Файл: Тесты с ответами по естествознанию.doc

И такое теоретическое объяснение, и это, в-пятых, последовало (см. п. 11.9). Но для более глубокого понимания новой гипотезы об эволюционных стадиях Вселенной, необходимо вспомнить понятие фронтальности и рассмотреть связанное с ним понятие сетевых структур природы и общества.

Как мы уже отмечали в п. 12.6, открытие фрактально-сти подготавливалось в течение почти 150 лет и свершилось в виде так называемой фрактальной геометрии в 1977 году благодаря бельгийскому математику Бенуа Мандельброту. Эта фрактальная геометрия оказалась геометрией негладких, шероховатых, шершавых, зазубренных, изъеденных «кротовыми» ходами и отверстиями пространственных объектов (описываемых, с математической точки зрения, недифференцируемыми функциями, тогда как классическая и неклассическая физика — дифференцируемыми функциями, отчего законы указанной физики сами гладкие, непрерывные, что вообще является общим, достаточно грубым приближением). Эта новая геометрия, оперирующая понятием фрактала, который, согласно Мандельброту, «называется структура (курсив наш. — Авт.), состоящая из частей, которые в каком-то смысле подобны целому», с большей точностью (чем Евклидова, Лобачевского или Римана геометрии) описывает природные и не только природные, образования мира: облака, горы, турбулентные течения, береговые линии, дельты рек, их притоки, корни, ветки деревьев, легкие животных, кровеносную и нервную системы, поверхность коры головного мозга, его нейронную структуру, ДНК и РНК молекулы и т. д. и т. п.

Понятно, что фрактальность, и как идея, и как мыслимая и познаваемая на опыте сущность, является прямым следствием идей античных философских воззрений Анаксагора, Парменида и Зенона о единстве бытия и его целостности, поскольку каждая из них претендует на всеобщность и единство любых возможных структурных систем — естественных (природных) и гуманитарных. Поиски целостности «во всем» — задача как философская, так и естественнонаучная. Здесь мы хотим показать, что понятие фрактальности позволяют перейти на уровень количественного описания и на этой основе дать новое как качественное, так и количественное осмысление явлений и событий природы и общества.

Прежде надо убедиться, что гуманитарные системы и структуры могут быть охарактеризованы одинаковым набором характеристик. Для природных структур характерным является, как мы видели, разветвленность, сеть бифуркаций (буквально, ветвлений). Это же характерно для генеалогического древа, например, вашей семьи, которое обязательно окажется многомерным, с непредсказуемым числом точек пересечений, вряд ли поддающимся изображению даже в данном нам трехмерном пространстве. А если таким же образом начать связывать события, происшедшие в прошлом и происходящие в настоящем, разнесенные в пространстве — какой или какими характеристиками описывать эти многообразия? Число подобных примеров и событий нашей естественной и гуманитарной жизни можно множить и множить, если не принять сразу, что она такова по самой своей сути.

Что дает или может дать понятие фрактальности в познании, например, биологических структур? Ясно, что любая биологическая структура — прежде всего живое вещество, к которому неприложимы обычные физические законы, хотя физики, начиная с Эрвина Шредингера, основателя квантовой парадигмы микромира, наряду с Максом Планком, пытаются смотреть на проблему жизни именно с физических позиций. Подобное заблуждение не дало и не даст, по понятным причинам, позитивного результата. Это происходило и происходит потому, что живая, жизненная структура, фрактальная по своей сущности, не подчинена непрерывным, гладким физическим процессам и процедурам, происходящим в ней. Прежде всего, она управляется иначе, чем простые безжизненные структуры — она управляется особенными ценностными информационными потоками в соответствии с процедурами самоорганизации, являя собой целостный комплекс (паттерн, как его называет Ф. Капра в книге «Паутина жизни»), борющийся за свое выживание посредством негэнт-ропийного выброса переработанной и потому обесцененной (низкокачественной) энергии (см. главу 11).

Не будет большого откровения заявить, что на это способны только фрактально организованные, самоуправляющиеся структуры, какими являются все биологические организмы. Особую роль при этом играют процессы взаимоотношения фрактальных частей, взаимодействия между структурными элементами целостного комплекса, совершаемыми по некоторым новым, пока еще не открытым законам. Но определенный успех уже есть, если в качестве комплекса взять всю историю Вселенной, обратившись к обобщенной картине эволюционных процессов в ней, от «большого взрыва» (Big Bang) до современности, в версии так называемой Мега-истории (см. п. 11.9). Проведенный профессиональными историками анализ давал лишь качественную картину прошлого и будущего развертывания процессов вселенского, галактического, сидерического и планетарного масштабов (которые, кстати, предвидел русский философ и драматург Александр Сухово-Кобылин еще в конце XIX столетия в своей «философии Всемира»), тогда как физику А. Д. Панову удалось установить количественные закономерности в последовательности качественных скачков (революций, бифуркаций, цивилизационных переходов) эволюции природы и общества на протяжении многих миллиардов лет!

