Физическая картина мира в аспекте классической, неклассической и постнеклассической рациональности

Возведение этих понятий в ранг атрибутов объективной реальности дает возможность говорить об относительно универсальных признаках этих атрибутов. В силу самосогласованности всей системы атрибутов объективная реальность при фиксации определенного содержания этих признаков выступает в виде онтологически определенного мира. Таким образом, через свое относительно универсальное содержание концепция глобального эволюционизма проникает в физическую картину мира и выступает как научная парадигма.

Конкретность, уникальность процесса самоорганизации в системе Вселенная-человек определяются её начальными условиями, которые, в свою очередь, детерминированы фундаментальными физическими постоянными, связанными с характеристиками крупномасштабной структуры Вселенной. Поскольку эволюционные процессы идут на фоне космологического расширения, то начальные условия самоорганизации динамически связаны с конечными, т.е. с условиями в современную эпоху. Отсюда можно заключить, что космологический антропный принцип по своему содержанию констатирует начальные условия процесса самоорганизации.

Другими словами, для осуществления процесса самоорганизации необходимы (но не достаточны) определенные начальные условия, содержащиеся (в форме так называемых космических совпадений) в антропном принципе. «Благодаря акту самоорганизации актуализируется соответствующий конкретный мир вместе с согласованным с ним субъектом. На основании этого можно сделать вывод, что слабый антропный принцип, указывая на привилегированность нашего положения во Вселенной, фиксирует результат этого акта самоорганизации, фиксирует «координатную систему» Картер Б. Совпадение больших чисел и антропологический принцип в космологии // Космология: теория и наблюдения. - М., 1978. - С. 436., в которой материальный мир выступает на уровне единичного неуниверсального содержания, т. е. как вид реальности.

Сильный антропный принцип, требующий, чтобы Вселенная обладала свойствами, которые позволят развиться в ней жизни на некотором этапе истории, утверждает, что начальные условия для акта самоорганизации в системе Вселенная-человек и его реализация не могут быть произвольными, а с необходимостью таковы, что в процессе реализуется наблюдаемый сейчас тип отношения. «Вселенная (и, следовательно, фундаментальные параметры, от которых она зависит) должна быть такой, чтобы в ней на некотором этапе эволюции) допускалось существование наблюдателей» Там же. - С. 373.. Тот вид реальности, который фиксирует слабый антропный принцип, должен конструироваться в процессе развития реальности в виде конкретного фиксированного содержания неуниверсальных признаков атрибутов.

Телеологическая интерпретация сильного антропного принципа сводится к утверждению, что существует одна возможная Вселенная, «сотворенная» с целью порождения и поддержания наблюдателей См.: Рузавин Г.И. Синергетика и системный подход // Философские науки. 1985. № 5. - С. 48-55.. Заметим, что телеологический эволюционизм здесь не имеет философской природы, ибо интерпретация дается на уровне неуниверсальных признаков атрибутов. При рассмотрении Вселенной в виде сложной самосогласованной динамической системы законы движения Вселенной дополнены законами функционирования и развития, а энергетические связи - информационными и квазителеологическим.

Преодоление телеологической интерпретации сильного антропного принципа осуществляется апелляцией к концепции множественности миров на уровне видов реальности. К такому многообразию приводит, например, многомировая интерпретация квантовой механики и следующая из неё космологическая модель. В новой версии антропный принцип гласит: необходим ансамбль различных вселенных для существования нашей Вселенной. По мнению Ю.В. Балашова, «в соединении с гипотезой ансамбля сильный антропный принцип становится чем-то похожим на слабый антропный принцип не по содержанию..., но по способу использования (modus operand) в научной аргументации» Балашов Ю.В. Антропный космологический принцип в зеркале критики // Философские науки. 1990. № 9. - С. 34.. Каждая из таких вселенных не является ни уникальной, ни всеобъемлющей. Мы имеем дело с определенным представителем этого ансамбля - нашей Вселенной. Множество вселенных возникает в этой версии антропного принципа на основе неограниченного континуального или дискретного распределения фундаментальных физических постоянных по различным мирам. Делается допущение о возможности существования миров, основанных на тех же физических законах, что и «наш», но с другими численными значениями констант. «Перебор» таких объектов, как Вселенная, осуществляется варьированием численных значений фундаментальных физических постоянных, которые определяют специфику конкретной единичной Вселенной. По словам П. Девиса, в этом подходе «природа потворствует расточительному повторению вселенных» Davis J.J. The design argument, cosmic “finetuning” and the antropic principle // Journal philosophy of religion-Dordrecht, 1987. Vol. 22. - P. 143., причем, как замечает Дж. Уилер, эти вселенные никому не нужны, ибо их некому наблюдать. Известно, что такая концепция многообразия миров, как, впрочем, и всякая другая, основанная на многообразии видов реальности, является примером количественной, «дурной» бесконечности.

Если даже предположить, что каждая из вселенных, входящих в ансамбль, представляет собой особый объект физики, монадо, подобную сущность, которая «элементарна» не в смысле своей неделимости, а в плане «предельности», т. е. «всякая попытка воздействия на нее с целью выяснения её природы выявит вместе с тем некоторые свойства мира в целом», то многообразие будет теперь иметь место на уровне монад-вселенных, причем, поскольку с точки зрения внешней рефлексии все монады представляют собой однокачественные объекты, то концепция множественности миров становится воплощенной в виде «дурной» бесконечности видов миров.

