак не связано с предысторией. Здесь нельзя говорить о детерминированном прогнозе и можно иметь дело лишь со статистическими характеристиками - средними значениями, дисперсиями, распределениями вероятностей.

В последние двадцать лет было показано, что есть еще один важный класс объектов. Формально они являются детерминированными - точно зная их текущее состояние, можно установить, что произойдет с системой в сколь угодно далеком будущем. И вместе с тем предсказывать ее поведение можно лишь в течение ограниченного времени. Сколь угодно малая неточность в определении начального состояния системы нарастает со временем, и с некоторого времени мы теряем возможность что-либо предсказывать. В это время система ведет себя хаотически. Тут вновь приходится говорить лишь о статистическом описании. Такие системы были обнаружены в гидродинамике, физике лазеров, химической кинетике, астрофизике и физике плазмы, в геофизике и экологии. Поистине огромна область, в которой наши возможности предсказывать весьма ограничены. Однако в некоторых случаях осознанный барьер не только лишает иллюзий, но и помогает увидеть истинный масштаб стоящих проблем.

Суть идеи прекрасно сформулирована в рассказе Рея Брэдбери "И грянул гром". Одна из компаний устраивает с помощью машины времени для своих клиентов сафари - охоту на доисторических животных. Компания тщательно выбирает животных для отстрела и специальные маршруты передвижения охотников, чтобы происшедшее практически не имело последствий. Однако, по случайности, герой рассказа во время неудачной охоты сошел с маршрута и раздавил золотистую бабочку. Затем он возвращается в свое время и осознает, как драматически повлияла судьба бабочки на дальнейший ход событий. Неуловимо изменился химический состав воздуха, оттенки цветов, изменились правила правописания и, наконец, результаты последних выборов. К власти пришел режим, жестоко расправившийся со своими противниками. В свой последний миг герой рассказа понимает, что гибель бабочки нарушила хрупкое равновесие. Важнейшее свойство детерминированных систем с хаотическим поведением - чувствительность к начальным данным. Начальные отклонения с течением времени нарастают, малые причины приводят к большим следствиям. Это явление иногда называют эффектом бабочки, так объясняя название: взмах крыльев бабочки в неустойчивой системе может со временем вызвать бурю, изменить погоду в огромном регионе. Свойства и поведение хаотических неравновесных систем изучает наука, появившаяся в 70-х годах - синергетика.

Синергетика, как научное направление появилось из физических исследований, в настоящее время его считают междисциплинарным направлением науки. Как это часто бывает с новыми, революционными направлениями в науке (теория информации, кибернетики, экология и т.п.), сюда начинают сваливать все доселе неясное и труднообъяснимое, возникает с одной стороны иллюзия панацеи, с другой - забалтывание важных, работающих понятий. Исследователи склонны приносить и привносить в нелинейную науку все понравившееся им в своих научных дисциплинах. В последнее время в Интернете появились сообщения о постсинергетических направлениях, как попытка спасти физиками свое детище и углубить синергетику, как науку.

Так что же такое синергетика, откуда она появилась? Теория состояний, далеких от равновесия, возникла в результате синтеза трех направлений исследований:

1.Разработка методов описания существенно неравновесных процессов на основе статистической физики. В рамках этого направления создаются кинетические модели, определяются параметры, необходимые для описания, выявляются корреляции, крупномасштабные флуктуации, устанавливаются закономерности перехода в состояние равновесия.

2.Разработка термодинамики открытых систем, изучение стационарных состояний, сохраняющих устойчивость в определенном диапазоне внешних условий, поиск условий самоорганизации, т. е. возникновения упорядоченных структур из неупорядоченных. Было показано, что процессы диссипации* энергии являются необходимым условием самоорганизации, поэтому возникающие структуры получили название диссипативных.

Начало изучению процессов диссипации положила Школа Брюссельского лауреата Нобелевской премии 1977г Пригожина Ильи Романовича (1917). Уроженец Москвы, в 10 летнем возрасте эмигрировал с родителями в Бельгию. Работает в Брюссельском Свободном университете. Развивает теорию диссипативных структур. Исследуя процессы самоорганизации в физических и химических системах И.Р.Пригожин развивает и исторические предпосылки и мировозренческие основания теории самоорганизации. Концепция такого рода принесла И.Р.Пригожину Нобелевскую премию по химии: "странная Нобелевская премия, говорили некоторые, присвоенная за рабочую гипотезу!", "самая заслуженная из Нобелевских премий!" - возражали ученые, занимающиеся происхождением жизни.

