Хаос як основа порядку
Розглянемо кінетичну енергію сукупності частинок. Якщо раптомвиявиться, що всі частинки рухаються в одному і тому ж напрямку зоднаковими швидкостями, то вся система, подібно тенісному м'ячу, будеперебуває у стані польоту. Система веде себе в цьому випадку аналогічнооднієї масивної частці, і до неї застосовні звичайні закони динаміки, такерух називається рухом центру мас.
Існує, однак, і інший вид руху. Можна уявити собі, щочастинки системи рухаються не впорядковано, а хаотично: повна енергіясистеми може бути тієї ж самої, що і в першому випадку, але тепервідсутній результуюче рух, оскільки напряму і швидкостіруху атомів безладно. Якщо б ми могли простежити за будь-якоїокремої частинкою, то побачили б, що вона проходить невелику відстаньвправо, потім, соударяясь з сусідньою частинкою, зміщується трохи вліво,знову соударяется і т. д. Основна риса цього виду руху полягає ввідсутності коррегіляціі між рухами різних частинок; іншими словами,їх руху некогерентного (невпорядковані).
Описане випадкове, хаотичне, некоррелірованное, некогерентного,невпорядкований рух називається тепловим рухом. Очевидно, поняттятеплового руху не застосовується до окремої частці, оскільки безглуздоговорити про некоррелірованном русі однієї частки. Іншими словами, колими переходимо від розгляду руху окремої частини до систем багатьохчастинок і при цьому виникає питання про наявність кореляцій в їх рухах, мипо суті переходимо від звичайної динаміки в нову галузь фізики, яканазивається термодинаміки.
Отже, ми встановили, що існує два види руху частинок в складнихсистемах: рух може бути когерентним (впорядкованим), коли всічастки рухаються узгоджено ( "в ногу"), або, навпаки, неврегульованим,коли всі частинки рухаються хаотично.
Природні процеси
Природне прагнення енергії до розсіяння визначає і напрям,в якому відбуваються фізичні процеси в природі. Під цим розумієтьсярозсіювання енергії в просторі, розсіювання частинок, що володіють енергією, івтрата упорядкованості, властиве руху цих частинок. Перший законтермодинаміки в принципі не заперечує можливості подій, здавалося бщо суперечать здоровому глузду і повсякденного досвіду: наприклад, м'яч міг бипочати підскакувати за рахунок свого охолодження, пружина могла бмимовільно стиснутися, а шматок заліза міг би мимоволі стати більшегарячим, ніж навколишній простір. Всі ці явища не порушили б законузбереження енергії. Проте насправді жодна з них не відбувається,оскільки для цього потрібна енергія, хоч і є в наявності, аленедоступна. Якщо не приймати всерйоз існує в принципі, аленадзвичайно невеликий шанс, можна сміливо стверджувати, що енергія ніколи неможе сама по собі локалізуватися, зібравшись в надлишку в будь-якійневеликої частини Всесвіту. Однак, якщо б навіть сталося, ще меншеімовірно, що подібна локалізація була б впорядкованої.
Природні процеси - це завжди процеси, які супроводжують розсіювання,дисипації енергії. Звідси стає зрозумілим, чому гарячий об'єктохолоджується до температури навколишнього середовища, чому впорядкований рухпоступається місцем неврегульоване і, зокрема, чому механічнерух внаслідок тертя повністю переходить в теплове. Настільки ж простоусвідомити, що будь-які прояви асиметрії, так чи інакше зводяться дорозсіювання енергії. Прояв будь-яких диспропорцій в організаційнійструктурі об'єкта приводить до утворення асиметрії як по відношенню донавколишньому середовищі, так і для самої структури зокрема, це можепризвести до збільшення потенційної енергії або, при великому скупченні цієїенергії, до розпаду системи, як суперечить законам природи (суспільства).
Організація створюється з хаосу (суспільства) одним або декількомапорушеними атомами (підприємцями) і в хаос провалюється приліквідації. Природні, мимовільно відбуваються процеси - цеперехід від порядку до хаосу.
Поставимо тепер наступне питання: скількома способами можна зробитиперебудову всередині системи, так щоб зовнішній спостерігач не помітив її.