Приведенные версии космологического антропного принципа являют собой резюме эволюции, генезиса отношений в системе Вселенная-человек. Однако сам генезис не раскрыт. В этих формулировках отсутствует какое-либо философское обоснование актуализации нашего вида реальности и его уникальности в смысле конкретности не только как логического резюме, но и как естественноисторического процесса. Апелляция к ансамблю вселенных неудовлетворительна с философской точки зрения еще и потому, что отсутствует указание на внутренний источник механизма реализации нашего экземпляра Вселенной. Процесс ветвления не может служить примером конкретного самодвижения, самоорганизации материи, осознания ею самой себя через социальную форму движения как социального оформления Вселенной. Для слабой и сильной версий антропного принципа в космологии это закономерно, ибо на уровне видов реальности нельзя раскрыть диалектику качественного-количественого развития Вселенной, а тем самым и процесс «самоотбора» (самоорганизации) Вселенной, в который включается и вся деятельность человека, в ходе которой происходит констанция результата этого самоотбора. Таким образом, включение в проблематику антропного принципа аспекта становления этого принципа в процессе познания требует проведения логико-гносеологического анализа тех теорий, которые сделали возможной его формулировку. Сам же онтологический статус антропного принципа в космологии может быть выявлен только на этой основе. Для полноты понимания смысла антропного принципа необходимо остановиться еще на одной его разновидности на принципе соучастия Уилера. В рамках этой версии «наблюдатели необходимы для того, чтобы ввергнуть Вселенную в бытие» Barrow J.D., Tippler F.J. The Antropic Cosmological principle. - Oxford, 1986. - P. 22..

Уиллер, таким образом, ставит наблюдателя в центр всей проблемы, поскольку, по его мнению, наблюдатель самим актом своего наблюдения создает все те свойства Вселенной, которые впоследствии создают и его самого. Необходимо отметить, что Уилер в термин «возникновение» вкладывает глубокий смысл, поскольку он связан с такими понятиями, как эволюция, генезис, самоорганизация, самосоотносимость, саморефлексия.

Анализируя осциллирующую модель Вселенной (в которой имеется бесконечный ряд последственных процессов расширения-сжатия Вселенной и где при каждом последующем коллапсе в конечной сингулярности происходит полная смена физических констант и законов, так что на каком-то этапе осцилляции реализуется наш тип Вселенной), Дж. Уилер заключает, что такого типа космология безразлична к вопросу о том, как возникла Вселенная. В качестве альтернативы он выдвигает модель самоотносящейся Вселенной. В рамках такой модели: 1) один цикл эволюции Вселенной (в многомировом подходе это соответствует одному экземпляру Вселенной), 2) законы физики и константы заложены в космологической сингулярности Большого Взрыва, дающего начало циклу эволюции, 3) действует принцип, согласно которому Вселенная не могла возникнуть до тех пор, пока случайности эволюции не создали условия для возникновения на некотором конечном промежутке времени создания, которое придаст смысл, значение этой Вселенной с начала и до конца. Вселенная посредством наблюдений приобретает ту осязаемость, которую мы называем реальностью. Уилер вопрошает: не порождают ли каким-то образом миллиарды наблюдений, как попало собранных вместе, гигантскую Вселенную со всеми её величественными закономерностями? См.: Мизнер Ч., Торн К., Уиллер Дж. Гравитация: В 3 т. - М.: Мир, 1974. - Т. 1. - 474 с.

Таким образом, возникновение Вселенной следует рассматривать как генезис объективного содержания понятия «Вселенная» в форме коллективного человеческого сознания. В версии антропного принципа Уилера затронут вопрос не только об объективном аспекте места человека во Вселенной, но и о познавательном, гносеологическом отношении, о зависимости картины Вселенной от условий познания и «устройства» познающего субъекта. В таком подходе Вселенная, как определенная самоорганизующаяся, эволюционирующая вместе с человеком система, выступает уже не просто как конкретный вид реальности, но и как тип реальности. Антропный принцип выступает здесь как принцип отбора, самоотбора типа реальности. Кроме того, в этой версии содержится мысль «о неделимой, целостной, взаимосвязанной и взаимосогласованной картине мира, в которой тип устройства» Цехмистро И.З. Поиски квантовой концепции физических оснований сознания. - Харьков, 1981. - С. 100-118. субъекта глубоко переплетен со структурой всей Вселенной. В этом смысле изучение Вселенной и изучение сознания связаны между собой, и прогресс в одной области невозможен без прогресса в другой.

С версией участия Уилера коррелируются идеи И. Пригожина, выступающие как результат обобщения неравновесной термодинамики и статистической физики. В отличие от исходной версии антропного принципа участия, где атрибутной природой были наделены такие понятия, как «наблюдаемость», «представимость в виде пространственно-временного явления», в содержание атрибутов включены такие понятия, как «необратимость» и «неравновесность».

«Непреложный «космологический факт» состоит в следующем: для того, чтобы макроскопический мир был миром обитаемым, в котором живут «наблюдатели», т. е. живым миром, Вселенная должна находиться в сильно неравновесном состоянии». Из факта существования человека делается вывод о физических свойствах Вселенной. Действительно, если принять как факт, что имеет место результат самоорганизации в системе Вселенная-человек, то для того, чтобы она произошла, система должна находиться в неравновесном состоянии. Это соответствует результатам экспериментов по наблюдению явлений самоорганизации и образования диссипативных структур в термодинамических, биологических и других системах.

Для нас существенно то, что в концепции И. Пригожина необратимости и неравновесности придается универсальный характер. Необратимость существует либо на всех уровнях, либо не существует ни на одном уровне. Она не может возникать, словно чудо, при переходе с одного уровня на другой См.: Пригожин И. От существующего к возникающему. - М.: Наука, 1985. - 346 с.. На всех уровнях, будь то уровень макроскопической физики, уровень флуктуации или микроскопический уровень, источником порядка является неравновесность. Неравновесность есть то, что порождает «порядок из хаоса». Необратимость существует на макроскопическом уровне и играет важную конструктивную роль. Это факт, но имеются веские основания утверждать, что в микроскопическом мире также должно быть нечто, проявляющееся на макроскопическом уровне, подобное необратимости. И поэтому «имеется возможность установить эволюционную парадигму в физике, причем не только на макроскопическом, но и на всех уровнях описания». Пригожий И., Стенгерс И. Порядок из хаоса. Новый диалог человека с природой. - М., 1986. - С. 43-44. И такая эволюционная парадигма должна «охватывать изолированные системы, эволюционирующие к хаосу, и открытые системы, эволюционирующие ко все более высоким формам сложности». Из этих высказываний вытекает: необратимость и неравновестность как элементы самоорганизации присущи всем типам реальности, а, следовательно, они носят атрибутный характер.

