Порядок из Хаоса. Новый диалог человека с природой

Ilya Prigogine, Isabelle Stengers

ORDER OUT OF CHAOS

Man's new dialogue with nature

Heinemann. London. 1984





Илья Пригожин, Изабелла Стенгерс

ПОРЯДОК ИЗ ХАОСА

Новый диалог человека с природой

Перевод с английского Ю. А. Данилова



Общая редакция и послесловие

В. И. Аршинова, Ю. Л. Климонтовича, Ю. В. Сачкова


Сканирование elvro@yandex.ru Елена


ББК 15.56 Редактор О. Н. Кессиди

П 75

П 75 Пригожин И., Стенгерс И.

Порядок из хаоса: Новый диалог человека с при­родой: Пер. с англ./ Общ. ред. В. И. Аршинова, Ю. Л. Климонтовича и Ю. В. Сачкова. — М.: Прогресс, 1986.—432 с.

Книга известного бельгийского физико-химика, лауреата Нобелев­ской премии И. Пригожина н его соавтора И. Стенгерс посвящена рас­смотрению науки и философии XIX и XX вв. с позиций науки второй половины нашего столетия, а также проблемам и особенностям совре­менного научного мышления. Цель книги — осмыслить путь, пройден­ный наукой и познанием, и изложить требования современной науки и общества: восстановить союз человека с природой на новых основа­ниях, в котором будет не только единство природы и человека, но так­же науки, культуры и общества. Авторы дают широкое и глубокое историко-научное н философское рассмотрение научного знания, начи­ная с Ньютона, Лапласа и кончая его позднейшей критикой современ­ными буржуазными философами.



ББК 15.56

Редакция литературы по философии и лингвистике

© I. Prigogine, I. Stengers, 1984

© Предисловие — О. Тоффлер, 1984

© Перевод на русский язык и послесловие — издательство «Прогресс», 1986



ОТ ИЗДАТЕЛЬСТВА

К СОВЕТСКОМУ ЧИТАТЕЛЮ

НАУКА И ИЗМЕНЕНИЕ (ПРЕДИСЛОВИЕ)

ПРЕДИСЛОВИЕ К АНГЛИЙСКОМУ ИЗДАНИЮ

НОВЫЙ ДИАЛОГ ЧЕЛОВЕКА С ПРИРОДОЙ

ВВЕДЕНИЕ.

ВЫЗОВ НАУКЕ.

1.

2.

3.

4.

5.

ЧАСТЬ ПЕРВАЯ. ИЛЛЮЗИЯ УНИВЕРСАЛЬНОГО

Глава 1. ТРИУМФ РАЗУМА

1. Новый Моисей

2. Дегуманизованный мир

3. Ньютоновский синтез.

4. Экспериментальный диалог

5. Миф у истоков науки.

6. Пределы классической науки

Глава 2. УСТАНОВЛЕНИЕ РЕАЛЬНОГО

1. Законы Ньютона

2. Движение и изменение

3. Язык динамики

4. Демон Лапласа

Глава 3. ДВЕ КУЛЬТУРЫ

1. Дидро и дискуссия о живом

2. Критическая ратификация научного знания Кантом

3. Натурфилософия. Гегель и Бергсон

4. Процесс и реальность: Уайтхед

5. Ignoramus et Ignorabimus — лейтмотив позитивистов.

6. Новое начало.

ЧАСТЬ ВТОРАЯ. НАУКА О СЛОЖНОСТИ..

Глава 4. ЭНЕРГИЯ И ИНДУСТРИАЛЬНЫЙ ВЕК..

1. Тепло — соперник гравитации.

2. Принцип сохранения энергии.

3. Тепловые машины и стрела времени.

4. От технологии к космологии.

5. Рождение энтропии.

6. Принцип порядка Больцмана.

7. Карно и Дарвин.

Глава 5. ТРИ ЭТАПА В РАЗВИТИИ ТЕРМОДИНАМИКИ..

1. Поток и сила.

2. Линейная термодинамика.

3. Вдали от равновесия.

4. За порогом химической неустойчивости.

5. Первое знакомство с молекулярной биологией.

6. Бифуркации и нарушение симметрии.

7. Каскады бифуркаций и переходы к хаосу.

8. От Евклида к Аристотелю..

Глава 6. ПОРЯДОК ЧЕРЕЗ ФЛУКТУАЦИИ

1. Флуктуации и химия.

2. Флуктуации и корреляции

3. Усиление флуктуаций.

4. Структурная устойчивость.

5. Логистическая эволюция.

6. Эволюционная обратная связь.

А

В

С

D

7. Моделирование сложности

8. Открытый мир

ЧАСТЬ ТРЕТЬЯ. ОТ БЫТИЯ К СТАНОВЛЕНИЮ

Часть третья. От бытия к становлению

Глава 7. ПЕРЕОТКРЫТИЕ ВРЕМЕНИ

1. Смещение акцента

2. Конец универсальности

3. Возникновение квантовой механики

4. Соотношения неопределенности Гейзенберга

5. Временная эволюция квантовых систем

6. Неравновесная Вселенная

Глава 8. СТОЛКНОВЕНИЕ ТЕОРИЙ

1. Вероятность и необратимость

2. Больцмановский прорыв

3. Критика больцмановской интерпретации

4. Динамика и термодинамика — два различных мира

5. Больцман и стрела времени

Глава 9. НЕОБРАТИМОСТЬ — ЭНТРОПИЙНЫЙ БАРЬЕР

1. Энтропия и стрела времени

2. Необратимость как процесс нарушения симметрии

3. Пределы классических понятий

4. Возрождение динамики

5. От случайности к необратимости

6. Энтропийный барьер

7. Динамика корреляций

8. Энтропия как принцип отбора

9. Активная материя

ЗАКЛЮЧЕНИЕ. С ЗЕМЛИ НА НЕБО: НОВЫЕ ЧАРЫ ПРИРОДЫ

1. Открытая наука

2. Время и времена

3. Энтропийный барьер

4. Эволюционная парадигма

5. Актеры и зрители

7. За пределами тавтологии

8. Созидающий ход времени

9. Состояние внутреннего мира

10. Обновление природы

ПРИМЕЧАНИЯ

Введение

Глава 1

Глава 2

Глава З

Глава 4.

Глава 5.

Глава 6

Глава 7

Глава 8

Глава 9

Заключение

ЕСТЕСТВОЗНАНИЕ И РАЗВИТИЕ: ДИАЛОГ С ПРОШЛЫМ, НАСТОЯЩИМ И БУДУЩИМ (ПОСЛЕСЛОВИЕ)

ИМЕННОЙ УКАЗАТЕЛЬ

ПРЕДМЕТНЫЙ УКАЗАТЕЛЬ

ОГЛАВЛЕНИЕ

ОТ ИЗДАТЕЛЬСТВА
Книга лауреата Нобелевской премии Ильи Пригожи­на и Изабеллы Стенгерс «Порядок из хаоса. Новый диа­лог человека с природой» — заметное явление в совре­менной научно-философской литературе. По своему жан­ру она достаточно необычна, поскольку авторы высту­пают в ней как философы и историки науки. Повествуя о новом диалоге человека с природой и вместе с тем не предлагая готовых решений, она побуждает читателя к самостоятельным размышлениям над затронутыми в ней проблемами.

Последовательная эволюция взглядов авторов отра­жена в многочисленных изданиях книги на различных языках, начиная с выхода в 1979 г. первого (француз­ского) варианта под названием «Новый альянс. Мета­морфозы науки». Русский перевод выполнен с англий­ского издания книги, отобранного И. Пригожиным по просьбе издательства как наиболее полный и современ­ный. Диалог с авторами, начатый в английском изда­нии предисловием О. Тоффлера, в русском издании про­должают и послесловии к книге В. И. Аршинов, Ю. Л. Климонтович и Ю. В. Сачков.

Имя Ильи Пригожина хорошо известно советским читателям. Его основные произведения переведены на русский язык: Пригожин И. Введение в термодина­мику необратимых процессов. М., 1964; Пригожин И. Неравновесная статистическая механика. М., 1964; При­гожин И., Дефэй Р. Химическая термодинамика. Новосибирск, 1966; Гленсдорф П., Пригожин И. Tepмодинaмичecкaя теория структуры, устойчивости и флуктуаций. М., 1973; Николис Г., Пригожин И.

5



Самоорганизация в неравновесных системах. М., 1979. Фрагменты из книг Пригожина были опубликованы в журналах «Химия и жизнь», «Природа».

И. Пригожин возглавляет большую группу физиков в Брюссельском университете. Он является директором Сольвеевского института и Центра термодинамики и ста­тистической физики при Техасском университете. В 1977 г. за работы в области химической термодинами­ки И. Пригожину была присуждена Нобелевская пре­мия. С 1982 г. Пригожин — иностранный член Академии наук СССР.

Изабелла Стенгерс, в недавнем прошлом сотрудник группы Пригожина в Брюссельском университете, ныне живет и работает в Париже.

В предисловии к русскому изданию своей книги «От существующего к возникающему» (М., 1985) И. Пригожин выразил надежду на то, что издание его книги бу­дет способствовать расширению плодотворного обмена в области, которая в равной мере близка и практиче­ским приложениям, и фундаментальным принципам со­временной науки. Все, кто работал над настоящим изда­нием новой книги Пригожина и Стенгерс, также надеют­ся, что она послужит достижению этой высокой цели.

6



К СОВЕТСКОМУ ЧИТАТЕЛЮ
Мы очень рады, что книга «Порядок из хаоса» вы­ходит в Советском Союзе. Считаем своим приятным долгом поблагодарить проф. Климонтовича за интерес, проявленный к нашей книге, ее переводчика за тща­тельность, с которой он выполнил свою работу, а также других лиц, способствовавших ее выходу на русском языке. Мысль о том, что благодаря их усилиям основ­ные положения, выдвинутые в книге, станут известными и доступными для обсуждения в широких кругах со­ветской научной общественности, доставляет нам глу­бокое удовлетворение. Мы убеждены, что такого рода обсуждения позволят обогатить и уточнить наши идеи.

Главная тема книги «Порядок из хаоса» — переот­крытие понятия времени и конструктивная роль, кото­рую необратимые процессы играют в явлениях природы. Возрождение проблематики времени в физике произо­шло после того, как термодинамика была распростране­на на необратимые процессы и найдена новая форму­лировка динамики, позволяющая уточнить значение не­обратимости на уровне фундаментальных законов физики.

Новая формулировка динамики стала возможной благодаря работам советских физиков и математиков, и прежде всего А. Н. Колмогорова, Я. Г. Синая, В. И. Ар­нольда. В частности работам советской школы мы обя­заны определением новых классов неустойчивых дина­мических систем, поведение которых можно охаракте­ризовать как случайное. Именно для таких систем А. Н. Колмогоров и Я. Г. Синай ввели новое понятие энтропии и именно такие системы служат ныне моделя-

7



ми при введении необратимости на том же уровне дина­мического описания.

Мы считаем, что возрождение способа построения концептуальных основ динамических явлений вокруг понятия динамической неустойчивости имело весьма глубокие последствия. В частности оно существенно рас­ширяет наше понимание «закона природы».

Оглядываясь на прошлое, мы ясно видим, что поня­тие закона, доставшееся нам в наследство от науки XVII в., формировалось в результате изучения простых систем, точнее, систем с периодическим поведением, та­ким, как движение маятника или планет. Необычайные успехи динамики связаны со все более изящной и абст­рактной формулировкой инструментов описания, в цент­ре которого находятся такие системы. Именно простые системы являются тем частным случаем, в котором ста­новится достижимым идеал исчерпывающего описания. Знание закона эволюции простых систем позволяет рас­полагать всей полнотой информации о них, т. е. по лю­бому мгновенному состоянию системы однозначно пред­сказывать ее будущее и восстанавливать прошлое. Тогда считалось, что ограниченность наших знаний, конечная точность, с которой мы можем описывать системы, не имеют принципиального значения. Предель­ный переход от нашего финитного знания к идеальному описанию, подразумевающему бесконечную точность, не составлял особого труда и не мог привести к каким-либо неожиданностям.

Ныне же при рассмотрении неустойчивых динамиче­ских систем проблема предельного перехода приобретает решающее значение: только бесконечно точное описание, подразумевающее, что все знаки бесконечного десятич­ного разложения чисел, задающих мгновенное состояние системы, известны, могло бы позволить отказаться от рассмотрения поведения системы в терминах случайно­сти и восстановить идеал детерминистического динами­ческого закона.

Наш общий друг Леон Розенфельд, бывший близким сотрудником Нильса Бора и всю жизнь изучавший и от­стаивавший основные положения диалектического мыш­ления, подчеркивал, что «включение спецификации усло­вий наблюдения в описание явлений — не произвольное решение, а необходимость, диктуемая самими законами протекания явлений и механизмом их наблюдения, что

8



делает эти условия неотъемлемой частью объективного описания явлений»1. Эта идея, диалектическая по своей сущности, приобретает ныне решающее значение. В кон­тексте неустойчивых динамических систем она приводит к требованию, делающему излишним особое изучение периодических систем, поскольку для таких систем это требование выполняется автоматически. Согласно по­следнему, о «физическом законе» какого-нибудь явления можно говорить лишь в том случае, когда этот закон является «грубым» относительно предельного перехода от описания с конечной точностью к описанию бесконеч­но точному и в силу этого недостижимому для любого наблюдателя, кем бы он ни был.

Требование «грубости» по своей природе не связано с конечностью разрешающей способности прибора. Оно отражает не ограниченность наших возможностей произ­водить наблюдения и измерения, а внутреннюю структу­ру описываемых нами явлений. В случае неустойчивых систем, в частности, из него следует неадекватный ха­рактер подобного представления физического объекта, придающего управляющим его эволюцией взаимодейст­виям бесконечную точность, на которой единственно зиждется детерминистическое описание. Вместе с тем это требование позволяет преодолеть вопиющее проти­воречие между реальностью, мыслимой по сути атемпоральной, и эволюцией, материальной и исторической, ко­торая создала людей, способных выдвинуть подобную концепцию.

В истории западной мысли господствующее положе­ние занимает конфликт, связанный с понятием време­ни, — противоречие между инновационным временем раскрепощения человека и периодически повторяющим­ся временем стабильного материального мира, в котором любое изменение, любое новшество с необходимостью оказываются не более чем видимостью. Как ни странно, но именно это противоречие послужило причиной острой дискуссии между Лейбницем и выразителем взглядов Ньютона английским философом Кларком. Переписка между Лейбницем и Кларком позволяет представить взгляды Ньютона в новом свете: природа для Ньютона

1 George С., Prigogine I., Rosenfeld L. The Macrosco­pic Level of Quantum Mechanics. Det Kongelige Danske Videnskabernes Selskab Matematisk-fysisk Meddelelser. Copenhague. 1972, v. 38, 12, p. 39.

