Эволюционный подход почти одновременно сложился в физике и в биологии, однако опирался на разные принципы и предполагал разную направленность эволюционного процесса. Согласно физическому принципу максимума энтропии, любая замкнутая система (а возможно, и мир в целом) стремится к максимальной неупорядоченности, к разрушению любых структур. В биологии, напротив, эволюционный подход призван был объяснить, каким образом в ходе развития возникают все более сложные и упорядоченные системы и структуры. Таким образом, встает проблема: как может возникать упорядоченность в мире, где энтропия в целом возрастает? Если не считать виталистических концепций, исповедующих ту или иную разновидность "жизненной силы", особого фактора, действующего только в живых системах и объясняющего их специфику, то ответа на эти вопросы нет до сих пор.

Существует мощное научное течение - синергетика - которая пытается устранить указанное противоречие, опираясь на законы нелинейной неравновесной термодинамики. Согласно ее представлениям, в открытых системах, находящихся вдали от равновесия, энтропия может самопроизвольно уменьшаться, что и воспринимается нами как "упорядочение", "самоорганизация". Возникающие при этом структуры получили название "диссипативных" - в отличие от равновесных структур типа кристалла. Предполагается, что поскольку живые организмы суть открытые неравновесные системы, то и упорядоченность в них - диссипативного типа. Однако ни с логической, ни с фактической точек зрения этот вывод не представляется убедительным.

Несомненно, диссипативные структуры в живых организмах существуют, но не играют там определяющей роли. Они занимают то же положение, что и другие физические и химические явления и механизмы - диффузия, осмос, теплопроводность, упругость, гравитация и т.д. То есть, там, где они способствуют достижению целей организма, им позволяют и даже помогают работать. Там же где они препятствуют достижению этих целей, они подавляются, блокируются, обходятся, компенсируются и т.п. По справедливому замечанию Л.А.Блюменфельда (1974), в живых системах слишком много жестких, практически не релаксирующих образований, устойчивость которых поддерживается высокими потенциальными барьерами, а отнюдь не термодинамическими силами. Мы бы добавили, что здесь еще больше параметров и структур, которые сохраняются за счет работы многочисленных систем регулирования и создаваемых ими управляющих сил, направленных на достижение целей системы, максимизацию ее целевой функции. Короче говоря, в организме гораздо больше от автоматически управляемой машины, чем от диссипативной структуры. Да и строится организм скорее, как машина, по определенному плану и программе, а не возникает в ходе спонтанных бифуркаций, в силу имманентной нелинейности, присущей строительному материалу, как мы видим в случае диссипативных структур. Таким образом, диссипативные структуры - это любопытные, но скорее всего локальные завихрения, возникающие на периферии двух мощных, но по-прежнему разнонаправленных потоков эволюции. Однако чтобы преодолеть "диссипативный" подход, нужно предложить взамен нечто столь же конструктивное, но более соответствующее сути биологической организации.

Прежде чем перейти к этой сути, напомним еще одно интересное замечание Блюменфельда. "Так ли уж они упорядочены?" - спрашивает он по поводу живых систем. Ведь энтропия живого организма практически не отличается от энтропии куска горной породы того же веса. Отсюда, на наш взгляд, следует важный вывод, что интуитивно очевидная для нас высокая упорядоченность живых систем лежит где-то совсем в иной плоскости и вряд ли может быть уловлена и объяснена термодинамическими методами, по крайней мере, в их традиционном понимании. Какой же фактор, определяющий суть биологической организации, остается вне (или, по крайней мере, на периферии) поля зрения при традиционном термодинамическом подходе?

Живой организм возникает в ходе адаптации, приспособления к условиям окружающей среды. Для биолога это - аксиома. Поэтому рассматривать процесс упорядочения и организации живой системы в отрыве от ее взаимодействия со средой - значит упускать из виду самую сущность этой организации. Упорядоченность живых организмов состоит в их целесообразности, приспособленности как целого к условиям среды, так и частей целого друг к другу. Равновесность или неравновесность возникающих при этом структур не являются определяющими. Имманентные свойства живой материи могут сформировать те или иные структуры, в том числе диссипативные, но только взаимодействие со средой будет определять, какие из этих структур полезны и должны ... Читать дальше »

Тысячелетия проходят, а что есть время - остается неизвестным. Вряд ли имеется другое такое понятие, в отношении которого сосуществовали бы столь различные и даже взаимоисключающие представления. Вот некоторые из распространенных представлений о времени.