Поскольку сегодня известны многочисленные специфические исследования эволюции конкретных сущностей, то мы располагаем некоторыми базовыми представлениями об эволюции как о фундаментальном и универсальном процессе. Их наличие создает условия для ведения интересующего нас междисциплинарного дискурса.

Таких фундаментальных свойств (универсалий) можно выделить несколько, некоторые из них уже были упомянуты, о других скажем сейчас.

Исторически первой универсалией является знаменитая «геккель-дарвинская триада»: изменчивость — стохас-тичность (непредсказуемая случайность) и неопределенность, органически присущие природе; наследственность — зависимость настоящего и будущего от прошлого; отбор — система правил или законов, отбирающая из множества виртуальных состояний реальные состояния.

Среди новых универсалий прежде всего следует указать, что природные, как правило, большие системы, по изначальной своей сущности обладают в своем развитии принципиальной пространственно-временной необратимостью или, если угодно, «пространственно-временной стрелой», но не просто «стрелой времени» Эддингтона. Тогда второе из выделяемых нами фундаментальных свойств всех открытых больших систем — их пространственно-временная необратимость. Данное заключение основывается на общепризнанной сущности эйнштейновой относительности: все природные явления совершаются в едином 4-мерном пространстве-времени или в мире Минковского. В отношении гуманитарных систем следует говорить об их свойстве историчности, что представляет собой своеобразный гуманитарный аналог пространственно-временной необратимости природных систем. Таким образом, принципиальное следствие обоих аналогов этого свойства состоит в том, что как природные, так и гуманитарные открытые системы обладают прошлым, и, находясь в настоящем в каждый текущий момент времени, затем будут обладать будущим. Данная пространственно-временная (историческая) последовательность событий в силу природной абсолютности необратима, т. е. не может быть изменена какими-либо научными ухищрениями, как писал об этом М. К. Мамардашвили.

Предположение о следующем свойстве систем делается на основе надежно установленных в синергетике, как, впрочем, и в стохастической динамике, фактов, а именно, основывается на том, что динамика развития систем зависит от их состояния. Более того, будущие состояния систем находятся вне возможностей контроля и предсказания, они открыты и неоднозначны. Все это в полной мере характеризует системы как нелинейные, так что третье фундаментальное свойство систем — нелинейность, которое, кстати, обладает тоже пространственно-временными атрибутами. В физике это подтверждают нелинейные теория электромагнитного поля Максвелла, теория тяготения Эйнштейна, теория сверхпроводимости, спинорная теория элементарных частиц Гейзенберга-Иваненко, явление Бенара; в химии — автокаталитическая реакция Белоусова-Жаботин-ского и многое другое в биологии, медицине, экологии.

Еще одно фундаментальное свойство систем порождается тем, что называется синергией. Синергия в прямом значении этого греческого слова понимается как кооперативное, совместное действие. Но более полно и точно синергия в современном осмыслении обозначает целостное, неразделимое, функциональное единение когерентных (родственных) по сущности составляющих систему элементов. Таким образом, четвертое фундаментальное свойство эволюционирующих самоорганизующихся систем — когерентность.

Следующее, пятое, свойство систем — свойство диссипативности или открытости, обуславливает самопроизвольное (спонтанное) образование некоторых упорядоченных пространственных или временных структур в ходе неравновесного обменного процесса веществом и энергией с окружающей внешней средой. Шредингер, исследуя проблему возникновения жизни, красочно охарактеризовал эту ситуацию как «добывание упорядоченности из окружающей среды». Это свойство диссипативности, неразрывно связанное с неравновесностью состояния, следует распространить и на открытые гуманитарные системы, упорядоченность в которых может возрастать как в результате взаимодействия когерентных элементов внутри самой системы, так и в результате взаимодействия с другими гуманитарными системами.

Самоорганизация в системе связана с формированием структуры более сложной, чем первоначальная. Такой переход ведет к понижению симметрии. «Порядок есть нарушение симметрии» — вот образное выражение этой ситуации. Действительно, пустое пространство, например, в высшей степени симметрично — все его точки и направления эквивалентны (пространство однородно и изотропно). Порождение структуры, например, в виде гексагональных «медовых» ячеек Бенара, понижает симметрию и изменяет состояние системы. Более того, возникновение новых симметрий состояний системы или диссипативных структур (название, как уже упоминалось, дано Приго-жиным) носит пороговый характер и связывается с неустойчивостью к флуктуациям. Уместно при этом воспользоваться понятием спонтанного нарушения симметрии в системе, впервые введенного в физике элементарных частиц. С математической точки зрения, неустойчивость и пороговый характер самоорганизации связаны с нелинейностью. Потеря системой устойчивости, ведущей к новой симметрии и, следовательно, к новой структуре самоорганизации, называется катастрофой. Более точно, катастрофа — это скачкообразное изменение, возникающее в виде внезапного ответа системы на плавное изменение внешних условий. В математике этот круг вопросов изучается теорией катастроф Тома-Арнольда. Таким образом, предрасположенность системы к спонтанному нарушению симметрии можно объяснить новым, шестым, свойством систем — катастрофичностью.

