От Николы Теслы до Большого Взрыва: читать книгу онлайн полностью и бесплатно

…В упомянутой книге И. Пригожина и И. Стенгерс сказано: «Ни один из вкладов в сокровищницу науки, внесенных термодинамикой, не может сравниться по новизне со знаменитым вторым началом термодинамики, с появлением которого в физику впервые вошла „стрела времени“. Введение односторонне направленного времени было составной частью более широкого движения западноевропейской мысли… Понятие энтропии для того и было введено, чтобы отличать обратимые процессы от необратимых: энтропия возрастает только а результате необратимых процессов».

Надо заметить, что существование необратимых процессов было известно людям с незапамятных времен. Оно очевидно и легко доказуемо на обыденном уровне здравого смысла и простейших наблюдений. Для физики теоретической, в виде формулы, это стало откровением. Невольно задумаешься о странностях научной мысли, замкнутой в узких пределах специализации.

Законы механики Галилея — Ньютона предполагают обратимость времени. Если представить себе процесс сборки какого-то агрегата, то он будет зеркальным отражением во времени процесса его разборки. Правда, в том и другом случае действует живое разумное существо (или существа), без которого ничего подобного не произойдет. И это вполне отвечает мировоззрению Ньютона, для которого помимо механических законов во Вселенной присутствует Бог.

Чтобы избавиться от воли и разума Всевышнего, пришлось внести в механику некоторые существенные дополнения. Как мы уже знаем, они были основаны на изучении технических систем, тепловых машин, потребляющих и вырабатывающих энергию. Можно сказать, что в таких теориях неявно присутствовали воля и разум, но уже не Всевышнего, а человека. Хотя ученые предпочитают придавать своим выводам вид полной объективности.

«Искусственное может быть детерминированным и обратимым, — утверждают Пригожин и Стенгерс. — Естественное же непременно содержит элементы случайности и необратимости. Это замечание приводит нас к новому взгляду на роль материи во Вселенной. Материя — более не пассивная субстанция, описываемая в рамках механистической картины мира, ей также свойственна спонтанная активность. Отличие нового взгляда на мир от традиционного столь глубоко, что… мы можем с полным основанием говорить о новом диалоге человека с природой».

Сильно сказано! Но только удивительным образом тут физик со своей своеобразной картиной мира выступает в образе человека вообще, как олицетворение разума человечества. Любой античный мыслитель пришел бы в изумление оттого, что столь простая, даже примитивная идея выдается за нечто новое и замечательное.

О принципе необратимости и говорить нечего. Абсолютно обратимые процессы выдумали физики, после чего началось их медленное приближение к реальности. Случайность и необратимость — такие же механистичные категории, как детерминированность и обратимость. Тем более что не совсем ясно, что следует понимать под случайностью. Если — хаотичные изменения, то непонятно, как из этого хаоса может возникнуть окружающий нас мир природы, исполненный красоты и гармонии.

Идея «стрелы времени» в космическом масштабе выражается главным образом и недвусмысленно как процесс неуклонного возрастания энтропии в физико-механической модели мира. Часы мира отсчитывают ход деградации материи. Хотя концепции Дарвина и Бергсона предполагают и обратное направление. И. Пригожин и И. Стенгерс пишут:

«Известно, что Больцман с восхищением воспринял идеи Дарвина. По теории Дарвина, сначала происходят спонтанные флуктуации видов, после чего вступает в силу отбор и начинается необратимая биологическая эволюция. Как и у Больцмана, случайность приводит к необратимости. Однако результат эволюции у Дарвина оказывается иным, чем у Больцмана. Интерпретация Больцмана влечет за собой забывание начальных условий, „разрушение“ начальных структур, тогда как дарвиновская эволюция ассоциируется с самоорганизацией, с неуклонно возрастающей сложностью».

Склонность физиков рассматривать мир как совокупность научных законов ясно проявляется в этих суждениях. Теория Дарвина представлена в виде неопровержимо доказанной догмы. Хотя она не объясняет даже в самом общем виде неизбежность усложнения организмов, цефализации, что признавал сам Дарвин. Но все это не смущает физиков.

Например, американский ученый Карл Саган писал: «Мутации, случайным образом оказавшиеся полезными, представляют собой рабочий материал для биологической эволюции». Более того: «Умные организмы в большинстве своем лучше выживали и оставляли больше потомства, чем глупые… Общая тенденция представляется совершенно очевидной».

Где же это видано в природе, чтобы наиболее «умные» виды оставляли много потомства и лучше выживали? Наоборот! Как мы уже говорили, естественный отбор на основе случайных изменений благоволит именно к наиболее простым организмам. Скажем, динозавры были для своего времени вершиной цефализации, так же как позже питекантропы, синантропы, неандертальцы. Все эти виды вымерли, тогда как простейшие: черви, насекомые, рыбы продолжают благополучно существовать и размножаться (если в их судьбы не вмешивается техногенез).

В геологии «стрела времени» указывает направление распада радиоактивных элементов. Графически это — нисходящая экспонента, кривая с постоянным замедлением, приближающаяся к нулю. В биологии сходная кривая, но с обратным знаком, показывает скорость размножения организмов в благоприятных условиях среды. По восходящей экспоненте проходила цефализация в геологической истории живого вещества.

В живом организме поражает прежде всего удивительная гармония частей, составляющая единое целое. При чем тут термодинамика и стрела времени? Сам факт размножения организмов (античасы по отношению к распаду радиоактивных элементов) есть изначальное свойство живого. Не так ли обстоит дело и с цефализацией?

