Жанр: Философия
Синергетические представления и социальная РЕАЛЬНОСТЬ
Е.Я. Режабек
Союз философии и естествознания: когнитивное измерение
Важнейшие естественнонаучные открытия ХХ в. продемонстрирова-ли радикальный
оппортунизм их авторов по отношению к классическим философским теориям. Прогресс
естествознания отличал сознательный отказ его корифеев от следования устаревшим
философским
догмам.
Отрицая кантовский априоризм, Карл Гаусс в 1830 г. написал, что
"пространство вне нашего
духа имеет реальность, которой мы априори не можем полностью предписывать
законы" [1]. Уже в
ХХ в., отталкиваясь от конкретно-научных достижений, Г. Рейхенбах стремился
обосновать особый
методологический статус философии природы. В статье "Цели и пути современной
философии
природы" Г. Рейхенбах в 1931 г. указывал: "Ее цель состоит в решении ряда
фундаментальных
теоретико-познавательных вопросов, которые частью играли роль в старой
философии, частью стали
заметны лишь в наши дни. Ее путь принципиально иной, чем путь традиционной
философии. Ибо она
хочет решить теоретико-познавательные проблемы не посредством абстрактных
спекуляций, не
посредством погружения в чистое мышление, не посредством анализа разума, как это
было
свойственно всем прежним философам, - она полагает скорее, что сможет решить
свои проблемы
только в тесной взаимосвязи с естественнонаучными и математическими
исследованиями" [2].
В другом месте, критикуя приверженцев И. Канта в естествознании, Г.
Рейхенбах писал: "Мы
сталкиваемся с примечательным фактом, что в течение последнего столетия точные
теории познания
развивались не философами, а учеными, и что при осуществлении специальных
научных
исследований возникло больше теоретико-познавательных концепций, нежели в ходе
философских
спекуляций. Проблемы, которые при этом решались, были действительно теоретикопознавательными
проблемами" [3].
На самом деле благодаря открытиям общей теории относительности коренным
образом
изменились общенаучные представления о пространстве и времени. Квантовая
механика радикально
углубила наши представления о соотношении прерывности и непрерывности в природе,
конкретнонаучным
содержанием были наполнены понятия случайности и необходимости, уточнены
представления о характере связи названных онтологических определений друг с
другом. Прорыв к
эволюционной теории восприятия света впервые был осуществлен Э. Шредингером [4].
В свете указанных соображений за последние два-три десятилетия сложилось
стремление
рассматривать разнообразные проблемы философского порядка с конкретно-научных
позиций и с
помощью конкретно-научных знаний.
Если наука без теории познания, как писал А. Эйнштейн, становится
примитивной и путанной,
то - подчеркивал великий физик - теория познания "без контактов с наукой
становится пустой
схемой" [5].
На первый план философского знания выходит разработка методологических
схем,
взаимосогласованных с наукой.
Следует признать, что выводы большинства современных философских школ не
выходят за
когнитивные пределы метафоры и по существу не верифицируемы. Они нечто
подсказывают,
стимулируют мысль, но не более того. Между тем интуиция не может заменить
доказательство.
Подлинно эвристичной философия становится тогда, когда опирается на общезначимые
понятия.
Соразмерность критериям междисциплинарного исследования безусловно повышает
обоснованность
философских выводов. Философская теория, если она собирается стать
долгожительницей, должна
доказать свою совместимость с общепризнанными результатами науки. Она должна не
противоречить им, а учитывать их в категориальном переосмыслении. Вписанность
категориального
измерения науки в саму науку придает большую эффективность и философии, и науке.
Иначе мы
никогда не избавимся от философского шапкозакидательства.
За последние 30 лет особый философский статус приобрели исследования
процессов
самоорганизации. С этим направлением связана разработка теории динамического
хаоса
(М. Фейгенбаум, США), которая процессам организации уделяет столько же внимания,
как и
процессам самоорганизации. Так же, как теория детерминированного хаоса, теория
автопоэзиса
особое значение придает сохранению, устойчивости структур. На начальной стадии
развития
находится теория сложности. Наконец, путям возникновения и организации, и
самоорганизации
посвящены разработки, осуществляемые теорией диссипативных структур (И.