При отмеченных выше нарушениях симметрии в системе остаются неявные следы этого нарушения, своеобразная «память* о прошлом, распространяющаяся в виде волн. Наиболее тривиальный пример — упругие волны в твердом теле, которые можно трактовать как «память» о нарушении трансляционной инвариантности (симметрии) последнего. Так, если в кристалле его первый атом занял какое-то место, то остальные атомы должны располагаться эквидистантно (на одинаковых друг от друга расстояниях) в узлах решетки. Если внешняя по отношению к кристаллу сила нарушает установившийся порядок, по кристаллу начинают распространяться упругие волны. В итоге после распространения волны (возмущения) в системе возникает новая структура. Так мы приходим к понятию информации в материальной системе. Действительно, поскольку существование материи мыслится только в пространстве и времени, самосущность материи в пространстве есть ее структура, а самосущность ее во времени есть движение материи (и это основной предмет исследования в физике и химии), то изменяющаяся структура, или структура в движении, и есть информация. Здесь очевидно, что функцию носителя информации взяла на себя структура, без которой информация бессмысленна, ибо она не существует вне материи (как и материя вне информации). Это свойство, уже седьмое, рассматриваемых систем можно назвать свойством организующей информационности (или, может быть, свойством организованной информации).

Итак, суть новой обсуждаемой постнеклассической (иногда говорят, посткризисной) эволюционной парадигмы состоит в том, что в современной науке (без разделения на естественные и гуманитарные) акцент в исследованиях переносится на изучение состояний необратимости, неустойчивости, нелинейности, открытости, неравновесности, упорядоченности, симметрии, механизмов рождения и перестройки структур, самоорганизации, роли случайности и конструктивной роли хаоса, природы катастрофических революционных изменений в системах, механизмов альтернативного — исторического их развития.

То, что было указано и рассмотрено выше, далеко не все, чем располагает арсенал современного естествознания и его концептуально-понятийный аппарат, прошедший ес-тественноисторическую тренировку. Естественнонаучные реалии начавшегося тысячелетия наиболее полно состоят в том, что совсем недавно возникли и начинают господствовать новые научно-исследовательские программы (Ла-катос) и научные парадигмы (Кун). К ним, помимо уже упомянутых таких программ и парадигм, как синергизм и принцип подчинения (Хакен), диссипативные структуры (Пригожин), самоупорядоченность и самоорганизация (Бенар, Тейлор, Богданов, Белоусов, Жаботинский, Пригожин), автопоэз (Матурана и Варела), следует добавить новые: информация (Винер, Эшби, Шеннон) и информационная ценность (Бонгарт, Харкевич, Стратонович), распознавание образов (Бонгарт, Кронрод, Кунин, Гельфанд), симбиоз (Маргулис) и глобальный эволюционизм (Моисеев), матричные модели порождения жизни (Кольцов, Бернал, Медников, Костецкий, Голубев, Раменская, Нисбет, Дайсон, Галимов), РНК-мир (Чех, Джойс), фракталы (Жулиа, Кох, Кантор, Серпинский, Ричардсон, Ман-дельброт) и фрактальная размерность (Хаусдорф, Бези-кович, Колмогоров), временная и пространственно-временная геологическая необратимость (стрелы времени Эддингтона, Вернадского, Пригожина), обычные и странные аттракторы (Пуанкаре, Эдуард Лоренц), черные дыры (Лаплас, Снайдер, Оппенгеймер, Хокинг, Пенроуз,) (все последние структуры — аттракторы и черные дыры, как особые центры притяжения), бифуркации (центры ветвления), древесные структуры и мозаики (Пуанкаре, Кейли, Пенроуз), катастрофа (она же сборка по Тому и Арнольду), а также такие понятия и категории, как сингулярность, динамический или детерминированный хаос, суперструны (в физике высоких энергий), темная масса и темная энергия (невидимые и пока ненаблюдаемые субстанции космоса) т. д. и т. п. Донести и усвоить все это — задача «архисложная», как часто говорил наш «октябрьский» вождь, как для тех, кто стоит за университетской кафедрой, так и для тех, кто сидит перед ней.

Многие ученые, рассматривая сложившуюся ситуацию с позиций меж- и трансдисциплинарности, убеждены, что мы, во-первых находимся на пороге новой целостности (холизма) расчлененного западноевропейской наукой мира, на пороге новой научно-исследовательской холист-ской программы. Исключительно важно с позиций заявленной проблемы, во-вторых, то, что многие из упомянутых концептуальных понятий, категорий, парадигм были до недавнего времени исключительно в обиходе, в основном, гуманитарного образа мышления, в настоящий момент приобретают иное, универсальное звучание. Например, гуманитарии всегда гордились своей непредсказуемостью и тем, что элементы случайности имеют очень важное значение в развитии их исследований. Благодаря познанию, хаоса теперь и естественники получили право на непредсказуемость, рассматривая влияние флуктуаций на поведение системы в точке бифуркации. Сейчас и историки и многие другие используют это понятие. Нельзя не видеть, что в современную эпоху создаются условия для возникновения некоего единого универсального метаязыка естественных и гуманитарных наук, языка их транскультурного диалога.