Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Проблема случайности в истории философии
1.1. Историко-философская трактовка категории случайности 9
1.2. Проблемная ситуация в исследовании случайности в современной отечественной философской литературе ...28
Глава 2. Анализ категории случайности в контексте синергетики
2.1. Возникновение и сущность синергетического метода, его необходимость для анализа феномена случайности 40
2.2. Взаимосвязь случайности с синергетическими понятиями нелинейности, необратимости, хаоса, флуктуации, диссипации, аттрактора 49
2.3. Конструктивная роль случайности в процессах самоорганизации и эволюции систем 75
2.4. Место и роль категории случайности в современной картине мира 92
Заключение 103
Библиографический список литературы 108
- Историко-философская трактовка категории случайности
- Проблемная ситуация в исследовании случайности в современной отечественной философской литературе
- Возникновение и сущность синергетического метода, его необходимость для анализа феномена случайности
- Взаимосвязь случайности с синергетическими понятиями нелинейности, необратимости, хаоса, флуктуации, диссипации, аттрактора
Введение к работе
Актуальность темы исследования обусловлена масштабом перемен, которые происходят в естествознании и философии. Эти перемены связаны с возникновением синергетики, которая привнесла в философию совершенно иное понимание причинно-следственных отношений. Жесткий детерминизм механистического толка уже не способен описывать процессы, которые связаны с постоянным изменением на основе спонтанных, случайных, нестабильных взаимодействий. В синергетике возникает новый образ научной мысли, новое видение мира. Философско-мировоззренческое осмысление процессов самоорганизации направлено на открытие саморазвивающихся, нестабильных систем, в которых случайность играет ведущую роль. Философское осмысление случайности в процессах самоорганизации системы обогащает наше знание о принципах движения и саморазвития материи, расширяет и углубляет диалектическую концепцию развития. Синергетика показывает, что происходит отказ от детерминизма, исключающего случайность, непредсказуемость, развивает идею о всепроникающей роли случайности. Разработка категории случайности в свете синергетики позволит более адекватно воспроизвести в мышлении конкретную действительность во всем ее многообразии.
Степень разработанности проблемы. Значительный вклад в разработку этих проблем общефилософской категории случайности внесли Пифагор, Эмпедокл, Демокрит, Эпикур, Платон, Аристотель, Фома Аквинский, Дж. Бруно, Ф. Бэкон, Т. Гоббс, Б. Спиноза, Гольбах, Гельвеций, Д. Юм, И. Кант, Гегель, К. Маркс, М. Хайдеггер, Ж.- П. Сартр и другие. Труды этих философов имеют большое значение для изучения проблем категорий необходимости и случайности.
Основы философского анализа проблем «случайности» с позиций синергетики были разработаны И. Пригожиным, И. Стенгерс, Г. Хакеном, и другими. Традиционные интерпретации случайности и необходимости в духе жесткого детерминизма оказались неспособными объяснять новые
4 факты. Многие свойства материи, которые раньше считались определенными и однозначными, перестали быть таковыми. Выходом из продолжающегося кризиса детерминизма может служить переосмысление целого ряда традиционных философских категорий, в том числе категории случайности на основе достижений современной науки. В отечественной литературе особое внимание этой проблеме уделяли: А.А. Андронов, В.И. Арнольд, В.И. Аршинов, И. П. Базаров, А. А. Бекбоев, Б.Л. Белоусов, Е.Т. Бородин, А.С. Борщов, В.П. Горан, Г.С. Горелик, В.А. Гречанова, Т.П. Григорьева, Ю.А. Данилов, Н.К. Дружинин, B.C. Егоров, Г.Р. Иваницкий, В.Г. Иванов, Э.Ю. Калинина, СП. Капица, М. Кац, Ю.Л. Климонтович, А.Н. Колмогоров, А.С. Кравец, В.И. Купцов, СП. Курдюмов, Г.Г. Малинецкий, Н.Н. Моисеев, М.А. Парнюк, СВ. Петухов, Г.В. Рубанов, Г.И. Рузавин, А.А. Самарский, В.И. Самченко, Д.И.Трубецкой, Г.Н. Хон, Р.В. Хохлов, Ю.В. Чайковский, М.А. Чешков, В.А. Шуков.