Пригожин, Бельгия;
Г. Хакен, ФРГ).
Для обозначения нового направления междисциплинарных исследований в своих
лекциях в
университете Штутгарта Г. Хакен ввел термин "синергетика" (от др.-греч.
synergeia - содействие,
соучастие). Термин прижился в немецкоязычных странах и в России. Первая
опубликованная работа
по синергетике Г. Хакена называлась "Кооперативные явления в сильно
неравновесных и
нефизических системах" (1975).
Вплоть до рубежа XIX-XX вв. парадигма классической науки утверждала, что
организация
любой системы (то ли физической, то ли социальной) может возникать только из
организации,
упорядоченность возникает только из упорядоченности. Вопрос: откуда взялась
первичная
упорядоченность? - наука оставляла без ответа, отдавая решение на усмотрение
теологов и мистиков.
Постнеклассическая наука пришла к прямо противоположным выводам о
происхождении
усложняющихся структур в составе тех или иных систем. Ревизия устаревших
взглядов стала
заслугой новой области междисциплинарного знания. Именно синергетика стала
заниматься
исследованием "физических основ спонтанного формирования структур" [6].
Исходными для продвижения синергетики в указанном направлении стали
следующие
положения:
1. При рассмотрении физических, химических и биологических систем речь идет
об открытых
системах, далеких от теплового равновесия.
2. Эти системы подвержены внутренним и внешним флуктуациям.
3. Они являются нелинейными.
4. Такие системы могут стать нестабильными.
Различают эндогенные флуктуации: поломки структурных связей, сбои в
функционировании
системы, и экзогенные флуктуации - неспецифические внешние воздействия,
порождающие в
системе отклонения от нормального хода процессов.
И рост, и преобразование самоподдерживающихся структур подчиняются законам
нелинейности, т.е. действие детерминирующих структуру факторов не суммируется и
даже не
умножается. Если причина А увеличивает связность в структуре в два раза, а
причина В - в три раза,
то вместе они увеличивают связность не в шесть, а, возможно, в 20 раз.
Иначе говоря, изменение параметра порядка нефлуктуирующей величины
специфической
природы в к раз не приводит к пропорциональному отклику детерминируемого
объекта: в
нелинейных связях причина и следствие несимметричны. Причина не обязательно
должна быть
упорядоченней своего следствия. В силу нелинейности структура ведет себя
пропорционально
обнаружившимся воздействиям лишь до какой-то границы, а за ней скачком меняет
свои свойства.
Ядро синергетики составляют математические модели, описывающие нелинейные
явления
произвольной природы. Как подчеркнул сам Г. Хакен, очень важно и плодотворно
вести поиск
общезначимых связывающих принципов между отдельными областями науки "с тем,
чтобы эти
дисциплинарные области могли каким-то образом коммуницировать друг с другом, а
также признать,
что процессы в каждой из изучаемых областей протекают согласно определенным
принципам более
высокого порядка" [7].
Благодаря открытиям синергетики понятие причинности получило радикально
новое решение.
Понятие эволюции приобрело вероятностное измерение, многовекторную
направленность. Законы
физики приобрели историческое измерение и качество необратимости. В
естествознание вошла
категория становления, потеснившая категорию бытия*.
* Об открытии синергетикой необратимости и переносе акцента в
естественнонаучных исследованиях на категорию
становления мы писали в статье [8].
Синергетика строго различает понятия "организация" и "самоорганизация".
Организация в рамках синергетики выступает как достижение системой
структурной
устойчивости за счет работы, произведенной над системой внешней средой.
Специфическое внешнее
воздействие навязывает системе набор структур, вопреки вкладу в их формирование
флуктуаций [9].
В отличие от инициированных извне и линейно направленных процессов
"самоорганизация в
первом приближении - это сама себя осуществляющая организация, сама себя
производящая
организация. Она соседствует с организацией как волевой организацией, идущей
извне" [10].
Таким образом, понятия "организация" и "самоорганизация" оказались
связанными с
воздействием качественно различных детерминирующих факторов (либо флуктуаций,
либо
направленного, причем достаточно сильного внешнего воздействия). Можно сказать
иначе: если
линейные системы пассивны и могут эволюционировать только под воздействием
внешних сил, то
нелинейность - активна. Активность нелинейной системы проявляется в ее
способности к
самодействию, спонтанному самопорождению новых структур за счет внутренних
ресурсов.