9



была не просто автоматом, а несла в себе активное про­изводительное начало. Однако позиция Ньютона чуж­да нам в силу присущих ей теологических аспектов. Вместе с тем нам очень близка утверждаемая диалек­тическим материализмом необходимость преодоления противопоставления «человеческой», исторической сфе­ры материальному миру, принимаемому как атемпоральный. Мы глубоко убеждены, что наметившееся сближение этих двух противоположностей будет усили­ваться по мере того, как будут создаваться средства описания внутренне эволюционной Вселенной, неотъем­лемой частью которой являемся и мы сами. Нет сомне­ния в том, что описанная в нашей книге трансформа­ция физических представлений по своему значению вы­ходит за пределы физических наук и может внести вклад в понимание той исторической реальности, кото­рая является объектом диалектической мысли.

Первый вариант нашей книги, вышедшей на француз­ском языке («La nouvelle alliance») в 1979 г., дополнял­ся и перерабатывался в последующих изданиях. В ос­нову предлагаемого читателю русского перевода поло­жено английское издание 1984 г. Ныне начинают появ­ляться новые перспективы развития представленных в данной книге идей в связи с понятием динамической неустойчивости в теории относительности и квантовой механике. Мы надеемся, что очередное дополненное из­дание этой книги позволит нам подробнее описать ре­зультаты этих исследований.



Февраль 1986 г. Илья Пригожин, Изабелла Стенгерс



10



НАУКА И ИЗМЕНЕНИЕ (ПРЕДИСЛОВИЕ)
Современная западная цивилизация достигла нео­бычайных высот в искусстве расчленения целого на ча­сти, а именно в разложении на мельчайшие компоненты. Мы изрядно преуспели в этом искусстве, преуспели на­столько, что нередко забываем собрать разъятые части в то единое целое, которое они некогда составляли.

Особенно изощренные формы искусство разложения целого на составные части приняло в науке. Мы имеем обыкновение не только вдребезги разбивать любую проблему на осколки размером в байт* или того меньше, но и нередко вычленяем такой осколок с помощью весь­ма удобного трюка. Мы произносим: «Ceteris paribus»**, и это заклинание позволяет нам пренебречь сложными взаимосвязями между интересующей нас проблемой и прочей частью Вселенной.

У Ильи Пригожина, удостоенного в 1977 г. Нобелев­ской премии за работы по термодинамике неравновес­ных систем, подход к решению научных проблем, осно­ванный только на расчленении целого на части, всегда вызывал неудовлетворенность. Лучшие годы своей жизни Пригожин посвятил воссозданию целого из со­ставных частей, будь то биология и физика, необходи­мость и случайность, естественные и гуманитарные науки.

Илья Романович Пригожин родился 25 января 1917г. в Москве. С десятилетнего возраста живет в Бельгии.

* Байт — структурная единица машинного слова, состоящая обычно из 8 двоичных разрядов (битов) и используемая как единое целое при обработке янформации. — Прим перев.

** При прочих равных (лат.) — Прим. перев.

11



Невысокого роста, с седой головой и четко высеченными чертами лица, он, подобно лазерному лучу, представля­ет собой сгусток энергии. Живо интересуясь археоло­гией и изобразительным искусством, Пригожин привно­сит в естественные науки разносторонность и универ­сальность, свойственные лишь недюжинным умам. Вместе с женой Мариной, по профессии инженером, и сыном Паскалем Пригожин живет в Брюсселе, где воз­главляет группу представителей различных наук, за­нимающихся развитием и применением его идей в столь, казалось бы, далеких областях, как, например, изуче­ние коллективного поведения муравьев, химических реакций в системах с диффузией и диссипативных про­цессов в квантовой теории поля.

Ежегодно Илья Пригожин проводит несколько меся­цев в руководимом им Центре по статистической меха­нике и термодинамике при Техасском университете в г. Остин. Для Пригожина было большой радостью и неожиданностью узнать, что за работы по диссипативным структурам, возникающим в неравновесных систе­мах в результате протекания нелинейных процессов, ему присуждена Нобелевская премия. Книга «Порядок из хаоса» написана Пригожиным в соавторстве с Изабел­лой Стенгерс, философом, химиком и историком науки, одно время работавшей в составе Брюссельской группы. Ныне Изабелла Стенгерс живет в Париже и сотрудни­чает с музеем де ля Виллет.

Книга «Порядок из хаоса» примечательна во многих отношениях. Она спорна и будоражит воображение чи­тателя, изобилует блестящими прозрениями и догадка­ми, подрывающими уверенность в состоятельности на­ших основополагающих представлений и открывающими новые пути к их осмыслению.

Выход в 1979 г. французского варианта книги При­гожина и Стенгерс под названием «Новый альянс» («La nouvelle alliance») вызвал весьма оживленную дискус­сию, в которой приняли участие выдающиеся предста­вители различных областей науки и культуры, в том чис­ле и столь далеких, как энтомология и литературная критика.

Тот факт, что английского варианта книги И. Пригожина и И. Стенгерс, изданной или подготавливаемой к изданию на двенадцати языках, пришлось ждать так долго, красноречиво свидетельствует об оторванности

12



англоязычного мира. Впрочем, столь длительная за­держка имеет и свою положительную сторону: в книге «Порядок из хаоса» нашли отражение новейшие идеи Пригожина, в частности его подход ко второму началу термодинамики, которое он сумел увидеть в совершенно ином свете, чем его предшественники.

Все это позволяет считать работу «Порядок из хао­са» не просто еще одной книгой, а своеобразным стиму­лом, побуждающим нас к критическому пересмотру це­лей науки, методов и теоретико-познавательных устано­вок — всего научного мировоззрения. Книгу Пригожина и Стенгерс можно рассматривать как символ происхо­дящих в наше время исторических преобразований в науке, игнорировать которые не может ни один просве­щенный человек.

Некоторые ученые рисуют картину мира науки как приводимую в действие своей собственной внутренней логикой и развивающуюся по своим собственным зако­нам в полной изоляции от окружающего мира. В этой связи нельзя не заметить, что многие научные гипотезы, теории, метафоры и модели (не говоря уже о решениях, принимаемых учеными всякий раз, когда перед ними встает проблема выбора: стоит ли заняться исследова­нием той или иной проблемы или предпочтительнее ос­тавить ее без внимания) формируются под влиянием экономических, культурных и политических факторов, действующих за стенами лаборатории.

Я отнюдь не утверждаю, что между экономическим и политическим строем общества и господствующим науч­ным мировоззрением, или «парадигмой», существует тес­ная параллель. Еще в меньшей степени я склонен счи­тать, как это делают марксисты, науку надстройкой над общественно-экономическим базисом*. Вместе с тем было бы неверно рассматривать науку как своего рода независимую переменную. Наука представляет собой от­крытую систему, которая погружена в общество и свя­зана с ним сетью обратных связей. Наука испытывает

* Марксистское понимание науки и ее взаимосвязи с обществом гораздо шире и глубже, чем склонен считать О. Тоффлер. Из недав­но вышедших работ на эту тему см., например, коллективные труды: «Социализм и наука» под ред. С. Р. Микулинского и Р. Р. Рихты (М., Наука, 1981); «Наука и культура» под ред. В. Ж. Келле (М., Наука, 1984). Прим. перев.



13



на себе сильнейшее воздействие со стороны окружаю­щей ее внешней среды, и развитие науки, вообще гово­ря, определяется тем, насколько культура восприимчива к научным идеям.

Возьмем хотя бы совокупность идей и взглядов, сло­жившихся в XVII и XVIII вв. под общим названием классической науки, или ньютонианства. Приверженцы классической науки рисовали картину мира, в которой любое событие однозначно определяется начальными ус­ловиями, задаваемыми (по крайней мере в принципе) абсолютно точно. В таком мире не было места случай­ности, все детали его были тщательно подогнаны и на­ходились «в зацеплении», подобно шестерням некоей космической машины.

Широкое распространение механистического мировоз­зрения совпало с расцветом машинной цивилизации. Бог, играющий в кости*, был плохо совместим с машин­ным веком, который с энтузиазмом воспринимал науч­ные теории, изображавшие Вселенную как своего рода гигантский механизм.

Именно механистическое мировоззрение лежит в ос­нове знаменитого изречения Лапласа о том, что суще­ство, способное охватить всю совокупность данных о состоянии Вселенной в любой момент времени, могло бы не только точно предсказать будущее, но и до мельчай­ших подробностей восстановить прошлое. Представле­ние о простой и однородной механической Вселенной не только оказало решающее воздействие на ход развития науки, но и оставило заметный отпечаток на других об­ластях человеческой деятельности. Оно явно довлело над умами творцов американской конституции, разра­ботавших структуру государственной машины, все звенья которой должны были действовать с безотказ­ностью и точностью часового механизма. Меттерних, настойчиво проводивший в жизнь свой план достижения политического равновесия в Европе, отправляясь в оче­редной дипломатический вояж, неизменно брал с собой в дорогу сочинения Лапласа. Необычайно быстрое раз­витие фабричной цивилизации с ее огромными грохочу­щими машинами, блестящими достижениями инженер­ной мысли, строительством железных дорог, созданием

* Имеется в виду знаменитое выражение Эйнштейна «Бог не играет в кости» («God casts the die, not the dice»). — Прим. перев.



14



новых отраслей промышленности (таких, как сталелитейная, текстильная, автомобильная) — все это, каза­лось бы, лишь подтверждало правильность представле­ния о Вселенной как о гигантской заводной игрушке.

Однако ныне машинный век горестно оплакивает свой конец, если только столь антропоморфный термин применим к векам (что касается нашего века, то к нему этот термин применим в полной мере). Закат индуст­риального века с особой наглядностью продемонстри­ровал ограниченность механистической модели реально­сти.

Разумеется, многие слабые стороны механистической модели были обнаружены задолго до нас. Представле­ние о мере как о часовом механизме с планетами, извеч­но обращающимися по неизменным орбитам, детермини­рованным поведением любых равновесных систем и дей­ствующими на все без исключения объекты универсаль­ными законами, которые могут быть открыты внешним наблюдателем, — такая модель с самого начала под­верглась уничтожающей критике.

В начале XIX в. термодинамика поставила под сом­нение вневременной характер механистической картины мира. «Если бы мир был гигантской машиной, — про­возгласила термодинамика, — то такая машина неиз­бежно должна была бы остановиться, так как запас по­лезной энергии рано или поздно был бы исчерпан». Ми­ровые часы не могли идти вечно, и время обретало но­вый смысл. Вскоре после этого последователи Дарвина выдвинули противоположную идею. По их мнению, хотя мировая машина, расходуя энергию и переходя из более организованного в менее организованное состояние, и могла замедлять свой ход и даже останавливаться, тем не менее биологические системы должны развиваться только по восходящей линии, переходя из менее органи­зованного в более организованное состояние.

В начале XX в. Эйнштейну понадобилось поместить наблюдателя внутрь системы. Мировая машина стала вы­глядеть по-разному (и со всех практически важных то­чек зрения действительно различной) в зависимости от того, где находится наблюдатель. Вместе с тем она по-прежнему оставалась детерминистической машиной. Бог еще не приступал к игре в кости. Несколько позднее фи­зики, работавшие в области квантовой механики, и в частности занимавшиеся соотношением неопределенно-

15



сти, предприняли массированное наступление на детер­министическую модель. Они кололи ее острыми копья­ми, били по ней тяжкими молотами, пытались подорвать динамитом.

И все же, несмотря на все оговорки, пробелы и недо­статки, механистическая парадигма и поныне остается для физиков «точкой отсчета» (о чем необходимо ска­зать со всей ясностью и определенностью, как это и де­лают Пригожин и Стенгерс), образуя центральное ядро науки в целом. Оказываемое ею и поныне влияние столь сильно, что подавляющее большинство социальных наук, в особенности экономика, все еще находится в ее власти.

Значение книги «Порядок из хаоса» состоит в том, что ее авторы не только находят новые аргументы для критики ньютоновской модели, но и показывают, что претензии ньютонианства на объяснение реальности,— и поныне не утратившие силу, хотя и ставшие значитель­но более умеренными, — совместимы с гораздо более широкой современной картиной мира, созданной усилия­ми последующих поколений ученых. Пригожин и Стен­герс показывают, что так называемые «универсальные законы» отнюдь не универсальны, а применимы лишь к локальным областям реальности. Именно к этим об­ластям наука приложила наибольшие усилия.

Суть приводимых Пригожиным и Стенгерс аргумен­тов можно было бы резюмировать следующим образом. Авторы книги «Порядок из хаоса» показывают, что в машинный век традиционная наука уделяет основное внимание устойчивости, порядку, однородности и равно­весию. Она изучает главным образом замкнутые систе­мы и линейные соотношения, в которых малый сигнал на входе вызывает равномерно во всей области опреде­ления малый отклик на выходе.

Неудивительно, что при переходе от индустриального общества с характерными для него огромными затрата­ми энергии, капитала и труда к обществу с высокораз­витой технологией, для которого критическими ресурса­ми являются информация и технологические нововведе­ния, неминуемо возникают новые научные модели мира.

Пригожинская парадигма особенно интересна тем, что она акцентирует внимание на аспектах реальности, наиболее характерных для современной стадии ускорен­ных социальных изменений: разупорядоченности, не­устойчивости, разнообразии, неравновесности, нелиней-

16



ных соотношениях, в которых малый сигнал на входе может вызвать сколь угодно сильный отклик на выходе, и темпоральности — повышенной чувствительности к хо­ду времени.

Не исключено, что работы Пригожина и его коллег в рамках так называемой Брюссельской школы знаме­нуют очередной этап научной революции, поскольку речь идет о начале нового диалога не только с природой, но и с обществом.

Идеи Брюссельской школы, существенно опирающие­ся на работы Пригожина, образуют новую, всеобъемлю­щую теорию изменения.

В сильно упрощенном виде суть этой теории сводит­ся к следующему. 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) с окружающей средой. К числу открытых систем, без сомнения, при­надлежат биологические и социальные системы, а это означает, что любая попытка понять их в рамках меха­нистической модели заведомо обречена на провал.

Кроме того, 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 неравновесность.

Если воспользоваться терминологией Пригожина, то можно сказать, что все системы содержат подсистемы, которые непрестанно флуктуируют. Иногда отдельная флуктуация или комбинация флуктуации 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

17



или организации, который авторы называют диссипативной структурой. (Физические или химические структуры такого рода получили название диссипативных по­тому, что для их поддержания требуется больше энер­гии, чем для поддержания более простых структур, на смену которым они приходят.)