Глобальный эволюционизм проявляется здесь в предсказаниях таких понятий, как «самоотносимость», «наблюдаемость», «необратимость» и «неравновестность». В этой концепции содержится мысль о неделимой, целостной, взаимосвязанной и взаимосогласованной картине мира, в которой квантовая реальность глубоко переплетена со структурой всей Вселенной, где элементарная частица, человек и Вселенная представляются как неразделимые стороны одной реальности См.: Абдулкадыров Ю.Н. Роль принципа симметрии в научном познании. - Махачкала, 2007. - 258 с..

В финалистической версии антропного принципа акцент перемещен на деятельную роль человека в проектировании будущего Вселенной. Говоря об активной деятельной роли человека, Т.Н. Березина отмечает, что «антропный принцип в его финалистической версии может выступать методологической основой космической деятельности человека» Березина Т.Н. Антропный космический принцип // Философские науки. 1984. № 5. - С. 84-95.. Кроме того, данная версия антропного принципа включает и такой аспект деятельной роли человека, как распространение разума по всей Вселенной. С этой точки зрения, возможна экспансия разума (в рамках финалистического антропного принципа постулируется бессмертие разумных информационных процессов) на все бесконечное число возможных миров в целях их освоения и преобразования. Если отвлечься от излишне спекулятивных утверждений, то версию Типплера можно уложить в рамки вполне корректного методологического требования: познать и достаточно полно объяснить физическую Вселенную невозможно без всестороннего учета факта существования человека, который есть результат всей предшествующей эволюции Вселенной и деятельное начало ее будущего развития. Таким образом, в рамках этой версии содержание антропного принципа, очерченное формулой «вот, человек, какой должна быть Вселенная!», выводит нас к новому кругу проблем, связанных с концепцией универсальности человека, глобальным осмыслением факта возникновения и развития разума. В частности, к идее о возможных формах существования разума и «разумных информационных процессах», о будущей деятельности разумной жизни, которая может стать, по мнению Г.Ф. Хильми, «организатором Вселенной» Хильми Г.Ф. Хаос и жизнь // Населенный космос. - М.: Мир, 1972. - С. 48.. Таким образом, человек, по выражению М. Хайдеггера, «делается тем сущим, на которое в роде своего бытия опирается все сущее. Человек становится точкой отсчета для сущего как такового» Хайдеггер М. Время и бытие. - М., 1993. - С. 48..

До сих пор речь шла об эволюционном происхождении «субстратных» аспектов структуры Вселенной. В настоящее время интенсивно дискутируется и другой аспект эволюции Вселенной, связанный с изменением ее космических характеристик: квантовых параметров элементарных частиц и констант фундаментальных взаимодействий, которые могли меняться на ранних этапах космологического расширения.

Проблема об изменчивости законов природы наиболее остро была поставлена в одной из последних работ А. Пуанкаре См.: Пятницын Б.П., Меськов В.С. Об описании дополнительности в логических системах квантовой механики // Принцип дополнительности и материалистическая диалектика. - М.: Наука, 1976. - С. 321-337.. Анализ ситуации привел А. Пуанкаре к выводу о том, что фундаментальные законы природы неизменны по определению и их постоянство всегда возможно спасти переходом на новый уровень фундаментальности. Не вдаваясь в анализ аргументаций, приведших Пуанкаре к таким выводам, отметим, что речь в данном случае идет о тех практических трудностях, с которыми столкнулось бы допущение изменчивости законов природы. Поэтому «принцип Пуанкаре» есть, по существу, умозаключение от наличных возможностей науки к тому, каким должен быть реальный мир.

В настоящее время появились реальные основания считать, что принцип Пуанкаре, полученный из анализа локальных физических ситуаций, перестает работать в космологической перспективе. Это связано с тем, что теоретическое отображение объекта космологии - Вселенной - в системе знания имеет некоторую специфику, связанную с обретением нового смысла, разделением элементов физического объяснения на фактологические и номологические. Оказалось, что важнейшие космические («устойчивые», «необходимые» и «существенные») аспекты эволюционирующей Вселенной могут быть осмыслены в качестве следствий фактуальных («случайных» и «несущественных» в стандартном понимании) аспектов. Так, например, по одной из версий, причиной нарушения симметрии между фундаментальными взаимодействиями является такая фактуальная характеристика, как понижение температуры в результате расширения Вселенной после «Большого Взрыва». Это говорит о том, что специфические начальные условия определяют происхождение не только физической (субстрактной) структуры Вселенной в ходе эволюции, но и ее фундаментальной номической структуры. Можно сказать, что для понимания самых глубоких сущностных характеристик физического мира «начальные условия» оказываются не менее важными, чем законы. В самой же космологической перспективе сфера существования законов должна быть коэкстенсивной объему самой Вселенной. Причем, со всеобщностью законов природы может коррелироваться глобальный характер фактуальных физических свойств, определяющих состояние универсума. Поэтому все законы природы находятся в «поле воздействия» физической структуры Вселенной. Поскольку свойства физической структуры Вселенной быстро менялись в самые первые мгновения космологической эволюции, то ничто в этих условиях не гарантирует неизменности самих фундаментальных связей и отношений, погруженных в коэкстенсивный им «мир явлений». «Любая космическая характеристика, - пишет Ю.В. Балашов, - обретает благодаря этому «диахронное» эволюционное измерение. Константы взаимодействий оказываются, по одной из моделей, «бегущими» динамическими факторами, величины которых меняются на ранних этапах космологического расширения» Балашов Ю.В. Возможна ли эволюция фундаментальных законов природы // Философские науки. 1989. № 2. - С. 25..