По отклику на флуктуации все системы подразделяются на устойчивые и
неустойчивые.
Состояние, в которое приходит изолированная система, предоставленная сама
себе в течение
длительного времени, определяют как состояние равновесия. Равновесные системы
всегда
устойчивы. Это означает, что если в результате флуктуации система смещается
относительно
состояния равновесия, то скорее всего (с наибольшей вероятностью) она
возвратится в наиболее
вероятное состояние, т.е. в состояние равновесия. Система в равновесном
состоянии не начнет
внезапно эволюционировать к другому состоянию. Если система в результате
испытываемых ею
флуктуаций (и эндогенных, и экзогенных) не возвращается к состоянию равновесия,
она
рассматривается как неустойчивая. Именно синергетика показала, что системы,
далекие от
равновесия, способны к спонтанным эволюционным преобразованиям. При этом
система, выведенная
из состояния устойчивости, вновь стремится к структурной устойчивости.
(Напомним, что
"эволюцию можно рассматривать как проблему структурной устойчивости" [11]). Как
это
происходит, объясняет теория диссипативных структур.
Задолго до появления синергетики обращение к проблемам сохранения
устойчивости привело к
выработке специфических категорий в работах Ле Шателье, В. Вольтерра, А.Н.
Колмогорова. Так,
принцип Ле Шателье-Брауна гласит: "Внешние воздействия, выводящие систему из
равновесия,
вызывают в ней процессы, стремящиеся ослабить результаты этого воздействия".
Термодинамическое
обоснование постулата Ле Шателье немецким физиком К. Брауном (1887) было
предназначено для
выяснения направления смещения равновесия в термодинамических системах. В.
Вольтерра и
А.Н. Колмогоров показали, что в основе действия принципа Ле Шателье лежит
отрицательная
обратная связь, которая ведет к устойчивому равновесию или колебаниям вокруг
некоторого среднего
положения [12].
Соответствующие формулы объясняют сохранение устойчивости в рамках теории
изолированных систем. В изолированной системе всякое отклонение от заданного
значения
равновесия должно быть погашено с той же неотвратимостью, как это происходит, к
примеру, в
машине Уатта. Интерес к отрицательным обратным связям остался в центре внимания
такой науки,
как кибернетика.
Только с появлением теории диссипативных структур стало ясно, что постулаты
равновесной
теории неприменимы к неравновесным системам. Исследования сохранения
устойчивости и
возникновения устойчивости - это разные исследования.
В отличие от равновесных теорий синергетика имеет дело с открытыми
системами,
обменивающимися веществом, энергией и информацией с окружающей средой.
Диссипативная
структура называется такой потому, что вместе с энтропией она рассеивает
свободную энергию.
Диссипативная структура удаляет во внешнюю среду избыточную энтропию, избавляясь
от
энергетических шлаков и отработанного вещества и взамен отработанных ресурсов
поглощая извне
свободную энергию и несвязанное вещество. Чтобы компенсировать нарастание
энтропии внутри
системы, диссипативная структура поглощает негэнтропийные ресурсы извне. Можно
сказать, что
диссипативная структура работает как самонастраивающийся насос. Иначе говоря,
диссипативная
структура - это образование, в котором возрастание энтропии может быть
компенсировано ее
оттоком в окружающую среду. Именно за счет свободной энергии и несвязанного
вещества,
поглощаемых извне, система строит свою структуру, т.е. восстанавливает или
наращивает присущую
ей упорядоченность.
Синергетика - это теория, возникшая из исследований процессов переноса
энергии.
Перенос энергии всегда осуществляется некоторым вещественным субстратом,
позволяет
сравнивать упорядоченность одного субстрата с упорядоченностью другого.
