Концепции современного естествознания

— для неравновесной структуры характерно наличие бифуркации — переломной точки в развитии системы;

— неравновесной структуре свойственна когерентность — система ведет себя как единое целое и как если бы она была вместилищем дальнодействующих сил (такая гипотеза присутствует в физике). Несмотря на то, что силы молекулярного взаимодействия являются короткодействующими, т. е. действуют на расстояниях порядка 10^-8 см, система структурируется так, как если бы каждая молекула была «информирована» о состоянии системы в целом.

Различают области равновесности и неравновесности, в которых может пребывать система. Ее поведение при этом существенно меняется, что можно представить в таблице 2.

Будучи предоставлена самой себе, при отсутствии доступа энергии извне, система стремится к состоянию равновесия — наиболее вероятному состоянию. Пример равновесной структуры — кристалл.

Таблица 2. Различия равновесной и неравновесной областей.

К такому равновесному состоянию в соответствии со вторым началом термодинамики приходят все закрытые системы, т. е. системы, не получающие энергии извне. Противоположные по типу системы носят название открытых систем. Изучение неравновесных состояний позволяет прийти к общим выводам относительно эволюции в неживой природе от хаоса к порядку.

Эволюция и ее особенности.

Понятие хаоса в противоположность понятию космоса было известно еще древним грекам. И. Пригожин и И. Стенгерс называют хаотическими все системы, которые нельзя описать однозначно детерминистично, т. е. зная состояние системы в данный момент, точно предсказать, что с ней будет в момент следующий.

«Экстраполяция динамического описания <…> имеет наглядный образ — демон, вымышленный П.С. Лапласом и обладающий способностью, восприняв в любой данный момент времени положение и скорость каждой частицы во Вселенной, прозревать ее эволюцию как в будущем, так и в прошлом. <…> В контексте классической динамики детерминистическое описание может быть недостижимым на практике, тем не менее оно остается пределом, к которому должна сходиться последовательность все более точных описаний»[74].

Хаотическое поведение непредсказуемо в принципе. Необратимость, вероятность и случайность становятся объективными свойствами хаотических систем на макроуровне, а не только на микроуровне, как было установлено в квантовой механике. «Модели, рассмотрением которых занималась классическая физика, соответствуют, как мы сейчас понимаем, лишь предельным ситуациям. Их можно создать искусственно, поместив систему в ящик и подождав, пока она не придет в состояние равновесия. Искусственное может быть детерминированным и обратимым. Естественное же непременно содержит элементы случайности и необратимости. Материя — более не пассивная субстанция, описываемая в рамках механистической картины мира, ей также свойственна спонтанная активность»[75].

По мнению И. Пригожина и И. Стенгерс, «если устойчивые системы ассоциируются с понятием детерминистичного, симметричного времени, то неустойчивые хаотические системы ассоциируются с понятием вероятностного времени, подразумевающего нарушение симметрии между прошлым и будущим»[76]. Для описания неустойчивых систем было введено понятие «стрела времени». «Будущее при нашем подходе перестает быть данным; оно не заложено более в настоящем. Это означает конец классического идеала всеведения. Мир процессов, в котором мы живем и который является частью нас, не может более отвергаться как видимость или иллюзия, определяемая нашим ограниченным способом наблюдения. На заре западного мира Аристотель ввел фундаментальное различие между божественным и вечным небесным миром и изменяющимся и непредсказуемым подлунным миром, к которому принадлежит и наша Земля. В определенном смысле классическая наука была низведением на Землю аристотелевского описания небес. Преобразование, свидетелями которого мы являемся сегодня, можно рассматривать как обращение аристотелевского хода; ныне мы возвращаемся с Земли на небо»[77], т. е. Вселенная предстает такой же изменяющейся, как и Земля.

Эволюция должна удовлетворять трем требованиям:

— необратимости, выражающейся в нарушении симметрии между прошлым и будущим;

— необходимости введения понятия «событие»;

— некоторые события должны обладать способностью изменять ход эволюции.

Существуют несколько условий формирования новых структур:

— открытость системы;

— ее нахождение вдали от равновесия;

— наличие флуктуаций.

Чем сложнее система, тем более многочисленны типы флуктуаций, угрожающих ее устойчивости. Но в сложных системах существуют связи между различными частями. От исхода конкуренции между устойчивостью, обеспечивающейся связью между частями, и неустойчивостью из-за флуктуаций зависит порог устойчивости системы.