Наиболее интенсивно вопросы, связанные с возникновением пространственного порядка из начального беспорядка и самопроизвольным образованием пространственных структур в однородной неравновесной среде, стали обсуждаться в 60-е годы. Примерно в это же время была построена теория регулярных пространственных структур и некоторых гидродинамических течений (ячейки Бенара, вихри Тейлора). Довольно быстро выяснилось, что все эти явления возникновения и упорядочения в нелинейных средах различной природы описываются сходными моделями и решениями.
В результате выработались новые понятия: диссипативная структура, автоволна, когерентность, ревербератор, странный аттрактор и т.д. Например, один из родоначальников нового направления И. Пригожин все многообразие новых понятий подводит под данное им понимание диссипативной структуры. «Диссипативная структура - это новое агрегатное состояние», - указывает он.
Теория диссипативных структур опирается на три существенных элемента. Во-первых, вводится новое понятие функции, описывающей элементарную микроскопическую активность. Во-вторых, рассматривается когерентное микроскопическое пространственно-временное структурирование этой функции. В-третьих, исследуются флуктуации, понимаемые как «элементарные события», способные создавать структуру. При этом одновременно используются детерминистическое и стохастическое описания. Причем стохастическое описание считается правомерным там, где происходит появление новых структур - в «точках ветвления» системы. Поведение же системы между точками ветвления описывается детерминистическими законами.
Принципиальным для такого подхода является то, что с удалением от равновесия быстро растет число состояний системы. Тем самым в описание системы входит «исторический» аспект, так как состояние системы определяется последовательностью всех ее прошлых состояний.
Естественно, значительное место в этих разработках занимают модели предбиотической физико-химической эволюции. Речь идет о поисках количественной меры оценки организации таких модельных объектов, как «эволюционный реактор». Для таких объектов предлагаются оценки сложности организации, скажем: размерность, характеризующая число совместно самовоспроизводящихся макромолекул, степень или порядок системы, которая обусловливает ее особенности числом центров притяжения (аттракторов) траекторий, описывающих движение динамической системы в фазовом пространстве.
Аналогичные приемы использует современная космология и астрофизика, которые стремятся описать эволюционный прогресс, как бы соединивший в нашем представлении некогда существовавшую Вселенную с наблюдаемой в настоящее время, что позволяет моделировать образование и эволюцию галактик, в структурах заданного времени.
В контексте теории диссипативных структур биологическое уже не рассматривается как суперструктура, надстроенная над «безжизненной» физической реальностью, она опосредуется этими структурами, т.е. с точки зрения термодинамики - неравновесными структурами, существующими за счет обмена энергией и веществом с окружающей средой. Надо заметить, что появление указанных идей было подготовлено успехами в области изучения механизма химических превращений и развитием химической кинетики. Кинетические исследования позволяют описывать процесс химических превращений во временных и исторических характеристиках.
Рассмотренные выше проблемы и система методов, описывающие самоорганизующиеся процессы, относят к особой науке - синергетике. Причем в узком смысле слова под синергетикой понимают область научных исследований, целью которых является выявление общих закономерностей в процессах образования, устойчивости и разрушения упорядоченных временных и пространственных структур в сложных неравновесных системах различной природы.
Благодаря тому, что процессы самоорганизации разворачиваются во времени и в пространстве, богатство их форм и проявлений чрезвычайно велико. Поэтому общая идея самоорганизации приобретает все более многообразные формы, реализуясь в различных контекстах исследовательских задач. Появление нового метода или нового подхода в науке неизбежно привлекает пристальное внимание научного сообщества. В определенном смысле этот процесс подвержен моде: так, например, общие подходы: кибернетический, системно-структурный, информационный, метод моделирования в момент их появления применялись решительно ко всему на свете. Но проходило время, и эти методы занимали свое четко очерченное место, определяемое не модой, а их реальной ценностью.
2.Влияние синергетического подхода на развитие науки
Говоря о синергетическом подходе, следовало бы заметить, что распространение последнего и тенденция к универсализации удивительно напоминают перенос основных понятий эволюционной биологической концепции развития на другие естественные науки и даже в гуманитарное знание, на процессы культурной эволюции и т.п. В этом отношении показателен пример так называемой социобиологии (Э. Вильсон, М. Рьюз, Р. Триверс и др.).