Г.Хакен предложил называть эту область исследований синергетикой (от греческого “синергетикос” - совместный, согласованно действующий).

3.Определение качественных изменений решений нелинейных дифференциальных уравнений, определяющих состояния далекие от равновесия, в зависимости от входящих параметров. Этот раздел математики получил название теории катастроф. Сопоставляя жизненные формы с определенной дифференциальной типологией, математик Том находит " объединяющую концепцию" и формулирует свою теорию катастроф, которая претендует на объяснение процессов и которая применима безразлично к метеорологии, к семейным скандалам, к прибою, к росту деревьев. С ее помощью описываются качественные перестройки общей структуры решений - катастрофы, определяются границы устойчивости и изменения структуры состояний.

За последние тридцать лет физика сумела понять, что упорядоченность образуется в открытых системах, находящихся в неравновесном состоянии.

В цикле развития таких систем можно наблюдать две фазы:

1. Период плавного развития с хорошо предсказуемыми линейными изменениями, к ней приложимы законы механики, можно предсказать поведение системы в определенном интервале времени. Система способна выдерживать случайные воздействия, сохраняя свой гомеостаз*. В то же время, эти воздействия приводят систему к некоторому неустойчивому критическому состоянию, к точке бифуркации*;

2. Точка бифуркации - скачкообразный переход в новое устойчивое состояние, , под воздействием конструктивных случайностей. Вторая фаза характеризуется стохастическими процессами, здесь степень прогноза возможна с определенной долей вероятности, реализуется нелинейное развитие системы.

Нелинейность - (дифференциальные уравнения, описывающие явления, имеют несколько решений). Теория выявила свойства открытых систем, находящихся в точке бифуркаций: они оказываются неустойчивыми и возврат к начальному состоянию является необязательным. Можно сказать, что система “не помнит своего прошлого”, если она испытала в своем развитию бифуркацию, т.е. разветвление путей эволюции, при переходе через пороговое состояние своей организации. И окончательный выбор зависит от случайных возмущений.

“...даже слабое воздействие на нелинейную систему в точке бифуркации может определить ее дальнейшую судьбу, в то время как вдали от нее влияние этого воздействия не ощущается. Здесь мы сталкиваемся с резонансным возбуждением – возбуждением, согласованным с внутренними свойствами нелинейной системы и сильно влияющим на нее”.(Пригожин, Стенгерс, 1986).

При наличии неустойчивости изменяется роль внешних воздействий. В определенных условиях ничтожно малое воздействие на открытую систему может привести к значительным непредсказуемым последствиям (раскрытие неустойчивости). В открытых системах, далеких от равновесия, возникают эффекты согласования, когда элементы системы коррелируют свое поведение на макроскопических расстояниях через макроскопические интервалы времени. Такое кооперативное, согласованное поведение характерно для систем различных типов: молекул, клеток, нейронов, отдельных особей и т.д. В результате согласованного взаимодействия происходят процессы упорядочения, возникновения из хаоса определенных структур, их преобразования и усложнения. Хаос - это особое состояние сверхчувствительной системы к самым слабым флуктуациям, это необходимое условие самоорганизации. Хаос есть конструктивное начало, основа для процесса развития. Процессы, протекающие в точке бифуркации системы, характеризуются самоорганизацией.

Самоорганизация - механизм самопроизвольного возникновения, относительно устойчивого существования и саморазрушения упорядоченных структур. То есть пространственно-временные структуры не накладываются, а возникают изнутри системы при переходе ее на новый уровень. При наличии нескольких вариантов путей развития системы, в соответствии с решением нелинейных дифференциальных уравнений состояния, у системы есть приоритетные пути развития, зависящие от свойств надсистем, так называемые аттракторы.

Аттрактор - близок к понятию цель. Относительно устойчивое состояние системы, которое как бы притягивает все множество траекторий движения системы. Если система попадает в конус аттрактора, то она неизбежно эволюционирует к этому относительно устойчивому состоянию.