Е.Н. Князева, В.А. Марков, Ю.В. Сачков рассматривают случайность как имманентную характеристику синергетической системы. Заслуга А.А. Растригина заключается в разработке методов случайного поиска, которые в настоящее время имеют широкий прикладной характер. Ю.В. Сачков, А.А. Растригин, В.А. Марков, В.А. Шуков за случайностью признают конструктивную роль созидания всего нового.
В области исследования детерминизма и индетерминизма А. Атланом, Д. Бомом, М. Борном, М. Бунге, Ф. Дайсоном, Ж. Моно, Э. Мореном, Р. Томом была сделана попытка раскрыть ряд гносеологических аспектов, связанных с категорией случайности. Однако наблюдаются расхождения во мнениях, касающихся проблемы случайности. Стремление ввести в содержание детерминизма идеи случайности и вероятности на равных правах с необходимостью, расценивается как торжество индетерминизма. Некоторые авторы (Ю.И. Гильдерман, А.А. Миголатьев, Н.В. Пилипенко, А.Г. Спиркин и др.) остаются в рамках того детерминизма, в котором случайность не есть самостоятельное начало мироздания. Нет единой точки
5 зрения и по вопросу о роли случайности в развитии и поведении сложных, открытых систем.
Споры по всем упомянутым аспектам проблемы случайности продолжаются. Ощущается недостаток концептуальных разработок этих важнейших проблем современного философского знания, нет всестороннего теоретического исследования, специально посвященного категории случайности в свете синергетики.
Целью исследования является целостный анализ категории случайности, решение её специфических проблем в их логической взаимосвязи в контексте синергетики. Такой анализ способствует созданию единой теоретической концепции категории случайности, позволяет более глубоко и содержательно раскрыть природу ряда традиционных философских концепций (например, о детерминизме и индетерминизме, необходимости, законе, развитии и т.д.).
Реализация поставленных целей потребовала решения следующих исследовательских задач:
Исследовать случайность как категорию общетеоретической философии в истории философии.
Выявить и проанализировать сущность проблемной ситуации в исследовании категории случайности в современной отечественной философской литературе.
Осуществить анализ возникновения и сущности синергетического метода и обосновать его необходимость для анализа феномена случайности.
Проанализировать связь случайности с основными понятиями синергетики.
Раскрыть конструктивную роль случайности в процессах самоорганизации живых и неживых систем.
Обозначить основные характеристики стохастического видения мира.
Объект исследования - случайность как категория общетеоретической философии.
Предмет исследования - философско-методологический анализ категории случайности в свете синергетики.
Методологической основой диссертации являются принципы диалектического мышления, сравнительно-исторического, структурно-компонентного, системно-функционалного подходов, научные результаты исследований, полученные в области философии науки, синергетики, истории философии, онтологии и теории познания. Методологической основой диссертационного исследования являются также труды классиков мировой философии, отображающих специфику категории случайности. Существенное значение для теоретико-методологической ориентации диссертанта имели исследования П.В. Алексеева, В.Ф. Асмуса, Э.В Ильенкова, П.В. Копнина, Л.А. Микешиной, B.C. Степина, B.C. Швырева и других известных отечественных философов, рассматривающих различные аспекты проблемы категории случайности.
Научная новизна исследования определяется отсутствием в отечественной философии целостной концепции категории случайности в свете синергетики, попытка разработки которой и предпринята в данной работе.
Научная новизна исследования раскрывается в положениях, выносимых на защиту: случайность выражает стохастический тип детерминации. Случайные отклонения системы в процессах самоорганизации существуют всегда. Это положение в самой общей форме логически преодолевает традиционное философское представление о природе случайности, сторонниками которого выступает ряд современных отечественных философов; определение характера и механизма взаимодействия категорий случайности и необходимости с основными синергетическими
7 понятиями показывает, что связь между случайностью и необходимостью характеризуется не отношением иерархии, а содействия; как самостоятельное начало строения мира случайность ответственна за наличие изменчивости, разнообразия, гибкости, порождения в процессах эволюции истинно нового. При этом модель поведения, основанная на вероятностном мышлении и методах случайного поиска, позволяет предотвратить или ограничить нежелательные случайности, использовать креативные возможности синергетических эффектов; мир понимается как иерархия сред с различной нелинейностью и случайными отклонениями, предполагающими возможность появления нового спонтанного порядка и структуры во вновь возникающих системах, их самоорганизацию и развитие, а, следовательно, выработку новой системы ценностей. Весьма высока мировоззренческая значимость результатов синергетики, их эвристические возможности, связанные с категорией случайности.
