человек и ноосфера. Никита Николаевич МоисеевЧеловек и ноосфера
 Скачать 2.57 Mb.
|
|
Примечание. Среди биологов существуют и сторонники другой точки зрения, отвергающие дивергенцию. Например, последователи академика Л. С. Берга утверждали возможность конвергенции, то есть схождения форм. Дискуссии о конвергенции и дивергенции продолжаются в той или иной форме и по сей день не только среди биологов, но и обществоведов. Мне кажется, что существование механизмов бифуркационного типа и установление роли флюктуации в любых процессах развития в известной степени закрывают эту дискуссию: ведь появление идентичных форм практически всегда равно нулю. Кстати, конвергенцию не следует путать со сходством отдельных особенностей (признаков) в организации тех или иных систем, функционирующих в идентичных условиях. Например, морские млекопитающие могут иметь рыбообразную форму; адаптация к внешним условиям порождает гомологические ряды Н. И. Вавилова; структура советских предприятий может конвергировать структуру соответствующих американских предприятий и т. д. Редукционизм и механизмы «сборки» Редукционизм в любых дисциплинах означает попытку объяснения того или иного феномена, наблюдаемого на том или ином уровне организации материи, свойствами более простых явлений или наблюдаемых на «более низком» уров- не организаций. Другими словами, редукционизм – это стремление свести объяснение сложного через более простое. Поэтому редук- ционизм – это есть некоторый своеобразный метод мышле- ния. Он тоже представляет собой феномен и как таковой за- служивает самого пристального внимания и исследования. По существу, редукционизм пронизывает все науки, в раз- ной степени, но все. Это именно образ мышления – специ- фическое явление интеллектуальной жизни людей. Эта особенность мышления возникла, вероятно, в про- цессе эволюции, однако она прививается человеку и в про- цессе обучения. Редукционизм и «объяснение на пальцах» – это, по существу, одно и то же. Физики, построившие грандиозное здание модельных конструкций, по своей природе и методам анализа являются в своем подавляющем большинстве редукционистами. Наи- более яркий и простой пример редукционистского мышле- ния нам дает создание кинетической теории газов и совре- менной термодинамики. Именно в его рамках удается по- нять, что означают общие характеристики движения газа или жидкости, такие, как температура, давление, скорости движения газа, энтропия и т. д., как они связаны с общим характером движения молекул, особенностями их соударе- ний, их энтропией и т. п. Подобные факты – это не просто важнейшие достижения физики, но и наглядная иллюстрация успехов редукционист- ского образа мышления. Он породил и своеобразные методы анализа, позволяющие связывать надежными логическими переходами различные этажи того здания моделей, которое выстраивается физикой. Среди редукционистского инструментария особое место занимают разнообразные асимптотические теории, прида- ющие фундаментальность и архитектурную цельность зда- нию современной физики. Блестящей иллюстрацией тех воз- можностей, которыми обладают эти методы, является вы- вод уравнений движения вязкого газа (уравнения Навье – Стокса) из уравнений, которые описывают движение соуда- ряющихся молекул (уравнения Больцмана). Этот переход от уровня микроописания динамики молекул к макроописанию движения газа требует всего лишь двух предположений – о малости свободного пробега молекул и о максвелловском за- коне распределения их скоростей. В первой половине XIX века модель движения газа носи- ла феноменологический характер – она отражала представ- ления естествоиспытателей, их наблюдения и опыт. Теперь эта модель сделалась следствием другой феноменологиче- ской модели более глубокого уровня – модели свободного движения молекул, из которой, преодолевая те или иные ма- тематические, в конечном счете технические, трудности, вы- водимы все свойства движения газа. Таким образом, редукционизм как способ сведения слож- ного к анализу явлений более простых является мощнейшим средством исследования. Он позволяет изучить сложнейшие явления самой различной физической природы. Однако бы- ло бы большой ошибкой думать, что этот