Файл: Никита Николаевич МоисеевЧеловек и ноосфера.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 05.12.2023

Просмотров: 527

Скачиваний: 6

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Примечание. Среди биологов существуют и сторонники другой точки зрения, отвергающие дивергенцию. Например, последователи академика
Л. С. Берга утверждали возможность конвергенции,
то есть схождения форм. Дискуссии о конвергенции и дивергенции продолжаются в той или иной форме и по сей день не только среди биологов, но и обществоведов.
Мне кажется, что существование механизмов бифуркационного типа и установление роли флюктуации в любых процессах развития в известной степени закрывают эту дискуссию: ведь появление идентичных форм практически всегда равно нулю.
Кстати, конвергенцию не следует путать со сходством отдельных особенностей (признаков) в организации тех или иных систем, функционирующих в идентичных условиях. Например, морские млекопитающие могут иметь рыбообразную форму; адаптация к внешним условиям порождает гомологические ряды

Н. И. Вавилова; структура советских предприятий может конвергировать структуру соответствующих американских предприятий и т. д.
Редукционизм и механизмы «сборки»
Редукционизм в любых дисциплинах означает попытку объяснения того или иного феномена, наблюдаемого на том или ином уровне организации материи, свойствами более простых явлений или наблюдаемых на «более низком» уров- не организаций.
Другими словами, редукционизм – это стремление свести объяснение сложного через более простое. Поэтому редук- ционизм – это есть некоторый своеобразный метод мышле- ния. Он тоже представляет собой феномен и как таковой за- служивает самого пристального внимания и исследования.
По существу, редукционизм пронизывает все науки, в раз- ной степени, но все. Это именно образ мышления – специ- фическое явление интеллектуальной жизни людей.
Эта особенность мышления возникла, вероятно, в про- цессе эволюции, однако она прививается человеку и в про- цессе обучения. Редукционизм и «объяснение на пальцах» –
это, по существу, одно и то же.
Физики, построившие грандиозное здание модельных конструкций, по своей природе и методам анализа являются в своем подавляющем большинстве редукционистами. Наи-
более яркий и простой пример редукционистского мышле- ния нам дает создание кинетической теории газов и совре- менной термодинамики. Именно в его рамках удается по- нять, что означают общие характеристики движения газа или жидкости, такие, как температура, давление, скорости движения газа, энтропия и т. д., как они связаны с общим характером движения молекул, особенностями их соударе- ний, их энтропией и т. п.
Подобные факты – это не просто важнейшие достижения физики, но и наглядная иллюстрация успехов редукционист- ского образа мышления. Он породил и своеобразные методы анализа, позволяющие связывать надежными логическими переходами различные этажи того здания моделей, которое выстраивается физикой.
Среди редукционистского инструментария особое место занимают разнообразные асимптотические теории, прида- ющие фундаментальность и архитектурную цельность зда- нию современной физики. Блестящей иллюстрацией тех воз- можностей, которыми обладают эти методы, является вы- вод уравнений движения вязкого газа (уравнения Навье –
Стокса) из уравнений, которые описывают движение соуда- ряющихся молекул (уравнения Больцмана). Этот переход от уровня микроописания динамики молекул к макроописанию движения газа требует всего лишь двух предположений – о малости свободного пробега молекул и о максвелловском за- коне распределения их скоростей.


В первой половине XIX века модель движения газа носи- ла феноменологический характер – она отражала представ- ления естествоиспытателей, их наблюдения и опыт. Теперь эта модель сделалась следствием другой феноменологиче- ской модели более глубокого уровня – модели свободного движения молекул, из которой, преодолевая те или иные ма- тематические, в конечном счете технические, трудности, вы- водимы все свойства движения газа.
Таким образом, редукционизм как способ сведения слож- ного к анализу явлений более простых является мощнейшим средством исследования. Он позволяет изучить сложнейшие явления самой различной физической природы. Однако бы- ло бы большой ошибкой думать, что этот способ познания носит универсальный характер и любые сложные явления могут быть познаны с помощью их расчленения на отдель- ные частные исследования их отдельных составляющих.
Тем не менее «идеология редукционизма» столь глубо- ко пронизала все физическое мышление, что, по-видимому,
подавляющее большинство физиков глубоко убеждены, что все свойства макроуровня уже закодированы в моделях мик- роуробня.
Другими словами: если в распоряжении исследователя имеется достаточно «хорошая» модель, то есть мо «дель, до- статочно полно описывающая свойства микроуровня (свой- ства элементов системы), то определение всех свойств самой макросистемы ничего неожиданного для нас не содержит.