Однако следует отметить, что существует совершенно иная точка зрения, согласно которой «за фундаментальными законами природы вкупе с начальными условиями космологической эволюции стоит некий общий принцип, не являющийся физическим законом» Wheeler J.A. On recognizing “law without law” // Am. J. Physics. - 1983. - Vol. 51. - N 5. - P. 398.. При разнообразии расставляемых акцентов несомненной является необходимость правильного учета между законами и «начальными условиями», поскольку не подвергается сомнению факт их весьма нетривиальных отношений. В этом плане выдвигаются различные подходы, в которых пытаются элиминировать роль начальных условий, полагая их случайными. Их роль в процессе эволюции Вселенной должна нейтрализоваться определенными физическими процессами.

Совершенно иная схема предлагается в некоторых версиях квантовой космологии, описывающих возникновение Вселенной из вакуумной флуктуации. Так, например, в варианте Хартла - Хокинга граничные условия 3-мерной геометрии возникшей таким путем Вселенной жестко определяются ее квантовым состоянием, подчиняющимся уравнению Уиллера де Витта - аналогу уравнения Шрёдингера для квантовой гравитации, и в этом смысле не могут быть произвольными, то есть квантовые принципы накладывают сильные ограничения на характер последующей эволюции Вселенной См.: Hartle J.B., Hawking S.W. Wave function of the Universe // Physical review. 1983. Vol. 28 D. N 12. - P. 2960-2975..

Таким образом, можно с достаточной уверенностью утверждать о возможной изменчивости фундаментальных законов природы, и эта изменчивость задается не явной зависимостью их от времени, а воздействием меняющейся глобальной структуры Вселенной. Происходит не просто эволюция, а коэволюция комплекса «объекты + факторы и движущие силы их развития».

Существует ещё одна возможность эвристической реализации идеи взаимосвязи рядов эволюции материи в рамках парадигмы самоорганизации. Речь идет о том круге астрофизических идей, который в специальной литературе обозначен как «загадка больших чисел». Имеются в виду так называемые космологические совпадения: отношения радиуса наблюдаемой Вселенной к радиусу электрона, плотности вещества электрона к средней плотности вещества Вселенной, а также электрической силы притяжения между протоном и электроном к аналогической гравитационной силе равны одному и тому же безразмерному «большому числу» - 10⁴⁰. Эти совпадения чисел, относящихся к количественным аспектам различных уровней организации физического мира, далеко не случайны и свидетельствуют о том, что мы должны в своем познавательном процессе изучения этих явлений выйти на постижение нового уровня системности нашей Вселенной в рамках парадигмы самоорганизации.

Таким образом, синергетика как теория самоорганизации позволила:

1) в познавательном процессе перенести акцент с бытия на становление, что привело к изучению эволюционизирующего мира. А необходимость концептуального анализа эволюционирующих структур привела к выработке нового языка, основанного на принципах открытости, сложности, нелинейности, нестабильности и неравновесности динамических систем;

2) сформулировать представления о кооперативных эффектах, определяющих воссоздание целостности сложных систем;

3)выдвинуть и обосновать концепцию динамического хаоса, раскрывающую механизмы эволюции сложных, открытых систем;

4) выработать новый тип физической рациональности, новый диалог человека с природой. Процесс исследования закономерностей окружающего мира благодаря концепции самоорганизации превратился в живой диалог исследователя с природой, при котором роль наблюдателя становится ощутимой, осязаемой и зримой.

3.2 Хаос, случайность, неустойчивость как конструктивные механизмы построения нелинейной картины мира

Синергетика вводит в научный обиход новые понятия, принципиально новое видение мира и новое понимание процессов развития. Оно принципиально отлично от преобладающего способа видения, который господствовал на протяжении предшествующих столетий в классической науке - науке Ньютона и Лапласа, в которой хаос, случайность, неустойчивость исключались как внешние и несущественные. Процессы в мире представлялись как обратимые во времени, предсказуемые и ретросказуемые на неограниченно большом промежутке времени, а эволюция - как процесс, лишенный ответвлений, возвратов, побочных линий. Такая картина мира классической науки основывается на принципе линейности фундаментальных законов, то есть на строго однозначных зависимостях.

Согласно Гольбаху, например, «ничего в природе не может произойти случайно, всё следует определенным законам; эти законы являются лишь необходимой связью определенных следствий с их причинами... Говорить о случайном сцеплении атомов либо приписывать некоторые следствия случайности - значит говорить о поведении законов, по которым тела действуют, встречаются, соединяются... разъединяются» Гольбах П. Избранные антирелигиозные произведения. - М., 1934. Т. I. - С. 34-35..

Описание реальной изменчивости производилось по канонической механической модели: аппарат динамики (линейные уравнения движения) с фиксацией начальных условий для установленного момента времени. Этого было достаточно для исчерпывающего воссоздания картины любой развивающейся системы.

Физический смысл принципа линейности сводится к утверждению, согласно которому отклик системы на относительно малые воздействия на неё линейно (пропорционально) зависят от их силы. С математической точки зрения, речь идет о линейных дифференциальных уравнениях, в которых неизвестные величины входят в степени не выше единицы (например, уравнения Максвелла, уравнения Гамильтона и т. д.).

Принципиальная возможность представить почти любую закономерную связь явлений в виде линейного уравнения превратилась в один из важнейших идеалов классического физико-математического естествознания. Если линейные дифференциальные уравнения получили широкое применение в классической науке, то нелинейные уравнения долгое время не были в поле зрения физико-математического естествознания, хотя их никто полностью и не игнорировал. Даже у Ньютона уравнение, например для силы взаимного притяжения тел, имеет нелинейный характер. Нелинейность в математическом плане отражает определенный вид математических уравнений, содержащих искомые величины в степенях больших единицы или коэффициенты, зависящие от свойств среды. Нелинейные уравнения имеют несколько (более одного) решений.