способ познания носит универсальный характер и любые сложные явления могут быть познаны с помощью их расчленения на отдель- ные частные исследования их отдельных составляющих. Тем не менее «идеология редукционизма» столь глубо- ко пронизала все физическое мышление, что, по-видимому, подавляющее большинство физиков глубоко убеждены, что все свойства макроуровня уже закодированы в моделях мик- роуробня. Другими словами: если в распоряжении исследователя имеется достаточно «хорошая» модель, то есть мо «дель, до- статочно полно описывающая свойства микроуровня (свой- ства элементов системы), то определение всех свойств самой макросистемы ничего неожиданного для нас не содержит. Надо лишь для их изучения преодолеть определенные «тех- нические трудности», но принципиально они выводимы из свойств элементов микроуровня подобно тому, как это де- лается в кинетической теории газов или гидродинамике вяз- кой жидкости. Редукционизм порождает в физике целый ряд важнейших исследовательских программ. Одна из них, может быть, са- мая важная в современной теоретической физике, способ- ная открыть совершенно новые горизонты познания, посвя- щена единой теории поля и включения гравитации в общую систему взаимодействий. К числу подобных программ относятся и исследования И. Пригожина и его школы, посвященные проблеме объ- единения необратимости времени (проблема «стрелы време- ни»). Необратимость времени, совершенно особая роль вре- менной координаты по сравнению с пространственными ко- ординатами – это экспериментальный факт, который мы фиксируем на макроуровне. Но возникает естественный во- прос: является ли необратимость времени особым свой- ством макроуровня или она оказывается следствием свойств микроуровня нашего мира, то есть того уровня, который описывает, например, квантовая механика? Этот вопрос важнейший: он затрагивает самые глубинные слои нашего познания. Я думаю, что в такой прямой постановке этот вопрос дол- жен иметь, по-видимому, отрицательный ответ. Дело в том, что основное уравнение квантовой механики – уравнение Шредингера – инвариантно относительно направления вре- мени, и, по-видимому, у нас нет серьезных оснований сомне- ваться в его справедливости: его справедливость подтвер- ждает огромный экспериментальный материал. Противоре- чивость наблюдаемого на макроуровне и свойств микро- уровня может быть разрешена, по-видимому, двумя спосо- бами, в основе которых лежат две совершенно разные идеи. Одна из них – это предположение, что уравнение Шре- дингера все-таки не совсем точно отражает реальность и в нем должны присутствовать слагаемые, которые не инвари- антны относительно замены знака времени. По этому пути, по существу, идут Пригожий и его после- дователи. Но могут быть предложены и другие идеи. Об од- ной из них я расскажу позднее. Небезынтересна судьба редукционизма в биологии. В прошлом веке, в особенности в его начале, казалось акси- омой утверждение о некой жизненной силе, присущей все- му живому, о невозможности объяснить процессы, проте- кающие в живом веществе, только одними законами физи- ки и химии. Это течение мысли получило название витализ- ма. Однако оно довольно быстро стало размываться. Многие факты начали получать свое относительно простое объясне- ние, например, явлением наследственности, и они не требо- вали привлечения, казалось бы, потусторонних соображений о существовании некой жизненной силы. Поэтому влияние редукционизма весьма глубоко проникло и в различные об- ласти естествознания. Бертран Рассел, кажется, сказал однажды, что, как это ни удивительно, но все свойства живого вещества можно бу- дет предсказать однажды, ибо они однозначно определяются особенностями электронных оболочек атомов, в него входя- щих. Конечно, такая точка зрения весьма упрощена, если угод- но, рафинирована. Но ей трудно отказать в привлекательно- сти, и, что, может быть, еще важнее, она дает указание о на- правлениях возможных исследований. И в той или иной сте- пени ей следуют многочисленные работы выдающихся уче- ных. Уже упомянутые мной работы М. Эйгена, посвященные изучению эволюции биологических макромолекул, относят- ся к числу тех исследований, в которых делается попытка объяснить