Курсовая работа: Универсальный эволюционизм

Модель расширяющейся Вселенной вела к трем важным предсказаниям, которые впоследствии оказалось возможным проверить путем эмпирических наблюдений. Речь идет, во-первых, о том, что по мере расширения Вселенной галактики удаляются друг от друга со скоростью, пропорциональной расстоянию между ними; во-вторых, эта модель предсказывала существование микроволнового фонового излучения, пронизывающего всю Вселенную и являющуюся реликтовым остатком его горячего состояния в начале расширения; в-третьих, данная модель предсказывала образование легких химических элементов из протонов и нейтронов в первую минуту после начала расширения[5] .

Модель расширяющейся Вселенной существенно трансформировала наши представления о мире. Она требовала включить в научную картину мира идею космической эволюции. Тем самым создавалась реальная возможность описать в терминах эволюции неорганический мир, обнаруживая общие эволюционные характеристики различных уровней его организации и, в конечном счете, построить на этих основаниях целостную картину мира.

В середине нашего столетия идеям эволюции Вселенной был дан новый импульс. Теория расширяющейся Вселенной, достаточно хорошо описывая события, которые имели место через секунду после начала расширения, испытывала значительные трудности при попытках охарактеризовать наиболее загадочные этапы этой эволюции от первовзрыва до мировой секунды после него. Ответы на эти вопросы во многом были даны в рамках теории раздувающейся Вселенной. Эта теория возникала на стыке космологии и физики элементарных частиц. Ключевым элементом раздувающейся Вселенной была так называемая «инфляционная фаза» - стадия ускоренного расширения. Она продолжалась 10^-32 сек., и в течение этого времени диаметр Вселенной увеличился в 10⁵⁰ раз. После колоссального расширения окончательно установилась фаза с нарушенной симметрией, что привело к изменению состояния вакуума и рождению огромного числа частиц. В нашей Вселенной преобладает вещество над антивеществом, и в этом смысле мы живем в несимметричной Вселенной. Предсказание асимметрии вещества и антивещества во Вселенной явилось результатом сочетания идей «великого объединения» в теории элементарных частиц с моделью раздувающейся Вселенной. В рамках программы «великого объединения» (унитарные калибровочные теории всех фундаментальных взаимодействий) оказалось возможным описать слабые, сильные и электромагнитные взаимодействия при высоких энергиях, а также достичь существенного прогресса в теории сверхплотного вещества. При изучении последнего было обнаружено, что при изменении температуры в сверхплотном веществе происходит целый ряд фазовых переходов, во время которых резко меняются и свойства вещества, и свойства элементарных частиц, составляющих это вещество. Подобного рода фазовые переходы должны были происходить при охлаждении расширяющейся Вселенной вскоре после большого взрыва. Тем самым была установлена взаимосвязь между эволюцией Вселенной и процессом образования элементарных частиц. Все это давало возможность рассмотреть Вселенную как уникальную лабораторию для проверки современных теорий элементарных частиц.

Не менее важную роль в утверждении этих идей сыграла теория самоорганизации (синергетика). Термин «синергетика» (греч. - содействие, сотрудничество) использовал Г. Хакен. Специфика синергетики заключается в том, что основное внимание она уделяет когерентному, согласованному состоянию процессов самоорганизации в сложных системах различной природы. Она изучает любые самоорганизующиеся системы, состоящие из многих подсистем (электроны, атомы, молекулы, клетки, нейроны, органы, сложные многоклеточные организмы, люди, сообщества людей)[6] . Для того, чтобы система могла рассматриваться как самоорганизующаяся, она должна удовлетворять, по меньшей мере, четырем условиям:

1) система должна быть термодинамически открытой;

2) динамические уравнения системы являются нелинейными;

3) отклонение от равновесия превышает критические значения;

4) процессы в системе происходят кооперативно.

Самоорганизация начинает рассматриваться как одно из основных свойств движущейся материи и включает все процессы самоструктурирования, саморегуляции, самовоспроизведения. Она выступает как процесс, который приводит к образованию новых структур.

Довольно длительное время самоорганизация соотносилась только с живыми системами, что же касается объектов неживой природы, то считалось, что если они и эволюционируют, то лишь в сторону хаоса и беспорядка, что обосновывалось вторым началом термодинамики. Однако здесь возникала кардинальная проблема - как из подобного рода систем могли возникнуть объекты живой природы, способные к самоорганизации. Вставал важный в методологическом отношении вопрос о взаимоотношении неживой и живой материи. Чтобы ответить на него, требовалось изменить парадигмальные принципы науки и, в частности, устранить разрывы между эволюционной парадигмой биологии и традиционным абстрагированием от эволюционных идей при построении физической картины мира.