Надо лишь для их изучения преодолеть определенные «тех- нические трудности», но принципиально они выводимы из свойств элементов микроуровня подобно тому, как это де- лается в кинетической теории газов или гидродинамике вяз- кой жидкости.
Редукционизм порождает в физике целый ряд важнейших исследовательских программ. Одна из них, может быть, са- мая важная в современной теоретической физике, способ- ная открыть совершенно новые горизонты познания, посвя- щена единой теории поля и включения гравитации в общую систему взаимодействий.
К числу подобных программ относятся и исследования
И. Пригожина и его школы, посвященные проблеме объ- единения необратимости времени (проблема «стрелы време- ни»).
Необратимость времени, совершенно особая роль вре- менной координаты по сравнению с пространственными ко- ординатами – это экспериментальный факт, который мы фиксируем на макроуровне. Но возникает естественный во- прос: является ли необратимость времени особым свой- ством макроуровня или она оказывается следствием свойств микроуровня нашего мира, то есть того уровня, который описывает, например, квантовая механика? Этот вопрос важнейший: он затрагивает самые глубинные слои нашего познания.
Я думаю, что в такой прямой постановке этот вопрос дол-

жен иметь, по-видимому, отрицательный ответ. Дело в том,
что основное уравнение квантовой механики – уравнение
Шредингера – инвариантно относительно направления вре- мени, и, по-видимому, у нас нет серьезных оснований сомне- ваться в его справедливости: его справедливость подтвер- ждает огромный экспериментальный материал. Противоре- чивость наблюдаемого на макроуровне и свойств микро- уровня может быть разрешена, по-видимому, двумя спосо- бами, в основе которых лежат две совершенно разные идеи.
Одна из них – это предположение, что уравнение Шре- дингера все-таки не совсем точно отражает реальность и в нем должны присутствовать слагаемые, которые не инвари- антны относительно замены знака времени.
По этому пути, по существу, идут Пригожий и его после- дователи. Но могут быть предложены и другие идеи. Об од- ной из них я расскажу позднее.
Небезынтересна судьба редукционизма в биологии. В
прошлом веке, в особенности в его начале, казалось акси- омой утверждение о некой жизненной силе, присущей все- му живому, о невозможности объяснить процессы, проте- кающие в живом веществе, только одними законами физи- ки и химии. Это течение мысли получило название витализ- ма. Однако оно довольно быстро стало размываться. Многие факты начали получать свое относительно простое объясне- ние, например, явлением наследственности, и они не требо- вали привлечения, казалось бы, потусторонних соображений
о существовании некой жизненной силы. Поэтому влияние редукционизма весьма глубоко проникло и в различные об- ласти естествознания.
Бертран Рассел, кажется, сказал однажды, что, как это ни удивительно, но все свойства живого вещества можно бу- дет предсказать однажды, ибо они однозначно определяются особенностями электронных оболочек атомов, в него входя- щих.
Конечно, такая точка зрения весьма упрощена, если угод- но, рафинирована. Но ей трудно отказать в привлекательно- сти, и, что, может быть, еще важнее, она дает указание о на- правлениях возможных исследований. И в той или иной сте- пени ей следуют многочисленные работы выдающихся уче- ных. Уже упомянутые мной работы М. Эйгена, посвященные изучению эволюции биологических макромолекул, относят- ся к числу тех исследований, в которых делается попытка объяснить процессы, протекающие в живом организме, за- конами физики и химии.
Вместе с тем найдется не так много биологов, которые го- товы принять безоговорочно основной постулат редукцио- низма, смысл которого состоит в том, что никаких неожи- данностей, никаких новых свойств макроуровня, не выводи- мых из свойств микроуровня, не существует. Другими сло- вами, свойства системы однозначно определяются свойства- ми ее элементов и структурой их связей. Если этот процесс в таком крайнем виде неприемлем для биолога, то он тем бо-