процессы, протекающие в живом организме, за- конами физики и химии. Вместе с тем найдется не так много биологов, которые го- товы принять безоговорочно основной постулат редукцио- низма, смысл которого состоит в том, что никаких неожи- данностей, никаких новых свойств макроуровня, не выводи- мых из свойств микроуровня, не существует. Другими сло- вами, свойства системы однозначно определяются свойства- ми ее элементов и структурой их связей. Если этот процесс в таком крайнем виде неприемлем для биолога, то он тем бо- лее не может быть принят науками об обществе. Я думаю, что существует некоторая общая проблема, ак- туальная для любых уровней организации материи. Я ее на- зываю «проблемой сборки», или, может быть, точнее, «про- блемой механизмов сборки». При объединении элементов, то есть при переходе к макроуровню, происходит образова- ние новой структуры, обладающей своими специфическими качествами. Кое-что об этих алгоритмах сборки мы уже знаем. Один такой пример нам дает изучение движения того же вязкого газа, о чем мы только что говорили. Если мы знаем меха- низм соударения молекул и если газ достаточно плотный, то есть если длина свободного пробега молекул достаточно ма- ла, то мы, в принципе, владеем алгоритмом сборки: мы мо- жем определить температуру, плотность, давление и другие характеристики системы «движущийся газ», которые не име- ют смысла для произвольной совокупности молекул. Приве- денный пример относительно прост, ибо мы знаем, как по- лучаются общие свойства системы из свойств ее элементов. Более сложный пример, хотя тоже еще относительно про- стой, нам дает кристаллография. Кристаллизация веще- ства – это один из примеров «сборки системы». В конце про- шлого века Е. С. Федоров установил так называемый закон Федорова. Ему удалось перечислить все возможные формы (286) кристаллических структур. Оказалось, что, какое бы ни было вещество, способное к кристаллизации, будь то по- варенная соль или алмаз, оно может принять лишь одну из перечисленных возможных форм. Этот пример – тоже относительно простая иллюстрация возможных алгоритмов сборки, поскольку форма равнове- сия кристалла является в конечном счете следствием зако- на минимума потенциальной энергии. Однако здесь уже есть одна принципиальная трудность. Далеко не всегда мы можем предсказать финальное состояние процесса сборки. Как и в случае механизмов бифуркационного типа, оно определяет- ся не только внешними условиями, но и неконтролируемы- ми случайными флюктуациями и внешними воздействиями. Эти и многие подобные примеры действительно просты, ибо свойства системы могут быть установлены заранее – они определяются известными законами физики и химии (с уче- том случайных флюктуации, конечно). Но такие примеры, как правило, счастливые исключения. Проблема сборки, то есть определение свойств системы на основе информации о свойствах ее элементов, не только труднейшая, но она только начинает осознаваться как од- на из самых актуальных и самых универсальных проблем современной науки. Известных успехов достигли специали- сты в области создания новых полимеров. Им действительно удается порой создавать искусственные материалы, облада- ющие заранее заданными свойствами. Однако их достиже- ния в большей степени обязаны накопленному опыту и инту- иции инженеров и химиков, нежели строгим выводам науки. Проблемами сборки на молекулярном уровне занимает- ся квантовая химия. Однако ее успехи пока еще очень огра- ниченны, и многие экспериментальные факты, нам всем из- вестные, продолжают оставаться глубокой тайной. Так, на- пример, мы очень много знаем о свойствах кислорода и во- дорода и, конечно, знаем, что их соединение – вода – бу- дет образовывать систему, молекула которой состоит из двух атомов водорода и одного атома кислорода. Но мы совер- шенно беспомощны в объяснении свойств этой системы. По- чему, например, плотность воды до поры до времени, как и у других веществ, растет вместе с падением температуры? Но ниже 4 градусов Цельсия она падает. В чем секрет такой аномалии? Можно ли сборку этой системы, называемую во- дой, полностью объяснить известными нам законами физи- ки и химии и редуцировать изучение свойств воды к изуче- нию