Відзначимо, що у формулюванні питання враховано те суттєве, щохарактеризує перехід від світу атомів до макроскопічної системі, а саме
"Сліпота" зовнішнього спостерігача по відношенню до "індивідуальності" атомів,утворюють систему. Термодинаміка має справу тільки з усередненимповедінкою величезних сукупностей атомів, причому поведінка кожногоокремого атома не грає ролі. Якщо зовнішній спостерігач, який вивчаєтермодинаміку, не помітив, що в системі відбулася зміна, то стансистеми вважається незмінним. лише "педантичний" спостерігач, ретельностежить за поведінкою кожного атома, буде знати, що зміна все-такивідбулося.
Зробимо тепер останній крок на шляху до повного визначення хаосу.
Припустимо, що частинки всесвіту не закріплені і можуть, подібно станомзбудження і енергії, вільно переміщатися з місця на місце; наприклад,таке могло б статися, якби Всесвіт був газом. Припустимо також,що ми створили початковий стан всесвіту, пустив струмінь газу в правийнижній кут судини. Інтуїтивно ми розуміємо, що відбудеться: хмара частинокпочне мимовільно поширюватися і через деякий час заповнитьвесь судину.
Така поведінка всесвіту можна трактувати як встановлення хаосу. Газ
- Це хмара випадково рухаються часток (сама назва "газ" походить відтого самого кореня, що і "хаос"). Частинки мчать на всіх напрямках,стикаючись і відштовхуючись один від одного після кожного зіткнення.
Рухи і зіткнення призводять до швидкого розсіювання хмари, так щонезабаром воно рівномірно розподіляється по всьому доступному простору.
Тепер існує лише нікчемно малий шанс, що всі частинки газу коли -небудь спонтанно і одночасно знову зберуться в кут судини, створившипочаткову конфігурацію. Зрозуміло, їх можна зібрати в кут за допомогоюпоршня, але це означає вчинення роботи, отже, процес поверненнячастинок в початковий стан не буде мимовільним.
Ясно, що спостережувані зміни пояснюються схильністю енергії дорозсіювання. Дійсно, тепер стан збудження атомів виявилосяфізично розсіяним у просторі внаслідок спонтанного розсіювання атомівза обсягом посудини. Кожний атом має кінетичної енергією, і томупоширення атомів по судини призводить і до поширення енергії.
Хаос і порядок
У хімії, як і у фізиці, всі природні зміни викликані безцільної
"Діяльністю" хаосу. Ми познайомилися з двома найважливішими досягненнями
Больцмана: він встановив, яким чином хаос визначає напрямокзмін і як він встановлює швидкість цих змін. Ми переконалисятакож у тому, що саме ненавмисна і безцільне діяльність хаосупереводить світ в стани, що характеризуються все більшою ймовірністю. Націй основі можна пояснити не тільки прості фізичні зміни (скажімо,охолодження шматка металу), а й складні зміни, що відбуваються приперетвореннях речовини. Але разом з тим ми виявили, що хаос можеприводити до порядку. Якщо справа стосується фізичних змін, то під цимяк здійснення роботи, в результаті якої в свою чергу можутьвиникати складні структури, іноді величезного масштабу. При хімічнихзміни порядок також народжується з хаосу; в цьому випадку, однак, підпорядком розуміється таке розташування атомів, що здійснюється намікроскопічному рівні. Але при будь-якому масштабі порядок може виникати зарахунок хаосу; точніше кажучи, він створюється локально за рахунок виникненняневпорядкованості десь в іншому місці. Такі причини і рушійні силищо відбуваються в природі змін.
Поняття структури
Кожен з нас в загальних рисах знає, що таке структура, як правило,це певне розташування, конфігурація часток - атомів, молекул абоіонів. Так, цілком певну структуру являє собою кристал. Вінвідрізняється від газу, від рідини і від шматка масла, тому що у всіх цихречовинах взаємне розташування частинок не є строго визначеним,фіксованим. Але маючи справу з кристалом, ми можемо бути впевнені, щовиявимо частки на строго певній відстані один від одного. Убезструктурні станах речовини - в газах, рідинах і аморфних твердихтілах - відносні розташування частинок зовсім не визначилися.