Время не существует; оно есть только субъективное ощущение.

Время - объективная реальность, являющаяся, как и пространство, формой бытия материи.

Время - лишь удобный способ описания движения тел и происходящих в мире процессов.

Время - причина движения тел и протекающих процессов.

Время абсолютно, оно ни от чего не зависит и одинаково для всех систем.

Время относительно, оно свое для каждой системы.

Время - мера строго повторяемых (циклических) процессов, которые реализуются только в неизменяющихся системах.

Время - мера изменчивости систем; в неизменяющихся системах время не течет.

Время обратимо (поскольку базисные уравнения физики не меняются при изменении знака времени).

Время существенно необратимо (ибо весь человеческий опыт свидетельствует, что будущее отличается от прошлого, и что кинофильм, пущенный в обратную сторону, во многом не реалистичен).

Время может быть математически описано как скалярная переменная величина, одинаковым образом меняющаяся во всех точках трехмерного физического пространства.

Время может быть описано как одно из направлений в четырехмерном многообразии, именуемом пространством-временем, причем это направление, вообще говоря, свое для каждой физической системы.

В общем, ситуация вокруг проблемы времени ныне остается такой же, какой она была еще несколько веков назад. Ее хорошо иллюстрируют слова, приписываемые блаженному Августину, которые звучат примерно так: "Пока я не думаю о времени, я знаю, что есть время, но как только я задумываюсь о нем, я перестаю понимать, что такое время".

Ситуация, связанная с понятием времени, осложняется еще и тем обстоятельством, что это понятие широко используется представителями самых разных областей знания (биологами, геологами, историками, филологами, психологами), при этом многие авторы вкладывают в понятие времени свой собственный смысл, зачастую не утруждая себя разъяснением того, что же они понимают под термином "время".

Рассмотрим некоторые базисные положения, касающиеся времени, которые основаны на достижениях философии и физики - наук, где проблема времени исследуется наиболее глубоко и подробно.

Большинство известных представлений о времени укладываются в две принципиально разные концепции времени - реляционную и субстанциональную. Различаются эти концепции трактовкой взаимоотношения времени и физической материи (к последней относятся вещество и физические поля). Согласно реляционной концепции в природе нет никакого времени самого по себе, а время - это всего лишь отношение или система отношений между физическими событиями, иначе говоря, время есть специфическое проявление свойств физических тел и происходящих с ними изменений. Другая концепция - субстанциональная - наоборот, предполагает, что время представляет собой самостоятельное явление природы, как бы особого рода субстанцию, существующую наряду с пространством, веществом и физическими полями. Реляционная концепция времени обычно связывается с именами Аристотеля, Г.В.Лейбница, А.Эйнштейна. Наиболее яркими выразителями субстанциональной концепции времени являются Демокрит, И.Ньютон и из современных ученых - Н.А.Козырев.

С философской позиции обе концепции времени подробно проанализированы в монографии [1]. В этой монографии показано, что каждая из концепций обладает своими достоинствами и недостатками, но при современной степени их разработанности ни одна не описывает всех свойств времени. В связи с этим сделан вывод, что никакая из концепций не имеет преимущества перед другой (хотя отмечается все же, что субстанциональная концепция более адекватна материалистическому миропониманию). С позиции физики анализ реляционной и субстанциональной концепций времени проведен в статье [2]. В ней сделано заключение о том, что современная физика, включая теорию относительности, также не дает основания для предпочтения какой-либо из этих концепций. Между тем, целый ряд принципиальных вопросов, связанных с временем, остается без ответа. Поэтому обе концепции времени нуждаются в дальнейшей проработке.

Отметим трудности, стоящие на пути развития этих концепций.