атомарного уровня ее компонентов? На подобный вопрос у нас пока нет ответа. И такие без- ответные вопросы нас встречают всюду. Можно ли было, на- пример, предсказать свойства высокотемпературной сверх- проводимости у таких диэлектриков, как металлокерамика? Вот почему, когда я прочел последнюю книгу Пригожина, посвященную проблемам необратимости времени, мне пока- залась не очень оправданной его попытка редуцировать про- блему «стрелы времени» к изучению тех уточнений, кото- рые следует, может быть, внести в основное уравнение кван- товой механики. Мне кажется вполне допустимой мысль о том, что на квантово-механическом уровне нет «стрелы вре- мени». Там царствует обратимость, и замена знака времен- ной координаты на обратный ничего не изменяет в характере процессов, протекающих на этом уровне, а наблюдаемая по- теря временной симметрии на макроуровне – это всего лишь следствие особенностей механизмов сборки. И для этого, как мне кажется, существуют определенные основания. В самом деле, мы видим, что для объяснения необратимости процесса эволюции на макроуровне доста- точно факта стохастичности и существования механизмов бифуркационного типа. И оно не требует редукции к зако- нам микромира. Кроме того, процесс перехода от микро- уровня к макроуровню, то есть процесс сборки, так же как и другие процессы, проходящие во Вселенной, реализуется в условиях недертеминированных и подверженных бифурка- циям. Вот почему мне представляется непротиворечивой воз- можность сочетания временной асимметрии макроуровня с временной симметрией микроуровня. Если процессы сборки и изучение тех или иных свойств системы зависят от свойств ее элементов и представляют- ся столь сложными в мире неживой природы, то можно се- бе представить, сколь глубоки они в мире живого вещества и тем более в обществе! Рассматривая объединение отдель- ных элементов в систему, мы сталкиваемся с необходимо- стью рассматривать его как некоторый процесс, учитываю- щий его историю, то есть стохастику, неопределенность и на- следственность. Очень интересные данные нам дает этология – наука о поведении животных, особенно стадных. Стадо, например, северных оленей (карибу) начинает обладать присущим ему свойством лишь в том случае, если оно достигнет опреде- ленной численности. Несколько отдельных оленей, даже ес- ли они находятся вместе, не проявляют тех свойств совмест- ного поведения, которые свойственны большому стаду. При его формировании большую роль играет наслед- ственность, точнее, своеобразная память, о которой я буду говорить в одном из следующих разделов. Но, во всяком слу- чае, если в стадо диких оленей попадают домашние олени, то их поведение всегда несколько отлично от стандартного, и они, например, в первую очередь оказываются добычей вол- ков. Таким образом, чтобы изучить поведение стада, его свой- ства как некоторой системы, а стадо является системой, со- вершенно недостаточно знать особенности отдельных жи- вотных. Механизм сборки – это в данной ситуации особый процесс, требующий изучения неизмеримо большего, чем изучение поведения отдельных животных. Во всяком слу- чае, этот процесс порождает определенное кооперативное поведение, обеспечивающее в известном смысле «оптималь- ное» функционирование системы. В подобных ситуациях го- ворить о редукционизме просто не имеет смысла. Но это утверждение вовсе не означает признание витализ- ма или какой-либо из его разновидностей. Просто в процес- се «сборки» возникают новые системные свойства, не выво- димые из свойств объектов более низкого уровня. Я уже произнес одно выражение – «кооперативное пове- дение». Оно, конечно, имеет смысл лишь тогда, когда речь идет об объектах, для которых можно говорить о «целепо- лагании», например, для живых существ, стремящихся со- хранить свой гомеостазис. Кооперативность поведения, ко- торой будут посвящены несколько разделов этой книги (ес- ли ее рассматривать с позиций механизмов сборки), есть лишь специальный случай возникновения общих для систе- мы свойств. Но при переходе к изучению общесистемных характеристик человеческого общества именно это свойство коллективов и любых организаций нашего общества приоб- ретает важнейшее значение. А