Превышение меры
одной упорядоченности над другой составляет ту меру разнообразия в сопрягаемых
потоках энергии,
которая называется информацией. Каждый из переносчиков энергии одновременно
служит носителем
информации. "Больше", "меньше" - относительные понятия. Поглощение диссипативной
структурой
носителей большего разнообразия (по сравнению с выводимыми шлаками) означает
поглощение
негэнтропии. Диссипативная система существует за счет поглощения порядка из
среды. При этом
перенос энергии диссипативной системой происходит как в одну, так и в другую
сторону: как в
направлении экспорта, так и в направлении импорта. Если на стороне диссипативной
структуры
происходит минимизация производства энтропии (сокращение ее объема), то выходной
поток
увеличивает энтропию в окружающей среде. Экспорт энтропии максимизирует объем
энтропии в
окружении системы. Минимизация происходит за счет максимизации, и наоборот.
"Хаос и порядок оказались связанными совершенно неожиданным образом" [13].
Вместо того,
чтобы исключать друг друга, как это наблюдается в случае "равновесных" систем,
порядок и хаос
теперь оказываются взаимосвязанными, дополняют друг друга так, что ни порядок не
может
существовать без поддерживающего его хаоса, ни хаос без порождающего его
порядка.
Эволюция выступает как движение к устойчивости за счет минимизации объема
энтропии,
производимого в системе. Минимизация энтропии есть процесс упорядочивания
элементов системы,
максимизация есть процесс разупорядочивания. На эволюционном витке возрастания
устойчивости
минимизация энтропии внутри диссипативной структуры порождает свое иное. Из
этого единства
противоположностей вытекают все остальные коллизии развития. Само единство
противоположностей выступает как динамический процесс поляризации крайностей:
если в одном
месте упорядоченности становится больше, то в другом месте ее делается меньше.
Впервые взаимоотталкивание противоположностей в качестве меры их единства
логически
было отрефлектировано в диалектике Гегеля - Маркса. Динамическую суть
поляризации
противоположностей К. Маркс определял как "нераздельную взаимную связь и столь
же постоянное
взаимное исключение", как отношение взаимоотталкивания, которое "развивается и
усиливается"
[14].
Само понятие минимизации указывает на первичность ее носителя (того, что
минимизируется),
т.е. на первичность рассеянной, несвязанной энергии.
Материальный мир - это мир кругооборота устойчивости и неустойчивости. Одна
ветвь
эволюции мира представляет нарастание неустойчивости, другая - возрастание
устойчивости. Но
именно неустойчивость дает материал для образования устойчивости. Устойчивость
возникает из
неустойчивости и за счет неустойчивости. В свою очередь устойчивость рано или
поздно переходит
в неустойчивость. Эти противоположности подпитывают и порождают друг друга. Наш
мир - это мир
энантиодромии (разбегания противоположностей), по Гераклиту. Но, разбегаясь из
одной точки
кругооборота, противоположности собираются в другой точке, и весь цикл
возобновляется заново.
Две ветви - максимизация и минимизация устойчивости - обязательно где-то должны
"схлопнуться",
и тогда вся история начинается заново. Таким образом, поляризация
противоположностей
(энантиодромия) оказывается лишь моментом вселенского кругооборота,
кратковременным отрезком
бесконечно возобновляющегося цикла. Всеохватывающий временной цикл, со своей
стороны,
распадается на мега-, макро-, микроциклы, на отдельные энантиодромические
завихрения и вновь
собирается из обособившихся структурных единиц в мировую тотальность.
Несоразмерность в
соотношении противоположностей в той или другой точке пространства порождает
многообразие
форм как вещественного, так и невещественного бытия.
Итак, выработка организации есть максимизация устойчивости на одной стороне
и
минимизация устойчивости на другой стороне, и оба витка замыкаются на
диссипативной структуре
как в процессах ее организации, так и в процессах самоорганизации. Диссипативная
структура
(согласно второму закону термодинамики, производство энтропии - диссипация
свободной энергии -
не может стать отрицательным) выводит низкокачественную энергию за свои пределы
и поглощает
высококачественную энергию извне. Экспорт энергии низкого качества и импорт
энергии более
высокого качества складываются в циклическую структуру выходных и входных
потоков. Если
процессы выведения энергии низкого качества и потребления энергии более высокого
качества
уравновешивают друг друга, организация системы приобретает устойчивый характер,
малоподдающийся перестройкам. В противном случае может происходить либо
количественное
разрастание системы, либо ее качественная трансформация. Потребление
диссипативной структурой
свободной энергии (высокого качества) может быть лимитировано как мерой
негэнтропийности
откачиваемой извне энергии, так и поступлением извне субстрата, переносящего
энергию.