Один из ключевых моментов в острых дискуссиях, развернувшихся вокруг понятия диссипативной структу­ры, связан с тем, что Пригожин подчеркивает возмож­ность спонтанного возникновения порядка и организации из беспорядка и хаоса в результате процесса самоорга­низации.

Чтобы понять суть этой чрезвычайно плодотворной идеи, необходимо прежде всего провести различие меж­ду системами равновесными, слабо неравновесными и сильно неравновесными.

Представим себе некое племя, находящееся на чрез­вычайно низкой ступени развития. Если уровни рождае­мости и смертности сбалансированы, то численность пле­мени остается неизменной. Располагая достаточно обильными источниками пищи и других ресурсов, такое племя входит в качестве неотъемлемой составной части в локальную систему экологического равновесия. Те­перь допустим, что уровень рождаемости повысился. Небольшое преобладание рождаемости над смертно­стью не оказало бы заметного влияния на судьбу племе­ни. Вся система перешла бы в состояние, близкое к рав­новесному.

Но представим себе, что уровень рождаемости резко возрос. Тогда система оказалась бы сдвинутой в состоя­ние, далекое от равновесия, и на первый план выступи­ли бы нелинейные соотношения. Находясь в таком со­стоянии, системы ведут себя весьма необычно. Они ста­новятся чрезвычайно чувствительными к внешним воз­действиям. Слабые сигналы на входе системы могут по­рождать значительные отклики и иногда приводить. к неожиданным эффектам. Система в целом может пе­рестраиваться так, что ее поведение кажется нам не­предсказуемым.

Многочисленные примеры такого рода самооргани­зации читатель найдет на страницах книги Пригожина и Стенгерс. Молекулярный механизм отвода тепла в по­догреваемой снизу жидкости при переходе градиента температур через некоторый порог внезапно сменяется

18



конвекцией, существенно перестраивающей движение жидкости, и миллионы молекул, как по команде, обра­зуют шестиугольные ячейки.

Еще более впечатляющее зрелище представляют собой описанные Пригожиным и Стенгерс «химические ча­сы». Представим себе миллион белых шариков для игры в настольный теннис, перемешанных случайным обра­зом с миллионом таких же черных шариков, хаотически прыгающих в огромном ящике, в стенке которого имеет­ся стеклянное окошко. Глядя в него, наблюдатель будет в основном видеть серую массу, но время от времени (в зависимости от распределения шариков вблизи окош­ка в момент наблюдения) масса за стеклом будет ка­заться ему то черной, то белой.

Представьте себе теперь, что масса шариков за стек­лом через равные промежутки времени («как по ча­сам») попеременно то белеет, то чернеет.

Почему все черные и все белые шарики внезапно ор­ганизуются так, чтобы попеременно уступать место у окошка шарикам другого цвета?

По всем правилам классической науки ничего подоб­ного происходить не должно. Тем не менее стоит лишь отказаться от шариков для пинг-понга (приведенных лишь для большей наглядности) и обратиться к приме­ру с молекулами, участвующими в некоторых химиче­ских реакциях, как мы сразу же обнаружим, что такого рода самоорганизация, или упорядочение, может про­исходить и действительно происходит не так, как учат классическая физика и статистическая физика Больцмана.

В состояниях, далеких от равновесия, происходят и другие спонтанные, нередко весьма значительные пере­распределения материи во времени и в пространстве. Если мы перейдем от одномерного пространства к двух­мерному или трехмерному, то число возможных типов диссипативных структур резко возрастет, а сами струк­туры станут необычайно разнообразными.

В дополнение к сказанному нельзя не упомянуть еще об одном открытии. Представим себе, что в ходе хими­ческой реакции или какого-то другого процесса выраба­тывается фермент, присутствие которого стимулирует производство его самого. Специалисты по вычислитель­ной математике и технике говорят в таких случаях о петле положительной обратной связи. В химии анало-

19



гичное явление принято называть автокатализом. В не­органической химии автокаталитические реакции встре­чаются редко, но, как показали исследования по моле­кулярной биологии последних десятилетий, петли поло­жительной обратной связи (вместе с ингибиторной, или отрицательной, обратной связью и более сложными про­цессами взаимного катализа) составляют самую основу жизни. Именно такие процессы позволяют объяснить, каким образом совершается переход от крохотных ко­мочков ДНК к сложным живым организмам.

Обобщая, мы можем утверждать, что в состояниях, далеких от равновесия, очень слабые возмущения, или флуктуации, могут усиливаться до гигантских волн, раз­рушающих сложившуюся структуру, а это проливает свет на всевозможные процессы качественного или рез­кого (не постепенного, не эволюционного) изменения. Факты, обнаруженные и понятые в результате изучения сильно неравновесных состояний и нелинейных процес­сов, в сочетании с достаточно сложными системами, на­деленными обратными связями, привели к созданию со­вершенно нового подхода, позволяющего установить связь фундаментальных наук с «периферийными» нау­ками о жизни и, возможно, даже понять некоторые со­циальные процессы.

(Факты, о которых идет речь, имеют не меньшее, если не большее, значение для социальных, экономиче­ских или политических реальностей. Такие слова, как «революция», «экономический кризис», «технологический сдвиг» и «сдвиг парадигмы», приобретают новые оттен­ки, когда мы начинаем мыслить о соответствующих по­нятиях в терминах флуктуаций, положительных обрат­ных связей, диссипативных структур, бифуркаций и про­чих элементов концептуального лексикона школы Пригожина.) Именно такие широкие перспективы открыва­ются перед нами при чтении книги «Порядок из хаоса».

Помимо всего сказанного в книге Пригожина и Стенгерс затронута еще более головоломная проблема, воз­никающая буквально на каждом шагу, — проблема вре­мени.

Пересмотр понятия времени — неотъемлемая состав­ная часть грандиозной революции, происходящей в со­временной науке и культуре. Важность проблемы време­ни делает уместным небольшое отступление, которое мы

20



совершим прежде, чем переходить к оценке роли Приго­жина в ее решении.

В качестве примера возьмем историю. Одним из наи­более значительных вкладов в историографию явились. предложенные Броделем* три временные шкалы. В шка­ле географического времени длительность событий изме­ряется в эпохах, или эонах. Гораздо мельче шкала со­циального времени, используемая при измерении про­должительности событий в экономике, истории отдель­ных государств и цивилизаций. Еще мельче шкала инди­видуального времени — истории событий в жизни того или иного человека.

В социальных науках время, по существу, остается огромным белым пятном. Из антропологии известно, сколь сильно отличаются между собой представления о времени различных культур. В одних культурах время циклично — история состоит из бесконечных повторений одной и той же цепи событий. В других культурах, вклю­чая и нашу собственную, время — дорога, проторенная между прошлым и будущим, по которой идут народы и общества. Встречаются и такие культуры, в которых чело­веческая жизнь считается стационарной во времени: не мы приближаемся к будущему, а будущее приближает­ся к нам.

Мне уже доводилось писать о том, что каждое обще­ство питает определенное, характерное лишь для него временное пристрастие — в зависимости от того, в ка­кой мере оно акцентирует свое внимание на прошлом, настоящем или будущем. Одно общество живет прош­лым, другое может быть целиком поглощено будущим.

Кроме того, каждая культура и каждая личность имеют обыкновение мыслить в терминах временных го­ризонтов. Одни из нас сосредоточили все помыслы лишь на том, что происходит в данный момент, сейчас. На­пример, политических деятелей часто критикуют за то, что они не видят дальше собственного носа. О таких деятелях говорят, что их временной горизонт ограничен датой ближайших выборов. Другие из нас предпочитают строить далекие планы. Столь различные временные го­ризонты — один из важнейших, хотя и часто упускае-

* Бродель Фернан (род. 1902 г.) — французский историк. — Прим. перев.

21



мый из виду, источников социальных и экономических трений.

Несмотря на растущее сознание различий в культур­ных концепциях времени, социальные науки внесли не­значительный вклад в создание самосогласованной тео­рии времени. Такая теория могла бы охватить многие дисциплины — от политики до динамики социальных групп и психологии общения. Она могла бы учитывать, например, то, что в книге «Столкновение с будущим» («Future Shock») я назвал предвкушением длительно­сти, — индуцированные нашей культурой предположи­тельные оценки длительности того или иного процесса.

Например, мы довольно рано узнаем, что зубы по­лагается чистить в течение нескольких минут, а не все утро или что, когда папа уходит на работу, он возвра­щается часов через восемь и что обед может длиться минуты или часы, но отнюдь не год. (Телевидение с его разбиением программ на получасовые и часовые интер­валы тонко формирует наши представления о длитель­ности. Обычно мы не без основания ожидаем, что герой мелодрамы встретит свою возлюбленную, завладеет бо­гатством или выиграет сражение в последние пять ми­нут телепередачи. В США мы интуитивно прогнозируем через определенные промежутки времени перерывы в те­левизионных передачах для показа рекламных объявле­ний.) Наш разум заполнен подобными прогнозами дли­тельности. Разумеется, прогнозы детского разума во многом отличаются от прогнозов разума взрослого чело­века, полностью адаптировавшегося к социальной среде, и эти различия также являются источником конфликта.

Дети в индустриальном обществе обладают времен­ной тренированностью: они умеют обращаться с часами и рано научаются различать довольно малые отрезки времени (вспомним хотя бы хорошо знакомую всем си­туацию, когда родители говорят ребенку: «Через три минуты ты должен быть в постели!»). Столь тонко раз­витое чувство времени нередко отсутствует в аграрном обществе с его замедленными темпами, не требующими столь скрупулезно расписанного по минутам плана на день, как наше вечно спешащее общество.

Понятия, соответствующие социальной и индивиду­альной временным шкалам Броделя, не были подвергну­ты систематическому анализу в социальных науках. Не предпринималось и сколько-нибудь значительных по-

22



пыток «состыковать» их с нашими естественнонаучными теориями времени, хотя такие понятия не могут не быть связанными с нашими исходными допущениями о физи­ческой реальности. Последнее замечание вновь возвра­щает нас к Пригожину, которого понятие времени не­удержимо влекло к себе с детских лет. Как-то Пригожин сообщил мне, что еще в бытность свою студентом был поражен вопиющими противоречиями в естествен­нонаучном подходе к проблеме времени и эти противо­речия стали отправным пунктом всей его дальнейшей деятельности.

В модели мира, построенной Ньютоном и его после­дователями, время выступало как своего рода придаток. Для создателей ньютоновской картины мира любой мо­мент времени в настоящем, прошлом и будущем был неотличим от любого другого момента времени. Плане­ты могли обращаться вокруг Солнца (часы или какой-нибудь другой простой механизм — идти) как вперед, так и назад по времени, ничего не изменяя в самих ос­новах ньютоновской системы. Именно поэтому в науч­ных кругах за временем в ньютоновской системе за­крепилось название обратимого времени.

В XIX в. центр интересов физиков переместился с динамики на термодинамику. После того как было сформулировано второе начало термодинамики, всеоб­щее внимание неожиданно оказалось прикованным к по­нятию времени. Дело в том, что согласно второму на­чалу термодинамики запас энергии во Вселенной иссяка­ет, а коль скоро мировая машина сбавляет обороты, не­отвратимо приближаясь к тепловой смерти, ни один момент времени не тождествен предшествующему. Ход событий во Вселенной невозможно повернуть вспять, дабы воспрепятствовать возрастанию энтропии. Собы­тия в целом невоспроизводимы, а это означает, что вре­мя обладает направленностью, или, если воспользовать­ся выражением Эддингтона, существует стрела времени. Вселенная стареет, а коль скоро это так, время как бы представляет собой улицу с односторонним движением. Оно утрачивает обратимость и становится необратимым.

Не вдаваясь в детали, можно утверждать, что воз­никновение термодинамики привело естествознание к глубокому расколу в связи с проблемой времени. Бо­лее того, даже те, кто считал время необратимым, вско­ре разделились на два лагеря. Если запас энергии в си-

23



стеме тает, рассуждали они, то способность системы поддерживать организованные структуры ослабевает, отсюда высокоорганизованные структуры распадаются на менее организованные, которые в большей мере на­делены случайными элементами. Не следует забывать, однако, что именно организация наделяет систему при­сущим ей разнообразием. По мере того как иссякает за­пас энергии и возрастает энтропия, в системе нивели­руются различия. Следовательно, второе начало термо­динамики предсказывает все более однородное будущее (прогноз с чисто человеческой точки зрения весьма пес­симистический).

Обратимся теперь к проблемам, поднятым Дарвином и его последователями. Считалось, что эволюция от­нюдь не приводит к понижению уровня организации и обеднению разнообразия форм. Наоборот, эволюция развивается в противоположном направлении: от про­стого к сложному, от низших форм жизни к высшим, от недифференцированных структур к дифференцирован­ным. С человеческой точки зрения, такой прогноз весь­ма оптимистичен. Старея, Вселенная обретает все бо­лее тонкую организацию. Со временем уровень орга­низации Вселенной неуклонно повышается.

В указанном выше смысле взгляды приверженцев второго начала термодинамики и дарвинистов по поводу временных изменений во Вселенной уместно охаракте­ризовать как противоречие в противоречии.

Стремление разрешить эти старые парадоксы приво­дит Пригожина и Стенгерс к следующим вопросам: «ка­кова специфическая структура динамических систем, поз­воляющая им «отличать прошлое от будущего»? Каков необходимый для такого различения минимальный уро­вень сложности»?

Ответ, к которому приходят Пригожин и Стенгерс, сводится к следующему. Стрела времени проявляет себя лишь в сочетании со случайностью. Только в том случае, когда система ведет себя достаточно случайным обра­зом, в ее описании возникает различие между прошлым и будущим и, следовательно, необратимость.

В классической, или механистической, науке исход­ным рубежом событий служат начальные условия. Ато­мы или частицы движутся по мировым линиям, или траекториям. Задав начальные условия, мы можем вы­пустить из исходной мировой точки траекторию как на-

24



зад по времени — в прошлое, так и вперед по време­ни — в будущее. С совершенно иной ситуацией мы стал­киваемся при рассмотрении некоторых химических реак­ций, например в случае, когда две жидкости, слитые в один сосуд, диффундируют до тех пор, пока смесь не станет однородной, или гомогенной. Обратная диффузия, которая приводила к разделению смеси на исходные компоненты, никогда не наблюдается. В любой момент времени смесь отличается от той, которая была в сосу­де в предыдущий момент и будет в следующий. Весь процесс ориентирован во времени.

В классической науке (по крайней мере на ранних этапах ее развития) такие направленные во времени процессы считались аномалиями, курьезами, обязанны­ми своим происхождением выбору весьма маловероят­ных начальных условий.