Теоретическое и практическое значение работы состоит в том, что её результаты могут быть использованы как методологические принципы при анализе проблематики философских категорий, освещении ряда проблем современного естествознания, социологии, экономики, исторических наук.
Анализ категории случайности в свете синергетики имеет также экзистенциально-смысловое значение, ибо позволяет человеку философски осмыслить своё отношение к действительности, представление о своём месте в мире и жизни.
Материалы диссертационного исследования могут быть использованы при создании специальных курсов по философским дисциплинам.
Апробация работы. Основные положения диссертации обсуждались на внутривузовских, региональных, всероссийских и международных
8 конференциях, проводившихся в 1998 - 2003 гг. в г. Волгограде, и нашли отражение в 8 научных публикациях.
Структура работы соответствует логике проведённого исследования. Диссертация состоит из введения, двух глав, заключения и списка использованной литературы.
Историко-философская трактовка категории случайности
Представления о случайности зародились в древности, при самых первых попытках осознания человеком своего бытия, своего отношения к миру, к самому себе. В этом процессе выясняется, что случайность сопоставлена с необходимостью - другой предельной формой взаимосвязи в мире.
В истории философии отношение к этой проблеме у различных мыслителей неодинаковое, варианты построения взглядов о ней разнообразны.
Пифагор (VI в. до н.э) признаёт началами числа и заключающиеся в них соразмерности, которые он называет также гармониями1. Сами числа образовывали четное и нечетное, соответственно предел и беспредельное. Такое соединение возможно только в том случае, если к ним привходит гармония. «Невозможно было бы образование ими космоса, если бы к ним не присоединилась гармония, откуда бы она ни появилась. Ибо подобные и однородные элементы не нуждались бы в согласовании, различные и разнородные должны быть по необходимости связаны такой гармонией, которая удерживала бы их вместе в космосе» . Как видно, пифагорейцы отдавали предпочтение необходимости. Только ограничивающим, как и только беспредельным тело быть не может, т.к. если бы все было беспредельным, то не было бы предмета познания. Отсюда следует, что предел и беспредельное существуют друг для друга с необходимостью. Случайность определялась как то, что нарушает гармонию.
Эмпедокл (490 - 430 г., до н.э.) признавал движение и множественность вещей. Он считал основанием возможности движения, а вместе с тем - возникновения и уничтожения вещей во взаимном перемещении и смешении стихий, из которых они состоят. Само смешение подвластно стихиям Любви и Вражды. Любовь все смешивает в единое, Вражда же разделяет3. Эмпедокл признает и случайность. В результате случайного сочетания вещественных начал возникают отличия. Философ пытается показать это на примерах развития живых существ. До появления нормального человека, в результате смешения случайного, появлялись быки с головами людей, но они не способны были давать потомство и вымирали4.
Категории необходимости и случайности занимают важное место в атомистической трактовке бытия. Демокрит (460 - 370 г. до н.э.) не отрицает роли случайности, хотя и делает основной упор на необходимость. Он признавал два первоначала: атомы и пустоту. Атомы являются вечными частицами материи и неделимы, обладают формой, величиной, положением и порядком. Сталкиваясь друг с другом в пустоте, они образуют вихревые потоки, из которых возникают вещи. «Ни одна вещь, - говорит Демокрит, не возникает беспричинно, но все возникает на каком-нибудь основании и в силу необходимости»5. Демокрит рассматривает необходимость как движение, сопротивление и соударение атомов.