Под влиянием эволюционного подхода крупнейший языковед А. Шлейхер рассматривал языковую картину мира как некое подобие саморазвивающегося организма (так называемый «биологический натурализм» в языкознании). Здесь же можно вспомнить и К. Леви-Строса, который искал универсальный код, который бы позволил вскрыть фундаментальные особенности этноса с его лингвистическими, психогенетическими, этическими и прочими феноменами. В строении мифов и порядков родственных связей им были установлены структуры, отношения которых выражались языком математической теории групп. Так, одна и та же абстрактная структура, например, группа Клейна (состоящая из четырех элементов и двух операций, преобразующих элементы друг в друга), обнаруживается в системе родства одного австралийского племени, в соотношении мифических образов, в некоторых геометрических преобразованиях, в физических процессах и 'т.д. И хотя можно считать, что использование математики у Леви-Строса, скорее, удобство для записи разнородного материала, нежели конструктивное средство, мы склонны полагать, что Леви-Стросом внесены новые элементы в понимание структурного единства мира, на принципах самоорганизации и саморазвития.
Способ универсализации понятий организации и эволюции достаточно широко используется и в исследованиях закономерностей развития научного знания К. Поппером, С. Тулминым, Д. Кэмбеллом и др.
Например, в основе аналогий Поппера и Тулмина лежит схема объяснения, принятая в синтетической теории эволюции, хотя ими во внимание принимаются исключительно процессы микро эволюции, а не закономерности и направленность биологической эволюции в целом. Однако макроуровневые моменты эволюции нельзя недооценивать. И. Пригожин в своей работе «От существующего к возникающему: время и сложность в физических науках» пишет: «... структура уравнений движения со случайностью на микроскопическом уровне порождает необратимость на макроуровне».
Математическое описание нестабильностей в таких случаях осуществляется теорией бифуркаций. Причем система подчиняется детерминистическим законам между точками бифуркаций, но вблизи них принципиальную роль играют флуктуации, определяющие путь развития, на который вступит система.
Основная идея, проводимая И. Пригожиным, заключается в том, что эти переходы носят вероятностный характер (процессы типа Мартовских), в них система не обладает памятью, т.е. вероятности переходов между двумя какими-то состояниями зависят только от этих состояний. В этом контексте можно сделать вывод: необратимость есть утверждение на макроскопическом уровне случайности микроскопического уровня - вполне закономерен, но в современной картине мира его трудно согласовать с укоренившейся идеей глобального эволюционизма и магистральной линией развития, с которой связана наибольшая активность материи.
В связи с определенной последовательностью развития основных форм движения материи возникает и вопрос о закономерном соотношении высших и низших форм материи, выражающих «логику» этой последовательности. Причем эта логика просматривается в двух планах - количественном и качественном. Количественно она выражается в конвергентном характере развития форм материи. Поскольку высшие формы материи включают в себя только некоторую часть низшей, развитие неизбежно образует своего рода «конус».
Следуя же логике Пригожина, нелинейный характер ветвления случайностей на микроуровне должен вести к «вееру» развития высших форм материи, что не соответствует нашей практике. Да и с качественной стороны развитие материи от низшего к высшему происходит путем сохранения наиболее общей природы низшей ступени в высшей, что также трудно объяснить лишь флуктуациями, определяющими путь развития между точками бифуркаций.
Очевидно, исходя из констатации глобального эволюционизма необходимо ввести некоторые фундаментальные принципы самоорганизации, позволяющие сохранить магистральную линию развития. Речь идет об эпистемологическом характере таких принципов, поскольку для построения рациональной картины мира требуется раскрыть действительный механизм глобального эволюционизма во всем его объеме, что конечно, для конкретно-научного знания принципиально невозможно.
Однако для построения непротиворечивой научной картины мира необходимы динамически устойчивые структуры. Поэтому в качестве первого фундаментального свойства системы можно рассматривать свойства инвариантности. Свойство инвариантности, как пишет У.Р. Эшби, состоит в том, что хотя система претерпевает последовательные изменения, некоторые ее свойства (инварианты) сохраняются неизменными. Таким образом, некоторое высказывание с системе, несмотря на беспрерывное изменение, будет оставаться исходным.
Вторым фундаментальным принципом существования самоорганизующихся систем следует назвать принцип структурной устойчивости. Для современной картины мира на всех без исключения структурных уровнях материи является установленным, что процессы саморегуляции подчиняются принципу Ле Шателье.
То есть, если система подвергается какому-либо внешнему воздействию, то внутри системы возникают процессы, направленные на то, чтобы подавить, нейтрализовать это внешнее воздействие. Именно так себя проявляет закон роста энтропии в локальных замкнутых системах. Что касается открытых неравновесных диссипативных систем, то для них характерна тенденция к замедлению скорости изменения энтропии. Такие процессы играют существенную роль в химической эволюции: именно они приводят к образованию богатых энергией, нестабильных, активных биоорганических соединений.