Пригожин и Стенгерс приводят убедительные аргу­менты, показывающие, что такого рода нестационарные односторонне направленные во времени процессы от­нюдь не являются своего рода аберрациями, или откло­нениями, от мира с обратимым временем. Гораздо бли­же к истине обратное утверждение: редким явлением, или аберрацией с несравненно большим основанием, надлежит считать обратимое время, связанное с замкну­тыми системами (если таковые существуют в действи­тельности).

Более того, необратимые процессы являются источ­ником порядка (отсюда и название книги Пригожина и Стенгерс — «Порядок из хаоса»). Тесно связанные с от­крытостью системы и случайностью, необратимые про­цессы порождают высокие уровни организации, напри­мер диссипативные структуры.

Именно поэтому одним из лейтмотивов предлагае­мой вниманию читателя книги служит новая, весьма не­обычная интерпретация второго начала термодинамики, предложенная авторами. 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.

Суть предлагаемого авторами подхода к проблеме времени можно охарактеризовать как грандиозный син­тез, охватывающий наряду с обратимым и необратимое

25



время и показывающий взаимосвязь того и другого вре­мени не только на уровне макроскопических, но и на уровне микроскопических и субмикроскопических явле­ний.

Перед нами дерзновенная попытка собрать воедино то, что было разъято на составные части. Аргументация авторов сложна и не всегда доступна пониманию непод­готовленного читателя. Но она изобилует свежими идеями, счастливыми догадками и позволяет установить взаимосвязь, казалось бы, разрозненных (и противоречи­вых) философских понятий.

Дойдя до соответствующего места в книге, мы начи­наем осознавать во всем великолепии глубокий синтез, изложенный на ее страницах. Подчеркивая, что необра­тимое время не аберрация, а характерная особенность большей части Вселенной, Пригожин и Стенгерс подры­вают самые основы классической динамики. Для авто­ров «Порядка из хаоса» выбор между обратимостью и необратимостью не является выбором одной из двух равноправных альтернатив. Обратимость (по крайней мере если речь идет о достаточно больших промежут­ках времени) присуща замкнутым системам, необрати­мость — всей остальной части Вселенной.

Показывая, что при неравновесных условиях энтро­пия может производить не деградацию, а порядок, ор­ганизацию и в конечном счете жизнь, Пригожин и Стен­герс подрывают и традиционные представления класси­ческой термодинамики.

В свою очередь представление об энтропии как об источнике организации означает, что энтропия утрачи­вает характер жесткой альтернативы, возникающей пе­ред системами в процессе эволюции: в то время как одни системы вырождаются, другие развиваются по вос­ходящей линии и достигают более высокого уровня ор­ганизации. Такой объединяющий, а не взаимоисключаю­щий подход позволяет биологии и физике сосущество­вать, вместо того чтобы находиться в отношении контра­дикторной противоположности.

Наконец, нельзя не упомянуть еще об одном синте­зе, достигнутом в работе Пригожина и Стенгерс, — ус­тановлении ими нового отношения между случайностью и необходимостью.

26



Роль случайного в окружающем нас мире обсужда­ется с незапамятных времен — с тех пор, как первобыт­ный охотник споткнулся о подвернувшийся под ноги ка­мень. В Ветхом завете миром безраздельно правит божественная воля. Божественному провидению послуш­ны не только небесные светила, движущиеся по предна­чертанным орбитам, но и воля всех и каждого из лю­дей. Создатель всего сущего, бог, воплощает в себе пер­вопричину всех явлений. Все происходящее в этом мире заранее предустановлено. О том, как надлежит тракто­вать божественное предопределение и свободу воли, со времен Блаженного Августина и «Каролингского воз­рождения» велись ожесточенные споры. В растянувшейся на много веков дискуссии приняли участие Уиклиф*, Гус, Лютер, Кальвин.

Не счесть интерпретаторов, пытавшихся примирить детерминизм со свободой воли. Одно из предложенных ими хитроумных решений проблемы состояло в призна­нии детерминированности всего происходящего в мире божественным предопределением с оговоркой относи­тельно свободы воли индивида. Бог не входит в каждое действие индивида, предоставляя тому некую свободу выбора, в пределах которой тот волен принимать реше­ния по своему усмотрению. Таким образом, свобода во­ли в нижнем этаже мироздания существует лишь в пре­делах того «меню», которое обитатель верхнего этажа выбирает на свой вкус.

В «мирской» культуре машинного века жесткий де­терминизм в большей или меньшей степени сохранил господствующее положение даже после того, как Гейзенберг и «неопределеонисты», казалось бы, потрясли его основы. Такие мыслители, как Рене Том, и поныне отвергают идею случайности как иллюзорную и глубо­ко ненаучную. Столкнувшись со столь сильной философ­ской обструкцией, некоторые рьяные сторонники свобо­ды воли, спонтанности и в конечном счете неопределен­ности, в частности экзистенциалисты, заняли не менее бескомпромиссную позицию. (Например, Сартр считает, что индивид «полностью и всегда свободен», хотя в некоторых своих произведениях признает существование реальных ограничений на такую свободу.)

Современные представления о случайности и детер-

* Уиклиф (Виклиф) Джон (около 1355—1384 гг.) — английский реформатор, идеолог «бюргерской ереси». — Прим. перев.

27



минизме изменились в двух отношениях. Прежде всего возросла их сложность. Вот что говорит по этому пово­ду известный французский социолог Эдгар Морен, став­ший специалистом по эпистемологическим проблемам:

«Не следует забывать о том, что за последние сто лет проблема детерминизма претерпела существенные изменения... На смену представлениям о высших, не ве­дающих индивидуальных различий перманентных зако­нах, безраздельно властвующих над всем происходящим в природе, пришли представления о законах взаимодей­ствия... Но это еще не все: проблема детерминизма пре­вратилась в проблему порядка во Вселенной. Порядок же подразумевает существование в окружающем мире не только «законов», но и чего-то еще: ограничений, инвариантностей, постоянства каких-то соотношений, той или иной регулярности... Стирающий всякие различия, обезличивающий подход старого детерминизма сменил­ся всячески подчеркивающим различия эволюционным подходом, основанным на использовании детермина­ций».

По мере того как обогащалась концепция детерми­низма, предпринимались все новые и новые усилия для признания сосуществования случайного и необходимого, связанных между собой отношением не подчинения, а равноправного партнерства во Вселенной, в одно и то же время организующей и дезорганизующей себя.

Именно здесь и появляются на сцене Пригожин и Стенгерс. Им удается продвинуться еще на один шаг: они не только доказывают (вполне убедительно для ме­ня, но недостаточно убедительно для критиков, подоб­ных математику Рене Тому), что в окружающем нас мире действуют и детерминизм, и случайность, но и прослеживают, каким образом необходимость и случай­ность великолепно согласуются, дополняя одна другую.

Согласно теории изменения, проистекающей из по­нятия диссипативной структуры, когда на систему, нахо­дящуюся в сильно неравновесном состоянии, действуют, угрожая ее структуре, флуктуации, наступает критиче­ский момент — система достигает точки бифуркации. Пригожин и Стенгерс считают, что в точке бифуркации принципиально невозможно предсказать, в какое состоя­ние перейдет система. Случайность подталкивает то, что остается от системы, на новый путь развития, а после того как путь (один из многих возможных) выбран,

28



вновь вступает в силу детерминизм — и так до следую­щей точки бифуркации.

Таким образом, в теории Пригожина и Стенгерс слу­чайность и необходимость выступают не как несовмести­мые противоположности: в судьбе системы случайность и необходимость играют важные роли, взаимно допол­няя одна другую.

Достигнут в книге Пригожина и Стенгерс и еще один синтез.

Авторы, несомненно, берут на себя большую сме­лость, повествуя в рамках единого сюжета об обратимом и необратимом времени, хаосе и порядке, физике и био­логии, случайности и необходимости, тщательно огова­ривая условия существования взаимосвязей между столь далекими понятиями и областями науки. От рисуемой авторами картины при всей ее спорности веет подлин­ным величием и мощью.

Но сколь ни дерзок авторский замысел, он далеко не полностью объясняет интерес, питаемый широкой читательской аудиторией к книге «Порядок из хаоса». По моему глубокому убеждению, не меньшее значение имеют глубокие социальные и даже политические обер­тоны, возникающие под влиянием чтения книги При­гожина и Стенгерс. Подобно тому как ньютоновская мо­дель породила аналогии в политике, дипломатии и дру­гих, казалось бы, далеких от науки сферах человеческой деятельности, пригожинская модель также допускает далеко идущие параллели.

Предлагая строгие методы моделирования качествен­ных изменений, Пригожин и Стенгерс позволяют по-но­вому взглянуть на понятие революции. Объясняя, каким образом иерархия неустойчивостей порождает структур­ные изменения, авторы «Порядка из хаоса» делают осо­бенно прозрачной теорию организации. Им принадлежит также оригинальная трактовка некоторых психологиче­ских процессов, например инновационной деятельности, в которой авторы усматривают связь с «несредним» по­ведением (nonaverage), аналогичным возникающему в неравновесных условиях.

Еще более важные следствия теория Пригожина и Стенгерс имеет для изучения коллективного поведения. Авторы теории предостерегают против принятия генети­ческих или социобиологических объяснений загадочных

29



или малопонятных сторон социального поведения. Мно­гое из того, что обычно относят за счет действия тайных биологических пружин, в действительности порождается не «эгоистичными» детерминистскими генами, а социаль­ными взаимодействиями в неравновесных условиях.

(Например, в одном из недавно проведенных иссле­дований муравьи подразделялись на две категории: «тружеников» и неактивных муравьев, или «лентяев». Особенности, определяющие принадлежность муравьев к той или другой из двух категорий, можно было бы опрометчиво отнести за счет генетической предрасполо­женности. Однако, как показали исследования, если разрушить сложившиеся в популяции связи, разделив муравьев на две группы, состоящие соответственно толь­ко из «тружеников» и только из «лентяев», то в каждой из групп в свою очередь происходит расслоение на «лентяев» и «тружеников». Значительный процент «лен­тяев» внезапно превращается в прилежных «тружени­ков»!)

Не удивительно, что экономисты, специалисты по ди­намике роста городов, географы, занимающиеся пробле­мами народонаселения, экологи и представители многих других научных специальностей применяют в своих ис­следованиях идеи, изложенные в прекрасной книге При-гожина и Стенгерс.

Никто (в том числе и авторы) не в силах извлечь все следствия из столь содержательной и богатой идея­ми работы, как «Порядок из хаоса». Любого читателя одни места этой замечательной книги заведомо поста­вят в тупик (некоторые ее страницы слишком специаль­ны для тех, кто не имеет основательной естественнонауч­ной подготовки), другие — озадачат или послужат сти­мулом к самостоятельным размышлениям (в особенно­сти если импликации из прочитанного попадают «в цель»). Некоторые утверждения авторов читатель встретит довольно скептически, но в целом «Порядок из хаоса», несомненно, обогатит интеллектуальный мир каждого, кто его прочитает. Если о достоинствах книги судить по тому, в какой мере она порождает «хорошие» вопросы, то книга Пригожина и Стенгерс отвечает са­мым высоким критериям. Приведу лишь несколько из вопросов, возникших у меня при ее чтении.

30



Как можно было бы определить, что такое флуктуа­ция вне стен лаборатории? Что означают в терминоло­гии Пригожина «причина» и «следствие»? Можно с пол­ной уверенностью утверждать, что, говоря о молекулах, обменивающихся сигналами для достижения когерент­ного, или синхронизованного, изменения, авторы отнюдь не впадают в антропоморфизм. При чтении книги возни­кает множество других вопросов. Испускают ли все части окружающей среды сигналы все время или лишь время от времени? Не существует ли косвенная, вторич­ная или n-го порядка связь, позволяющая молекуле или живому организму реагировать на сигналы, не воспри­нимаемые непосредственно из-за отсутствия необходи­мых для этого рецепторов? (Сигнал, испускаемый окру­жающей средой и не детектируемый индивидом А, мо­жет быть воспринят индивидом В и преобразован в сиг­нал другого рода, для обнаружения которого у А имеет­ся все необходимое. В этом случае индивид В выступает в роли преобразователя сигнала, а индивид А реагиру­ет на изменение окружающей среды, о котором получа­ет сигнал по каналу связи второго рода.)

Возникает немало вопросов и в связи с понятием времени. Как авторы используют выдвинутую гарвард­ским астрономом Дэвидом Лейзером идею о том, что мы обладаем способностью воспринимать три различные «стрелы времени»: стрелу, связанную с непрерывным расширением Вселенной после Большого взрыва; стре­лу, связанную с энтропией, и стрелу, связанную с био­логической и исторической эволюцией?

Еще один вопрос: насколько революционна ньюто­новская революция? Разделяя мнение некоторых истори­ков науки, Пригожин и Стенгерс отмечают неразрывную связь ньютоновских идей с алхимией и религиозными представлениями более раннего происхождения. Неко­торые читатели могут заключить из этих слов, что воз­никновение ньютонианства не было ни скачкообразным, ни революционным. Я все же склонен думать, что про­изведенный Ньютоном переворот в науке не следует рас­сматривать как результат линейного развития более ранних идей. Более того, я убежден, что развитая на страницах «Порядка из хаоса» теория изменения сви­детельствует о несостоятельности подобных «континуалистских» взглядов.

Даже если ньютоновская концепция мира не была

31



вполне оригинальной, это отнюдь не означает, что внут­ренняя структура ньютоновской модели мира была та­кой же, как у предшественников Ньютона, или находи­лась в таком же отношении к окружающему внешнему миру.

Ньютоновская система возникла в эпоху крушения феодализма в Западной Европе, когда социальная систе­ма находилась, так сказать, в сильно неравновесном со­стоянии. Модель мироздания, предложенная представи­телями классической науки (даже если какие-то ее де­тали были заимствованы у предшественников), нашла приложение в новых областях и распространилась весь­ма успешно не только вследствие ее научных достоинств или «правильности», но и потому, что возникавшее тогда индустриальное общество, основанное на революционных принципах, представляло необычайно благодатную поч­ву для восприятия новой модели.

Как уже говорилось, машинная цивилизация в по­пытке обосновать свое место в космическом порядке ве­щей, ухватилась за ньютоновскую модель и щедро воз­награждала тех, кому удавалось продвинуться хотя бы на шаг в дальнейшем развитии модели. Автокатализ происходит не только в химических колбах, но и преж­де всего в умах ученых. Эти соображения позволяют мне рассматривать ньютоновскую систему знаний как своего рода «культурную диссипативную структуру», толчком к возникновению которой послужила социаль­ная флуктуация.