в проблемах коэволюции био- сферы и человека – решающее! Я уже говорил, что развитие нашего мира на всех его уров- нях представляется в форме некоторого процесса непрерыв- ного возникновения (и разрушения) новых систем, новых организационных структур. И механизмы сборки, определя- ющие процессы становления этих систем, их возникновение как синтез, объединение более просто организованных си- стем, элементов, возникновение новых свойств, нового каче- ства, являются стержнем всего мирового процесса развития. Несмотря на их роль в нашем понимании общих процес- сов развития, столь необходимого нам сегодня в выработ- ке стратегии во взаимоотношении человека и природы, мы очень мало можем сказать об общих свойствах «механиз- мов сборки», а тем более прогнозировать результаты их дей- ствий. Задача изучения свойств этих механизмов, как мне кажется, еще толком не поставлена. Механизм обратной связи и понятие «организация» При описании процессов физической природы понятием «организация» или «структура» системы обычно не пользу- ются. Для этого, оказывается, достаточно понятия «состоя- ние». Однако по мере усложнения изучаемых систем, осо- бенно при переходе к исследованию проблем самоорганиза- ции сложных многомерных динамических систем, понятия «состояние» оказывается недостаточно. Возникает потреб- ность в общих интегральных характеристиках. Одной из та- ких и является понятие организации структуры внутренних связей системы прежде всего. При изучении объектов био- логической или общественной природы без понятий «орга- низация» или «структура» обойтись уже невозможно. Потребности в изучении структурных свойств системы различной физической природы привели к возникновению даже специальной дисциплины – Теории организации. Она существует уже довольно давно и обладает собственными принципами и методами описания. Возникновение этой дис- циплины можно связать с именами известного кристалло- графа, члена Российской академии Е. Федорова и врача, фи- зиолога и известного общественного деятеля А. Богданова. Первый из них обратил внимание на то, что разнообра- зие архитектурных форм существования вещества значи- тельно беднее разнообразия материала, участвующего в при- родных процессах. Этот факт, имеющий глубокий философ- ский смысл, сделал содержательным выделение структуры вещества как самостоятельного объекта исследования. Такое исследование Е. Федоров провел на кристаллах. Оказалось, что независимо от химического состава вещества, способ- ного к кристаллизации, существует лишь определенный на- бор кристаллических структур, которые могут существовать в природе. Е. Федоров дал его описание (закон Федорова). Если для нас сегодня описание кристаллических струк- тур является не более чем наглядной иллюстрацией некото- рого общего свойства материального мира, то для Е. Федо- рова соображения философского и общесистемного харак- тера были продуктом побочным – его интересовали именно кристаллы. Тем не менее теория Федорова заложила основы статики в Теории организации, то есть изучения стабильных структурных форм материи. Двумя десятилетиями позднее проблемами организации стал заниматься А. Богданов. Он стремился изучать прежде всего общие принципы организации материального мира и, в частности, динамику организационных форм, то есть изу- чать характер их изменения под действием внешних и внут- ренних факторов. Иными словами, если Е. Федоров рассмат- ривал организацию как неизменное свойство, присущее дан- ному объекту, то А. Богданов на обширном материале из раз- личных областей естествознания и обществоведения демон- стрировал существование общих закономерностей в изуче- нии организационных структур явлений самой разной при- роды. Несмотря на то, что понятие «организация» использует- ся весьма широко, его четкое определение отсутствует. Его не дали и создатели новой дисциплины. Мне представляет- ся, что А. Богданов относил понятие «организация» к числу первопонятий, не отделимых от понятия «материя»: любой материальный объект обладает определенной организацион- ной структурой, любой процесс протекает в рамках опреде- ленной организации, а само по себе понятие «организация» не имеет смысла, оно всегда должно