В отличие от неживых систем живые системы расходуют не только
низкокачественную, но и
высококачественную энергию. Часть высококачественной энергии затрачивается живым
организмом
для того, чтобы извлечь из среды еще больше высококачественной энергии.
Метаболический процесс
приобретает телеономический характер [15]. Жизнь организма есть преобразование
высококачественной энергии, добываемой извне, в постройку составляющих организм
все более
сложных субстратов (тканей). В соответствии с выводами синергетики обмен живого
организма
веществом, энергией и информацией с окружающей средой может происходить с
различной
термодинамической эффективностью. Термодинамическая эффективность определяется
как
отношение скорости, с которой носитель жизни вырабатывает выходную свободную
энергию
(низкого качества), к скорости, с которой он потребляет входную свободную
энергию (высокого
качества)*. При определении "выходной мощности" биосистемы необходимо учитывать
утечки
свободной энергии, связанные с производством промежуточных продуктов на пути
получения
конечных продуктов, удаляемых из системы.
* Формула расчета термодинамической эффективности приводится в [16].
Таким образом, синергетика выступает как теория кругооборота
низкокачественной и
высококачественной энергии в самоорганизующихся системах.
Представления о циклическом самовосстановлении исходного состояния
самоорганизации (а на
каком-то канале эволюции такое самовосстановление происходит с некоторым
приращением)
повлекли за собою радикальный пересмотр понятия причинности. В понимании
открытых систем на
первое место вышло представление не о линейной, а о циклической причинности.
Глубокой критике
категория каузальности подвергается в связи с признанием принципиальной
необратимости
эволюционных процессов, происходящих в системах, далеких от равновесия. Отказ от
линейной
причинности потребовал принятия возвратной каузальности с прерывистым ритмом,
разворачивающимся по схеме: неустойчивость ? устойчивость ? вновь
неустойчивость, с фазовыми
переходами, возобновляющимися циклически.
Уже открытия кибернетики подтолкнули естествознание к признанию возвратных
циклов в
природе. Было введено понятие "обратная связь", в свете которого схема "причина
? следствие"
потребовала ревизии. В духе этих открытий в 1967 г. Ж. Пиаже заговорил о
циклической или
обратной каузальности [17]. В парадигме каузального цикла каждый элемент системы
может быть
как причиной, так и следствием и, соответственно, должен таковым описываться.
Следует сразу же оговориться, что понятие "обратная связь" не удовлетворяет
описанию
эволюционных процессов, поскольку игнорирует специфику обменных процессов,
касающихся
вещества (потоков субстрата) и энергии (чьи потоки могут уравновешивать друг
друга).
К идеям циклической причинности независимо от Ж. Пиаже пришел П.К. Анохин.
Его критика
понятия "обратная связь" полностью сохраняет свою силу. Никто не сомневается,
писал наш философ
и естествоиспытатель, что обратная связь является "душой кибернетики" и что
только она почти
нацело определила все успехи технической кибернетики. В эпоху "бума" кибернетики
можно было
услышать, что мы живем в "эру обратных связей". Однако принцип деятельности
живого организма
качественно отличается от поведения кибернетического устройства. Для биосистем
характерно
воздействие результата на породившую и порождающую его структуру. В рамках
разработанной им
теории функциональной системы П.К. Анохин показал, что архитектура
функциональной системы
представляет из себя "замкнутый контур" системной детерминации. "Именно эта
всеобщая основа
приспособления всех живых существ к внешним условиям дала начало сложным
вариациям в
функциях самых разнообразных живых существ" [18]. И в другом месте: "Всякая
функциональная
система, механическая (имеются в виду кибернетические устройства. - Е.Р.) или
живая, созданная
или развивающаяся для получения полезного эффекта, непременно имеет циклический
характер" [18,
с. 222-223].
Открытия синергетики пролили дополнительный свет на проблему "императивного
воздействия
результата на породившую его структуру" (П.К. Анохин).