Как я уже отмечал, идеи Пригожина и Стенгерс иг­рают центральную роль в последней по времени научной революции. Есть немалая ирония в том, что я же сам не могу не видеть неразрывной связи этих идей с на­следием машинного века и тем явлением, которое по­лучило в моих работах название цивилизации «третьей волны». Если воспользоваться терминологией Приго­жина и Стенгерс, то наблюдаемый ныне упадок индуст­риального общества, или общества «второй волны», можно охарактеризовать как бифуркацию цивилизации, а возникновение более дифференцированного общества «третьей волны» — как переход к новой диссипативной структуре в мировом масштабе. Но коль скоро мы счи­таем приемлемой эту аналогию, почему бы нам не рас­сматривать точно таким же образом переход от модели Ньютона к модели Пригожина? Несомненно, речь идет

32




лишь об аналогии, помогающей, однако, уяснить суть дела.

Наконец, вернемся еще раз к по-прежнему острой проблеме случайности и необходимости. Если Пригожин и Стенгерс правы и случайность играет существенную роль лишь в самой точке бифуркации или в ее ближайшей окрестности (а в промежутках между последовательными бифуркациями разыгрываются строго детерминированные процессы), то не укладывают ли тем самым Пригожин и Стенгерс самую случайность в детермини­стическую схему? Не лишают ли они случайность слу­чайности, отводя случаю второстепенную роль?

Этот вопрос я имел удовольствие обсуждать за обе­дом с Пригожиным. Улыбнувшись, тот заметил в ответ: «Вы были бы правы, если бы не одно обстоятельство. Дело в том, что мы никогда не знаем заранее, когда произойдет следующая бифуркация». Случайность воз­никает вновь и вновь, как феникс из пепла.

«Порядок из хаоса» — книга яркая, захватывающе интересная, блестяще написанная. Она будоражит вооб­ражение и щедро вознаграждает внимательного читате­ля. Ее нужно изучать, наслаждаться каждой деталью, перечитывать, снова и снова задаваясь вопросами. Эта книга возвращает естественные и гуманитарные науки в мир, где ceteris paribus — миф, в мир, где все осталь­ное редко пребывает в стационарном состоянии, сохра­няет тождество или остается неизменным. «Порядок из хаоса» проецирует естествознание на наш современный, бурлящий и изменчивый мир с его нестабильностью и неравновесностью. Выполняя эту функцию, книга При­гожина и Стенгерс отвечает высшему подлинно творче­скому предназначению: она помогает нам создать новый, не виданный ранее порядок.

Олвин Тоффлер







33



ПРЕДИСЛОВИЕ К АНГЛИЙСКОМУ ИЗДАНИЮ
НОВЫЙ ДИАЛОГ ЧЕЛОВЕКА С ПРИРОДОЙ
Наше видение природы претерпевает радикальные изменения в сторону множественности, темпоральности и сложности. Долгое время в западной науке доминиро­вала механистическая картина мироздания. Ныне мы сознаем, что живем в плюралистическом мире. Сущест­вуют явления, которые представляются нам детермини­рованными и обратимыми. Таковы, например, движения маятника без трения или Земли вокруг Солнца. Но су­ществуют также и необратимые процессы, которые как бы несут в себе стрелу времени. Например, если слить две такие жидкости, как спирт и вода, то из опыта из­вестно, что со временем они перемешаются. Обратный процесс — спонтанное разделение смеси на чистую воду и чистый спирт — никогда не наблюдается. Следователь­но, перемешивание спирта и воды — необратимый процесс. Вся химия, но существу, представляет со­бой нескончаемый перечень таких необратимых про­цессов.

Ясно, что, помимо детерминированных процессов, не­которые фундаментальные явления, такие, например, как биологическая эволюция или эволюция человеческих культур, должны содержать некий вероятностный эле­мент. Даже ученый, глубоко убежденный в правильно­сти детерминистических описаний, вряд ли осмелится ут­верждать, что в момент Большого взрыва, т. е. возник­новения известной нам Вселенной, дата выхода в свет нашей книги была начертана на скрижалях законов при-

34



роды. Классическая физика рассматривала фундамен­тальные процессы как детерминированные и обратимые. Процессы, связанные со случайностью или необра­тимостью, считались досадными исключениями из общего правила. Ныне мы видим, сколь важную роль играют повсюду необратимые процессы и флуктуа­ции.

Хотя западная наука послужила стимулом к необы­чайно плодотворному диалогу между человеком и при­родой, некоторые из последствий влияния естественных наук на общечеловеческую культуру далеко не всегда носили позитивный характер. Например, противопостав­ление «двух культур» в значительной мере обусловлено конфликтом между вневременным подходом классичес­кой науки и ориентированным во времени подходом, до­минировавшим в подавляющем большинстве социальных и гуманитарных наук. Но за последние десятилетия в естествознании произошли разительные перемены, столь же неожиданные, как рождение геометрии или грандиоз­ная картина мироздания, нарисованная в «Математиче­ских началах натуральной философии» Ньютона. Мы все глубже осознаем, что на всех уровнях — от элемен­тарных частиц до космологии — случайность и необра­тимость играют важную роль, значение которой воз­растает по мере расширения наших знаний. Наука вновь открывает для себя время. Описанию этой концептуаль­ной революции и посвящена наша книга.

Революция, о которой идет речь, происходит на всех уровнях: на уровне элементарных частиц, в космологии, на уровне так называемой макроскопической физики, охватывающей физику и химию атомов или молекул, рассматриваемых либо индивидуально, либо глобально, как это делается, например, при изучении жидкостей или газов. Возможно, что именно на макроскопическом уровне концептуальный переворот в естествознании про­слеживается наиболее отчетливо. Классическая динами­ка и современная химия переживают в настоящее время период коренных перемен. Если бы несколько лет назад мы спросили физика, какие явления позволяет объяс­нить его наука и какие проблемы остаются открытыми, он, вероятно, ответил бы, что мы еще не достигли адек­ватного понимания элементарных частиц или космологи­ческой эволюции, но располагаем вполне удовлетвори­тельными знаниями о процессах, протекающих в мас-



35



штабах, промежуточных между субмикроскопическим и космологическим уровнями. Ныне меньшинство иссле­дователей, к которому принадлежат авторы этой книги и которое с каждым днем все возрастает, не разде­ляют подобного оптимизма: мы лишь начинаем по­нимать уровень природы, на котором живем, и имен­но этому уровню в нашей книге уделено основное вни­мание.

Для правильной оценки происходящего ныне концеп­туального перевооружения физики необходимо рассмот­реть этот процесс в надлежащей исторической перспек­тиве. История науки — отнюдь не линейная развертка серии последовательных приближений к некоторой глу­бокой истине. История науки изобилует противоречиями, неожиданными поворотами. Значительную часть нашей книги мы посвятили схеме исторического развития за­падной науки, начиная с Ньютона, т. е. с событий трех­сотлетней давности. Историю науки мы стремились вписать в историю мысли, с тем чтобы интегрировать ее с эволюцией западной культуры на протяжении послед­них трех столетий. Только так мы можем по достоинст­ву оценить неповторимость того момента, в который нам выпало жить.

В доставшемся нам научном наследии имеются два фундаментальных вопроса, на которые нашим предшест­венникам не удалось найти ответ. Один из них — вопрос об отношении хаоса и порядка. Знаменитый закон воз­растания энтропии описывает мир как непрестанно эволюционирующий от порядка к хаосу. Вместе с тем, как показывает биологическая или социальная эволю­ция, сложное возникает из простого. Как такое может быть? Каким образом из хаоса может возникнуть струк­тура? В ответе на этот вопрос ныне удалось продвинуть­ся довольно далеко. Теперь нам известно, что неравно­весность — поток вещества или энергии — может быть источником порядка.

Но существует и другой, еще более фундаменталь­ный вопрос. Классическая или квантовая физика описы­вает мир как обратимый, статичный. В их описании нет места эволюции ни к порядку, ни к хаосу. Информация, извлекаемая из динамики, остается постоянной во вре­мени. Налицо явное противоречие между статической картиной динамики и эволюционной парадигмой термо­динамики. Что такое необратимость? Что такое энтро-

36



пия? Вряд ли найдутся другие вопросы, которые бы столь часто обсуждались в ходе развития науки. Лишь теперь мы начинаем достигать той степени понимания и того уровня знаний, которые позволяют в той или иной мере ответить на эти вопросы. Порядок и хаос — сложные понятия. Единицы, используемые в статическом опи­сании, которое дает динамика, отличаются от единиц, которые понадобились для создания эволюционной па­радигмы, выражаемой ростом энтропии. Переход от одних единиц к другим приводит к новому понятию ма­терии. Материя становится «активной»: она порождает необратимые процессы, а необратимые процессы орга­низуют материю.

По традиции, естественные науки имеют дело с общеутвердительными или общеотрицательными суждения­ми, а гуманитарные науки — с частноутвердительными или частноотрицательными суждениями. Конвергенция естественных и гуманитарных наук нашла свое отраже­ние в названии французского варианта нашей книги «La Nouvelle Alliance» («Новый альянс»), выпущенной в 1979 г. в Париже издательством Галлимар. Однако нам не удалось найти подходящего английского эквива­лента этого названия. Кроме того, текст английского варианта отличается от французского издания (особен­но значительны расхождения в гл. 7—9). Хотя воз­никновение структур в результате неравновесных про­цессов было вполне адекватно изложено во французском издании (и последовавших затем переводах на другие языки), нам пришлось почти полностью написать заново третью часть, в которой речь идет о результатах наших последних исследований, о корнях понятия времени и формулировке эволюционной парадигмы в рамках есте­ственных наук.

Мы рассказываем о событиях недавнего прошлого. Концептуальное перевооружение физики еще далеко от своего завершения. Тем не менее мы считаем необхо­димым изложить ситуацию такой, как она представляет­ся нам сейчас. Мы испытываем душевный подъем, ибо начинаем различать путь, ведущий от того, что уже ста­ло, явилось, к тому, что еще только становится, возника­ет. Один из нас посвятил изучению проблемы такого перехода большую часть своей научной жизни и, вы­ражая удовлетворение и радость по поводу эстетичес­кой привлекательности полученных результатов, на-

37



деется, что читатель поймет его чувства и разделит их. Слишком затянулся конфликт между тем, что счита­лось вечным, вневременным, и тем, что разворачива­лось во времени. Мы знаем теперь, что существует бо­лее тонкая форма реальности, объемлющая и время, и вечность.

Наша книга является итогом коллективных усилий, в который внесли свой вклад многие коллеги и друзья. К сожалению, мы не можем поблагодарить каждого из них в отдельности. Вместе с тем нам хотелось бы осо­бенно подчеркнуть нашу признательность Эриху Янчу, Аарону Качальскому, Пьеру Ресибуа и Леону Розенфельду, которых уже нет с нами. Свою книгу мы реши­ли посвятить их памяти.

Мы хотим также поблагодарить за постоянную под­держку такие организации, как Международный инсти­тут физики и химии (Institut Internationaux de Physique et de Chimie), основанный Э. Сольве, и Фонд Роберта А. Уелча.

Человечество переживает переходный период. В мо­мент демографического взрыва наука должна, по-види­мому, играть важную роль. Необходимо поэтому с боль­шим вниманием, чем когда-либо, следить за тем, чтобы каналы связи между наукой и обществом оставались от­крытыми. Современное развитие западной науки вырва­ло ее из культурной среды XVII в., в которой зароди­лась наша наука. Мы глубоко убеждены в том, что со­временная наука представляет собой универсальное пос­лание, содержание которого более приемлемо для дру­гих культурных традиций.

За последние десятилетия книги Олвина Тоффлера сыграли важную роль, обратив внимание широких кру­гов общественности на некоторые особенности «третьей волны», характеризующей наше время. Мы весьма приз­нательны О. Тоффлеру за то, что он любезно согласился написать предисловие к английскому варианту нашей книги. Английский — не наш родной язык. Мы счита­ем, что каждый язык позволяет по-своему, несколько иначе, чем другие, описывать объемлющую нас реаль­ность.

Некоторые из специфических особенностей языка ори­гинала сохраняются даже при самом тщательном пере­воде. Мы весьма признательны Джозефу Эрли, Яну Макгилврею, Кэрол Терстон и особенно Карлу Рубино

38



за помощь при подготовке английского варианта нашей книги Мы хотели бы также выразить нашу глубо­кую благодарность Памеле Пейп, тщательно перепеча­тавшей несколько последовательных приближений к окончательному варианту текста книги «Порядок из хаоса».







39



ВВЕДЕНИЕ
ВЫЗОВ НАУКЕ
1
Не будет преувеличением сказать, что 28 апреля 1686 г. — одна из величайших дат в истории человече­ства. В этот день Ньютон представил Лондонскому ко­ролевскому обществу свои «Математические начала на­туральной философии». В них не только были сформу­лированы основные законы движения, но и определены такие фундаментальные понятия, так масса, ускорение и инерция, которыми мы пользуемся и поныне. Но, пожа­луй, самое сильное впечатление на ученый мир произ­вела Книга III ньютоновских «Начал» — «О системе ми­ра», в которой был сформулирован закон всемирного тяготения. Современники Ньютона тотчас же оценили уникальное значение его труда. Гравитация стала пред­метом обсуждения в Лондоне и Париже.

С выхода в свет первого издания ньютоновских «На­чал» прошло триста лет. Наука росла невероятно быст­ро и проникла в повседневную жизнь каждого из нас. Наш научный горизонт расширился до поистине фанта­стических пределов. На микроскопическом конце шкалы масштабов физика элементарных частиц занимается изучением процессов, разыгрывающихся на длинах по­рядка 10-15 см за время порядка 10-22 с. На другом конце шкалы космология изучает процессы, происходя­щие за время порядка 1010 лет (возраст Вселенной). Как никогда близки наука и техника. Помимо других факторов, новые биотехнологии и прогресс информаци­онно-вычислительной техники обещают коренным обра­зом изменить самый уклад нашей жизни.

Параллельно с количественным ростом науки проис­ходят глубокие качественные изменения, отзвуки кото-

40



рых выходят далеко за рамки собственно науки и ока­зывают воздействие на наше представление о природе. Великие основатели западной науки подчеркивали уни­версальность и вечный характер законов природы. Выс­шую задачу науки они усматривали в том, чтобы сфор­мулировать общие схемы, которые бы совпадали с идеа­лом рационального. В предисловии к сборнику работ Исайи Берлина «Против течения» Роджер Хаусхер пи­шет об этом следующее:

«Они были заняты поиском всеобъемлющих схем, уни­версальных объединяющих основ, в рамках которых можно было бы систематически, т. е. логическим путем или путем прослеживания причинных зависимостей, обосновать взаимосвязь всего сущего, грандиозных по­строений, в которых не должно оставаться места для спонтанного, непредсказуемого развития событий, где все происходящее, по крайней мере в принципе, должно быть объяснимо с помощью незыблемых общих зако­нов»1.