На уровне химических превращений появляется своеобразный механизм взаимосвязи динамических и статистических закономерностей, который проявляется в термодинамическом, кинетическом, каталитическом «контроле», ведущем к появлению внутренних механизмов регулирования скорости и направленности химической реакции, к формированию свойств молекул как носителей информации.
В дополнение к сказанному нельзя не упомянуть явление, которое О. Тоффлер, написавший предисловие к книге «Порядок из хаоса», называет открытием И. Пригожина. Речь идет об автокатализе. Представим себе, что в ходе химической реакции или какого-то другого процесса вырабатывается фермент, присутствие которого стимулирует производство его самого. Специалисты по математике и технике говорят в таких случаях о петле положительной обратной связи. И как показали исследования последних лет, петли положительной обратной связи позволяют объяснить, каким образом совершается переход от ДНК к сложным живым организмам. Открытие этого перехода само по себе удивительно, но еще более удивительно, что аналогичный механизм можно промоделировать на экологических, экономических, психологических и даже политических ситуациях, то есть везде, где можно рассматривать соотношение параметров порядка, подчиняющие себе подсистемы.
Среди методологов, которые полностью признают значительность синергетического подхода в современной науке, существуют достаточно острые разногласия по вопросу допустимости распространения этого подхода на столь разнокачественные области. Очевидно, нельзя безосновательно ставить ограничения на этом пути. Возможно, следует извлечь урок из того факта, что еще в конце прошлого века Л. Больцман обратил внимание на поразительную применимость дифференциальных Уравнений к самым разным областям явлений.
С синергетическим подходом - похожая ситуация. Наиболее радикальные последователи делают попытки построить единую «синергетическую картину» универсума. Так, американский астрофизик, член Римского клуба Э. Янч утверждает, что теорию эволюции на основе флуктуаций можно развить до политических теорий.
Еще одним фундаментальным принципом, лежащим в основе поступательного развития материи в рамках глобального эволюционизма, являются единство и борьба энтропии и негэнтропии и возрастание информации. Рост информации в борьбе с энтропией - единый критерий понимания прогрессивного развития материи.
Высшим проявлением этой борьбы является смена тенденций минимизации информации, присущей природным системам, - оптимизацией информации, присущей только социальной форме движения. Возникает новый уровень самоорганизации, где определяющую роль играют социальные закономерности. Нелинейный вероятностный характер этих процессов дает повод представителям синергетического подхода использовать модели диссипативных структур для изучения социальных явлений.
Приведенные выше рассуждения показывают, что можно рассматривать структуры физические, химические, экологические и даже социальные под другим углом зрения. Этим «углом» оказывается одинаковая динамика изменений.
В этом смысле представляется очень важным создание общего языка, охватывающего динамику изменений самой разной природы. Одним из вариантов такого подхода можно считать основную теорему термодинамики неравновесных процессов, сформулированную в 1931 г. американским физиком Л. Онсагером, из которой следует, что в неживой природе осуществляется «принцип отбора», по которому, если закон сохра-1 нения допускает некоторое множество возможных вариантов развития изучаемого процесса, то реализуется то, которому отвечает минимум диссипации энергии.
Этого же взгляда придерживается и Н.Н. Моисеев, который полагает, что любые законы неживого мира - вариационные, из которых следуют законы сохранения в механике, электродинамике и других областях физики; второй закон термодинамики, закон минимума диссипации и многие другие можно описать в терминах эволюционной теории, поскольку все эти законы являются, по сути дела, теми или иными принципами отбора реальных движений, реальных траекторий из числа виртуальных, то есть мыслимо возможных.
Вопрос о появлении упорядоченных структур не является специфическим, скажем, только для термодинамики. Он возникает и в астрофмзике (спиральные галактики), химии, биологии и т.п.
В свете современной науки хорошо известно, что всякая система развивается за счет окружающей ее среды. Это простое энергетическое правило можно сформулировать так: «За все, чем система овладевает, ей приходится расплачиваться своими внутренними ресурсами». Ведь упорядочивающее движение невозможно без затраты собственных усилий создателя этого движения. Не прилагая усилий для поддержания своей упорядоченности, носитель движения обречен на деградацию и самоуничтожение. Естественно, чтобы противостоять силам, дезинтегрирующим систему, ей необходима изначальная активность, поскольку «сам по себе», без всякого содействия со стороны своего носителя может происходить лишь процесс возрастания энтропии. Иначе говоря, принципом развития некоторой системы является деятельность, исходящая из самой себя, то есть деятельность в форме саморазвития.