Сложные системы: целостность, иерархия, идентичность
Шрифт:
Объекты с неравновесной организацией – это, например, элементарные открытые каталитические системы – предмет химии эволюционного катализа. Эти системы поддерживают свою организацию в стационарном состоянии за счет обмена веществ и энергии с окружающей средой.
А. П. Руденко предлагает термином «самоорганизация» обозначить неравновесное упорядочение, а термином «организация» упорядочение равновесного типа. Эти типы упорядочения имеют общие свойства, которые, как правило, ошибочно приписывают всем самоорганизующимся системам. Ошибок и терминологической путаницы можно избежать, если ясно понимать физические основы самоорганизации [20] .
20
Руденко
Самоорганизация как неравновесное упорядочение является всеобщим условием существования любых материальных систем. А. П. Руденко обобщил исследования процессов самоорганизации открытых химических систем. Исследование биологических систем в XX веке под термодинамическим углом зрения позволило понять, что они существуют, поддерживают организацию процессов, называемых жизнью, благодаря обмену веществ и энергии с окружающей средой. Карл Маркс в «Капитале» характеризует труд как «всеобщее условие обмена веществ между человеком и природой, вечное естественное условие человеческой жизни, и потому он не зависим от какой бы то ни было формы этой жизни, а, напротив, одинаково общ всем её общественным формам…» [21] .
21
Маркс К., Энгельс Ф. Соч. 2-е, изд. Т. 23. М.: Политиздат, 1960. С. 195.
Наука оперирует понятиями «открытая система», «закрытая система», онтологизирует данные абстракции. Но могут ли действительно существовать закрытые системы? Могут ли быть объекты, чье существование ничем не обусловлено, могут ли быть не взаимодействующие формы бытия? Очевидно, что закрытая система – это конструкция познающего разума, характерная для классической науки. В действительности вне взаимодействия формы материального бытия – вещи – существовать не могут, и в этом смысле они всегда открыты.
В материальном взаимодействии вещи не только существуют, но и возникают. Любая вещь, возникнув, формирует обратную связь, превращая условия генезиса в условия своего существования, тем самым осуществляется процесс самоорганизации вещи как системы. Это общий принцип самоорганизации систем.
Однако известно, где имеет место процесс превращения вещества и энергии, там действуют законы термодинамики. В качественной формулировке первый закон утверждает, что энергия не может быть создана или уничтожена, она переходит из одной формы в другую. Второй закон говорит о невозможности существования вечного двигателя второго рода, то есть ни одна форма бытия не может осуществлять работу за счет теплоты окружающей среды. Не означает ли это, что только термодинамика может объяснить как из хаоса рождается порядок? Термодинамика биологических процессов, биофизика казалось бы тому лучшее подтверждение.
Термодинамический подход не учитывает не только специфику материальных систем, но и специфику вещества и энергии, посредством которых системы взаимодействуют. Не существует универсального вещества и энергии, которые можно было использовать любым системам. Самоорганизация системы требует вполне определенных форм вещества и энергии. Таким образом, необходимое для существования вещество и энергию материальная система берет не просто из окружающей среды, а из другой системы. Строит себя из материала другой системы, разрушая тем самым ее организацию.
Данное обстоятельство обосновывается не только исходя из общих положений о материальном взаимодействии, но и имеет научное подтверждение. Биохимики в XX веке обнаружили химическую асимметрию живого. Биологически активные молекулы имеют определенное пространственное строение. Так, в состав белков живых организмов входят практически исключительно L(+)аминокислоты, а ДНК и РНК построены на основе D(–)углеводов. А это значит, что организмы, содержащие в составе белков аминокислоты, вращающие плоскость поляризованного света влево, не могут употреблять в пищу аминокислоты, вращающие плоскость поляризованного света вправо. Если бы не данное обстоятельство, мы бы уже питались синтетической пищей. В процессе химического синтеза образуется смесь стереоизомеров, разделение которой на отдельные вещества – трудная задача. Ферментативный синтез в организме дает нужный биологически активный стереоизомер.
Если живая система может использовать только организованную форму вещества и энергии, то это же самое имеет место и в других системах. В этом выражается общий принцип самоорганизации систем: любая система, возникнув, воспроизводит условия, породившие ее, превращает их в условия существования. Для живых систем это означает воспроизводство собственной жизни.
Возможно, самопроизвольность процессов, сопровождающихся увеличением энтропии, о чем говорит второй закон термодинамики, относительна, так как обратной стороной этих процессов является особое взаимодействие, связанное с самоорганизацией систем, осуществляемое за счет вещества и энергии, извлекаемое из других систем. Смертью друг друга они живут, жизнью друг друга они умирают. Энергия в этом процессе переходит из одной формы в другую. Тем самым мы имеем не дуализм организации и самоорганизации, о чем пишет А. П. Руденко [22] , а процесс самоорганизации в материальном взаимодействии, в котором одна форма бытия превращается в условия существования другой формы бытия.
22
Руденко А. П. Самоорганизация и синергетика // Синергетика. Труды семинара. Т. 3. М.: МГУ, 2000. С. 61–99.
Исследование самоорганизации живых систем с точки зрения воспроизводства условий существования жизни позволяет глубже понять системный характер живого. В нашем эмпирическом опыте жизни мы имеем дело с многообразием различных форм живого. Но если учесть, что исторически первым делом жизни является воспроизводство самой жизни, то очевидно, что многие формы живых организмов не способны самостоятельно воспроизводить свою материальную жизнь без взаимодействия с другими живыми организмами. Самостоятельно существовать могут только продуценты органического вещества в биосфере – автотрофы. Следовательно, система живого – это не отдельный организм, а биосфера.
Разумная форма жизни – это не отдельный человек, а система общественного производства материальной жизни. В письме к Л. Кугельману К. Маркс, разъясняя суть закона стоимости, писал: «Всякий ребенок знает, что каждая нация погибла бы, если бы она приостановила работу не то что на год, а хотя бы на несколько недель. Точно так же известно всем, что для соответствующих различным массам потребностей масс продуктов требуются различные и количественно определенные массы общественного совокупного труда. Очевидно само собой, что эта необходимость распределения общественного труда в определённых пропорциях никоим образом не может быть уничтожена определенной формой общественного производства, – измениться может лишь форма ее проявления. Законы природы вообще не могут быть уничтожены» [23] .
23
Маркс К., Энгельс Ф. Соч. 2-е изд. Т. 32. М.: Политиздат, 1964. С. 460.
Такие понятия, как «биосфера», «общественное производство материальной жизни», обозначают системы, целостность которых нам непосредственно не дана и научное понимание ее требует особого методологического подхода. Теории самоорганизации отводится сегодня ведущая роль в исследовании систем органической целостности.
Однако распространение идей термодинамики неравновесных систем, а также синергетики на биологические и социальные объекты позволило обнаружить ограниченность в целом термодинамического подхода, а следовательно, и ограниченность термодинамического понимания самоорганизации.