История поисков рационального объяснения мира драматична. Временами казалось, что столь амбициозная программа близка к завершению: перед взором ученых открывался фундаментальный уровень, исходя из которого можно было вывести все остальные свойства материи. Приведем лишь два примера такого прозрения истины. Один из них — формулировка знаменитой мо­дели атома Бора, позволившей свести все многообра­зие атомов к простым планетарным системам из элек­тронов и протонов. Другой период напряженного ожи­дания наступил, когда у Эйнштейна появилась надежда на включение всех физических законов в рамки так на­зываемой единой теории поля. В унификации некоторых из действующих в природе фундаментальных сил дейст­вительно был достигнут значительный прогресс. Но столь желанный фундаментальный уровень по-прежнему ускользает от исследователей. Всюду, куда ни посмотри, обнаруживается эволюция, разнообразие форм и не­устойчивости. Интересно отметить, что такая картина наблюдается на всех уровнях — в области элементарных частиц, в биологии и в астрофизике с ее расширяющей­ся Вселенной и образованием черных дыр.

Как уже упоминалось в предисловии, наше видение природы претерпевает радикальные изменения в сторо­му множественности, темпоральности и сложности.

41



Весьма примечательно, что неожиданная сложность, об­наруженная в природе, привела не к замедлению про­гресса науки, а, наоборот, способствовала появлению но­вых концептуальных структур, которые ныне представ­ляются существенными для нашего понимания физиче­ского мира — мира, частью которого мы являемся. Именно эту новую, беспрецедентную в истории науки ситуацию мы и хотим проанализировать в нашей книге.

История трансформации наших представлений о нау­ке и природе вряд ли отделима от другой истории — чувств и эмоций, вызываемых наукой. С каждой интел­лектуальной программой всегда связаны новые надеж­ды, опасения и ожидания. В классической науке основ­ной акцент делался на законах, не зависящих от време­ни. Предполагалось, что, как только произвольно выб­ранное мгновенное состояние системы будет точно из­мерено, обратимые законы науки позволят предсказать будущее системы и полностью восстановить ее прошлое. Вполне естественно, что такого рода поиск вечной исти­ны, таящийся за изменчивыми явлениями, вызывал энту­зиазм. Нужно ли говорить, сколь сильное потрясение пе­режили ученые, осознав, что классическое описание в действительности принижает природу: именно успехи, достигнутые наукой, позволили представить природу в виде некоего автомата или робота.

Потребность свести многообразие природы к хитро­сплетению иллюзий свойственна западной мысли со вре­мен греческих атомистов. Лукреций, популяризируя уче­ния Демокрита и Эпикура, писал, что мир — «всего лишь» атомы и пустота и он вынуждает нас искать скрытое за видимым:

Чтоб к словам моим ты с недоверием все же не отнесся,

Из-за того, что начала вещей недоступны для глаза,

Выслушав то, что скажу, и ты сам, несомненно, признаешь,

Что существуют тела, которых мы видеть не можем2.

Хорошо известно, однако, что побудительным моти­вом в работах греческих атомистов было стремление не принизить природу, а освободить человека от страха — страха перед любым сверхъестественным существом или порядком, превосходящим порядки, устанавливаемые людьми или природой. Лукреций неоднократно повторя­ет, что бояться нам нечего, что в мире нет ничего, кро­ме вечно изменяющихся комбинаций атомов в пустоте.

42



Современная наука превратила по существу этиче­скую установку древних атомистов в установленную ис­тину, и эта истина — сведение природы к атомам и пус­тоте — в свою очередь породила то, что Ленобль3 наз­вал «беспокойством современных людей». Каким обра­зом мы сознаем себя в случайном мире атомов? Не сле­дует ли определять науку через разрыв, пролегающий между человеком и природой?

«Все тела, небесный свод, звезды, Земля и ее цар­ства не идут в сравнение с самым низким из умов, ибо ум несет в себе знание обо всем этом, тела же не веда­ют ничего»4. Эта мысль Паскаля пронизана тем же ощу­щением отчуждения, какое мы встречаем и у таких современных ученых, как Жак Моно:

«Человек должен наконец пробудиться от тысячелет­него сна, и, пробудившись, он окажется в полном оди­ночестве, в абсолютной изоляции. Лишь тогда он нако­нец осознает, что, подобно цыгану, живет на краю чуж­дого ему мира. Мира, глухого к его музыке, безразлич­ного к его чаяниям, равно как и к его страданиям или преступлениям»5.

Парадокс! Блестящий успех молекулярной биоло­гии — расшифровка генетического кода, в которой Моно принимал самое деятельное участие, — завершается на трагической ноте. Именно это блестящее достижение человеческого разума, говорит нам Моно, превращает нас в безродных бродяг, кочующих по окраинам Все­ленной. Как это объяснить? Разве наука не средство связи, не диалог человека с природой?

В прошлом нередко проводились существенные раз­личия между миром человека и миром природы, кото­рый предполагался чуждым человеку. Наиболее ярко это умонастроение передано в знаменитом отрывке из «Новой науки» Вико:

«...В ночи беспросветного мрака, окутывающего ран­нюю античность, столь далекую от нас, сияет вечный немеркнущий свет бесспорной истины: мир цивилизован­ного общества заведомо сотворен людьми, поэтому прин­ципы, на которых он зиждется, надлежит искать в из­менчивости нашего собственного человеческого разума. Всякий, кому случалось поразмыслить над этим, не может не удивляться, зачем нашим философам пона­добилось затратить столько энергии на изучение мира природы, известного лишь одному господу богу с тех

43



пор, как тот сотворил этот мир, и почему они пренебрег­ли изучением мира наций, или цивилизованного мира, созданного людьми и познаваемого ими»6.

Современные исследования все дальше уводят нас от противопоставления человека миру природы. Одну из главных задач нашей книги мы видим в том, чтобы показать растущее согласие наших знаний о человеке и природе — согласие, а не разрыв и противопоставление.

2
В прошлом искусство вопрошать природу, умение за­давать ей вопросы принимало самые различные формы. Шумеры создали письменность. Шумерские жрецы были убеждены в том, что будущее запечатлено тайными письменами в событиях, происходящих вокруг нас в на­стоящем. Шумеры даже систематизировали свои воз­зрения в причудливом смешении магических и рацио­нальных элементов7. В этом смысле мы можем утверж­дать, что западная наука, начавшаяся в XVII в., лишь открыла новую главу в длящемся с незапамятных вре­мен нескончаемом диалоге человека и природы.

Александр Койре8 определил нововведение, привне­сенное современной наукой, термином «экспериментиро­вание». Современная наука основана на открытии но­вых, специфических форм связи с природой, т. е. на убеждении, что природа отвечает на эксперименталь­ные вопросы. Каким образом можно было бы дать бо­лее точное определение экспериментальному диалогу? Экспериментирование означает не только достоверное наблюдение подлинных фактов, не только поиск эмпири­ческих зависимостей между явлениями, но и предпола­гает систематическое взаимодействие между теоретиче­скими понятиями и наблюдением.

Ученые на сотни различных ладов выражали свое изумление по поводу того, что при правильной постанов­ке вопроса им удается разгадать любую головоломку, которую задает им природа. В этом отношении наука подобна игре двух партнеров, в которой нам необходи­мо предугадать поведение реальности, не зависящей от наших убеждений, амбиций или надежд. Природу не­возможно заставить говорить то, что нам хотелось бы услышать. Научное исследование — не монолог. Зада-

44



вая вопрос природе, исследователь рискует потерпеть неудачу, но именно риск делает эту игру столь увлека­тельной.

Но уникальность западной науки отнюдь не исчерпы­вается такого рода методологическими соображениями. Обсуждая нормативное описание научной рационально­сти, Карл Поппер был вынужден признать, что в конеч­ном счете рациональная наука обязана своим существо­ванием достигнутым успехам: научный метод применим лишь благодаря отдельным удивительным совпадениям между априорными теоретическими моделями и экспе­риментальными результатами9. Наука — игра, связан­ная с риском, но тем не менее науке удалось найти во­просы, на которые природа дает непротиворечивые ответы.

Успех западной науки — исторический факт, непред­сказуемый априори, с которым, однако, нельзя не счи­таться. Поразительный успех современной науки привел к необратимым изменениям наших отношений с приро­дой. В этом смысле термин «научная революция» следу­ет считать вполне уместным и правильно отражающим существо дела. История человечества отмечена и други­ми поворотными пунктами, другими исключительными стечениями обстоятельств, приводившими к необрати­мым изменениям. Одно из таких событий решающего значения известно под названием неолитической рево­люции. Как и в случае «выборов», производимых в хо­де биологической эволюции, мы можем строить лишь бо­лее или менее правдоподобные догадки относительно того, почему неолитическая революция протекала так, а не иначе, в то время как относительно решающих эпи­зодов в эволюции науки мы располагаем богатой ин­формацией. Так называемая неолитическая революция длилась тысячелетия. Несколько упрощая, можно ут­верждать, что научная революция началась всего лишь триста лет назад. Нам представляется, по-видимому, уникальная возможность полностью разобраться в том характерном и поддающемся анализу переплетении слу­чайного и необходимого, которое отличает научную ре­волюцию.

Наука начала успешный диалог с природой. Вместе с тем первым результатом этого диалога явилось откры­тие безмолвного мира. В этом — парадокс классической науки. Она открыла людям мертвую, пассивную приро-

45



ду, поведение которой с полным основанием можно сравнить с поведением автомата: будучи запрограммиро­ванным, автомат неукоснительно следует предписаниям, заложенным в программе. В этом смысле диалог с при­родой вместо того, чтобы способствовать сближению че­ловека с природой, изолировал его от нее. Триумф чело­веческого разума обернулся печальной истиной. Наука развенчала все, к чему ни прикоснулась.

Современная наука устрашила и своих противников, видевших в ней смертельную угрозу, и даже кое-кого из своих приверженцев, усматривавших в «открытой» наукой изоляции человека плату, взимаемую с нас за новую рациональность.

Ответственность за нестабильное положение науки в обществе, по крайней мере отчасти, может быть возло­жена на напряженность, возникшую в культуре с по­явлением классической науки. Бесспорно, что классичес­кая наука привела к героическому принятию суровых выводов из рациональности мира. Но столь же несом­ненно, что именно классическая наука стала причиной, по которой рациональность была решительно и безого­ворочно отвергнута. В дальнейшем мы еще вернемся к современным антинаучным движениям, а пока приве­дем более давний пример — иррационалистское движение 20-х годов в Германии, на фоне которого зарождалась квантовая механика10. В противовес науке, отождест­влявшейся с такими понятиями, как причинность, детер­минизм, редукционизм и рациональность, в Германии тех лет махровым цветом расцвели отрицаемые наукой идеи, в которых противники науки усматривали выра­жение иррациональности, якобы присущей природе. Жизнь, судьба, свобода и спонтанность воспринимались иррационалистами как внешние проявления призрачного потустороннего мира, недоступного человеческому разу­му. Не вдаваясь в анализ конкретной общественно-по­литической обстановки, сложившейся в Германии 20-х годов и породившей разнузданную антинаучную кампа­нию, заметим лишь, что отказ от рациональности проде­монстрировал, какие опасности сопутствуют классиче­ской науке. Признавая один субъективный смысл за суммой опыта, имеющего, по мнению тех или иных лю­дей, определенную ценность, наука рискует перенести этот опыт в сферу иррационального, наделив его по­истине всесокрушающей силой.

46



Как подчеркивал Джозеф Нидэм, западноевропей­ская мысль всегда испытывала колебания между ми­ром-автоматом и теологией с ее миром, безраздельно подвластным богу. В этой раздвоенности — суть того, что Нидэм называет «характерной европейской шизо­френией»11. В действительности оба взгляда на мир взаимосвязаны. Автомату необходим внешний бог.

Сколь остро стоит перед нами проблема описанного выше трагического выбора? Действительно ли нам необ­ходимо выбирать между наукой, приводящей к отчуж­дению человека от природы, и антинаучным метафизи­ческим взглядом на мир? Авторы предлагаемой внима­нию читателя книги убеждены в том, что в настоящее время необходимость в подобного рода выборе отпала, поскольку изменения, происходящие в современной нау­ке, породили ситуацию, в корне отличную от прежней. Дело в том, что эволюция науки, начавшаяся совсем недавно, предоставляет нам уникальную возможность пе­реоценки места, занимаемого наукой в общечеловече­ской культуре. Современное естествознание зародилось в специфических условиях, сложившихся в Европе XVII в. Нам, живущим в конце XX в., накопленный опыт позволяет утверждать, что наука выполняет некую универсальную миссию, затрагивающую взаимодействие не только человека и природы, но и человека с челове­ком.



3
От каких предпосылок классической науки удалось избавиться современной науке? Как правило, от тех, которые были сосредоточены вокруг основополагающего тезиса, согласно которому на определенном уровне мир устроен просто и подчиняется обратимым во времени фундаментальным законам. Подобная точка зрения представляется нам сегодня чрезмерным упрощением. Разделять ее означает уподобляться тем, кто видит в зданиях лишь нагромождение кирпича. Но из одних и тех же кирпичей можно построить и фабричный кор­пус, и дворец, и храм. Лишь рассматривая здание как единое целое, мы обретаем способность воспринимать его как продукт эпохи, культуры, общества, стиля. Су­ществует и еще одна вполне очевидная проблема: по­скольку окружающий нас мир никем не построен, перед нами возникает необходимость дать такое описание его

47



мельчайших «кирпичиков» (т. е. микроскопической структуры мира), которое объясняло бы процесс само­сборки.

Предпринятый классической наукой поиск истины сам по себе может служить великолепным примером той раздвоенности, которая отчетливо прослеживается на протяжении всей истории западноевропейской мысли. Традиционно лишь неизменный мир идей считался, если воспользоваться выражением Платона, «освещенным солнцем умопостигаемого». В том же смысле научную рациональность было принято усматривать лишь в веч­ных и неизменных законах. Все же временное и прехо­дящее рассматривалось как иллюзия. Ныне подобные взгляды считаются ошибочными. Мы обнаружили, что в природе существенную роль играет далеко не иллюзор­ная, а вполне реальная необратимость, лежащая в осно­ве большинства процессов самоорганизации. Обрати­мость и жесткий детерминизм в окружающем нас мире применимы только в простых предельных случаях. Не­обратимость и случайность отныне рассматриваются не как исключение, а как общее правило.

