Чтение онлайн

Это, конечно, не означает неприменимости моделей синергетики в биологических и социально-гуманитарных дисциплинах, однако существенно ограничивает их применимость особенностями перехода от хаотической дезорганизации к первичной упорядоченности посредством стихийной самоорганизации. Мобилизационная организация, приводящая в состояние упорядоченности и стихийную самоорганизацию, не может изучаться синергетическими методами, поскольку они неприспособлены к изучению этих феноменов. Попытки распространить «синергетическую парадигму» на всю науку в целом или придать ей характер «единственно верного» философского учения, основы научного мировоззрения, «универсального эволюционизма» и т. д. заводят и науку, и научное мировоззрение в эволюционный тупик. Несмотря на огромные заслуги перед наукой неравновесной термодинамики и синергетики в сфере исследования эволюционной роли стихийной самоорганизации, их мировоззренческая основа очень неглубока.

Главное достижение этих моделей в мировоззренческой области заключается в показе того, что уже на самом первоначальном, примитивном уровне эволюции природы не воля Всевышнего и не абстрактное функционирование категориального аппарата диалектики, а конкретная самоорганизация хаоса в условиях притока энергии образует первичное разнообразие объектов косной неживой материи и создаёт предпосылки эволюционной истории природы. Однако культ случайности и стихийности, абсолютизация спонтанной самоорганизации, игнорирование регулярной организации и эволюционной работы, разговоры о конце определённости и устарелости детерминизма представляют собой в совокупности не что иное, как философский релятивизм, который всегда является не более чем оборотной стороной настойчивого поиска наукой закономерностей в поведении объектов реального мира. Релятивистское мышление как бы впервые открывает для себя, что конкретные события могут на определённое время определять ход развития системы и делает отсюда вывод, что всякий ход развития систем определяется случайными событиями. Но то, что сами эти события в более широком контексте оказываются лишь проявлениями направленности определённых эволюционных процессов остаётся вне поля зрения релятивистского мышления.

Выдающимся достижением неравновесной термодинамики и синергетики явилось определение эволюции систем в терминах хаоса и порядка. Синергетические исследования показали, что даже самые примитивные и хаотичные материальные образования способны сами приводить себя в определённый порядок под действием направленного движения, энергии однотипного с ними порядка. Такая энергия была признана управляющим параметром, т. е. в какой-то мере на языке физики была описана её мобилизационная природа. Так, в эксперименте Бенара таким параметром выступает определённый уровень (градиент) температуры, в реакции Белоусова – Жаботинского и других аналогичных реакциях – концентрация химических веществ, в лазерной когеренции Хакена – напряжённость электромагнитного поля внутри лазера и т. д. Ни одна сколько-нибудь действенная упорядочивающая самоорганизация, даже самая примитивная и хаотичная, не происходит без решающего участия мобилизационного фактора. Мобилизационный фактор, действующий извне, в конечном счёте приводит к формированию мобилизационных структур, действующих изнутри, т. е. способных получать энергию, вещество и информацию самостоятельно, автономно от внешнего источника энергии, и преобразовывать полученные ресурсы в генерацию, производство, поддержание и распространение определённого типа упорядочения. На этом завершается процесс стихийной самоорганизации и начинается процесс регулярной организации.

Но ни неравновесная термодинамика, ни синергетика не замечает этого процесса, подчиняющего себе случайности и подавляющего бифуркации, не замечают потому, что имеют дело только с явлениями стихийной самоорганизации. Но затем этот тип самоорганизации без учёта изменений, произошедших на более высоких уровнях организации, пытаются распространить на эти уровни. Из этого ничего другого не получается, кроме абсолютизации стихийности, т. е. философского релятивизма – ошибки философского мышления, которая рассматривается как истина, подкреплённая конкретно-научным исследованием. Там, где рассматриваются стихийные, хаотически организующиеся, мобилизующиеся извне процессы, синергетическая схема стихийной самоорганизации работает и приносит интересные результаты, создавая видимость её универсальной применимости. Но там, где стихийная самоорганизация подпадает под воздействие регулярной организации, эта схема сразу же пробуксовывает и вводит в заблуждение исследователей, выступая уже в качестве релятивистской догмы.

Основным предметом исследования неравновесной термодинамики и синергетики является порядок, возникающий при неравновесии. В этом отношении научное исследование как бы идёт вразрез с обыденным опытом человечества, связывающим порядок с равновесием и устойчивостью. Обобщая этот опыт, средневековый философ Азинс утверждал, что всё уравновешено в природе вещей, всё в мире компенсируется и стремится к равновесию. Устремленность к равновесию положил в основу своей теории эволюции Спенсер. В неравновесной термодинамике и синергетике эта устремлённость также проявляет себя. Она выражается в понятии аттракторов. Аттракторы как бы притягивают к себе все траектории неравновесных процессов, проходимые в абстрактном фазовом пространстве. Обычные аттракторы заключаются в термодинамических колебаниях вокруг равновесного положения из крайних точек неравновесных положений. В результате этих колебаний по мере потери энергии вследствие сопротивления среды объект за конечное время приходит в равновесное состояние.