Как это часто бывает при рождении новых, поворотных теорий, оказывается, что сама идея витала в воздухе. Особенно показательна в этом плане синергетика. Начиная с мифов, где у большинства народов начало мира есть нечто бесформенное, хаос или пустота. Затем философские изыскания древних греков и восточная мысль о взаимосвязи всего со всем, о равновеликости малого и большого. Именно как подтверждение интуитивного знания и прозрений воспринимается синергетика гуманитарными направлениями науки.

Синергетика дает новый образ мира. Этот мир самоорганизован. Он открыт, т.е. является не ставшим, а становящимся, не просто существующим, а непрерывно возникающим миром. Он эволюционирует по нелинейным законам. Последнее означает, что этот мир полон неожиданных поворотов, связанных с выбором путей дальнейшего развития.

Хаос, беспорядок, случайности необходимы для рождения нового. Фридрих Ницше выразил эту мысль, по-своему преломив ее через человеческую душу: “ Нужно носит в себе еще хаос, чтобы быть в состоянии родить танцующую звезду”. “Переоткрытие” хаоса в современном точном естествознании - это открытие временного горизонта принципиальной непредсказуемости многих будущих событий, которые, если произойдут, то просто напросто будут иметь место в качестве уникальных и неповторимых, но не закономерных, как сказал бы приверженец декартово-ньютоновой парадигмы научного познания, верой и правдой служившей ему фактически вплоть до самого недавнего времени.

Однако именно потому, что будущее скрыто от нас, а потому не может быть ни светлым, ни черным, человечество, собственно говоря, существует, становится. Открытие динамического хаоса наполняет антропный принцип новым синергетическим, постнеклассическим содержанием, придает точному естествознанию новое качество открытости знанию гуманитарному.

Всякий процес развития сопровождается огромным фоном случайностей. “Человек предполагает, а бог располагает.” Какой случайности удастся стать существенной? Какие флуктуации приведут к новой пространственно-временной макроструктуре? Однако для того, чтобы случайность могла прорваться на макроуровень, необходимо особое состояние нелинейной системы (среды). Неустойчивость поэтому вопреки обыденному интуитивному ощущению не есть некая досадная неприятность. Она несет в себе конструктивный момент. Вообще говоря, если нет неустойчивости, то нет и развития.

От Запада синергетика берет традиции анализа, опору на эксперимент, общезначимость научных выводов и их транслируемость (от одной школы науки к другой, от науки к обществу в целом), через научные тексты, особый математический аппарат и даже запись на дискете компьютера.

От Востока синергетика воспринимает идею целостности (все во всем) и идею общего закона - единого пути Дао - которому следуют и мир в целом, и человек в нем. Отдельно хотелось бы остановится именно на этом видении синергетики. В книгах Фритьофа Капры “Дао физики” и "Уроки мудрости", даосизм представляется как философия синергетики. Весьма близко перекликается с ней работа Т.П.Григорьевой “Синергетика и восток”. Чтобы у читателя появилось чувство сопричастности к этому взгляду на синергетику, мы приводим довольно большие фрагменты из статьи Т.П. Григорьевой "Синергетика и Восток" без изменений:

В основе духа и материи, по представлениям древних китайцев, лежит энергия, которая постоянно видоизменяется, принимает разные формы. Все есть “ци” - вселенская энергия, она то сгущается и образует “вещи”, то разрежается, переходит в чистую энергию. “Единое ци пронизывает все, поэтому мудрый ценит Единое” - говорит даосский мудрец Чжуан-цзы. Изначальная энергия светоносна, вечна, подчиняется своим законам, - включает в себя все положительные потенции (по нашим понятиям, это божественная энергия); лишь в процессе неправедной жизни людей омрачается, теряет равновесие. Начинает преобладать один из двух видов энергии - инь-ци (темное, холодное, стремление к сжатию, покою) или ян-ци (светлое, теплое, стремление к расширению, движению). Потрясения XX века свидетельствуют о том, что преобладает низшее ян, не уравновешенное инь: огненная стихия, вышедшая из под контроля Разума, неразумная активность, которая оборачивается разрушениями невиданного масштаба в процессе войн и революций.