Узагальнюючи ці попередні спостереження (надалі ми будемо матисправу з більш складними прикладами), неважко помітити, що частки укристалічних твердих тілах розташовані впорядковано (або, як інодікажуть, володіють просторовою когерентністю); іншими словами,розташування частинок взаємно корельованих. На противагу цьому вгазах (і в меншій мірі в рідинах) подібна просторовавпорядкованість практично немає: розташування часток не володіютьвзаємної кореляцією. Таким чином, можна сказати, що поняття структурирівнозначно поняттю впорядкованості, когерентності, коли часткиорганізовані в строго певні конфігурації, навпаки, відсутністьструктури означає і відсутність впорядкованості, коли розташування частинокцілком випадкові. У таке розуміння зв'язку структури і порядку добревписуються як тверде тіло, що володіє структурою, так і безструктурнігази.
Таке попереднє визначення структури через опис речовини,що складається з часток з упорядкованим розташуванням, можна дізнатися з тим,щоб дати більш адекватний опис природи рідкого стану. Призміні розташування частинок у рідинах одним з методіврентгеноструктурного аналізу, так широко використовуються нині длядослідження будови твердих тіл, виявляється цілком певнийлокальне розташування частинок. Однак чим далі ми відходимо від даноїчастинки, тим з меншою впевненістю можемо очікувати, що дійсновиявимо наступну частку там, де їй слід було б бути згідно звстановленому локальному порядку. Іншими словами, з видаленням один від одногочастки стають усе більш незалежними, а їх розташування --некерованим (тобто взаємна кореляція часток послаблюється). Коротше кажучи,тверді тіла володіють дальнім порядком; їм властива глобальна структура абовеликомасштабна когерентність - в тому сенсі, що розташування частинокцілком передбачувані на великих відстанях (наприклад, аж до кордонівкристала). Гази практично повністю позбавлені такої глобальної структури
(вони не мають навіть межі свого становища); в розташуванні їх частоквідсутній когерентність навіть на самих малих відстанях. Рідини, якпідказує нам інтуїція, займають проміжне положення між твердимитілами і газами. Вони володіють лише локальною структурою і позбавлені структуриглобальної; на малих відстанях (порядку декількох сусідніх молекул)розташування частинок зберігають впорядкованість, повністю втрачаючи її навеликих відстанях. Існують різні види рідин з більшою абоменшим ступенем упорядкованості. Наприклад, рідкі кристали маютьдальнім порядком на деяких напрямках, тоді як у інших вінповністю відсутня. Можна сказати, що такі анізотропні речовини заодним напрямками є твердими тілами, а за іншими - рідинами.
Подібна анізотропія служить причиною незвичайних оптичних властивостей цихречовин, що дозволяють використовувати їх в якості матеріалу для дисплеїв ЕОМ,мікрокалькуляторів, наручних годинників і т. д.
Уточнимо тепер наше попереднє визначення структури і розширимообласть його застосування. Тут і далі ми будемо розглядати поняттяструктури і впорядкованості як синоніми (лат. structura означає будову,розташування, порядок). Скрізь і завжди, якщо тільки встановлюєтьсястан впорядкованості, ми будемо розглядати це як виникненняструктури. Більше того, будемо вважати, що впорядкованість - це не тількинаявність кореляції в просторі, як у звичайних фізичних об'єктах; вонаможе також проявлятися - і це має принципове значення - яккореляція в часі (в останньому випадку термін "когерентність"вживається у своєму буквальному сенсі).
Узагальнивши таким чином наші міркування, подивимося, які об'єктипідходять під нову класифікацію. Очевидно, що сюди беззастережновідноситься давно знайоме нам тверде тіло; виявляються, однак, і два
"Новачка". Один з них являє собою структуру такого типу, яказберігається тільки за умови розсіювання енергії. Подібні структуриназивають дисипативних; до них, зокрема, відносяться живі організми, втому числі людей. Структури іншого типу більш абстрактні і про них не маєсенсу згадувати в розрізі даної роботи.
дисипативні структури - це структури, що утворюються в результатірозсіювання (дисипації) енергії. До них відносяться деякі недовговічніструктури, які розпадаються, як тільки припиняється потік енергії аборечовини. Деякі з таких структур є за своєю природоюбіологічними, інші - фізичними; всі вони виникають з хаосу - "праху"і знов звертаються в "прах". Однією з перших описаних структур подібноговиду була ячеистая структура, що утворюється в рідини при наявності конвекціїміж двома горизонтальними площинами, нижня з них нагріта сильніше, ніжверхня. Поки різниця двох площин мала, рухомі частинки рідинирозподілені хаотично. Однак, коли різниця температур стаєдосить великий, виникає нестійкість Бенара, і рідинавиявляє структуру.
