Читать онлайн «Эволюционизм. Том первый: История природы и общая теория эволюции». Страница 359

Исходная идея синергетики, как известно, родилась у Германа Хакена на примере опытов с лазером, причём он постоянно возвращается к самоорганизации вещества под действие энергии лазера в самых разных местах своих книг. Приведём длинную цитату из книги Хакена «Тайны природы», поскольку в ней содержится не только исходная идея синергетики, но и логика эволютики, логика превращения хаотической самоорганизации в мобилизационную организацию. Говоря о попытках физических объяснений биологической эволюции, Хакен отмечает, что классическая термодинамика как физическая дисциплина, занятая соотношением хаоса и порядка в тепловых процессах и изучающая движение в условиях передачи тепла, приводила к убеждению, что «наш мир последовательно и неумолимо оказывается во власти хаоса: все упорядоченные функциональные процессы должны прекратиться, а все порядки – нарушиться и распасться» (Хакен Г. Тайны природы. Синергетика: учение о взаимодействии – М. – Ижевск: Ин-т компьют. исследований, 2003 – 320 с., с. 22).

Упорядоченные структуры, в том числе и биологические, статистическая физика трактовала как гигантскую флуктуацию, случайное стечение обстоятельств, своего рода ошибку природы, «вероятность которой, согласно теории, настолько ничтожна, что такой флуктуации и случиться-то не должно было» (Там же).

Получалось противоречие: с одной стороны физики утверждали, что биологические процессы и само возникновение жизни противоречат физическим законам, а с другой – что они основаны на этих законах.

Выход из этого тупика, как известно, обеспечила неравновесная динамика, термодинамика открытых систем, созданная И. Пригожиным и его сотрудниками, которые впервые показали обратный классической термодинамике ход событий, выявив большую вероятность возникновения порядка из хаоса в открытых системах на основе множественности флуктуаций и самоорганизации хаотических движений.

Однако Хакен утверждает, что именно опыты с лазером и обоснованный им метод синергетики привели к изменению физических подходов к биологическим процессам и к проблемам превращения хаоса в порядок. Он как бы запамятовал о работах Пригожина и о существовании неравновесной термодинамики. Он пишет: «Выбраться из заколдованного круга помог счастливый случай. Обнаружилось, что у физиков имеется в распоряжении превосходная модель процесса образования до некоторой степени «живого» упорядочения материи, причём возникающий при этом порядок строго соответствует всем физическим законам… Речь идёт о лазере – новом типе источника света… Этот пример демонстрирует возможность самоорганизации в неживой материи и возникновения в результате вполне рациональных процессов. Здесь мы сталкиваемся с совершенно замечательной закономерностью, которая красной нитью проходит по всему, что связано с феноменом самоорганизации. Отдельные элементы системы организуются, словно управляемые невидимой рукой, с другой стороны, системы, взаимодействуя друг с другом, непрерывно создают эту невидимую руку. Назовём такую организующую невидимую руку «организатором» (Там же, с. 22–23).

Таким образом, энергетическая накачка вещества приводит на определённом уровне к появлению устойчивых структур, которые, взаимодействуя между собой, образуют когеренцию, согласованность, взаимоподдержание друг друга. Когерентные структуры используют поступающую энергию для поддержания своего существования. Но по мере дальнейшей накачки появляется «организатор», который черпает энергию как из внешней среды (от лазера), так и из самих взаимодействующих структур, для поддержания порядка и подобно «невидимой руке» рынка, описанной Адамом Смитом, управляет процессом саморегулирования. Это «параметр порядка», как его называет Хакен, или, по существу, элементарный мобилизационный процесс.

Эффект мобилизации возникает вследствие систематического действия определённой мобилизационной структуры, являющейся генератором порядка. Хакен сам подчёркивает, что «при изменении одного-единственного параметра, а именно количества подводимой к лазеру энергии, становится возможно достижение эффекта самоорганизации атомов, благодаря которой возникает когерентное излучение» (Там же, с. 183). Вот где и скрывался этот таинственный «организатор». Мобилизационной структурой, генерирующей порядок и организующей движение в облучаемом веществе, является напряжённость электромагнитного поля, характеризующая уровень подводимой энергии.

Структурирование материи под действием постоянной энергетической подпитки в конечном счёте приводит к возникновению примитивных, элементарных, а затем всё более сложных структур, которые упорядочивают окружающую материю и образуют порядки всё более высокого ранга.