Наука не может не отвечать на вызов действительности и не искать выхода из тупиковой ситуации. Так появилась СИНЕРГЕТИКА, принципиально отличная от классической науки, антропоцентрической по сути: противопоставив человека, субъекта, всему остальному миру, наука нарушила закон Целого, онтологическую Справедливость. Синергетика же опирается не на волю человека, его представления, а на волю Вселенной. В ее лице наука выходит на ту позицию, которую на буддийско-даосском Востоке называют Срединным Путем. Это значит, - следовать Пути мирового становления, не расходиться с предустановленным порядком, небесным ритмом, не отклоняясь ни вправо, ни влево, ибо Истина в Центре (Чжун); крайности же ведут к самопогибели. "В Срединности (Чжун) - великий Корень Поднебесной. В Равновесии (Хэ) - Путь Поднебесной" - сказано в древнем трактате "Постоянство в Середине" (Чжун-юн, 1,2,4). Не преодолевать, тем более, не уничтожать прошлое ради созидания будущего: разрушать прошлое, значит, разрушать будущее, ибо время едино, одно переходит в другое. Сохранять прошлое ради созидания будущего, ибо строить можно, лишь имея Основу.

Следовали так же закону Естественности (Цзыжань): не навязывая Природе своего образца, а беря ее за образец, не поучали Природу, а учились у нее. В синергетике это называется законом самоорганизации. В устах Лаоцзы он звучит, как: "Человек следует Земле. Земля - Небу. Небо - Дао, а Дао самому себе [Цзыжань, можно перевести как самоорганизуется” Т.Г.]" (Даодэцзин, §25).

 Новизна наступающей ситуации в том, что изжила себя система тотального противостояния, дуализма, пройдя через искус отрицания отрицания, существования одного за счет другого, - силовой вариант Истории. И, надо думать, кто этого не понимает, останется вне Эволюции или за пределами Божественного промысла. Высшее сознание пришло к выводу, что есть нечто третье, основа того и другого, духа и материи, - это Энергия, и что односторонность, принцип мышления “или то, или это”, не может объять истинную картину мира, дать ответ на запросы действительности. Ученые заняты поиском “нового понятия, отвечающего реальности” (Вернадский).

Если все самоорганизуется, т.е. выбирает наиболее удобный для себя путь, то человек своим вмешательством может помешать этому процессу, но может и помочь, угадав характер изменений, воздействуя кропотливо на тонкую материю. Потому синергетики и видят главное - не в силе, а в правильной топологической конфигурации, архитектуре, резонансном воздействии на сложную среду (С.П.Курдюмов). Т.е. самоорганизующаяся Вселенная или Эволюция предоставляет свободу выбора, рассчитывает на поддержку разумного человека. Попадая в поле притяжения определенного аттрактора, система притягивается к намеченной структуре, как к наиболее устойчивому состоянию."

Суммируя вышесказанное о процессах самоорганизации сложных систем, не хотелось бы возводить в абсолют саму идею синергетики. Как отмечают сторонники синергетики ”по всей вероятности, пока еще рано говорить о философии синергетики, а равным образом и о синергетике познания, т.е. о синергетическом видении когнитивных процессов, как об общепринятых и в достаточной мере разработанных” (Князева, 1995). Впрочем, последнее лишь свидетельствует в пользу последнего из перечисленных свойств современного естествознания, его историчности.

Историчность - В нем заключена еще одна особенность современной научной картины мира, отличающая ее от прежних вариантов. Признание историчности, а следовательно, незавершенности настоящей, как и любой прошлой и будущей научной картины мира. Современная научная картина мира является продуктом как прошлых изысканий, так и специфических социокультурных особенностей современности. Научные изыскания увеличивают информационную насыщенность общества, приводят к новому видению мира. Развивается и само общество, изменяются его ценностные ориентиры. Так осознания важности и приоритетности экологических проблем после 70-х годов 20 столетия, изменили стратегию научного поиска, само отношение человека к миру.

Но развивается и Вселенная. Развитие Вселенной и общества, безусловно, происходит в разных временных интервалах, но их взаимное наложение отрицает саму возможность создания окончательной, завершенной, абсолютно истинной научной картины мира. «Все течет, все изменяется.» Гераклит Эфесский.