Отже, ми переконуємося в тому, що послідовність окремих процесів,в кожному з яких ентропія лише зростає (тобто хаос у Всесвіті прицьому збільшується), може призводити і до виникнення структур високоїступеня складності. Тому помічаючи який-небудь об'єкт, що володіє складноювнутрішньою структурою, ми не повинні відразу ж робити висновок про те, що цейоб'єкт є втіленням цілеспрямованого задуму. Він міг виникнутиприродно в результаті послідовності процесів, кожен з якихсам по собі не представляє ніякої конкретної мети (розводи на мерзломусклі), а відбувається у природному напрямку, у міру того як
Всесвіт занурюється в хаос. Все це резюмується у відомому міркуванні
Пелі про годинник. Якщо ви знайшли годинник, каже Пелі, то складність його механізмуне залишає вас сумнівів у тому, що годинник був кимось сконструйовані, тоє принаймні колись повинен був існувати їх конструктор.
Далі, міркує Пелі, оскільки навколишній світ в цілому влаштованийзначно складніше годин, то космічний мандрівник, який відвідав нашсвіт, не сумнівався б у тому, що цей світ був "спроектований" і що (попринаймні колись) існував його "творець". Проте це міркування
Пелі помилково. Якщо нам попадається кролик, у нас немає необхідностірозглядати його як результат якогось "проекту". Цей кролик (як і йогопобратими) виникла як "проміжний продукт" на довгому шляху, яким
Всесвіт рухається до свого виродження і погіршення якості енергії.
Кролики, як квіти примули, поросята або навіть ми, люди, - всього лишеелементи гігантської мережі взаємозв'язків, що має воістину космічнімасштабів. Саме завдяки таким локальним порушенням загальної тенденції додеградації енергії стає можливим виникнення тимчасовихвпорядкованих структур - хоча деградація неухильно тягне за собою Всесвіт достаном повного рівноваги.
Існує безліч способів переконатися в тому, що розгалуженасистема (мережа) взаємозалежних простих процесів може призвести довиникненню складної структури і тим самим ввести в оману
"Стороннього спостерігача", спонукаючи його припустити існуванняпевного задуму і "творця".
У світі немає нічого дивного, ніж свідомість, розум людини;тим більший подив викликає те, що в своїй глибинній основі вонообумовлено досить простими явищами.
У процесі "розмотування" клубка подій локально виникають різніструктури, і хоча всі вони минущі, деякі з них здатні існуватимільйони років.
Ми - діти хаосу, і глибоко в основі кожного зміни приховано розпад.
Спочатку існує тільки процес розсіювання, деградації; в?? езахльостують хвилі хаосу, що не має причин і пояснень. У цьому процесівідсутня будь-яка початкова мета, і в ньому є тільки безперервнерух. Однак, як ми переконалися, і в цьому русі можливі різнінапрямки, вибір яких диктується випадком.
Але незважаючи на це, ми здатні кинути оком навколо себе і побачитикрасу навколишньої природи, ми можемо зазирнути всередину себе, випробувавшиздатність мислити і усвідомити побачене; нарешті, ми можемо просто отримуватизадоволення від життя і насолоджуватися її дарунками. Все це вселяє в насвпевненість, що природа куди як більш щедра. Однак це всього лишеемоції, і не вони повинні займати наш розум.
Ідеї Брюссельської школи, істотно спираються на роботи Пригожина,утворять нову, всеосяжну теорію змін.
У сильно спрощеному вигляді суть цієї теорії зводиться до наступного.
Деякі частини Всесвіту дійсно можуть діяти як механізми.
Такі замкнуті системи, але вони в кращому випадку становлять лише малу часткуфізичного Всесвіту. Більшість же систем, що представляють для насінтерес, відкриті - вони обмінюються енергією або речовиною (можна було бдодати: і інформацією) з навколишнім середовищем. До числа відкритих систем, безсумніву, належать біологічні та соціальні системи, а це означає,що будь-яка спроба зрозуміти їх у рамках механічної моделі свідомо приреченана провал.
Крім того, відкритий характер переважної більшості систем у
Всесвіту наводить на думку про те, що реальність аж ніяк не є ареною,на якій панує порядок, стабільність і рівновагу: чільнуроль у навколишньому світі відіграють нестійкість і нерівноважної.