Собственно говоря, триумф синергетики - это триумф циклической причинности,
объяснившей
необходимость и взаимодополнительность ("синергийность") фазовых переходов от
деструкции к
структурированию и обратно. Фундаментальное значение понятия "циклической
причинности" было
подчеркнуто Г. Хакеном в его интервью Е.Н. Князевой [7, с. 56].
Оригинальный вклад синергетики в науку составило открытие фазовых переходов
внутри
каузальных циклов. Математическое описание засвидетельствовало, что в каузальном
цикле
постулаты устойчивости утрачивают силу. По представлениям синергетики, и
сохранение (или
поддержание) устойчивости, и качественная перестройка устойчивости подчиняются
существенно
разным законам, но реализуются одной и той же - циклической - формой
каузальности. Вдали от
равновесия достижение структурной устойчивости выступает как самодеятельное
развитие. Следует
подчеркнуть, что категории самодеятельного развития задолго до теории
функциональных систем и
теории диссипативных структур разрабатывались теориями диалектики. Именно в
рамках философии
было подготовлено радикальное переосмысление категории причинности.
Вслед за И. Кантом Ф. Шеллинг подчеркивал: "Такое существо, которое мы
должны
рассматривать как являющееся одновременно причиной и действием самого себя, мы
называем
организованным..." [19]. Шеллинг прямо подчеркивал, что в непрерывном
восстановлении и
нарушении равновесия только и состоит жизнь. "... Природа сохраняет в животном
теле постоянно
нарушаемое равновесие, посредством чего она препятствует восстановлению
равновесия, почему
все время сохраняется процесс и никогда не достигается продукт" [19, с. 126]*.
* Ср. у И.И. Шмальгаузена: "Жизнь есть борьба. Борьба против равновесия"
[20].
По Шеллингу, для того, чтобы была возможна жизнь, необходимо постоянное
чередование
процессов разложения и восстановления. "Жизнь заключается в круговороте, в
последовательности
процессов, которые непрерывно возвращаются к самим себе..." [19, с. 165]. Общий
вывод Шеллинга
гласил: "... В органическом целом все служит причиной и действием друг друга"
[21].
В свое время И. Кант воскликнул, что наибольшее благоговение у человека
должно вызывать
"звездное небо". Противопоставляя свою концепцию кантианству, Гегель утверждает,
что ставит
"животность, производящую хотя бы только студни, выше сонма звезд" [22]. По его
мнению, по
сравнению с жизнью, Земля как планета представляет собой низшую ступень
организации. Она "не
производит себя", и "в этом нет никакого преимущества" [22, с. 367].
Философии принадлежит честь открытия не только каузального цикла, но и
фазовых переходов
внутри циклической причинности. В круговороте "устойчивость ?? неустойчивость"
диалектика
Шеллинга - Гегеля выявила фазы гештальтивирования - разгештальтивирования. Для
обозначения
состояния неустойчивости, нарушения равновесия в системе Ф. Шеллинг предложил
понятие
"аморфон". Начало жизни, писал он, "само изначально бесформенно (amorphon) и
нигде не может
быть изображено в качестве определенной материи" [19, с. 180].
В "Философии природы" на проблеме гештальтов и их образования Гегель
останавливается
дважды [23]. С его точки зрения, первоначальная структура, не вступившая в
сопряжение с внешними
обстоятельствами, выступает как внутренняя безгештальтность (Gestalt als innere
Gestaltlosigkeit). На
втором этапе гештальт существует "как еще не осуществленный" [24], это его
"личиночная" стадия.
На третьем этапе возникает реальный гештальт, осуществивший себя (такова
бабочка).
Итак, уже для диалектики Шеллинга-Гегеля (а затем и Маркса) была ясна
необходимость
построения организации из неустойчивости, через неустойчивость, через нарушение
равновесия.
В чем же тогда заслуга синергетики? Синергетика открыла пути преобразования
неустойчивости в устойчивость, вскрыла механизмы, делающие такой переход
неизбежным,
проанализировала диапазон и иерархию детерминирующих факторов, обусловливающих
фазовые
переходы и, наконец (последнее по порядку изложения, но не по значимости), дала
всем названным
процессам математическое описание. Идеи циклической причинности, круговорота
низкокачественной и высокока
...Закладка в соц.сетях