Одним из принципиальных отличий нелинейных уравнений от линейных является нарушение у первых принципа суперпозиции (или аддитивности) сумма частных решений нелинейного уравнения не есть также его решение. «Это свойство, - как подчеркивают В.И. Аршипов, С.П. Курдюмов и Я.Н. Свирский, - нашло отражение при качественном анализе нелинейных уравнений с помощью фазовой плоскости» Аршинов В.И., Курдюмов С.П., Свирский Я.И. Классическая механика Ньютона и проблема самоорганизации в современном научном познании // Ньютон и философские проблемы физики ХХ века: Сборник статей; / Под ред. Ахундова М.Д. и Илларионова С.В. - М.: Наука, 1991. - С. 110.. Выяснилось, что вид траекторий интегральных кривых, изображенных на фазовой плоскости и полученных из нелинейного уравнения, меняется при переходе от одной области фазовой плоскости к другой. Следует отметить, что с помощью понятия фазовой плоскости удается акцентировать внимание на возможность одновременного представления всего набора состояний данного объекта.

Фазовая плоскость наглядно демонстрирует тот факт, что даже в несложном нелинейном уравнении в неявном виде присутствует широкий спектр способов существования данного фрагмента реальности. Причем каждое конкретное воплощение моделируемого объекта есть видимая форма глубинного содержания, заключенного в нелинейном уравнении. Отсюда вытекает качественный смысл нелинейности. Множеству решений нелинейного уравнения соответствует множество путей эволюции системы, описываемых этими уравнениями (нелинейной системы). Нелинейность в самом общем, мировоззренческом плане может быть развернута посредством идеи многовариантности (альтернативности) путей эволюции, идеи выбора из альтернатив и вытекающей отсюда идеи необратимости эволюции.

Таким образом, был открыт новый мир нелинейных систем, который оказался гораздо богаче мира закрытых, линейных систем. Вместе с тем «нелинейный мир» и труднее поддается моделированию. Большинство возникающих нелинейных уравнений не может быть решено аналитически. Как правило, для их (приближенного) решения требуется сочетание современных аналитических методов с большими сериями расчетов на ЭВМ, с вычислительными экспериментами. Нелинейность открывает для исследования - необычные для классического и неклассического естествознания - стороны мира: его нестабильность, случайность, многообразие путей изменения и развития, раскрывает условия существования и устойчивого развития сложных структур, делает возможным моделирование катастрофических ситуаций.

Нелинейными методами было осуществлено моделирование многих сложных самоорганизующихся систем в физике и гидродинамике, в химии и биологии, в астрофизике и в обществе: от морфогенеза в биологии и некоторых аспектов функционирования мозга до флаттера крыла самолета, от молекулярной физики и автоколебательных процессов в химии (так называемая реакция самоструктуирования химических соединений Белоусова - Жаботинского) до эволюции звезд, галактик и Вселенной в целом, от электронных приборов до формирования общественного мнения и демографических процессов.

Следует отметить, что формирование научного аппарата нелинейной картины мира происходило по нескольким направлениям. В математике это теория особенностей (А. Пуанкаре, А.А. Андронов, X. Уитни) и теория катастроф (Р. Том, К. Зимин, В.И. Арнольд) См.: Арнольд В.И. Теория катастроф. - М.: Изд. Московского университета, 1983. - С. 80. , в физике, химии и биологии - это работы И.Р. Пригожина и его Брюссельской школы См.: Пригожин И. От существующего к возникающему. - М.: Наука, 1985. - 346 с.^, См.: Пригожин И. Время, структура и флуктуация // Успехи физических наук. 1980. Т. 131. Вып. 2. - С. 135-207. по термодинамике необратимых процессов, а также работы Г. Хакена См.: Хакен Г. Синергетика. - М.: Мир, 1980.. Итог их исследований - формирование нового научного направления - синергетики. В России исследованию этих процессов посвящены работы С.П. Курдюмова, Г.Г. Малинецкого, А.А. Самарского, в которых выдвинут ряд оригинальных идей для понимания механизмов возникновения и эволюции относительно устойчивых структур в нелинейных средах. В работах М.В. Волькенштейна и Д.С. Чернавского развивается синергетический подход для решения вопросов о генерации ценной информации в эволюционных процессах. Широко известны работы академика Н.Н. Моисеева, в которых разрабатываются идеи глобального эволюционизма и коэволюции человека и природы. В работах Ю.А. Данилова, Б.Б. Кадомцева, Г.Р. Иваницкого, С.В. Петухова, Ю.М. Романовского выдвинут ряд оригинальных идей, развивающих синергетический подход.

Переход от ньютоновской к эволюционно-синергетической парадигме более всего связан с неклассической трактовкой объективного формообразования. Качественная изменчивость организации явлений не плод задетерминированности, предзаданности, а, наоборот, это плод конструктивной роли случая в становлении новых форм, дающих начало очередным эволюционным рядам. «Избирательные, чувствительные к собственной истории, адаптационные механизмы порождения этих рядов носят нелинейный характер» Ильин В.В. Неклассическая и постнеклассическая наука // Философия науки: Учебное пособие для вузов. - М., 2004. - С. 116.. По словам Пригожина и Стэнгерса, «...в состоянии равновесия материя «слепа», тогда как в сильно неравновесных условиях она обретает способность воспринимать различия во внешнем мире (например, слабые гравитационные и электрические поля) и учитывать их в своем функционировании» Пригожин И., Стэнгерс И. Порядок из хаоса. Новый диалог человека с природой. - М., 1986. - С. 55-56..

Базовыми принципами, на основе которых изучаются механизмы самопроизвольного возникновения, относительно устойчивого существования и саморазрушения макроскопических упорядоченных структур в нелинейных системах, являются 8 принципов.