Вечное соединение и разъединение атомов происходит необходимо и вместе с тем, делает закон всеобщей причинности нерушимым. Необходимость у Демокрита получает механистический смысл. Весьма интересными являются взгляды Демокрита на случайность. Во многих историко-философских исследованиях утверждается, что Демокрит отрицал случайность. Но это не совсем так. В античности слово «Тихе» означало не только понятие случайности, но и понятие мифологического образа рока, судьбы . Демокрит отрицал не случайность, а «Тихе» как мифологическую судьбу. В его философии некоторые атомы случайно сходятся, образуя нечто. В этих представлениях содержится момент необходимости случая. То есть случайность здесь имеет объективный статус. Демокрит полагал, что «причиной распорядка во (всём) сущем случай...»7. Во взглядах Демокрита есть также представление о том, что случайность может наступить, а может и не наступить. При этом случайность в смысле беспричинности им отвергалась. Случайными кажутся те события, причин которых мы не знаем. Демокрит сводил познание к установлению причин происходящего. Известна его мысль, что он предпочитает найти одно причинное объяснение, чем получить царскую власть над персами.
Эпикур (ок. 342 -270 гг. до н.э.), продолжатель учения Демокрита об атомах, внес значительный вклад в разработку категорий «необходимость» и «случайность». Он выдвинул положение о случайных отклонениях атомов от закономерных траекторий, в результате чего становится возможным и столкновение атомов. Отклонение атомов происходит вследствие их тяжести самопроизвольно. Природные процессы он считал случайно реализованными необходимостями. Взгляды Эпикура на необходимость были весьма интересны: «Кто говорит, что всё происходит в силу необходимости, тот не может сделать никакого упрека тому, кто говорит, что всё происходит не в силу необходимости» . Эпикуру удалось интуитивно «схватить» диалектику необходимого и случайного. Он считал, что отклонение атомов при движении необходимо, но реализуется случайно. Введенное Эпикуром в античную атомистику понятие спонтанного отклонения атома выступает онтологическим основанием случайности. Под случайностью стали понимать внутреннее свойство материи. Касаясь вопроса поведения человека, Эпикур заявляет: «необходимость есть бедствие, но нет никакой необходимости жить с необходимостью» . Именно случай есть условие для свободного и разумного действия.
Платон (427 - 347 гг., до н.э.) считал, что материальный мир состоит из различных вещей, является вторичным, производным от мира идей. Мир идей является трансцендентной, бестелесной реальностью, которая может быть теоретически мыслима. Необходимость как общее (Бог) сохраняется и после исчезновения единичных вещей. Необходимость является сверхъестественной, божественной, бестелесной, вечной, совершенной сущностью10. Платон разграничивает и противопоставляет общее и единичное, понятие и вещь. Под необходимостью Платон понимал и обязательность, определенное предписание, по которому должны совершаться явления, возникать вещи и действовать люди. Но когда необходимость рассматривается в мире вещей, то он уже не считает ее божественно сверхъестественной объективной силой. «Естественная необходимость - это сфера, где происходят взаимодействия четырех стихий: огня, земли, воздуха, и воды. Там где еще не проявлялась сила демиурга, действует естественная необходимость, порожденная бесформенной материей. Бесформенная материя постоянно принимает и меняет формы, любые оттенки»1 . В результате Платон связывает необходимость с беспорядочностью и состоянием хаоса. С другой стороны, под случайностью Платон понимает все хаотичное, неупорядоченное. При этом случайность как хаотичное движение вещей без вмешательства демиурга не может упорядочиться. В некотором аспекте случайность понимается Платоном как результат перекрещивания причинно-следственных рядов.
Платон не дал конкретной формулировки категорий «необходимость» и «случайность», чётко не определил их взаимосвязь. Но философ предложил качественно иной подход к анализу этих категорий. Его концепция идей выступает методологической основой абсолютной необходимости.
Рациональные аспекты учения Платона были продолжены его учеником Аристотелем (384 -322 г.г. до н.э) из Стагира. Аристотель не принимал учение об идеях в том виде, в каком оно было предложено Платоном. Стагирит считал идеи всего лишь копиями чувственно воспринимаемых вещей. Не созерцание запредельного мира идей, а наблюдение и исследование нашего мира, посюстороннего, ведет к высшей истине. Свою метафизику Аристотель рассматривал как учение не об отдельных от вещей началах, вроде идей Платона, но абстрагирует эти начала от существующих вещей, вне и без которых сами начала не существуют. В отличие от Платона, вещи и предметы Аристотель интерпретировал как реально существующее единство «форм» и «материи».