быть связано с тем или иным материальным носителем. С конца прошлого века математики начали заниматься проблемами, которые по своему существу очень близки к Теории организации. Это проблемы топологии и качествен- ной теории дифференциальных уравнений. Я думаю, что благодаря усилиям математиков, работающих в этих обла- стях, уже начал формироваться специальный инструмента- рий Теории организации. Начало подобным качественным исследованиям было положено А. Пуанкаре. Значение математических методов и математической ин- терпретации в теории организации стало особенно нагляд- ным в последнее десятилетие, когда были обнаружены уди- вительные свойства универсальности систем различной при- роды, испытавших многократные бифуркации. Изученные сначала на относительно простых явлениях, таких, напри- мер, как отображение отрезка в себе, они, как оказалось, свойственны и процессам более сложной природы (см. по- дробнее: Пуанкаре. О кривых, определяемых дифференци- альными уравнениями. М., 1953; Вул Е., Синай Я. Г., Ханин К. М. Универсальность Фейгенбаума и термодинамический формализм. «Успехи математических наук», М., 1984, № 3). Кажется бессмысленным говорить об организации, не на- зывая ее материального носителя. И тем не менее нам прихо- дится это делать. Ведь нечто подобное случилось с поняти- ем пространства после создания общей теории относитель- ности, когда стали очевидными связь и единство простран- ства, времени и распределения материи. Теперь мы знаем, что «чистое» пространство – это некоторая фикция, неко- торая абстракция. Но это вовсе не означает, что нельзя изу- чать свойства и особенности того же пространства, той же организации самих по себе. Изучение подобных абстракций чрезвычайно важно для науки и составляет основу много- численных дисциплин. В конечном счете теоретическая нау- ка в отличие от эмпирии всегда имеет дело с идеализациями реальных объектов. И не только наука. Ведь изучаем же мы законы архитектуры, не вдаваясь в изучение подробностей физических свойств тех материалов, из которых построены разнообразные шедевры зодчества, и изучаем и архитектур- ные формы, мало беспокоясь о том, как используются зда- ния. Подобный путь формирования и использования абстрак- ций традиционен для науки – это важнейший способ по- знания. И Теория организации Богданова является одной из таких теоретических схем. И в таком качестве ее вполне оправданно считать фундаментом современной теории си- стем. В самом деле, целостное представление о системе тре- бует прежде всего изучения ее организации. И чтобы добить- ся такого представления, надо сначала ответить на вопрос о том, что такое организация. Во всяком случае, объяснить тот смысл, который мы собираемся вложить в это слово. Обще- интуитивных соображений по этому поводу уже недостаточ- но. Любой процесс может быть описан в терминах состояний. Это могут быть фазовые переменные, относящиеся к конеч- номерным объектам, или функции (в том числе и функции распределения). К числу характеристик состояния можно иногда относить и функционалы, то есть числа, зависящие от переменных состояний. Все переменные состояния так или иначе изменяются во времени. И в каждом конкретном слу- чае можно говорить о характерных временах их изменения, как это принято в физике или технике, измеренных в неко- тором временно-подобном масштабе времени. Описание процесса изменения состояний – это и есть, с точки зрения математика и физика, описание эволюции (или развития) изучаемого процесса. И в таком контексте поня- тие «организация» кажется, вообще говоря, ненужно – без него вроде бы можно и обойтись. Однако, проводя иссле- дование того или иного объекта, мы, как правило, обнару- живаем, что характерные времена изменения некоторых пе- ременных его состояния значительно больше соответствую- щих времен других переменных. Вот эти первые переменные состояния мы и условимся относить к элементам организа- ции. Другими словами, организация изучаемого объекта (си- стемы) – это совокупность консервативных, медленно изме- няющихся (в частном случае – постоянных, неизменных) ха- рактеристик объекта. У кристаллов это их геометрия – вза- имное расположение вершин, ребер, граней. В