1. Принцип открытости системы. По своему определению понятие «самоорганизующаяся система» предполагает, что система находится в состоянии постоянного взаимодействия со своим окружением, извлекая из него все необходимое. Таким образом, для самоорганизации принципиально необходима открытая система, то есть система, которая обменивается с окружающей средой веществом, энергией и информацией. Следует отметить, что этот факт противоречит самим основам классической термодинамики. Классическая термодинамика имеет дело с закрытыми изолированными системами, которых в природе практически не существует, они не обмениваются со средой веществом, энергией и информацией. И их рассмотрение в физике есть факт значительного упрощения, схематизации и идеализации самой действительности. Поэтому второе начало термодинамики в буквальном смысле неприменимо к открытым системам. В таких системах может происходить рост беспорядка, энтропии системы, но за счет притока энергии извне процессы дезорганизации могут быть приостановлены.

Напомним, что центральным понятием термодинамики является понятие энтропии. Это понятие относится к закрытым системам, находящимся в тепловом равновесии, которое можно охарактеризовать температурой. Именно по отношению к закрытым системам и были сформулированы два начала термодинамики. В соответствии с первым началом термодинамики в закрытой системе энергия сохраняется, хотя и может приобретать различные формы.

Второе начало термодинамики гласит, что в замкнутой системе энтропия никогда не может убывать, а лишь возрастает до тех пор, пока не достигнет максимума. Иначе говоря, согласно второму началу термодинамики запас энергии во Вселенной постоянно иссякает, и вся Вселенная неизбежно должна приближаться к тепловой смерти. Поскольку энтропия рассматривается как мера беспорядка, то хаос в замкнутой системе не убивает, он может лишь возрастать. Замкнутая Вселенная идет к хаосу. Ход событий во Вселенной невозможно повернуть вспять, дабы воспрепятствовать возрастанию энтропии. Со временем способность Вселенной поддерживать организационные структуры ослабевает, и такие структуры распадаются на менее организованные, которые в большей мере наделены случайными элементами. По мере того как иссякает запас энергии и возрастает энтропия, в системе нивелируются различия. Это значит, что Вселенную ждет все более однородное будущее.

Вместе с тем уже во второй половине XIX века, и особенно в XX веке, биология, и прежде всего теория эволюции Дарвина, убедительно показали, что эволюция живого не приводит к понижению уровня организации и обеднению разнообразия форм материи. Скорее, наоборот, история и эволюция живого показывает, что её развитие идет в противоположном направлении - от простого к сложному, от низших форм организации к высшим, от менее организационного к более организационному. Иначе говоря, со временем, старея, живое обретает все более сложную организацию. Попытки согласовать второе начало термодинамики с выводами биологических и социальных наук долгое время были безуспешными. Классическая термодинамика не могла описывать закономерности открытых систем. И только в конце XX века, с переходом естествознания к изучению открытых систем появилась возможность такого согласования.

Что такое открытые системы? Открытые системы - это такие системы, которые поддерживаются в определенном состоянии за счет непрерывного притока извне вещества, энергии или информации. Постоянный приток вещества, энергии или информации является необходимым условием существования неравновесных состояний в противоположность замкнутым системам, которые неизбежно стремятся (в соответствии со вторым началом термодинамики) к однородному равновесному состоянию. Открытые системы - это системы необратимые; в них важным оказывается фактор времени.

Нашу Землю можно рассматривать как гигантскую открытую систему, в которой на протяжении последних 3,8 миллиарда лет разыгрываются процессы самоорганизации и эволюции. Процессы эволюции на Земле, по существу, развертывались в тонком слое земной поверхности, толщина которого составляет лишь незначительную долю радиуса Земли, - слое, состоящем из скальных и осадочных пород, вод и атмосферы. Эволюция в поверхностных слоях Земли охватывает геологические, атмосферные и биологические процессы. Энтропийными насосами, приводящими в действие эти процессы эволюции, служат солнечное излучение и запасы энергии в ядре Земли, передаваемые поверхностным слоям посредством теплопроводности и тепловой конвекции, радиоактивного излучения, извержений вулканов, энергии тектонических движений.

В качестве космического источника энергии следует также упомянуть космическое излучение, хотя оно составляет не более 0,1% солнечного излучения. Возможные процессы самоорганизации и эволюции на Земле приводятся в действие перепадом, или градиентом, температур между Солнцем или ядром Земли, с одной стороны, и температурой космического пространства (фонового излучения), с другой стороны. Собственное излучение Земли оказывает лишь пренебрежимо слабое влияние на температуру Солнца или космического пространства, поэтому Землю можно рассматривать как пассивную систему, сквозь которую «прокачивается» энергия. Процесс, создающий этот поток энергии, приводит к деградации энергии, т. е. к производству энтропии.

На языке иерархических уровней принцип открытости, по мнению В.Г. Буданова, подчеркивает два следующих важных обстоятельства:

1) «это возможность явлений самоорганизации бытия в форме существования стабильных неравновесных структур макроуровня (открытость макроуровня к микроуровню при фиксированных управляющих параметра)»;

2) это «...возможность самоорганизации становления, т. е. возможность смены типов неравновесной структуры, типа аттрактора (открытость макроуровня мегауровню меняющихся управляющих параметров)» Буданов В.Г. О методологии синергетики // Вопросы философии. 2006. № 5. - С. 89..

2. Принцип диссипации, или рассеяния. Открытая система обменивается с окружающей средой энергией. Система как бы извлекает порядок из среды, но при этом использованная для этого энергия обесценивается и рассеивается в окружающей среде, а взамен неё система получает из среды уже новую энергию.

Открытые неравновесные системы, активно взаимодействующие с внешней средой, могут приобретать особое динамическое состояние -диссипативность. Диссипативность - это качественно своеобразное макроскопическое проявление процессов, протекающих на микроуровне. Неравновесное протекание множества микропроцессов приобретает некоторую интегративную результирующую на макроуровне, которая качественно отличается от того, что происходит с каждым отдельным её микроэлементом. Благодаря диссипативности в неравновесных системах могут спонтанно возникать новые типы структур, может совершаться переход от хаоса и беспорядка к порядку и организации, могут возникать новые динамические состояния материи.

