Универсум. Информация. Общество
Шрифт:
И центральной проблемой теории систем является проблема описания этого процесса.
Механизмы самоорганизации Универсума, то есть материального мира и многих подсистем, его составляющих, далеко не познаны. Последнее означает, что для многих из них еще не создано интерпретаций, имеющих смысл эмпирических обобщений, и мы вынуждены опираться на те или иные гипотезы. Я думаю, что познание механизмов самоорганизации и составляют суть фундаментальных наук.
Однако сегодня мы уже понимаем, сколь разнообразны и многочисленны эти механизмы. И возникает естественный вопрос: не существуют ли некоторые общие принципы или интерпретации, позволяющие увидеть их общность (сделать шаг к простоте, который нам позволит приблизиться к пониманию сложности)?
Несмотря
В качестве основы языка описания схемы механизмов самоорганизации мне кажется наиболее удобным (если угодно, даже естественным) использовать язык дарвиновской триады – «изменчивость», «наследственность» и «отбор». Смысл этих терминов, разумеется, должен быть существенным образом расширен по сравнению с тем, который в них вкладывал знаменитый автор теории происхождения видов. Кроме того, как мы увидим ниже, одного этого языка заведомо недостаточно. По мере восхождения по ступеням сложности его придется непрерывно расширять. Но точки зрения, выработанные в процессе анализа систем (этот термин я предпочитаю широко распространенному термину «системный анализ»), дают определенные основания для рационального расширения языка, удовлетворяющего принципу Оккама – минимальному привлечению новых понятий.
Во всяком случае, язык, основанный на использовании дарвиновской триады, позволяет увидеть то, что лежит в основе общей логики развития материального мира, логики, которая просматривается в основе развития всех трех этажей Универсума – неживой, или косной, материи, живого вещества и «мира человека». При всем качественном различии этих форм существования материи их развитие связывает общая логика! И переоценить значение этого факта невозможно.
Попробуем теперь расшифровать эти сакраментальные дарвиновские термины: изменчивость, наследственность и отбор – и дать необходимое расширение этих понятий. Начав, разумеется, с анализа системы косной материи.
4. Проблема изменчивости
«Бог играет в кости!», все-таки играет, хотя великий Эйнштейн и думал иначе.
Вопрос об изменчивости, может быть, и есть самый трудный, самый принципиальный вопрос, возникающий при анализе механизмов самоорганизации систем, поскольку он затрагивает святая святых современного естествознания – принцип причинности.
Развитие систем и их эволюция не могут реализоваться без создания «поля выбора», то есть без возникновения определенного, достаточно большого разнообразия организационных форм или виртуальных возможностей развития, без своеобразного «хаоса возможностей». Здесь Природа снова в чем-то напоминает инженера, проектирующего сложную машину: ему необходимо иметь достаточно большой набор разнообразных, но потенциально необходимых деталей, из которых он однажды создаст конструкцию, отвечающую тем или иным критериям. В этом, как мне представляется, и состоит созидательная роль хаоса, о чем сегодня толкуют ученые мужи, не очень объясняя, в чем состоит эта самая созидательная роль хаоса. Поэтому первый вопрос теории эволюции (развития) систем – это вопрос о причинах возникновения необходимого многообразия (то есть хаоса), без которого невозможно развитие, о механизмах, его рождающих.
Оставаясь вне обсуждения вопроса об исходном состоянии «реальности», ответ на который находится за пределами любого эмпирического знания (хотя и является объектом многочисленных гипотез, часто не противоречащих законам физики, как, например, гипотеза о начальном взрыве), примем существующую неоднородность окружающего мира как некоторую данность.
Илья Пригожин (и не только он) широко использует термин «флуктуация», имея в виду случайные флуктуации, случайные изменения системы. Я избегаю использования этого термина, хотя и глубоко убежден в том, что неопределенность и стохастика лежат в глубине вещей. Описать законы самоорганизации на языке чистого детерминизма мне представляется невозможным в принципе. Без стохастики и неопределенности очень трудно, если не невозможно, описать возникновение флуктуаций и разнообразия организационных форм материи и действия людей.
Допустив существование стохастических факторов, мы снимаем много вопросов. Здесь я снова сошлюсь на Бора, который говорил, что по-настоящему сложное явление нельзя описать на каком-либо одном языке. Он, правда, имел в виду взаимодействие явлений микро- и макромира, но его замечание носит гораздо более универсальный характер. И вряд ли «Картину мира» можно описать на языке чистого детерминизма. Наше утверждение о том, что без использования языка теории вероятностей не могут быть объяснены (и сформулированы) основные законы, управляющие миром, вовсе не означает, что мы достаточно отчетливо представляем себе природу стохастичности. Фиксируя ее присутствие, по-новому понимая смысл причинности, мы, тем не менее, почти ничего не можем сказать об ее истоках. Ведь причинность, в частности ее возникновение в Природе, тоже следствие причинности. Ведь она возникла не просто так!
Существование принципа причинности и присутствие стохастики и неопределенности – явления одного масштаба.
Заметим, что объективное признание вероятностного характера процессов эволюционного развития ставит совсем по-новому проблему причинности. На языке стохастики нам придется научиться формулировать и принцип причинности – это неизбежно. Эйнштейн это хорошо понимал и искал другие пути, но не нашел.
Несколько лет тому назад проходила дискуссия о содержании физических законов. Крайние точки зрения были высказаны Ильей Пригожиным и Рене Томом. Последний в отличие от Пригожина считал законами Природы только вполне детерминированные утверждения. Я думаю, что квантовая механика, которая стала ныне вполне практической наукой и оперирует только с распределениями случайных величин, подтверждает точку зрения Пригожина.
Но сводить описание явления изменчивости только к действию стохастики тоже нельзя. Существует множество причин, порождающих многообразие, и они являются предметом научных исследований. Некоторые из них хорошо известны, например, явление кооперативности, которое проявляется в многочисленных резонансах, когерентном излучении, появлении тех же бенаровских ячеек, о которых так любит писать Пригожин, и т. д. и т. п. Появление новых химических соединений можно трактовать с тех же позиций. По мере усложнения «объектов реальности», которые мы предполагаем рассматривать, роль стохастических факторов будет возрастать. Это тоже эмпирический факт!
Факт роста разнообразия возможных организационных форм в структуре окружающего мира часто называют «законом дивергенции». Этот термин я буду в дальнейшем использовать.
5. Проблема наследственности
Наследственностью системы я условлюсь называть зависимость ее будущего от настоящего и прошлого. Она существует во всех системах. Так, например, деформация горных пород и землетрясения определяются предшествующим их (пород) состоянием и историей изменения напряжений. Этот факт лежит в основе любой прогностики, и вулканизма в частности. Без факта наследственности (и знания прошлого) даже гипотетической силы лапласовский Разум был бы слеп!
Но степень этой зависимости от прошлого может быть очень разной. Условимся степень этой зависимости называть «памятью системы». Существуют системы с абсолютной памятью и с полным ее отсутствием. Конечно, это гипертрофированные, предельные случаи, в реальности их не существует. Но такие интерпретации (модели) иметь в виду необходимо, ибо изучение подобных систем – это редукция к простоте, без которой очень трудно понять сложность реальности. Попробую объяснить это обстоятельство на двух примерах.