Проблемная ситуация в исследовании случайности в современной отечественной философской литературе
В классической механике, если мы знаем начальное состояние в прошлом, то мы с точностью знаем состояние объекта в настоящем и будем знать его состояние в будущем. Однако в термодинамике складывается иная ситуация. Одно и то же состояние в настоящем есть результат различных начальных состояний в прошлом. Это говорит нам о том, что имеется неопределенность детерминации, которая невозможна для механистического мировоззрения. В квантовой теории и теории вероятности рассматриваются ансамбли траекторий поведения материальной системы. Любое незначительное изменение начальных условий приводит к переходу на другую траекторию. Из этого следует, что невозможно с абсолютной точностью описать поведение реальной физической системы в классической механике. Возникшее же в термодинамике понятие «неопределенность» выступило «как наиболее интригующий момент в анализе природы статистических закономерностей, и она стала характеризоваться через понятие случайности»48. Концепция неопределенностей и вероятностно статистические закономерности противопоставляются жёстко детерминированным однозначным связям. «В мире нет, и не может быть абсолютной упорядоченности, поэтому всякая пространственно-временная упорядоченность для адекватного отображения требует не только тех категорий, которые выражают порядок, но и тех, которые выражают беспорядок. К тому же сам беспорядок есть результат определенного взаимодействия, порожден, детерминирован им. Следовательно, процесс детерминации для адекватного отображения нуждается в категории случайности. Точно так же, как и в категории необходимости» .
Статистические закономерности - это иной вид детерминации, позволяющий учитывать исход событий бесконечно многих факторов.
Кризис классического детерминизма и проблема случайности, возникшая в XX в., также связаны с новым пониманием элементарности. Дальнейшее развитие теории относительности и квантовой теории привело к тому, что элементарность стала выступать как состояние электромагнитного поля, характеризующееся электрической и магнитной напряженностью. «В структуру физического знания все определеннее начинает входить понятие элементарного события как новая характеристика элементарности»50. В результате окружающий нас мир сегодня рассматривается как совокупность множества событий, которые вполне адекватно могут быть описаны вероятностно-статистическими закономерностями. В этой связи Рассел отмечает: «Современная физика отошла дальше от обыденного здравого смысла, чем физика XIX столетия. Она рассталась с материей, заменив ее последовательностью событий...»51. Концепция жёсткого детерминизма могла работать только в том случае, если под первоматерией подразумевались неделимые атомы. Но наука показала, что это не совсем так, и материя имеет полевую структуру, а свойства электромагнитных полей не укладываются в рамки старой концепции. Ограниченность в понимании первооснов и стала инициатором выводов о якобы исчезнувшей материи. Это, в свою очередь, привело к тому, что факт «невыполнения однозначных причинных зависимостей в микромире позволил некоторым физикам и философам сделать вывод о том, что природа не имеет детерминизма» . На наш взгляд, такие выводы являются крайне резкими. На самом деле данная ситуация говорит лишь о том, что детерминизм в жесткой лапласовской форме устарел, а стохастический детерминизм еще недостаточно разработан. На современном этапе постоянно происходит изменение и уточнение идей детерминизма на основе разработки таких понятий, как неопределенность, вероятность, случайность, нелинейность, необратимость. В отечественной литературе особое внимание данной проблеме уделяли В.П. Бранский, В.А. Гречанова, Е.Н. Князева, Ю.В. Сачков, В.А. Шуков, Г.Н. Хон53. Такие же авторы как А.А. Миголатьев, И.З. Налетов, Н.В. Пилипенко, А.Г. Спиркин остаются в рамках марксистско-ленинского представления о проблеме случайности . В отношении этих авторов хотелось бы привести замечание В.А. Шукова и Г.Н. Хона: «Мы хотели бы только подчеркнуть, что защитники детерминизма в большинстве своем, в том числе и стоящие на позициях диалектического материализма, отстаивали, по существу, механический детерминизм»55.