турбулент- ном потоке это средние характеристики давления, пульсации скоростей и т. д. В теории динамических систем под органи- зацией естественно понимать топологию ее фазовых траек- торий, структуру аттракторов и т. п. В процессе исследования мы следим за изменением орга- низации системы, изучаем условия ее коренной перестрой- ки. С помощью использования подобных терминов часто оказывается возможным описать более наглядно те или иные свойства механизмов бифуркационного типа, посколь- ку именно в точках катастрофы и происходит резкое изме- нение организации структуры системы. С этих же физикалистских позиций можно изучать орга- низацию и живого мира, и общественных структур, опреде- ляя каждый раз те характеристики эволюционного процесса, которые мы будем относить к организации. Однако, как мы это увидим ниже, введенное определение организации при переходе к высшим уровням организации материи должно быть существенно дополнено. Используя понятие организации, мы можем представить основное содержание синергизма – процесса самоорганиза- ции материи – как изменение ее организации, описать про- цессы развития системы последовательностью переходов от одних квазистабильных состояний, характеризуемых опре- деленными параметрами организации, к другим. Предлагае- мый подход отвечает тому представлению о роли временных масштабов при изучении процессов, протекающих в окру- жающей среде, которые мы находим в многочисленных пуб- ликациях В. И. Вернадского. Заметим, что такое представление лежит, по существу, в основе инструментария современного системного анали- за. В самом деле, в каждом конкретном исследовании все- гда тем или иным образом определяется (фиксируется) вре- менной интервал, в пределах которого изучается тот или иной объект – например, глубина прогноза погоды или коли- чество жизненных циклов популяции. Величина подобного интервала является важнейшей характеристикой исследова- ния, определяющей цель исследователя. Но если в любом исследовании всегда существует неко- торый характерный интервал времени, то по отношению к нему мы можем провести (и всегда проводим) некото- рое ранжирование или классификацию отдельных процес- сов: быстрые, медленные и т. д. Например, в ряде случаев можно изучать функционирование системы, считая ее орга- низацию неизменной, как в задаче об изучении механиче- ских свойств кристалла. Это позволяет нам построить один вариант асимптотической теории. В других случаях можно игнорировать детали некоторых быстропротекающих явле- ний – получим другой тип асимптотических теорий. Пояс- ним сказанное на примере анализа изменения характеристи- ки климатических процессов. Говоря о погоде, мы имеем в виду характерные времена порядка нескольких дней. И для ее изучения важнее всего структура атмосферной циркуляции – распределение атмо- сферных фронтов, характер движения циклонов и т. д. На фоне этой видимой «организации» погоды мы изучаем ее де- тали, нас интересующие: где и когда выпадут осадки, каков будет суточный ход температуры, чему будет равна макси- мальная скорость ветра и т. д. Если же речь пойдет об анализе долговременного клима- тического процесса, о его зависимости от астрономических факторов, то, например, динамика отдельных циклонов нас уже не будет особенно интересовать. Зато станут значитель- ными новые характеристики: особенности динамики океа- нических масс, структура энергообмена океан – атмосфера, изменение альбедо земной поверхности и ряд других, кото- рые в «чисто погодных» исследованиях считались постоян- ными. Таким образом, наши рассуждения общего характера при- водят в конце концов к вполне конкретным методическим рекомендациям в анализе процессов самоорганизации. Од- новременно мы видим, что понятие организации достаточно условно, что многое зависит от требований, предъявляемых к анализу. То, что в одних условиях мы можем считать пара- метрами функционального характера, в других можно отне- сти к элементам организации. При переходе к описанию живых, а тем более обществен- ных систем мы должны усложнить понятие организации, по- скольку значительно усложняются связи между характером функционирования и структурой системы. Поэтому, говоря об организации систем