«Дарвинизм предполагает случайные изменения, разнонаправленные, — писал в XIX веке биолог, эколог и социолог Н. Я. Данилевский, — а факты говорят о соответственной изменчивости, отражающей некую внутреннюю гармонию организма». Особенно удручал его переход от одной из биологических теорий к попытке (как это делают физики в особенности) объяснить на ее основе все многообразие живой природы: «Каким жалким, мизерным представляется мир и мы сами, в коих вся стройность, вся гармония, весь порядок, вся разумность являются лишь частным случаем бессмысленного и нелепого; всякая красота — случайной частью безобразия; всякое добро — прямою непоследовательностью во всеобщей борьбе, и космос — только случайным частным исключением из бродящего Хаоса».

Впрочем, не будем сопоставлять формальные физико-математические модели с живой и непостижимо сложной, многообразной Природой. Согласимся с тем, что они ведут интеллектуальную игру по своим правилам с целью создать непротиворечивую модель того, что они считают Мирозданием. Однако некоторые правила этой игры, тем не менее, вызывают немалое недоумение.

Начнем с того, что «стрела времени» подозрительно напоминает абсолютное время Ньютона, которое физики с ликованием изгнали вон во имя торжества теории относительности. В геохронологии признана шкала абсолютного времени, составленная по скорости распада радиоактивных элементов и соотношения изотопов. Астрофизическая космохронология, подсчитывающая время существования Вселенной, безусловно абсолютная.

Может ли Хаос породить порядок?

Очень непросто преодолеть ограничения, накладываемые Вторым началом термодинамики на процессы, происходящие в природе. Каким образом из хаоса могут возникать, развиваться, действовать, а то и процветать упорядоченные структуры типа живых организмов?

Как мы уже знаем, подсчеты показали, что вероятность подобных событий близка к нулю. С формальной точки зрения даже такая вероятность оставляет некоторую надежду на реализацию редчайшего события. С позиции здравого смысла вера в чудо имеет сугубо религиозную основу.

И. Пригожин постарался доказать, что хаос способен порождать порядок. В предисловии к упоминавшейся выше книге «Порядок из хаоса» Олвин Тоффлер написал: «По мнению Пригожина и Стенгерс, энтропия — не просто безостановочное соскальзывание системы к состоянию, лишенному какой бы то ни было организации. При определенных условиях энтропия становится прародительницей порядка».

Вот как пересказал О. Тоффлер суть теории И. Пригожина и его школы: «Некоторые части Вселенной действительно могут действовать как механизмы. Таковы замкнутые системы, но они в лучшем случае составляют лишь малую долю физической Вселенной. Большинство же систем, представляющих для нас интерес, открыты — они обмениваются энергией или веществом (можно было бы добавить — и информацией. — Р.Б.) с окружающей средой. К числу открытых систем, без сомнения, принадлежат биологические и социальные системы…

…Открытый характер подавляющего большинства систем во Вселенной наводит на мысль о том, что реальность отнюдь не является ареной, на которой господствует порядок, стабильность и равновесие: главенствующую роль в окружающем нас мире играют неустойчивость и нерав-новесность…»

Прервем цитату. Вспомним, что многие мыслители прошлого восхищались красотой и гармонией природы. Теперь пришел черед отмечать господство хаоса и неустойчивости. Вряд ли это объясняется единственно развитием научно-философской мысли. Создается впечатление, что таково воздействие на ученых окружающей социальной среды, техносферы, современной цивилизации.

«Если воспользоваться терминологией Пригожина, — продолжим изложение Тоффлера, — то можно сказать, что все системы содержат подсистемы, которые непрестанно флуктуируют. Иногда отдельная флуктуация или комбинация флуктуаций может стать (в результате положительной обратной связи) настолько сильной, что существовавшая прежде организация не выдерживает и разрушается. В этот переломный момент (который авторы книги называют „особой точкой“ или „точкой бифуркации“) принципиально невозможно предсказать, в каком направлении будет происходить дальнейшее развитие: станет ли состояние системы хаотическим или она перейдет на новый, более дифференцированный и более высокий уровень упорядоченности или организации, который авторы называют „диссипативной структурой“». (Физические или химические структуры такого рода получили названия диссипативных потому, что для их поддержания требуется больше энергии, чем для поддержания более простых структур, на смену которым они приходят. — Р.Б.)

…Пригожин подчеркивает возможность спонтанного возникновения порядка и организации из беспорядка и хаоса в результате процесса «самоорганизации».

Пока дело сводится к физико-математическим моделям, складывается достаточно убедительная теоретическая концепция. Ситуация меняется, когда начинается приложение формализованной модели к природным явлениям.

Пригожин и Стенгерс утверждают, что истории присуща «фундаментальная неопределенность». И продолжают: «В качестве символа мы могли бы использовать явно случайный характер массовой гибели в меловой период живых существ, исчезновение которых с лица Земли расчистило путь для развития млекопитающих — небольшой группы крысообразных животных».

Авторы даже не поинтересовались идеями палеонтологов, более двух столетий размышлявших над загадкой вымирания не только динозавров, а множества групп животных и растений. Никто из специалистов не предполагал, что такие явления, сопровождающие всю геологическую историю живых организмов, совершаются случайно. Правда, гипотез на этот счет предложено немало, а убедительная теория еще не сформирована.

Но в любом случае вряд ли следует говорить о фундаментальной неопределенности и случайности. Все совершается вполне определенно и закономерно, надо лишь уметь вести диалог с природой такой, какая она есть, а не с той, которая возникает в специфических теориях и моделях.