Длительное время функционирование физической науки исключало из ее рассмотрения «фактор времени». Классическая наука преимущественно уделяла внимание устойчивости, равновесности, однородности и порядку. В числе ее объектов были замкнутые системы. Как правило, это были простые объекты, знание законов развития которых позволяло, исходя из информации о состоянии системы в настоящем, однозначно предсказать ее будущее и восстановить прошлое. Для механической картины мира характерен был вневременной характер. Время было несущественным элементом, оно носило обратимый характер, т.е. состояния объектов в прошлом, настоящем и будущем были практически неразличимы. Иначе говоря, мир устроен просто и подчиняется обратимым во времени фундаментальным законам[7] . Все эти принципы и подходы были конкретным выражением неэволюционной парадигмы классической физики. Процессы и явления, которые не укладывались в эту схему, рассматривались как исключение из правил, и считалось, что ими можно было пренебречь.

Постепенное размывание классической парадигмы началось уже в физике XIX века. Первым важным шагом была формулировка второго начала термодинамики, поставившая под вопрос вневременной характер физической картины мира. Согласно второму началу запас энергии во Вселенной иссякает, и мировая машина фактически должна сбавить обороты, приближаясь к тепловой смерти. Моменты времени оказались нетождественными один другому, и ход событий невозможно повернуть вспять, чтобы воспрепятствовать возрастанию энтропии. В принципе события оказываются невоспроизводимыми, а это означает, что время обладает направленностью. Возникало представление о «стреле времени» .

Последующее развитие физики привело к осознанию ограниченности идеализации закрытых систем и описаний в терминах таких систем реальных физических процессов. Подавляющее большинство природных объектов является открытыми системами, обменивающимися энергией, веществом и информацией с окружающим миром, а определяющую роль в радикально изменившемся мире приобретают неустойчивые, неравновесные состояния. С необходимостью учитывать эти особенности все чаще сталкивались фундаментальные науки о неживой природе - физика, химия, космология. Но для их описания оказалась непригодной старая теория. Традиционная парадигма не справлялась с нарастающим количеством аномалий и противоречий, оставляя необъяснимыми многие открываемые явления.

Возникала потребность в выработке принципиально нового подхода, адекватного вовлекаемым в орбиту исследования объектам и процессам.

Важный вклад в разработку такого подхода был внесен школой И. Пригожина. В экспериментальных исследованиях было продемонстрировано, что, удаляясь от равновесия, термодинамические системы приобретают принципиально новые свойства и начинают подчиняться особым законам. При сильном отклонении от равновесной термодинамической ситуации возникает новый тип динамического состояния материи, названный Пригожиным диссипативными структурами. Согласно Пригожину, тип диссипативной структуры в значительной степени зависит от условий ее образования, при этом особую роль в отборе механизма самоорганизации могут играть внешние поля. Этот вывод имеет далеко идущие последствия, если учесть, что он применим ко всем открытым системам, имеющим необратимый характер. Необратимость - это как раз то, что характерно для современных неравновесных состояний. Они «несут в себе стрелу времени» и являются источником порядка, порождая высокие уровни организации[8] .

Особую эвристическую ценность приобретают развитые Пригожиным и его коллегами идеи о том, что «стрела времени» проявляется в сочетании со случайностью, когда случайные процессы способны породить переход от одного уровня самоорганизации к другому, кардинально преобразуя систему. Описывая этот механизм, Пригожин подчеркивал, что определяющее значение в данном процессе развития будут иметь внутренние состояния системы, перегруппировка ее компонентов и т.д. Для диссипативных структур характерным является ситуация, обозначаемая как возникновение порядка через флуктуации, которые являются случайным отклонением величин от их среднего значения. Иногда эти флуктуации могут усиливаться, и тогда существующая организация не выдерживает и разрушается. В такие переломные моменты (точки бифуркации) оказывается принципиально невозможным предсказать, в каком направлении будет происходить дальнейшее развитие, станет ли система хаотической или перейдет на более высокий уровень упорядоченности.

Случайность в данный момент как бы подталкивает то, что осталось от системы, на новый путь развития, а после выбора пути вновь в силу вступает детерминизм, и так до следующей бифуркации.

При этом оказывается, что чем сложнее система, тем большей чувствительностью она обладает по отношению к флуктуациям, а это значит, что даже незначительные флуктуации, усиливаясь, могут изменить структуру, и в этом смысле наш мир предстает как лишенный гарантий стабильности.