Особый интерес представляют так называемые странные аттракторы, характеризующие различные вихревые процессы. Режимы со странными аттракторами характеризуются сложными непериодическими колебаниями, которые способны очень сильно изменяться под действием даже самых незначительных дополнительных усилий. Точка равновесия странных аттракторов не стоит на месте, а постоянно перемещается в клубке траекторий, причём никакое сколь угодно точное измерение параметров движения систем не может стать основанием для прогноза поведения системы на сколько-нибудь значительный промежуток времени, поскольку с течением времени накапливаются мелкие изменения, которые приводят к значительным сдвигам в параметрах и поведении. Исследование странных аттракторов методами современной математики позволило выявить их важнейшее свойство – фрактальность (от англ. слова, обозначающего дробность). Это свойство заключается в проявлении всё новых деталей и умножении траекторий при проникновении вглубь странного аттрактора.

Математическая теория фракталов, фрактальная геометрия была основана Б. Мандельбротом в 1977 г. в книге «Форма, случайность и размерность». Им же было введено понятие фрактала, объекта, содержащего в своей форме случайные разветвления и потому описываемого средствами современной геометрии при помощи дробных размерностей фазового пространства. Для внешнего наблюдателя фракталы напоминают обтрёпанные куски ткани, ветвящиеся формы, в больших масштабах образующие сложные криволинейные поверхности. Странные аттракторы и их порождения фракталы представляют собой крайне негеоцентричные, хотя и макроскопические объекты, потребовавшие для своего описания создания своеобразной негеоцентрической геометрии как искусственного способа восприятия хаотических процессов в сложных стихийно самоупорядочивающихся системах. Изучение фрактального поведения стало возможным лишь с появлением мощных компьютеров.

По мере изучения фракталов стала проясняться несводимость природных форм к идеализированным абстрактным формам окружности, прямой, треугольника, куба, многогранника, которые составляли основу геоцентрической геометрии со времён древнеегипетских математиков и Евклида. На протяжении многих тысяч лет в науке эти формы считались воплощением природы Космоса. Пифагор рассматривал окружность как воплощение космической гармонии, а Коперник, создавая свою физически истинную систему движения небесных тел, сделал её весьма неточной, поскольку он полагал, что они обращаются по идеальным окружностям. Исправляя и уточняя систему Коперника, Кеплер доказал, что это движение далеко от идеала древних космистов, что оно происходит по эллипсным траекториям, а это означало, что равновесие в небесной механике достигается отклонениями от геометрически правильного вращения, выпячиванием окружностей. Но только с появлением фрактальной геометрии стало возможным изучение неантропоцентричных форм сложно самоорганизующейся природы. К типично фрактальным формам относятся и коллоидные растворы, и отложения металла при электролизе, и клеточные популяции, и формы облаков.

В книгах Бенуа Мандельброта была сделана попытка вывести фрактальную геометрию на междисциплинарный уровень. В них содержатся геометрические описания форм деревьев, листьев и лепестков цветов, русел рек, океанских волн, изменения уровней водной поверхности, артерий человека, ресничек, покрывающих стенки кишечника, а также турбулентных процессов, колебаний курса акций, изменений цен, распределений заработной платы, частот слов в печатных текстах и т. д. Всё это процессы образования случайных конфигураций, возникающих под действием малых флуктуаций, случайных изменений. Фрактальная геометрия носит главным образом статистический характер и является как бы приложением статистической физики к макроскопическим пространственным кривым и поверхностям. Б. Мандельброт избегает определений исследуемых им весьма разнородных процессов. Даже определение фракталов, данное им в одной из книг, он характеризует как пробное и отнюдь не окончательное.

В книге норвежского исследователя Енса Федера «Фракталы» (М.: Мир, 1991 – 254 с.) фракталы определяются как структуры, состоящие из частей, подобных целому (Там же, с. 19). В качестве примера он приводит очертания береговой линии Норвегии, изрезанной фьордами. Оказывается, что эти причудливые выступы и впадины, кажущиеся наблюдателю абсолютно хаотичными, представляют собой фрактальные структуры с определённой размерностью, т. е. повторяются в различных масштабах. Фракталы, таким образом, «обладают свойством самоподобия, или масштабной инвариантности», «малый фрагмент структуры такого объекта подобен другому, более крупному объекту или даже структуре в целом» (Князева Е.Н., Курдюмов С.П. Законы эволюции и самоорганизация сложных систем – М.: Наука, 1999 – 236 с., с. 43).

Так, в лёгких человека каждый бронх состоит из более мелких бронхов, почти идентичных по конфигурации, а каждый из них состоит из ещё более мелких. Такое разветвление выступает в качестве своеобразной бифуркации. Думается, что наиболее точным определением фракталов является отнесение их к пространственным формам стихийной самоорганизации сложных систем. Следовательно, фрактальная геометрия – это раздел геометрии, изучающий пространственные очертания и формы стихийной самоорганизации сложных систем. Весьма интересны в этом смысле фрактальные пейзажи, построенные при помощи компьютерной графики по программами, предусматривающим нерегулярность образования ландшафтов и топографии земной поверхности. И чем дальше наука будет проникать в глубины стихийной самоорганизации Космоса, тем больше ей будет открываться объектов фрактальной геометрии, форм самоупорядочения хаотического движения. Но динамический хаос не является основой космической эволюции, и космический эволюционизм нельзя сводить к самоупорядочению хаоса. Ибо прогрессивная эволюция связана главным образом с переупорядочением порядка и уравновешиванием неравновесия, а стихийная самоорганизации нередко выступает ограничителем или даже препятствием в процессах мобилизационных трансформаций.