лее не может быть принят науками об обществе.
Я думаю, что существует некоторая общая проблема, ак- туальная для любых уровней организации материи. Я ее на- зываю «проблемой сборки», или, может быть, точнее, «про- блемой механизмов сборки». При объединении элементов,
то есть при переходе к макроуровню, происходит образова- ние новой структуры, обладающей своими специфическими качествами.
Кое-что об этих алгоритмах сборки мы уже знаем. Один такой пример нам дает изучение движения того же вязкого газа, о чем мы только что говорили. Если мы знаем меха- низм соударения молекул и если газ достаточно плотный, то есть если длина свободного пробега молекул достаточно ма- ла, то мы, в принципе, владеем алгоритмом сборки: мы мо- жем определить температуру, плотность, давление и другие характеристики системы «движущийся газ», которые не име- ют смысла для произвольной совокупности молекул. Приве- денный пример относительно прост, ибо мы знаем, как по- лучаются общие свойства системы из свойств ее элементов.
Более сложный пример, хотя тоже еще относительно про- стой, нам дает кристаллография. Кристаллизация веще- ства – это один из примеров «сборки системы». В конце про- шлого века Е. С. Федоров установил так называемый закон
Федорова. Ему удалось перечислить все возможные формы
(286) кристаллических структур. Оказалось, что, какое бы ни было вещество, способное к кристаллизации, будь то по-
варенная соль или алмаз, оно может принять лишь одну из перечисленных возможных форм.
Этот пример – тоже относительно простая иллюстрация возможных алгоритмов сборки, поскольку форма равнове- сия кристалла является в конечном счете следствием зако- на минимума потенциальной энергии. Однако здесь уже есть одна принципиальная трудность. Далеко не всегда мы можем предсказать финальное состояние процесса сборки. Как и в случае механизмов бифуркационного типа, оно определяет- ся не только внешними условиями, но и неконтролируемы- ми случайными флюктуациями и внешними воздействиями.
Эти и многие подобные примеры действительно просты,
ибо свойства системы могут быть установлены заранее – они определяются известными законами физики и химии (с уче- том случайных флюктуации, конечно).
Но такие примеры, как правило, счастливые исключения.
Проблема сборки, то есть определение свойств системы на основе информации о свойствах ее элементов, не только труднейшая, но она только начинает осознаваться как од- на из самых актуальных и самых универсальных проблем современной науки. Известных успехов достигли специали- сты в области создания новых полимеров. Им действительно удается порой создавать искусственные материалы, облада- ющие заранее заданными свойствами. Однако их достиже- ния в большей степени обязаны накопленному опыту и инту- иции инженеров и химиков, нежели строгим выводам науки.


Проблемами сборки на молекулярном уровне занимает- ся квантовая химия. Однако ее успехи пока еще очень огра- ниченны, и многие экспериментальные факты, нам всем из- вестные, продолжают оставаться глубокой тайной. Так, на- пример, мы очень много знаем о свойствах кислорода и во- дорода и, конечно, знаем, что их соединение – вода – бу- дет образовывать систему, молекула которой состоит из двух атомов водорода и одного атома кислорода. Но мы совер- шенно беспомощны в объяснении свойств этой системы. По- чему, например, плотность воды до поры до времени, как и у других веществ, растет вместе с падением температуры?
Но ниже 4 градусов Цельсия она падает. В чем секрет такой аномалии? Можно ли сборку этой системы, называемую во- дой, полностью объяснить известными нам законами физи- ки и химии и редуцировать изучение свойств воды к изуче- нию атомарного уровня ее компонентов?
На подобный вопрос у нас пока нет ответа. И такие без- ответные вопросы нас встречают всюду. Можно ли было, на- пример, предсказать свойства высокотемпературной сверх- проводимости у таких диэлектриков, как металлокерамика?
Вот почему, когда я прочел последнюю книгу Пригожина,
посвященную проблемам необратимости времени, мне пока- залась не очень оправданной его попытка редуцировать про- блему «стрелы времени» к изучению тех уточнений, кото- рые следует, может быть, внести в основное уравнение кван- товой механики. Мне кажется вполне допустимой мысль о
том, что на квантово-механическом уровне нет «стрелы вре- мени». Там царствует обратимость, и замена знака времен- ной координаты на обратный ничего не изменяет в характере процессов, протекающих на этом уровне, а наблюдаемая по- теря временной симметрии на макроуровне – это всего лишь следствие особенностей механизмов сборки.
И для этого, как мне кажется, существуют определенные основания. В самом деле, мы видим, что для объяснения необратимости процесса эволюции на макроуровне доста- точно факта стохастичности и существования механизмов бифуркационного типа. И оно не требует редукции к зако- нам микромира. Кроме того, процесс перехода от микро- уровня к макроуровню, то есть процесс сборки, так же как и другие процессы, проходящие во Вселенной, реализуется в условиях недертеминированных и подверженных бифурка- циям.
Вот почему мне представляется непротиворечивой воз- можность сочетания временной асимметрии макроуровня с временной симметрией микроуровня.
Если процессы сборки и изучение тех или иных свойств системы зависят от свойств ее элементов и представляют- ся столь сложными в мире неживой природы, то можно се- бе представить, сколь глубоки они в мире живого вещества и тем более в обществе! Рассматривая объединение отдель- ных элементов в систему, мы сталкиваемся с необходимо- стью рассматривать его как некоторый процесс, учитываю-