Хакен очень близко подходит к идее образования мобилизационных структур как факторов генерирования и воспроизведения порядка. Он называет их параметрами порядка, или модами, придавая им чрезвычайно абстрактное, математизированное значение. А они реальны и пронизывают собой Космос. Хакен отмечает прежде всего перебор возможностей, предоставляемых открытой системой своим элементам, вследствие чего в состоянии хаоса возникают всё новые и новые реакции и типы движения.

«Под воздействием непрерывно поступающей энергии (или же энергии и вещества), – пишет Хакен, – один или несколько типов такого движения или коллективной реакции оказываются предпочтительнее других. Постепенно происходит подавление, или, говоря языком синергетики, подчинение ими всех прочих форм движения или коллективных реакций. Подчиняющие себе всю систему типы движения или реакции называются также модами; они проявляются в явных и отчётливо наблюдаемых изменениях макроскопической структуры системы. Состояния, достигаемые системой в результате возникновения новых мод, представляются нам, как правило, состояниями более высокой степени упорядоченности… Успеха добиваются, как правило, те моды, чья скорость роста выше. В том случае, если несколько мод (называемых также параметрами порядка) имеют равную скорость роста, они могут при известных условиях объединяться друг с другом «на кооперативных» началах, что в итоге приводит к образованию опять-таки совершенно новой структуры» (Хакен Г. Тайны природы. Синергетика: учение о взаимодействии – М. – Ижевск: Ин-т компьют. исслед., 2003 – 320 с., с. 288–289). Перед нами весьма подробное описание возникновения одной из разновидностей мобилизационных структур в неживой природе.

И далее, говоря о стремлении синергетики не только вести поиск закономерностей, действующих в неживой природе, но и обнаружить связь между неживой и живой природой, Хакен отмечает, что «этому способствуют два обстоятельства: в живой природе мы имеем дело, во-первых, исключительно с открытыми системами, а во-вторых, с конкуренцией мод» (Там же, с. 289).

Итак, кто идёт по пути исследования общих закономерностей эволюционно обусловленного возникновения порядка из хаоса, тот неизбежно наталкивается на существование двух уровней упорядочения – синергетического и мобилизационного. Первый связан со структурированием и самоорганизацией вещества в результате постоянной «накачки» энергией, а второй – с возникновением структур, обеспечивающих организацию, поддержание и распространение порядка, вступая в конкуренцию с другими структурами.

Следует отметить, что теория самоорганизации Хакена значительно ближе подходит к раскрытию мобилизационного уровня упорядочения, чем теория самоорганизации Пригожина. Это и понятно: теория самоорганизации Пригожина строится на исследовании термодинамических процессов, а затем пытается перенести полученные знания о механизмах упорядочения на всю Вселенную и все эволюционные процессы. Она вынуждена прибегать к жёсткому редукционизму, перенося механизмы упорядочения, действующие на самом исходном и примитивном уровне самоорганизации, на более высокие уровни, где они тоже действуют, но в преобразованном, более высокоорганизованном виде. Теория самоорганизации Хакена, отталкиваясь от уровня, на котором наиболее успешно работает теория самоорганизации Пригожина, стремится обобщить знания о самоорганизации на самых различных уровнях и с точки зрения самых различных наук. Поэтому если Пригожин постоянно подчёркивает решающую роль параметров хаоса в образовании порядка – таких как неравновесие, несимметричность, случайность, неопределённость, неустойчивость, Хакен, отталкиваясь от всех этих «не…», упирает именно на параметры порядка – когерентность, организованность, кооперативность, модальность, конкуренцию, отбор.

Хакен постоянно подчёркивает закономерность, необходимость образования порядка за счёт преодоления беспорядка, Пригожин же, наоборот, видит в повышении беспорядка главное средство для формирования порядка. Это выражается и в существенном отличии когерентных структур Хакена от диссипативных структур Пригожина. Если диссипативные структуры Пригожоина способны только изгонять хаос и неспособны формировать порядок, а порядок устанавливается сам собой, стихийным образом, за счёт направленного притока энергии, да и сам порядок выражается лишь в направленном движении молекул, огромные количества которых выстраиваются в макроскопические напластования, то когерентные структуры Хакена не только рассеивают энтропию, но и используют приток энергии для согласования действий атомов или молекул, способствуя тем самым изнутри перестройке вещества и формированию упорядоченных образований на макроскопическом уровне.