И. Пригожин и П. Гленсдорф предприняли попытку сформулировать универсальный критерий эволюции (выступающий в качестве математического правила), суть которого сводилась к следующему: термодинамика при определенных условиях не только не вступает в противоречие с теорией эволюции, но может прямо предсказать возникновение нового. Вводя данное правило, авторы явно претендовали на создание универсального закона, как для живой, так и для неживой материи, закона самоорганизации и эволюции любой открытой системы[9] . Практически речь шла о расширении класса самоорганизующихся систем, когда явления самоорганизации оказалось возможным применить как к неживой природе, так и к биологическим, и к социальным процессам.

Этот аспект применения идей самоорганизации нашел свое отражение в работе Э. Янча «Самоорганизующаяся Вселенная: научные и гуманистические следствия возникающей парадигмы эволюции».

Для Янча, использовавшего результаты научных исследований Пригожина по термодинамике неравновесных процессов, самоорганизация может быть распространена на всю совокупность природных и социальных явлений. Исходя из того, что самоорганизация - это динамический принцип, порождающий богатое разнообразие форм, проявляющихся во всех структурах, он предпринял попытку разработать унифицированную парадигму, способную раскрыть всеобъемлющий феномен эволюции[10] .

Для него все уровни как неживой, так и живой материи, равно как и состояния социальной жизни - нравственность, мораль, религия - развиваются как диссипативные структуры. Эволюция с этих позиций представляет собой целостный процесс, составными частями которого являются физико-химический, биологический, социальный, экологический, социально-культурный процессы. При этом автор не просто вычленяет эти уровни, но стремится найти специфические особенности каждого из них. Так для живых систем такого рода свойством выступает функция «атопоэзиса» как способность системы к самовоспроизведению и сохранению автономности по отношению к окружающей среде.

Раскрывая механизмы космической эволюции, Янч рассматривает в качестве ее источника нарушение симметрии. Нарушенная симметрия, преобладание вещества над антивеществом во Вселенной приводит к многообразию различного рода сил - гравитационных, электромагнитных, сильных, слабых, программой исследования которых с учетом их генетического единства является идея «великого объединения».

Следующий этап в универсальной эволюции представлен у Янча возникновением уровня жизни, которая является «тонкой сверхструктурированной физической реальностью» . Можно по-разному отнестись к этой высказанной Янчем характеристике жизни. На первый взгляд, есть основания упрекнуть его в редукционизме, но вместе с тем выявление им специфики живого дает возможность сделать и другой вывод, а именно - здесь речь идет о генетической связи между неживым и живым. Если судить о концепции Янча в целом, то именно этот аспект имеется в виду и выдвигается им на передний план.

Дальнейшее усложнение первичных живых систем, которое является уже закономерным, приводит к возникновению нового уровня универсальной эволюции - коэволюции организмов и экосистем, приведшей впоследствии к социокультурной эволюции. На уровне социокультурной эволюции разум выступает как принципиально новое качество самоорганизующихся систем. Он способен к рефлексии над пройденными этапами эволюции Вселенной и к предвидению ее будущих состояний. Тем самым Янч определяет место человека в самоорганизующейся Вселенной. Включенность в нее человека делает его причастным к тому, что в ней происходит. Согласно Янчу, соразмерность человеческого мира остальному миру включает в универсальную эволюцию гуманистический смысл.

Развитая Янчем концепция может быть расценена как одна из достаточно плодотворных попыток создать эскиз современной общенаучной картины мира на основе идей универсального эволюционизма. Она предлагает видение мира, в котором все уровни его организации оказываются генетически взаимосвязанными между собой. Причем основой этого видения выступают не только философские идеи, но и реальные достижения конкретных наук, синтезируемые а рамках целостного представления о самоорганизующейся Вселенной.

Современные концепции самоорганизации создают реальные предпосылки для такого рода синтеза. Они позволяют устранить традиционный парадигмальный разрыв между эволюционной биологией и физикой, абстрагирующейся в своих базисных теоретических построениях от эволюционных идей, и, в частности, разрешить противоречие между теорией биологической эволюции и термодинамикой.

На современном этапе эти теории уже не исключают, а предполагают друг друга, в том случае, если классическую термодинамику рассматривать как своего рода частный случай более общей теории - термодинамики неравновесных процессов.

Теория самоорганизации, описанная в терминах термодинамики неравновесных процессов, выявляет важные закономерности развития мира. Впервые возникает научно обоснованная возможность преодолеть существовавший длительное время разрыв между представлениями о живой и неживой природе. Жизнь больше не выглядит как островок сопротивления второму началу термодинамики. Она возникает как следствие общих законов физики с присущей ей специфической кинетикой химических реакций, протекающих в далеких от равновесия условиях[11] . Не случайно исследователи, оценивающие роль пригожинской концепции, говорили, что, переоткрывая время, она открывает новый диалог человека и природы[12] .