Якщо скористатися термінологією Пригожина, то можна сказати, щоусі системи містять підсистеми, які невпинно флуктуіруют. Інодіокрема флуктуація або комбінація флуктуацій може стати (в результатіпозитивного зворотного зв'язку) настільки сильною, що існувала ранішеорганізація не витримає і зруйнується. У цей переломний момент (якийавтори книги називають особливою точкою або точкою біфуркації) принциповонеможливо передбачити, в якому напрямку буде відбуватися подальшерозвиток: чи стане стан системи хаотичним або вона перейде нановий, більш диференційований і більш високий рівень впорядкованості абоорганізації, який автори називають дисипативної структурою. (Фізичніабо хімічні структури такого роду отримали назву дисипативнихтому, що для їх підтримки потрібно більше енергії, ніж дляпідтримки простіших структур, на зміну яким вони приходять).
Один з ключових моментів у гострих дискусій, які розгорнулися навколопоняття дисипативної структури, пов'язаний з тим, що Пригожин підкреслюєможливість спонтанного виникнення порядку і організації з безладдя тахаосу в результаті процесу самоорганізації.
Узагальнюючи, ми можемо стверджувати, що в станах, далеких від рівноваги,дуже слабкі обурення, або флуктуації, можуть посилюватися до гігантськиххвиль, що руйнують сформовану структуру, а це проливає світло навсілякі процеси якісного або різкого (не поступового, неевалюціонного) зміни. Факти, виявлені і поняті в результатівивчення сильно нерівноважних станів і нелінійних процесів, у поєднанніз досить складними системами, надільними зворотними зв'язками, призвели достворення цілком нового підходу, що дозволяє встановити зв'язокфундаментальних наук з "периферійних" науками про життя і, можливо, навітьзрозуміти деякі соціальні процеси.
Крім усього сказаного в книзі Пригожина і Стенгерс порушена щебільше головоломних проблема, що виникає буквально на кожному кроці, --проблема часу.
... виникнення термодинаміки призвело природознавство до глибокогорозколу в зв'язку з проблемою часу. Більше того, навіть ті, хто вважав часнезворотнім, незабаром розділилися на два табори. Якщо запас енергії в системітане, розмірковували вони, то здатність системи підтримувати організованіструктури послаблює, звідси високоорганізовані структури розпадаються наменш організовані, які більшою мірою наділені випадковимиелементами. Не слід забувати, однак, що саме організація наділяєсистему властивим їй різноманітністю. У міру того, як вичерпується запас енергіїі зростає ентропія, в системі інвеліруются відмінності. Отже, другийпочаток термодинаміки пророкує все більш однорідне майбутнє (прогноз зчисто людської точки зору вельми песимістичний).
Більше того, необхідні процеси є джерелом порядку (звідси іназва книги Пригожина і Стенгерс - "Порядок і хаос"). Тісно пов'язані звідкритістю системи і випадковістю, необоротні процеси породжують високірівні організації, наприклад, дисипативні структури.
Ентропія - не просто невпинне зісковзування системи достану, позбавлений якої б то не було організації. За певнихумовах ентропія стає прародителькою порядку.
Оборотність (принаймні якщо мова йде про досить великихпроміжках часу) властива замкненим системам, незворотність - всієюрешті частини Всесвіту.
Показуючи, що при нерівних умовах ентропія може вироблятине деградація, а порядок, організацію та в кінцевому рахунку життя, Погожін і
Стенгерс підривають і традиційні уявлення класичної термодинаміки.
Нарешті, не можна не згадати ще про один синтезі, досягнутий уроботи Пригожина і Стенгерс, - встановлення ними відносини міжвипадковістю і необхідністю.
Згідно з теорією зміни, що виникає з поняття дисипативноїструктури, коли на систему, що знаходиться в сильно нерівноважної стані,діють, загрожуючи її структурі, флуктуації, наступає критичний момент --система досягає точки біфуркації. Пригожин і стенгерс вважають, що вточці біфуркації принципово неможливо передбачити, в який станперейде система. Випадковість підштовхує те, що залишається від системи, нановий шлях розвитку, а після того, як шлях (один з багатьох можливих)обраний, знову вступає в силу детермінізм - і так до наступної точкибіфукаціі.