Неоднозначность и неопределенность причинно-следственных связей вытекает из того факта, что если мы признаем бесконечность мира, то должны признавать расхождение в бесконечности и причинно-следственных цепей, что, в свою очередь, говорит о невозможности однозначно определить точку пересечения этих цепей. Это позволяет ввести вероятность и говорить о вероятностной причинности. Любая причинно-следственная связь содержит элемент неопределенности. Элемент неопределенности может выражаться через категорию случайности и конкретизируется в ней. «Существование области неопределенности фиксируется категорией возможности, так как закон является разграничительной линией, разделяющей область возможного и невозможного. Следовательно, всякий закон детерминирует лишь на уровне возможного, а переход от возможного к действительному предполагает действие других факторов, в том числе и случайности, стоящей уже вне данной закономерности»56. Единство бытия и небытия всегда отображается категорией случайности, так как нечто может быть, а может и не быть. Именно через случайность неопределенное становится определенным, поскольку каждый осуществленный выбор сокращает возможность, то есть происходит снятие неопределенностей. «Полнее единство определенности и неопределенности в законах выявилось при обнаружении наиболее адекватного отражения статистическими законами объективной закономерности вообще. Всякий объективный закон в основе своей статичен»57. Важное завоевание последних десятилетий - это признание того, что детерминизм, как и причинность, не ограничивается признанием однозначных зависимостей, только жесткой детерминации, а включает в себя и вероятностные связи, где абсолютно жесткая необходимость уступает место вероятности58. Вероятностное поведение микрочастиц способствовало созданию системного видения объективной реальности, углублению представлений о случайности. В свете этого «разговоры о включении в содержание детерминизма вероятностных связей расцениваются как переход на позиции индетерминизма и, следовательно, торжество индетерминизма» 9.
С развитием современной науки, а также вероятностно-статистической теории, появилась реальная возможность теоретического освоения случайного. Введение случайного в структуру научных законов и теорий, «признание за вероятностными методами и статистическими закономерностями самостоятельно значимой ценности по существу означает, что общие представления о природе закономерности следует обосновывать весьма широко, включая необходимость и случайность».60 Необходимо мировоззренчески обосновывать вхождение случайности в структуру закона и теории.
Возникновение и сущность синергетического метода, его необходимость для анализа феномена случайности
В последние годы вопросам возникновения и сущности синергетики уделяется большое внимание. Междисциплинарный характер синергетики открывает огромные возможности для нового понимания ряда фундаментальных проблем науки и философии, в том числе и связанных с категорией случайности. Синергетический подход дает возможность более объемно и целостно взглянуть на процессы, происходящие в окружающей нас действительности.
Синергетика возникла в результате контакта разных дисциплин и областей знания. Впервые термин «синергетика», образованный от synergeia, что в переводе с греческого означает содействие, сотрудничество, согласованное действие, вводит в 1969 году немецкий физик Герман Хакен. Работая в области теории лазера, Г. Хакен на примере лазера исследовал эффект синергизма. Не вдаваясь в подробности, можно охарактеризовать этот эффект следующим образом. В лазере большое число атомов погружены в активную среду какого-либо кристалла. В возбужденном состоянии атомы образуют световые волны. Испущенные дуги волн, сталкиваясь с другими атомами, тем самым приводят к усилению световой волны, затем, когда амплитуда волн увеличивается, атомы начинают согласованно осциллировать и световое поле становится когерентным. И тем самым процесс становится самоорганизованным .
Другим примером может служить группа рабочих. Если каждый рабочий действует точно в соответствии с полученным указанием от руководителя, то есть извне, то такую группу называют «организация». Самоорганизующейся группа рабочих будет в том случае, если внешнее упорядоченное воздействие, например, от того же самого руководителя, будет отсутствовать. Рабочие же, трудясь коллективно благодаря взаимопониманию, будут являться «элементами» самоорганизующейся системы. «Синергетика» означает именно совместное согласованное действие частей, которые своим поведением и определяют систему как целое . Системы с общими закономерностями их развития являются предметом изучения синергетики. Не каждая система способна к самоорганизации, а лишь те, которые являются открытыми и обмениваются веществом, энергией, информацией. Изначально синергетика призвана стать метанаукой. Но прежде чем это произойдет, ей предстоит пройти немало ступеней собственного развития.
Прототипом синергетической концепции можно считать теорию колебаний А.И. Мандельштама. Анри Пуанкаре, положивший начало теории динамических систем, был основателем значительной части математического аппарата в синергетике. В 50-е и 60-е годы создается кибернетическая концепция самоорганизации, которая основана на процессе внутреннего структурирования и управления системой. Данная кибернетическая концепция самоорганизации на сегодняшний момент считается классической. В восьмидесятые годы выдвигается и неклассическое понимание кибернетической самоорганизации. Н. Виннер выдвигает принцип спонтанной самоорганизации систем, в которых отсутствует блок управления .