Отрицание времени и сложности занимало центральное место в культурных проблемах, возникавших в свя­зи с научными исследованиями в их классическом опре­делении. Понятия времени и сложности, не дававшие покоя многим поколениям естествоиспытателей и фило­софов, имели решающее значение и для тех метаморфоз науки, о которых пойдет речь в дальнейшем. В своей замечательной книге «Природа физического мира» Артур Эддингтон12 ввел различие между первичными и вторичными законами. Первичным законам подчиняется поведение отдельных частиц, в то время как вторичные законы применимы к совокупностям, или ансамблям, атомов или молекул. Подчеркивание роли вторичных за­конов означает, что описания поведения элементарных компонент недостаточно для понимания системы как це­лого. Ярким примером вторичного закона, по Эддингтону, может служить второе начало термодинамики — закон, который вводит в физику «стрелу времени». Вот что пишет о втором начале термодинамики Эддингтон:

«С точки зрения философии науки концепцию, свя­занную с энтропией, несомненно, следует отнести к од­ному из наиболее значительных вкладов XIX в. в науч­ное мышление. Эта концепция ознаменовала реакцию на

48



традиционную точку зрения, согласно которой все до­стойное внимания науки может быть открыто лишь пу­тем рассечения объектов на микроскопические части»13.

В наши дни тенденция, о которой упоминает Эддинг­тон, необычайно усилилась. Нужно сказать, что некото­рые из наиболее крупных открытий современной науки (такие, как открытие молекул, атомов или элементар­ных частиц) действительно были совершены на микро­скопическом уровне. Например, выделение специфиче­ских молекул, играющих важную роль в механизме жиз­ни, по праву считается выдающимся достижением моле­кулярной биологии. Достигнутый ею успех был столь впечатляющим, что для многих ученых цель проводимых ими исследований стала отождествляться, по выражению Эддингтона, с «рассечением объектов на микроскопи­ческие части». Что же касается второго начала термо­динамики, то оно впервые заставило усомниться в пра­вильности традиционной концепции природы, объясняв­шей сложное путем сведения его к простоте некоего скрытого мира. В наши дни основной акцент научных исследований переместился с субстанции на отношение, связь, время.

Столь резкое изменение перспективы отнюдь не яв­ляется результатом принятия произвольного решения. В физике нас вынуждают к нему новые непредвиденные открытия. Кто бы мог ожидать, что многие (если даже не все) элементарные частицы окажутся нестабильны­ми? Кто бы мог ожидать, что с экспериментальным подтверждением гипотезы расширяющейся Вселенной перед нами откроется возможность проследить историю окружающего нас мира как единого целого?

К концу XX в. мы научились глубже понимать смысл двух великих революций в естествознании, оказавших решающее воздействие на формирование современной физики: создания квантовой механики и теории относи­тельности. Обе революции начались с попыток испра­вить классическую механику путем введения в нее вновь найденных универсальных постоянных. Ныне ситуация изменилась. Квантовая механика дала нам теоретиче­скую основу для описания нескончаемых превращений одних частиц в другие. Аналогичным образом общая теория относительности стала тем фундаментом, опи­раясь на который мы можем проследить тепловую исто­рию Вселенной на ее ранних стадиях.

49



По своему характеру наша Вселенная плюралистична, комплексна. Структуры могут исчезать, но могут и возникать. Одни процессы при существующем уровне знаний допускают описание с помощью детерминирован­ных уравнений, другие требуют привлечения вероятност­ных соображений.

Как можно преодолеть явное противоречие между детерминированным и случайным? Ведь мы живем в едином мире. Как будет показано в дальнейшем, мы лишь теперь начинаем по достоинству оценивать значе­ние всего круга проблем, связанных с необходимостью и случайностью. Кроме того, мы придаем совершенно иное, а иногда и прямо противоположное, чем классиче­ская физика, значение различным наблюдаемым и опи­сываемым нами явлениям. Мы уже упоминали о том, что по существовавшей ранее традиции фундаменталь­ные процессы было принято считать детерминированны­ми и обратимыми, а процессы, так или иначе связанные со случайностью или необратимостью, трактовать как исключения из общего правила. Ныне мы повсюду ви­дим, сколь важную роль играют необратимые процессы, флуктуации. 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. 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, как уже упоминалось в предисловии, мы можем с полным основанием говорить о новом диалоге человека с природой.

4
Наша книга повествует о концептуальных метамор­фозах, которые произошли в науке от «золотого века» классической науки до современности. К описанию этих

50



метаморфоз ведут многие пути. Мы могли бы проанали­зировать проблемы физики элементарных частиц или проследить за увлекательным развитием событий, разыг­равшихся недавно в астрофизике. И физика элементар­ных частиц, и современная астрофизика существенно расширили границы науки. Но, как уже упоминалось в предисловии, за последние годы было обнаружено так много новых свойств и особенностей явлений природы, протекающих на промежуточном уровне, что мы реши­ли сосредоточить все внимание на этом уровне — на про­блемах, относящихся главным образом к макроскопиче­скому миру, состоящему из огромного числа атомов и молекул, в том числе и биомолекул. Вместе с тем нель­зя не подчеркнуть, что на любом уровне, будь то теория элементарных частиц, химия, биология или космология, развитие науки происходит более или менее параллель­но. В любом масштабе самоорганизация, сложность и время играют неожиданно новую роль.

Наша цель состоит в том, чтобы с определенной точ­ки зрения рассмотреть, как развивалась наука за по­следние триста лет. Произведенный нами отбор мате­риала заведомо субъективен. Дело в том, что проблема времени всегда находилась в центре научных интересов одного из нас и ее исследованием он занимался всю свою жизнь. Еще в бытность свою студентом Брюссель­ского университета, где ему довелось впервые соприкос­нуться с физикой и химией, он был поражен, как мало могут сказать естественные науки о времени (скудость естественнонаучных представлений о времени была тем более очевидна для него, что еще до поступления в уни­верситет он изучал цикл гуманитарных дисциплин, из которых ведущими были история и археология). Испы­танное им чувство удивления могло привести его к одной из двух позиций относительно проблемы вре­мени, многочисленные примеры которых неоднократно встречались в прошлом: к полному пренебрежению проб­лемой времени, поскольку в классической науке нет мес­та времени, и к поиску какого-нибудь другого способа постижения природы, в котором бы времени отводилась иная, более существенная по своему значению роль. Именно второй путь избрали Бергсон и Уайтхед, если ограничиться именами лишь двух философов XX в. Пер­вую позицию можно было бы назвать позитивистской, вторую — метафизической.

51



Существует, однако, и третий путь: можно было за­дать вопрос, не объясняется ли простота временной эво­люции, традиционно рассматриваемой в физике и химии, тем, что в этих науках основное внимание уделяется чрезмерно упрощенным ситуациям — грудам кирпича вместо храма, о котором мы уже упоминали.

Наша книга состоит из трех частей. В первой части мы расскажем о триумфе классической науки и куль­турных последствиях этого триумфа. (Первоначально науку встречали с энтузиазмом.) Затем мы опишем по­ляризацию культуры, к которой привела классическая наука и ее поразительный успех. Воспринимать ли нам этот успех как таковой, быть может ограничивая проис­текающие из него последствия, или сам научный метод должен быть отвергнут как неполный или иллюзорный? Какой бы ответ мы ни избрали, результат окажется од­ним и тем же: столкновение между тем, что часто при­нято называть «двумя культурами», — между естествен­ными науками и гуманитарным знанием.

С самого зарождения классической науки западно­европейская мысль придавала этим вопросам первосте­пенное значение. К проблеме выбора мы возвращаемся неоднократно. Именно в вопросе «Чему отдать предпоч­тение?» Исайя Берлин справедливо усматривает начало раскола между естественными и гуманитарными нау­ками:

«Специальное и уникальное или повторяющееся и общее, универсальное, конкретное или абстрактное, веч­ное движение или покой, внутреннее или внешнее, ка­чество или количество, зависимость от культуры или вневременные принципы, борение духа и самоизменение как постоянное состояние человека или возможность (и желательность) покоя, порядка, окончательной гар­монии и удовлетворение всех разумных человеческих желаний — таковы некоторые аспекты этой противопо­ложности»14.

Немало страниц нашей книги посвящено классиче­ской механике. Мы считаем, что она представляет собой «наблюдательный пункт», из которого особенно удобно следить за трансформацией, переживаемой современной наукой. В классической динамике особенно ярко и четко запечатлен статический взгляд на природу. Время низ­ведено до роли параметра, будущее и прошлое эквива­лентны. Квантовая механика подняла много новых

52



проблем, не затронутых классической динамикой, но со­хранила целый ряд концептуальных позиций классиче­ской динамики, в частности по кругу вопросов, относя­щихся ко времени и процессу.

Первые признаки угрозы грандиозному ньютоновско­му построению появились еще в начале XIX в. — в пе­риод торжества классической науки, когда ньютонов­ская программа занимала господствующее положение во французской науке, а та в свою очередь доминиро­вала в Европе. Во второй части нашей книги мы просле­дим за развитием науки о теплоте — сопернице ньюто­новской теории тяготения, начиная с первой «перчатки», брошенной классической динамике, когда Фурье сфор­мулировал закон теплопроводности. Теория Фурье была первым количественным описанием явления, немысли­мого в классической динамике, — необратимого про­цесса.

Два потомка теории теплоты по прямой линии — нау­ка о превращении энергии из одной формы в другую и теория тепловых машин — совместными усилиями при­вели к созданию первой «неклассической» науки — тер­модинамики. 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. XIX век по праву может быть назван веком эволюции: биология, геология и социоло­гия стали уделять в XIX в. все большее внимание изуче­нию процессов возникновения новых структурных эле­ментов, увеличения сложности. Что же касается термо­динамики, то в основе ее лежит различие между двумя типами процессов: обратимыми процессами, не завися­щими от направления времени, и необратимыми про­цессами, зависящими от направления времени. С при­мерами обратимых и необратимых процессов мы позна­комимся в дальнейшем. Понятие энтропии для того и было введено, чтобы отличать обратимые процессы от необратимых: энтропия возрастает только в результате необратимых процессов.

На протяжении XIX в. в центре внимания находилось исследование конечного состояния термодинамической эволюции. Термодинамика XIX в, была равновесной тер-

53



модинамикой. На неравновесные процессы смотрели как на второстепенные детали, возмущения, мелкие несу­щественные подробности, не заслуживающие специаль­ного изучения. В настоящее время ситуация полностью изменилась. Ныне мы знаем, что вдали от равновесия могут спонтанно возникать новые типы структур. В силь­но неравновесных условиях может совершаться переход от беспорядка, теплового хаоса, к порядку. Могут воз­никать новые динамические состояния материи, отра­жающие взаимодействие данной системы с окружающей средой. Эти новые структуры мы назвали диссипативными структурами, стремясь подчеркнуть констру­ктивную роль диссипативных процессов в их об­разовании.

В нашей книге приведены некоторые из методов, раз­работанных в последние годы для описания того, как возникают и эволюционируют диссипативные структуры. При изложении их мы впервые встретимся с такими ключевыми словами, как «нелинейность», «неустойчи­вость», «флуктуация», проходящими через всю книгу, как лейтмотив. Эта триада начала проникать в наши взгляды на мир и за пределами физики и химии.

При обсуждении противоположности между естест­венными и гуманитарными науками мы процитировали слова Исайи Берлина. Специфичное и уникальное Бер­лин противопоставлял повторяющемуся и общему. За­мечательная особенность рассматриваемых нами процес­сов заключается в том, что при переходе от равновес­ных условий к сильно неравновесным мы переходим от повторяющегося и общего к уникальному и специфич­ному. Действительно, законы равновесия обладают вы­сокой общностью: они универсальны. Что же касается поведения материи вблизи состояния равновесия, то ему свойственна «повторяемость». В то же время вдали от равновесия начинают действовать различные механиз­мы, соответствующие возможности возникновения дис­сипативных структур различных типов. Например, вдали от равновесия мы можем наблюдать возникновение хи­мических часов — химических реакций с характерным когерентным (согласованным) периодическим измене­нием концентрации реагентов. Вдали от равновесия на­блюдаются также процессы самоорганизации, приводя­щие к образованию неоднородных структур — неравно­весных кристаллов.

54



Следует особо подчеркнуть, что такое поведение сильно неравновесных систем довольно неожиданно. Действительно, каждый из нас интуитивно представляет себе, что химическая реакция протекает примерно сле­дующим образом: молекулы «плавают» в пространстве, сталкиваются и, перестраиваясь в результате столкнове­ния, превращаются в новые молекулы. Хаотическое по­ведение молекул можно уподобить картине, которую ри­суют атомисты, описывая движение пляшущих в возду­хе пылинок. Но в случае химических часов мы сталки­ваемся с химической реакцией, протекающей совсем не так, как нам подсказывает интуиция. Несколько упро­щая ситуацию, можно утверждать, что в случае химиче­ских часов все молекулы изменяют свое химическое тождество одновременно, через правильные промежутки времени. Если представить себе, что молекулы исход­ного вещества и продукта реакции окрашены соответст­венно в синий и красный цвета, то мы увидели бы, как изменяется их цвет в ритме химических часов.

Ясно, что такую периодическую реакцию невозмож­но описать исходя из интуитивных представлений о хао­тическом поведении молекул. Возник порядок нового, ранее не известного типа. В данном случае уместно го­ворить о новой когерентности, о механизме «коммуника­ции» между молекулами. Но связь такого типа может возникать только в сильно неравновесных условиях. Ин­тересно отметить, что подобная связь широко распрост­ранена в мире живого. Существование ее можно при­нять за самую основу определения биологической си­стемы.

Необходимо также добавить, что тип диссипативной структуры в значительной степени зависит от условий ее образования. Существенную роль в отборе механизма самоорганизации могут играть внешние поля, например гравитационное поле Земли или магнитное поле.

Мы начинаем понимать, каким образом, исходя из химии, можно построить сложные структуры, слож­ные формы, в том числе и такие, которые спо­собны стать предшественниками живого. В сильно не­равновесных явлениях достоверно установлено весьма важное и неожиданное свойство материи: впредь физика с полным основанием может описывать структуры как формы адаптации системы к внешним условиям. Со своего рода механизмом предбиологической адаптации

55



мы встречаемся в простейших химических системах. На несколько антропоморфном языке можно сказать, что в состоянии равновесия материя «слепа», тогда как в сильно неравновесных условиях она обретает способ­ность воспринимать различия во внешнем мире (напри­мер, слабые гравитационные и электрические поля) и «учитывать» их в своем функционировании.