Таким чином, в теорії Пригожина і стенгерс випадковість інеобхідність виступають не як несумісні протилежності: в долісистеми випадковість і необхідність відіграють важливі ролі, взаємно доповнюючиодин одного.
прийменника суворі методи моделювання якісних змін,
Пригожин і стенгерс дозволяють по-новому глянути на поняття революції.
Пояснюючи, яким чином ієрархія нестійкостей породжує структурнізміни, автори "Порядку та хаосу" роблять особливо прозорою теоріюорганізації. Їм належить також оригінальна трактування деякихпсихологічних процесів, наприклад інноваційної діяльності, в якійавтори вбачають зв'язок з "несреднім" поведінкою (nonaverage), аналогічнимщо виникає в нерівноважних умовах.
Ще більш важливі слідства теорія Пригожина і Стнегерс має длявивчення колективної поведінки. Автори теорії предостерігают протиприйняття генетичних або соціобіологічні пояснень загадкових абомалозрозумілих сторін соціальної поведінки. Багато чого з того, що зазвичайвідносять за рахунок дії таємних біологічних пружин, насправдіпороджується не "егоїстичними" детерміністськими генами, а соціальнимивзаємодіями в нерівних умовах.
(Наприклад, в одному з недавно проведених досліджень мурашкиподілялися на дві категорії: "трудівників" і неактивних мурах, або
"Ледарів". Особливості, що визначають приналежність до тієї чи мурахдругий з двох категорій, можна було б необачно віднести за рахунокгенетичної схильності. Проте, як показали дослідження, якщозруйнувати сформовані в популяції зв'язку, розділивши мурах на дві групи,складаються відповідно лише з "трудівників і тільки 2лентяев", то вкожної з груп в свою чергу відбувається розшарування на "ледарів" і
"Трудівників". Значний відсоток "ледарів" раптово перетворюється настаранних "трудівників ").
Коли система, еволюціонуючи, досягає точки біфуркації,детерміністичних опис стає непридатним. Флуктуація змушуєсистему вибрати ту гілку, на якій буде відбуватися подальша еволюціясистеми. Перехід через біфуркацію - такий же випадковий процес, яккидання монети. Іншим прикладом може служити хімічний хаос. Досягнувшихаосу, ми не можемо більше простежувати окрему троекторію хімічноїсистеми. Не можемо ми й передбачити деталі тимчасового розвитку. І в цьомувипадку, як і в попередньому, можливо тільки статистичний опис.
Існування нестійкості можна розглядати як результат флуктуації,яка спочатку була локалізована в малої частини системи, а потімпоширилася і призвела до нового макроскопічному стану.
Теорія нестійкості
У світлі останніх наукових досліджень стає ясно, щонестійкість і мінливість є характерними рисами нашого світу.
Цей факт є важливим для вивчення всесвіту і усвідомлення нашого місця вній. У постійно мінливому світі не можна досягти обсолютно контролю аботочного прогнозування. У цій статті Ілля Пригожин простежує появунового наукового погляду на світ і висловлює думку, що людство вбільшою мірою впливає на те, що відбувається навколо, ніж передбачається раніше, і цедає нам привід для надій, але разом з тим на увазі великувідповідальність.
У слова "нестійкість" незвичайна доля. Як правило, воновикористовується з дещо негативним відтінком, і говорити про нього не прийнято.
Дійсно, застосування його досить рідко. Це слово зазвичай пов'язуютьз фізикою, де існує так званий "феномен стійкості": якщорозгойдати маятник таким чином, щоб центр ваги постійно залишавсявнизу, то він скоро зупиниться в первісному стані. Однак,загальновідомо, що якщо маятник перевернути догори ногами, то найменшогоколивання буде достатньо, щоб він упав в одну чи іншу сторону.
Цей феномен дуже простий і відомий, мабуть, тисячі років. Вже ранніроботи з механіки показує, що рух маятника було вивчено в усіхдеталях. Дуже мало, однак, написано про перевернутому маятник. Про ньоговоліють не говорити, тому що феномен нестійкості пов'язаний здосить складними проблемами.
Головна з них - прогноз. Очевидно, що якщо стійкий маятник іпотривожити його рівновагу, то з повною впевненістю можна передбачити, щочерез деякий час коливання затухнути. З іншого боку, якщо маятникперевернуть, то дуже складно передбачити в який бік він гойднеться - цезалежить від його коливань. Тобто з одного боку ми маємо передбачувануситуацію, а з іншого - ні. Постає проблема невизначеності. У першувипадку маятник є детермінованим об'єктом: ми знаємо щовідбудеться. Навпаки, у ситуації з перевернутим маятником присутняелемент невизначеності.