В 70-е годы двадцатого столетия И. Пригожий, работая с коллегами над проблемами химической термодинамики, выявляет колебательные химические реакции со своеобразной динамической структурой. Он называет их диссипативными структурами. Диссипация связана с рассеиванием энергии в окружающую среду88. Но и для своего поддержания такие структуры требуют энергии и вещества. В то же самое время над созданием синергетики работает и Г. Хакен. Он, как и И. Пригожий, также работает с термодинамическими системами, но использует иные понятия, составляющие основы теории неравновесных фазовых переходов. Над проблемой самоорганизации работал выдающийся ученый, биолог М. Эйген. Он со своими сотрудниками разрабатывал химические механизмы самоорганизации. В центре его внимания находятся циклы реакций с участием нуклеиновых кислот и протеинов, обладающих самопроизвольностью89. В трудах М. Эйгена говорится о том, что в результате случайного столкновения мономерных молекул возникает конкуренция гиперциклов, а затем автокаталитических реакций; так возникли полимерные структуры90. Эти автокаталитические реакции напоминают реакцию Белоусова-Жаботинского, что приводит гипотезу М. Эйгена о происхождении жизни прямо в область синергетики. Реакция Белоусова-Жаботинского представляет собой химический процесс, где вновь образовавшаяся структура представляет собой не пространственную, а временную структуру. Происходит колебание с регулярной периодичностью. Это колебание происходит в результате увеличения концентрации вещества. Как только концентрация переходит критический порог, стационарное состояние системы становится неустойчивым и концентрации других реагирующих веществ начинают колебаться с отчетливо выраженной периодичностью. Как правило, в данной реакции изменяется цвет вещества91. Данная реакция отвечает принципу синергетики - согласованности.
В развитии синергетики не последнюю роль сыграла общая теория систем. Л. фон Берталанфи рассматривал общую теорию систем как программу самого широкого междисциплинарного синтеза всего научного знания. Общая теория систем должна была претендовать на роль носителя междисциплинарного языка для всех частных наук. Но, как показала история науки, общая теория систем не способна была стать посредствующим звеном, средством коммуникации между органицизмом и механицизмом. Однако разработанная Л. фон Берталанфи модель «открытых систем» внесла неоценимый вклад в развитие синергетики.
В России синергетику развивают такие известные ученые, как А.А. Самарский и СП. Курдюмов. Их школа опирается на изучение локализованных структур горения и тепла, возникающих в сверхбыстрых, подобно лавинам, эволюционных процессах. Представители российской школы изучили структуры горения, плазму и управляемые термоядерные реакции92. Основываясь на данных эксперимента с термодинамическими системами, школой А.А. Самарского и СП. Курдюмова был выработан соответствующий математический аппарат, описывающий явления самоорганизации.
Взаимосвязь случайности с синергетическими понятиями нелинейности, необратимости, хаоса, флуктуации, диссипации, аттрактора
Рассматривая процессы взаимодействия множества элементов системы, синергетика изучает её на микроуровне. Если же система рассматривается и описывается параметрами порядка как целостность, то это макроуровень105. Открытость системы является необходимым условием самоорганизации. Но, наряду с этим, система должна быть нелинейной. Как правило, под нелинейностью понимают математические уравнения, которые описывают неравномерный рост функций, имеющих несколько качественно различных решений106. Набору нескольких решений соответствует несколько путей в эволюции системы. Переход к одному из таких путей происходит скачкообразно. Иными словами, можно сказать, что небольшие возмущения на «входе», превышая некое пороговое значение, приводят систему к скачкообразному спонтанному процессу, в результате которого на «выходе» возникает новая структура, то есть система изменяет свое макроскопическое состояние.