Диссипация есть необходимый процесс, способствующий выстраиванию регулярной структуры в нелинейной открытой среде. Диссипация гасит, уничтожает все «лишние» вихревые потоки и оставляет только те, которые образуют структуру. Диссипативность проявляется в различных формах: и в способности «забывать» детали некоторых внешних воздействий, и в факторе «естественного отбора» среди множества микропроцессов, разрушающих то, что не отвечает общей тенденции развития, и в факторе когерентности (согласованности) микропроцессов, устанавливающем в них некий общий темп развития и др.

Понятие диссипативности тесно связано с понятием «параметров порядка». Самоорганизующиеся системы - это обычно очень сложные открытые системы, которые характеризуются огромным числом степеней свободы. Однако далеко не все степени свободы системы одинаково важны для её функционирования. С течением времени в системе выделяется небольшое количество ведущих, определяющих степеней свободы, к которым «подстраиваются» остальные. Такие основные степени свободы системы получили название «параметров порядка».

Параметры порядка отражают содержание основания неравновесной системы. В процессе самоорганизации возникает множество новых свойств и состояний. И очень важно, что обычно соотношения, связывающие параметры порядка, оказываются намного проще, чем математические модели, в которых дается детальное описание всей новой системы. Это делает задачу определения параметров порядка одной из главных при конкретном моделировании самоорганизующихся систем.

3.Принцип удаленности системы от точки термодинамического равновесия. Принцип нелинейности изначально предполагает, что открытая система может быть самоорганизующейся исключительно в тех случаях, когда система находится достаточно далеко от точки термодинамического равновесия. В противном случае, то есть если система будет находиться вблизи от точки термодинамического взаимодействия, велика вероятность того, что система придет в состояние термодинамического равновесия. Хотя имеются примеры того, что движение систем к равновесию может сопровождаться возникновением новых упорядоченных структур (образование кристаллов, снега, биологических мембран из жидкости), но в целом все закрытые или частично открытые системы стремятся к равновесию, то есть подчиняются принципу Больцмана.

4.Принцип возникновения порядка через флуктуации. Этот принцип совершено отличается от принципа Больцмана по характеру и поведению систем. Если открытая система интенсивно обменивается с окружением веществом, энергией и информацией, то такая система неизбежно будет стремиться к определенному порядку, к некоторому динамическому состоянию, соответствующему характеру неравновесности. И само возникновение нового порядка происходит через флуктуации, то есть через случайные отключения параметров, характеризующих систему, от их среднего значения. В результате флуктуации в системе могут появляться режимы, в которых неустойчивость может усиливаться до уровня появления особой точки, в которой происходит переход системы к новому порядку. В такой точке, которая называется точкой бифуркации (ветвления решения), система скачкообразно переходит к одному из многих возможных состояний. Поскольку в соответствии с принципом Больцмана система необратимо стремится к равновесию, к нарушению порядка, то принцип возникновения порядка через флуктуации можно было бы назвать отрицательным принципом Больцмана.

В точке бифуркации макроуровень как бы исчезает, возникает прямой контакт микро- и мегауровней, рождающий макроуровень с иными качествами. Анализ этой ситуации привел Ю.Л. Климонтовича к следующему парадоксальному выводу: «Возникновение турбулентности, вихрей текущей жидкости вовсе не есть увеличение беспорядка, но рождение коллективных макродвижений, макроскопических степеней свободы, параметров порядка из хаотических броуновских, тепловых движений микроуровня жидкости - рождения порядка. Беспорядок ощущается исключительно с позицией микроуровня как процесс увеличения его сложности и непредсказуемости» Климонтович Ю.Л. Физика открытых систем. - М., 2000. - С. 327..

В точке бифукации происходит выбор, эволюционный отбор альтернатив развития макроуровня. При этом флуктуации, будущее альтернативы конкурируют и побеждает наиболее быстрорастущая из них - порядок через флуктуации. При этом имеется различие между самоорганизацией в режиме становления и самоорганизацией в режиме бытия. Таким образом, «феномен самоорганизации принципиально по-разному проявляется в фазах бытия и становления» Буданов В.Г. О методологии синергетики // Вопросы философии. 2006. № 5. - С. 91..

5. Принцип необратимости. Нелинейные системы характеризуются принципиальной необратимостью процессов. Дело в том, что принцип возникновения самоорганизации требует диссипации энергии в окружающей систему среде, а этот процесс принципиально необратим. Этот процесс более всего выражен в биологических и социальных системах, поскольку такие системы имеют чрезвычайно сложный характер и в них самоорганизация происходит в результате интенсивного обмена с окружением веществом и энергией. Более того, на уровне живого возникают такие системы (автопоэтические), которые не просто обмениваются со средой веществом и энергией, а непрерывно самообновляются.

Необратимость не есть результат наших недостаточных знаний, и она (необратимость) характерна не только для макроскопического уровня, она должна существовать на всех физических уровнях. Мир, в котором мы живем, является миром процессов, в которых информация и структура не только сохраняются, но и разрушаются. В картине мира, важнейшим свойством которого является необратимость, развитие рассматривается как последовательность деструктивных и креативных процессов.

Необратимость выступает как принцип, который однозначно следует из второго начала термодинамики, поскольку второе начало должно привести к отбору физически реализуемых структур вещества и пространства-времени.

Относительная универсальность необратимости означает, что у неё имеется количественно-определенный аспект, который сводится к следующему: необратимость начинается тогда, когда сложность эволюционирующей системы превосходит некий порог, при этом восприятие ориентированного времени возрастает по мере того, как повышается уровень биологической организации, и достигает кульминационной точки в человеческом сознании. С этой точки зрения человек занимает в мире совершено исключительное положение. Отсюда следует, что в проблематику изучения системы человек-Вселенная внесен элемент эволюции, становления.