Ці відмінності між визначеними і невизначеними законами природипідводять нас до більш загальних проблем, для яких я і спробуюзробити деякі загальні висновки.
Людина і природа
По-перше, постає питання, чому в даний час в наукових колахговорять главмим чином про нестійкість, у той час як раніше упорробився на детермінізм. Зміщення акценту на невизначеність дозволяє намбільш чітко простежити взаємозв'язок людини з природою і його діяльністьусередині неї. Звернення до теорії нестійкості і невизначеності і, вЗрештою визнання того, що час по суті не постійно, має великезначення для скорочення прірви між соціальними і точними науками.
Чому ця концепція змінить ставлення людини до природи? Удетермінованому світі природа вважається контрольованою, вона представляєсобою інертний об'єкт і підвладна нашій волі. Якщо ж природі внутрішньовластиві невизначеність і нестійкість, ми повинні ставитися до неї звеликою повагою, тому що не можемо передбачити, що станеться в майбутньому.
По - друге, приймаючи теорію невизначеності, ми отримуємо більшеузагальнену концепцію науки, включаючи багато поглядів, що існували в століття,коли західна наука тільки зароджувалася. У цьому сенсі наука рухається добільш універсального підходу, виявляючи більше поваги до культурнихтрадицій інших цивілізацій.
Характерною рисою культурного життя на даний момент є їїроздробленість фрагментарність. У книзі, яка користувалася великим успіхом у
США, Аллан Блум писав, що наука раніше була матеріалістичні,редукціоністской, в ній не було місця невизначеності, і вплив часуне чинили на неї впливу. Так дійсно було 20-30 років тому. протенаука сьогоднішнього дня вже не відповідає цим спостереженням Аллана Блума.
Лейбніц і крах теорії невизначеності
Щоб зрозуміти це перетворення потрібно зрозуміти, що наука - цекультурний феномен, що формується в історичному культурному контексте.Самоевідоме цьому підтвердження - суперечка між Лейбніцем і Кларком,підтримуємо позицію Ньютона. Лейбніц вважав невірним думку Ньютона, що
Бог час від часу сходить на землю для того, щоб виправити що-небудь. Вінговорить, що Ньютон дуже низької думки про Бога, бо цінує його мменьшешвейцарського годинного Пастера, який створює свою "всесвіт" раз іназавжди і вона функціонує без його повторного втручання.
Зрештою перемогла теорія Лейбніца, який говорив про всюдисущоїі всемогутнього Бога, якому немає необхідності повертатися на землю. Вінвірив, що коли-небудь наука теж стане всезнаючої і вчений знайдезнання рівні божественним. Для власника таких знань не буде минулого імайбутнього, все для нього буде в сьогоденні. У цих умовах неминуча втратасенсу часу. Це доводило, що ми починаємо рухатися до отриманняабсолютних знань.
Природно, у цих умовах об'єктом підвищеної уваги ставстійкий маятник; нестійкий ж вважався об'єктом, противне природі ізаслуговує на увагу лише як курйозного факту. Т.ч. наука відійшлавід його вивчення. Однак, відповідно до концепції Лейбніца, в природі неіснувало місця для множинних результатів, інновацій та т.зв. підходу
Ньютона. Матерія була просто рухається масою; цей рух не мало ніпочатку ні кінця і було вічним. З цієї точки зору не було ні історії, нібудь-яких подій.
Це розвінчання теорії нестійкості, звернення до детермінізмові ізаперечення часу створило два погляди на всесвіт:
- всесвіт, яку ми бачимо навколо нас і яка постає переднами у вигляді відрегульованого автомата, що знаходиться в постійному русі,вважав Лейбніц;
- погляд на всесвіт як на мікрокосмос, який ми отримуємо,заглядаючи всередину себе і який постійно змінюється.
Бер ..... сказав: "Я вірю, я переконуюся в соствореніі кожної миті своєїжиття ".