Сложность построения физической теории времени на основе реляционной концепции состоит в следующем. Поскольку реляционная концепция предполагает, что время полностью определяется физической материей, то в рамках такой теории время должно выражаться через какие-то характеристики процессов, ... Читать дальше »

Нильc Бор настаивал на том, что существование жизни должно быть связано с элементарным фактом, подобным факту существования кванта действия: "...самое существование жизни должно в биологии рассматриваться как элементарный факт, подобно тому, как в атомной физике существование кванта действия следует принимать за основной факт, который нельзя вывести из обычной механической физики" (Нильс Бор, 1971). По его представлениям, некий "элемент X", символизирующий жизнь, должен быть не только элементарен, но и дополнителен по отношению к материальному миру.

Академик В.И.Вернадский связывал жизнь с особым состоянием пространства—времени: "Процессы, создающие живое, естественное тело, необратимы во времени. Возможно, что это окажется следствием особого состояния пространства-времени, имеющего субстрат, отвечающий неевклидовой геометрии" (B.И.Вернадский 1991).

Таким образом, жизнь, возможно, обусловлена особыми состояниями пространства-времени (позиция Вернадского) и как явление дополнительна к явлениям материального мира (позиция Бора).

Вот один из возможных вариантов предположений, с помощью которых можно было бы учесть эти позиции в естественнонаучной картине мира.

1. Жизнь не есть следствие сложности материальных (макромолекулярных) систем.

2. Помимо законов материального мира в физике рассматриваются законы нематериального мира, дополнительного к материальному. Это законы геометрии, которым подчиняется пространство—время. Дополнительность времени и пространства по отношению к энергии и импульсу есть строго установленный факт. Нет никаких научных или иных противопоказаний для предположения, что в мире существует особая платоновская (эйдетическая) реальность, имеющая ту же природу, что и физическое четырехмерное пространство-время. Нет также никаких противопоказаний тому, чтобы считать эту реальность ответственной за факт существования образов мира, имеющих как материальное, так и духовное содержание. В таком случае платоновская реальность должна быть реальностью формы и иметь особый бытийный статус, отличный от бытийного статуса, которым обладает идеальное или материальное. О таком особом бытийном статусе говорил Платон, который первым ввел эту реальность в рассмотрение.

3. Геометрия, теория чисел, теория множеств, теория вероятностей и логика должны рассматриваться как эмпирические науки, описывающие свойства платоновской реальности. Такой взгляд на классические математические дисциплины согласуется с позицией Германа Вейля: "Подлинно реалистическая математика наряду о физикой должна восприниматься как часть теоретического описания единого реального мира и по отношению к гипотетическим обобщениям своих оснований занять такую же трезвую и осторожную позицию, какую занимает Физика (Клайн 1986.).

В современном варианте физики платоновских форм (физики Логоса) эта позиция привела к полезным теоретическим и прикладным результатам. Оказалось, что свойства платоновской реальности далеко не изучены и что здесь возможна позитивная исследовательская деятельность на началах нормальной науки. (Чесноков 1990. ; S.V.Chesnokov 1991;Чесноков 1991).

Картина мира, которая получается в результате, допускает согласование позиций Бора и Вернадского с естественнонаучными знаниями. Наиболее вероятным кандидатом на роль боровского "элемента X" здесь выступает элементарный образ или "единичный эйдос". Он представляет собой элементарную платоновскую форму, существованием которой обеспечивается эмпирический смысл математических понятий "единица натурального ряда" и "элемент конечного множества". Эйдосы, понимаемые как классы эквивалентных элементарных либо неэлементарных образов, становятся здесь законными объектами, по природе не сводимыми к объектам материального мира. Возникает естественная возможность ассоциировать жизнь и жизнедеятельность с восприятием эйдосов, с процессами их рождения, становления или гибели. Отсюда выход на представления о природе и строении естественного языка. Концепция времени с этой точки зрения должна определяться процессами установления или разрушения связей между эйдосами. Таким образом через эйдосы появляется связь между временем и жизнь 

Литература

1. БОР Н. Избранные научные труды. М. 1971. том 2. С.117.
2. ВЕРНАДСКИЙ B.И.. Научная мысль как планетное явление. М.: Наука. 1991. С.176.
3. КЛАЙН М.. Математика. Поиск истины. М. 1986. С.248.
4. ЧЕСНОКОВ С.В.. Детерми ... Читать дальше »