Антропный принцип не только констатирует форму реализации вида или типа реальности, но и приводит к выводу, что такая констатация возможна только как результат эволюции, развития Вселенной. Слабая версия антропного принципа, например, в этом аспекте получает развитие: привилегированность человека во Вселенной имеет место на уровне типа реальности, фиксируемого содержанием относительно-универсального признака - атрибута движения необратимости.

Гносеологическим коррелятом этого выступает необратимость субъективных ощущений человека, которая является своего рода отличительным признаком нашего участия в мире, находящемся во власти эволюционной парадигмы. По мнению И. Пригожина, природу невозможно описывать «извне», с позиций зрителя. Описание природы - живой диалог, коммуникация, и она подчинена ограничениям, свидетельствующим о том, что мы - макроскопические существа, погруженные в реальный физический мир. На основе неравновесной термодинамики он дает следующую схему описания такого осознания: «Мы начинаем с наблюдателя, измеряющего координаты и импульсы и исследующего, как они изменяются во времени. В ходе своих измерений он совершает открытие: узнает о существовании неустойчивых систем и других явлений, связанных с внутренней случайностью и внутренней необратимостью. Но от внутренней необратимости и энтропии мы переходим к диссипативным структурам в сильно неравновесных системах, что позволяет нам понять ориентированную во времени деятельность наблюдателя», таким образом, «описав полный круг, мы вернулись в исходную точку и теперь видим себя как неотъемлемую часть того мира, который описываем» Пригожин И., Стингер И. Порядок из хаоса. Новый диалог человека с природой. - М., 1986. - С. 43-44..

6. Принцип положительной обратной связи. В нелинейных системах возникающие в системе изменения и противоречия не устраняются управленческими решениями, а напротив, накапливаются и усиливаются, что приводит к появлению новой организации нового порядка, новой структуры системы. Этот принцип существенно отличается от принципа отрицательной обратной связи, на котором базируются, например, кибернетические процессы. В кибернетических системах речь может идти только о самоорганизации, направленной на достижение оптимальной структуры её элементов, и то рассмотренной с функциональной точки зрения. Поэтому в таких системах возникающие изменения не усиливаются, а наоборот, корректируются, регулируются управляющими устройствами, дабы сохранить равновесие системы.

7. Принцип нарушения симметрии. Процессы саморегуляции и эволюция нелинейных систем, сопровождающиеся переходом от одного структурного порядка к другому, сопровождаются также фазовыми переходами с нарушением симметрии. Нелинейная система в симметричном состоянии не обладает абсолютным минимумом энергии, и состояние системы может оказаться крайне неустойчивым. Поэтому любые несимметричные возмущения, флуктуации могут нарушить симметрию состояния и привести систему к новой структурной организации. Принцип нарушения симметрии в нелинейных средах, таким образом, характеризует процессы «рождения», творения нового порядка, отражая определенный динамизм эволюции систем.

8. Принцип достаточной сложности. Система должна содержать достаточное число элементов, которые находятся в состоянии многоаспектных взаимосвязей, образуют сложную «паутину отношений» для возникновения самоорганизации. Несоблюдение этих условий приводит к невозможности появления кооперативного поведения элементов системы и, следовательно, к возникновению самоорганизации.

Уже одно перечисление базовых, системообразующих понятий и принципов данной научной парадигмы (нелинейность, самоорганизация, открытость, сложность, бифуркация, когерентность, аттрактор, хаос, случайность и другие) свидетельствует о её принципиальном отличии не только от классической, но и от неклассической модели бытия. «Вот почему, - пишет по этому поводу К.Х. Делокаров, - новая междисциплинарная сфера научного знания стала сразу оказывать влияние на философию, и в первую очередь на философию постмодернизма» Делокаров К.Х. Системная парадигма современной науки и синергетика // Общественные науки и современность. 2000. № 6. - С. 112..

Синергетика приводит также к осознанию сложности и нелинейности мира, который предстает перед нами как диалектическое единство порядка и хаоса. Хаос не перманентная характеристика системы. Но он - чрезвычайно важный момент в развитии системы, и в нем есть объединяющие силы, которые выступают неким организующим началом. Речь идет об образовании упорядоченных структур из хаоса или наоборот. По этому поводу Е. Князева и С. Курдюмов замечают: «Конструктивный хаос конструктивен через свою разрушительность и благодаря ей, разрушителен на базе конструктивности и через неё. Разрушая, он строит, а строя, приводит к разрушению» Князева Е.Н., Курдюмов С.П. Синергетика как новое мировидение: диалог с И. Пригожиным // Вопросы философии. 1992. № 12. - С. 18.. Хаос, таким образом, не зло, не фактор только разрушения, а важное свойство процессов самоорганизации, необходимое для выхода на аттрактор для создания сложной диссипативной структуры в нелинейной открытой среде. «Непонятными остаются источники, движущие силы самоорганизации и самоуправления систем. Снова, как и в случае физико-химических процессов, в качестве механизма самоорганизации выступает хаос, способный выводить системы на новые структуры - аттракторы эволюции» Дрюк М.А. Синергетика: позитивное знание и философский импрессионизм // Вопросы философии. 2004. № 10. - С. 112.. О том, что хаос, беспорядок, случайности необходимы для рождения нового, в своеобразной форме говорил ещё Фридрих Ницше: «Нужно носить в себе ещё хаос, чтобы быть в состоянии родить танцующую звезду». По мнению Ж. Делеза и Ф. Гваттари, в новых условиях «философ выносит из хаоса вариации, которые остаются бесконечными, но становятся неразделимыми в тех абсолютных поверхностях или объемах, которыми начертан секущий план имманенции; это уже не ассоциация отдельных идей, но воссоединение целей над каждой зоной неразличимости в концепте» Делез Ж., Гваттари Ф. Что такое философия? - М.-СПб., 1998. - С. 258..