В самом широком смысле «нелинейность означает огромное разнообразие поведения и богатства возможностей - пороговые эффекты, не единственность решений, существование хаотических траекторий, парадоксальный «антиинтуитивный отклик» при изменении внешних воздействии» . Характерным признаком нелинейности является нарушение принципа суперпозиции. Этот принцип гласит: «результат одного из воздействий на систему при наличии другого воздействия оказывается не таким, каким он был бы при отсутствии последнего»108. Благодаря этому принципу стало возможным представление о многовариантном развитии систем. Чувствительность систем к воздействиям, их пороговость теснейшим образом связана с нелинейностью. Если воздействие или возмущение ниже некоторого критического порога, то система является нечувствительной к ним и сохраняет свою структурную целостность и, наоборот109. В самоорганизующихся системах нелинейные процессы создают неожиданные, случайные изменения в системах. Чем сложнее система, тем выше её иерархический уровень, тем отчетливее проявляются нелинейные эффекты. Нелинейность имеет место и развивается в тех направлениях, где имеют место различного рода изменения. Основываясь на нелинейности, Р. Том разработал теорию катастроф, на основе которой в последнее время развиваются синергетические модели эмбрионального развития. В этих моделях через серию бифуркаций возникают химические концентрации, устанавливается определенный режим активности генов, благодаря чему формируется отдельный участок тела110. В случае неравновесных, нелинейных процессов такое формирование отдельных участков тела происходит как определенный процесс самоорганизации. Изначально случайная флуктуация, обострившая режим активности генов, может привести к развитию определенных видов раковых заболеваний. Система, находясь в неравновесном состоянии, под воздействием случайных возмущений изменяется, тем самым создается разница между прошлыми состояниями и настоящими111. Таким образом, возникает определенный вектор развития системы, так сказать, ее история, которая связана с таким понятием, как «необратимость». Данный термин в синергетике теснейшим образом связан с понятием энтропии. Необратимость, а в месте с ней и введение односторонне направленного времени, пришла в науку с открытием Клаузиусом второго начала термодинамики. В работах И. Пригожина под энтропией понимается не просто накопление и рассеивание энергии, а мера беспорядка. Энтропия не просто растет, а пытается достичь своего максимума . В открытых системах постоянно происходит обмен, в результате чего возникают потери тепла и энергии. Такие потери называются производством энтропии и являются необратимыми процессами. Производство энтропии в открытой системе постоянно возрастает. В этом смысле появляется «стрела времени» и необратимость. Необратимое производство энтропии приводит к ее максимуму, в результате чего система переходит к термодинамическому равновесию. Термодинамические системы являются необратимыми и процессы, происходящие в них, являются следствием самопроизвольной активности. Благодаря процессам диссипации, И. Пригожий считает, что термодинамические объекты не могут быть управляемыми до конца114. Материя является активной и самостоятельно порождает необратимые процессы, которые, в свою очередь, организуют материю. Благодаря тому, что система в неравновесном состоянии ведет себя случайным образом, то есть направление ее развития невозможно полностью предсказать. Будущее не содержится и не задано в настоящем, существуют наборы вероятностных траекторий развития во времени, которые реализуются благодаря случаю. Такое различие между будущим состоянием системы и прошлым указывает нам на необратимость процессов во времени. «Наш жизненный повседневный опыт показывает, что между временем и пространством существует коренное различие. Мы можем передвигаться из одной точки пространства в другую, но не в силах повернуть время вспять. Мы не можем переставить прошлое и будущее»115. Необратимость и энтропия в процессах самоорганизации играют роль барьера, благодаря которому происходит ограничение начальных условий, распространяющихся в последующие моменты времени. Весьма важным моментом в работах И. Пригожина является то, что энтропия, выступая в роли «сита», тем самым обеспечивает системы всеми условиями для самоорганизации и последующей эволюции. Ограничение, связанное с невозможностью преодоления скорости света, обеспечивает существование причинности. Именно существование энтропийного барьера делает невозможным изменение направления времени116. Для того чтобы изменить ход времени, преодолеть необратимость, необходимо иметь бесконечную информацию, которая соответствует каждому начальному условию. Информация выступает определенным носителем порядка для систем, эволюционирующих к хаотическим состояниям. Она постоянна во времени и может выступать в роли аттрактора, так как она структурирует системы и процессы самоорганизации . В процессах самоорганизации изменение энтропии тесно связано с информацией. Энтропия уменьшается, информация соответственно увеличивается. В результате каждого случайного события происходит процесс распределения вероятностей и, следовательно, накопление и уточнение информации, что соответствует процессу самоорганизации любой системы.