У результаті вся гуманітарна та соціальна література євиразом невизначеності нашого майбутнього, його пристрою. В данийчас, коли фізика звернула свій погляд на теорію мінливості, світ,який ми бачимо зовні і світ, який ми спостерігаємо всередині, знаходять всебільше точок дотику. Це злиття двох світів, можливо, єодним з найважливіших культурних подій нашого століття.
Нові відкриття
Звернення до теорії мінливості не випадково. В основі лежить ціласерія взаємопов'язаних і теоретичних відкриттів:
- відкриття нестійких структур, які тим не менш пов'язані всистему і є результатом незворотних процесів і часу;
- відкриття конструктивної ролі часу;
- поява нових ідей у галузі динаміки, нестійких систем,які повністю змінили наш погляд на детермінізм.
У 1986 р. сер Джеймс Лайторум, який на той час був президентом
Інтернаціонального Союзу Точної Прикладної Механіки, написав, що він хотівби вибачитися від імені своїх колег за те, що протягом трьох століть вонивводили суспільство в оману стверджуючи визначеність систем
Ньютона, одн в 1960 р. була доведена помилковість цієї теорії. Це булонечувано, незважаючи на те, що всі ми робили помилки і просимо вибачення за них,вельми екстраординарним було визнання помилки і вибачення за неї від іменінаукової діяльності за пропаганду невірних ідей протягом трьох століть.
Ці невірні ідеї зіграли фундаментальну роль в усіх науках --точних, соціальних, еконочеських, філософських, привели до створенняproblematigue Канта і вплинули практично на всю західну думку,яка розривався між двома моделями світів - певним,детермінованим зовнішнім і внутрішнім недетермінірованним.
Нарешті, необхідно відзначити відкриття в області елементарних частинок,які показали, що матерія нестійка, непостійна, а також відкриття вкосмології, які показали, що всесвіт має свою історію, що йшло врізке протиріччя з детермінованою теорією.
Велику роль зіграли відкриття в області макроскопічного аналізу,хімії, вивченні атмосферних явищ.
У 19 столітті був сформульований відомий закон зростання ентропії --передбачалося, що він невпорядковані, оскільки існувала твердавпевненість у відсутності самого сенсу поняття часу. У черговий разнаука зіткнулася з твердженням, що грунтується тільки на ідеологічнихпередумовах.
Необхідно відзначити, що наука в сильному ступені ідеологізірованна,вона так само має в своїй основі власну культуру і, найчастіше, новіідеї, омолоджуючі науку, приходять з боку, від носіїв іншихкультурних традицій. Той факт, що різноманітні типи культур берутьсьогодні участь у формуванні наукових поглядів, на мій погляд, дужеотраден.Будут ставиться нові питання, за якими підуть новівідкриття, які у свою чергу вплинуть на формування новогонаукового світогляду.
Порядок і хаос
Сьогодні ми знаємо, що зростання в ентропії не хаотичний, і що хаос іпорядок співіснують. Якщо наповнити дві посудини двома різними газами,наприклад, воднем і азотом, а потім один з судин нагріти, а іншийохолодити, ми побачимо, що в одному з них накопичилося більше водню, а віншому - азоту. Це відбувається через температурних відмінностей. У цьому випадкуу нас в наявності явленіерассеіванія, що створює хаос, у той час як діянагрівання породжує порядок: водень з одного боку, азот з іншогосторони. Порядок і хаос тісно взаємопов'язані, вони доповнюють один одного. Цеодин з прикладів зміни сприйняття всесвіту на даний момент.
Довгий час наш погляд на всесвіт був не повним, однобоким. Нашесприйняття можна було порівняти з враженням, якої виробляє Венеція,коли спостерігаєш її з висоти пташиного польоту. Ми бачимо лише прекраснібудівлі і площі і захоплюємося красою цього міста: однак, якщоспуститися вниз і оглянутися навколо, ми побачимо ті ж брудні вулиці,маскітов, досаждають нам. Тільки так ми отримаємо повне уявлення процьому місці. Цікаво відзначити, що згідно з сучасним космополітичнимтеоріям, всесвіт було створено і розширюється хаотично, однак усередині зтогохаосу існує певний порядок.
Сьогодні ми знаємо, що на кожен мільярд невпорядкованих протонівіснує одна елементарна частинка, здатна організувати впорядкованіструктури. Наше сприйняття стало подвійним - обидва аспекти хаосу і порядкуіснують і дають нам різнобічне уявлення про всесвіт.
Неврівноваженість веде не толь