живой и общественной природы, мы будем иметь в виду не только их консервативные характери- стики, но и все те особенности, которые существенным об- разом влияют на их жизнедеятельность. Организация систем в живом мире рождает совершенно новый тип механизмов развития, неизвестных в мире нежи- вой материи. Это механизмы обратной связи. Любому живому существу, любой живой системе свой- ственно стремление сохранить стабильность своей организа- ции (своего гомеостазиса). Разрушение организации живой системы означает ее гибель. Эти системы способны в опре- деленных пределах изменять свое состояние. Механизмы, определяющие изменения состояния, кото- рые являются реакцией на внешние воздействия и ими опре- деляются, условимся называть механизмами обратной свя- зи. Можно говорить об отрицательных обратных связях, под- держивающих гомеостазис, то есть компенсирующих внеш- ние воздействия, и о положительных, которые ухудшают ста- бильность системы. Многие считают, и я долго разделял эту точку зрения, что отрицательные обратные связи, которые поддерживают го- меостазис, как раз и есть та главная особенность, которая от- личает все живое от неживого: живое всегда стремится со- хранить свою стабильность. Это факт эмпирический. Но, видимо, это распространенное мнение не вполне точ- но. В самом деле, с одной стороны, принцип Ле-Шателье, справедливый для неживой материи (он является следстви- ем законов сохранения), можно трактовать как «стремле- ние» сохранить гомеостазис. С другой – некоторые прокари- оты и вирусоподобные существа, которых мы традиционно относим к живому миру, по-видимому, лишены способности формировать петли обратной связи. Не вдаваясь здесь в об- суждение этих трудных и сложных вопросов, мы тем не ме- нее можем утверждать, что стремление к гомеостазису, со- хранению собственной стабильности, стабильности рода, по- пуляции всегда было одним из мощнейших факторов эво- люции, фактором, который открывал прямое влияние на ин- тенсивность естественного отбора. Но диалектика развития непрерывно демонстрирует нам неоднозначность результатов любых конкретных тенденций и противоречивый характер любых категорических утвер- ждений типа «только так и не иначе». Устойчивость, доведенная до своего предела, прекраща- ет любое развитие. Она тормозит реализацию принципа из- менчивости. Чересчур стабильные формы – это тупиковые формы, эволюция которых прекращается. Чрезмерная адаптация или специализация столь же опас- на для совершенствования вида, как и его неспособность к адаптации. Стремление к гомеостазису должно компенсиро- ваться другими тенденциями, определяющими рост разно- образия. А такие тенденции неизбежно должны будут фор- мировать механизмы не только отрицательных, но и положи- тельных обратных связей. Одна из таких тенденций порож- дается, видимо, принципом минимума диссипации энергии, о котором я уже говорил. Было уже отмечено, что этот важнейший принцип отбо- ра может быть распространен и на живые системы, и я пред- ложил его расширенную формулировку. Обобщенный прин- цип минимума диссипации – это такое же эмпирическое обобщение, как и принцип сохранения гомеостазиса. Живые системы всегда открытые системы. Им свойствен метаболизм, то есть обмен энергией и веществом с окружа- ющим миром, без этого они не могут существовать. И одной из ведущих тенденций их развития является стремление в наибольшей степени использовать энергию внешней среды, уменьшая тем самым свою локальную энтропию. Этот факт тоже эмпирический: стремление так изменить систему, в такую сторону направить эволюционный процесс, чтобы увеличить ее способность усваивать внешнюю энер- гию и вещество, столь же свойственно живому, как и стрем- ление сохранить гомеостазис. Эти тенденции в известных условиях могут оказаться противоречивыми, что особенно хорошо видно при анализе общественных форм организа- ции. В результате непрерывно совершающихся компромиссов между этими тенденциями возникают быстро развивающи- еся «прогрессивные» формы эволюции. К таким относятся, например, Человек и формы более стабильные, развивающи- еся значительно медленнее и даже практически остановив- шиеся в своем развитии, вроде термитов и муравьев. |