Разумеется, проблема происхождения жизни по-прежнему остается весьма трудной, и мы не ожидаем в ближайшем будущем сколько-нибудь простого ее реше­ния. Тем не менее при нашем подходе жизнь перестает противостоять «обычным» законам физики, бороться против них, чтобы избежать предуготованной ей судь­бы — гибели. Наоборот, жизнь предстает перед нами как своеобразное проявление тех самых условий, в которых находится наша биосфера, в том числе нелинейности хи­мических реакций и сильно неравновесных условий, на­лагаемых на биосферу солнечной радиацией.

Мы подробно обсуждаем понятия, позволяющие опи­сывать образование диссипативных структур, например понятия теории бифуркаций. Следует подчеркнуть, что вблизи точек бифуркации в системах наблюдаются зна­чительные флуктуации. Такие системы как бы «колеблются» перед выбором одного из нескольких путей эво­люции, и знаменитый закон больших чисел, если пони­мать его как обычно, перестает действовать. Небольшая флуктуация может послужить началом эволюции в со­вершенно новом направлении, которое резко изменит все поведение макроскопической системы. Неизбежно на­прашивается аналогия с социальными явлениями и да­же с историей. Далекие от мысли противопоставлять случайность и необходимость, мы считаем, что оба ас­пекта играют существенную роль в описании нелиней­ных сильно неравновесных систем.

Резюмируя, можно сказать, что в двух первых частях нашей книги мы рассматриваем два противоборствую­щих взгляда на физический мир: статический подход классической динамики и эволюционный взгляд, осно­ванный на использовании понятия энтропии. Конфронта­ция между столь противоположными подходами неиз­бежна. Ее долго сдерживал традиционный взгляд на не­обратимость как на иллюзию, приближение. Время в ли­шенную времени Вселенную ввел человек. Для нас не­приемлемо такое решение проблемы необратимости, при

56



котором необратимость низводится до иллюзии или яв­ляется следствием тех или иных приближений, посколь­ку, как мы теперь знаем, необратимость может быть ис­точником порядка, когерентности, организации.

Конфронтация вневременного подхода классической механики и эволюционного подхода стала неизбежной. Острому столкновению этих двух противоположных под­ходов к описанию мира посвящена третья часть нашей книги. В ней мы подробно рассматриваем традиционные попытки решения проблемы необратимости, предприня­тые сначала в классической, а затем и квантовой меха­нике. Особую роль при этом сыграли пионерские рабо­ты Больцмана и Гиббса. Тем не менее мы можем с пол­ным основанием утверждать, что проблема необрати­мости во многом осталась нерешенной. По словам Карла Поппера, история была драматической: сначала Больцман считал, что ему удалось дать объективную формулировку нового понятия времени, вытекающего из второго начала термодинамики, но в результате поле­мики с Цермело и другими противниками был вынужден отступить:

«В свете (или во тьме) истории Больцман по всем принятым стандартам потерпел поражение, хотя все признают, что он был выдающимся физиком. Ему так и не удалось рассеять все сомнения относительно стату­са предложенной им H-теоремы или объяснить возраста­ние энтропии... Оказываемое на него давление было столь велико, что он утратил веру в себя...»15.

Проблема необратимости и поныне остается предме­том оживленных споров. Как такое возможно через сто пятьдесят лет после открытия второго начала термоди­намики? У этого вопроса имеется много аспектов, как культурных, так и технических. Неверие в существова­ние времени неизбежно таит в себе культурную компо­ненту. Мы неоднократно будем цитировать высказыва­ния Эйнштейна. Его окончательное суждение гласит: «Время (как необратимость) — не более чем иллюзия». По существу, Эйнштейн лишь повторил то, о чем еще в XVI в. писал Джордано Бруно и что на протяжении ве­ков было символом веры естествознания:

«Итак, Вселенная едина, бесконечна, неподвижна... Она не движется в пространстве... Она не рождается... Она не уничтожается... Она не может уменьшаться или увеличиваться...»16

57



Долгое время взгляды Бруно господствовали в есте­ственнонаучном мышлении западного мира. Нужно ли удивляться, что после такой предыстории вторжение необратимости, обязанной своим происхождением инже­нерным наукам и физической химии, было воспринято с недоверием. Но помимо культурных причин, существо­вали и технические. Любая попытка «вывести» необра­тимость из динамики неминуемо обречена на провал, по­скольку необратимость — явление не универсальное. Мы легко можем представить себе строго (а не приближен­но) обратимые ситуации, например маятник без трения или движение планет. Неудачи, постигшие все предпри­нимавшиеся в прошлом попытки «вывести» необрати­мость из динамики, привели к разочарованию и создали впечатление, что понятие необратимости по своему про­исхождению субъективно. Все эти проблемы в дальней­шем мы обсудим более подробно, а пока ограничимся следующим замечанием. Проблему необратимости мож­но рассматривать сегодня с другой точки зрения, по­скольку, как теперь известно, существуют различные классы динамических систем. Мир далеко не однороден. Следовательно, интересующий нас вопрос также может быть поставлен иначе: имеется ли в структуре динамиче­ских систем нечто специфическое, позволяющее им «от­личать» прошлое от будущего? Какова необходимая для этого минимальная сложность?

Такая постановка вопроса позволила нам продви­нуться вперед. Ныне мы можем с большей точностью судить об истоках понятия времени в природе, и это об­стоятельство приводит к далеко идущим последствиям. Необратимость вводится в макроскопический мир вто­рым началом термодинамики — законом неубывания энтропии. Теперь мы понимаем второе начало термоди­намики и на микроскопическом уровне. Как будет пока­зано в дальнейшем, второе начало термодинамики вы­полняет функции правила отбора — ограничения началь­ных условий, распространяющиеся в последующие мо­менты времени по законам динамики. Тем самым вто­рое начало вводит в наше описание природы новый, не­сводимый к чему-либо элемент. Второе начало термоди­намики не противоречит динамике, но не может быть выведено из нее.

Уже Больцман понимал, что между вероятностью и необратимостью должна существовать тесная связь. Раз-

58



личие между прошлым и будущим и, следовательно, не­обратимость могут входить в описание системы только в том случае, если система ведет себя достаточно слу­чайным образом. Наш анализ подтверждает эту точку зрения. Действительно, что такое стрела времени в де­терминистическом описании природы? В чем ее смысл? Если будущее каким-то образом содержится в настоя­щем, в котором заключено и прошлое, то что, собствен­но, означает стрела времени? Стрела времени является проявлением того факта, что будущее не задано, т. е. того, что, по словам французского поэта Поля Валери, «время есть конструкция»17.

Наш повседневный жизненный опыт показывает, что между временем и пространством существует коренное различие. Мы можем передвигаться из одной точки про­странства в другую, но не в силах повернуть время вспять. Мы не можем переставить прошлое и будущее. Как мы увидим в дальнейшем, это ощущение невоз­можности обратить время приобретает теперь точный научный смысл. Допустимые («разрешенные») состояния отделены от состояний, запрещенных вторым началом тер­модинамики, бесконечно высоким энтропийным барье­ром. В физике имеется немало других барьеров. Одним из них является скорость света. По современным пред­ставлениям, сигналы не могут распространяться быстрее скорости света. Существование этого барьера весьма важно: не будь его, причинность рассыпалась бы в прах. Аналогичным образом энтропийный барьер является предпосылкой, позволяющей придать точный физический смысл связи. Представьте себе, что бы случилось, если бы наше будущее стало бы прошлым каких-то других людей! К обсуждению этой проблемы мы еще вернемся.

Новейшие достижения физики еще раз подчеркнули реальность времени. Открытия последних лет обнаружи­ли новые аспекты времени. На протяжении всего XX в. проблема времени занимала умы наиболее выдающихся мыслителей современности. Вспомним хотя бы А. Эйнш­тейна, М. Пруста, 3. Фрейда, Тейяра де Шардена, Ч. Пирса или А. Уайтхеда.

Одним из наиболее удивительных результатов специ­альной теории относительности Эйнштейна, опублико­ванной в 1905 г., было введение локального времени, связанного с каждым наблюдателем. Однако эйнштей­новское локальное время оставалось обратимым време-

59



нем. И в специальной, и в общей теории относительно­сти Эйнштейн видел проблему в установлении «связи» между наблюдателями — в указании способа, который позволил бы наблюдателям сравнивать временные интер­валы. Теперь мы получаем возможность исследовать проблему времени в других концептуальных контекстах.

В классической механике время было числом, харак­теризующим положение точки на ее траектории. Но на глобальном уровне время может иметь и другое значе­ние. При виде ребенка мы можем более или менее точ­но угадать его возраст, хотя возраст не локализован в какой-либо части тела ребенка. Возраст — глобальное суждение. Часто утверждалось, что наука «опространствует время», придает времени пространственный харак­тер. Мы же открываем возможность иного подхода. Рас­смотрим какой-нибудь ландшафт и его эволюцию: рас­тут населенные пункты, мосты, и дороги связывают раз­личные районы и преобразуют их. Пространство приоб­ретает временное измерение. По словам географа Б. Берри, мы приходим к «овремениванию пространства».

Но, возможно, наиболее важный прогресс заключается в том, что проблема структуры, порядка предстает теперь перед нами в иной перспективе. Как будет пока­зано в гл. 8, с точки зрения механики, классической или квантовой, не может быть эволюции с однонаправ­ленным временем. «Информация» в том виде, в каком она поддается определению в терминах динамики, оста­ется постоянной по времени. Это звучит парадоксально. Если мы смешаем две жидкости, то никакой «эволю­ции» при этом не произойдет, хотя разделить их, не при­бегая к помощи какого-нибудь внешнего устройства, не представляется возможным. Наоборот, закон неубыва­ния энтропии описывает перемешивание двух жидкостей как эволюцию к «хаосу», или «беспорядку», — к наибо­лее вероятному состоянию. Теперь мы уже располага­ем всем необходимым для того, чтобы доказать взаим­ную непротиворечивость обоих описаний: говоря об информации или порядке, необходимо всякий раз переоп­ределять рассматриваемые нами единицы. Важный новый факт состоит в том, что теперь мы можем устано­вить точные правила перехода от единиц одного типа к единицам другого типа. Иначе говоря, нам удалось получить микроскопическую формулировку эволюцион­ной парадигмы, выражаемой вторым началом термоди-

60



намики. Этот вывод представляется нам важным, по­скольку эволюционная парадигма охватывает всю хи­мию, а также существенные части биологии и социаль­ных наук. Истина открылась нам недавно. Процесс пе­ресмотра основных понятий, происходящий в настоящее время в физике, еще далек от завершения. Наша цель состоит вовсе не в том, чтобы осветить признанные достижения науки, ее стабильные и достоверно установ­ленные результаты. Мы хотим привлечь внимание чита­теля к новым понятиям, рожденным в ходе научной дея­тельности, ее перспективам и новым проблемам. Мы от­четливо сознаем, что находимся лишь в самом начале нового этапа научных исследований. Перед нами — до­рога, таящая в себе немало трудностей и опасностей. В нашей книге мы лишь излагаем все проблемы такими, какими они представляются нам сейчас, отчетливо соз­давая несовершенство и неполноту наших ответов на многие вопросы.

5
Эрвин Шредингер написал однажды, к возмущению многих философов науки, следующие строки:

«...Существует тенденция забывать, что все естествен­ные науки связаны с общечеловеческой культурой и что научные открытия, даже кажущиеся в настоящий мо­мент наиболее передовыми и доступными пониманию немногих избранных, все же бессмысленны вне своего культурного контекста. Та теоретическая наука, которая не признает, что ее построения, актуальнейшие и важ­нейшие, служат в итоге для включения в концепции, предназначенные для надежного усвоения образованной прослойкой общества и превращения в органическую часть общей картины мира; теоретическая наука, повто­ряю, представители которой внушают друг другу идеи на языке, в лучшем случае понятном лишь малой груп­пе близких попутчиков, — такая наука непременно отор­вется от остальной человеческой культуры; в перспек­тиве она обречена на бессилие и паралич, сколько бы ни продолжался и как бы упрямо ни поддерживался этот стиль для избранных, в пределах этих изолированных групп, специалистов»18.

Одна из главных тем нашей книги — сильное взаимо­действие проблем, относящихся к культуре как целому,

61



и внутренних концептуальных проблем естествознания. Мы увидим, что проблемы времени находятся в самом центре современной науки. Возникновение новых струк­турных элементов, необратимость принадлежат к числу вопросов, над решением которых билось не одно поко­ление философов. Ныне, когда история, в каком бы ас­пекте — экономическом, демографическом или полити­ческом — мы ее ни рассматривали, развивается с не­слыханной быстротой, новые проблемы и новые интере­сы вынуждают нас вступать в новые диалоги, искать новые связи.

Известно, что прогресс науки довольно часто описы­вают как отрыв от конкретного опыта, как подъем на все более высокий уровень абстракции, воспринимаемый со все большим трудом. Мы считаем, что такого рода интерпретация прогресса науки является не более чем отражением на эпистемологическом уровне исторической ситуации, в которой оказалась классическая наука, следствием ее неспособности включить в свою теоретиче­скую схему обширные области взаимоотношений между человеком и окружающей средой.

Мы отнюдь не сомневаемся в том, что развитие науч­ных теорий сопряжено с восхождением на все более вы­сокие ступени абстракции. Мы лишь утверждаем, что концептуальные инновации, возымевшие решающее зна­чение в развитии науки, отнюдь не обязательно были связаны с восхождением по лестнице абстракций. Новое открытие времени уходит корнями и в собственно исто­рию естественных наук, и в тот социальный контекст, в котором находится современная наука. Открытие не­стабильных элементарных частиц или подтверждение данными наблюдений гипотезы расширяющейся Вселен­ной, несомненно, являются достоянием внутренней ис­тории естественных наук, но общий интерес к неравно­весным ситуациям, к эволюционирующим системам, по-видимому, отражает наше ощущение того, что челове­чество в целом переживает сейчас некий переходный период. Многие результаты, приводимые в гл. 5 и 6, например сведения о периодических химических реак­циях, могли бы быть открыты много лет назад, но иссле­дование такого рода неравновесных проблем было по­давлено культурным и идеологическим контекстом того времени.

Мы сознаем, что наше утверждение о способности

62



естественных наук тонко реагировать на культурную среду противоречит традиционной концепции науки. Со­гласно традиционным взглядам, наука развивается, ос­вобождаясь от устаревших форм понимания природы, самоочищаясь в ходе процесса, который можно сравнить с «возвышением» разума. Но отсюда не так уж далеко до вывода о том, что наука — удел немногих избранных, живущих вдали от мира и не ведающих земных забот. Такое идеальное сообщество ученых, согласно традици­онным взглядам, должно быть защищено от давления со стороны общества, его потребностей и запросов. Науч­ный прогресс должен был бы тогда быть по существу автономным процессом, в который любое «внешнее» воз­действие, например участие ученых в какой-либо куль­турной, социальной или экономической деятельности, вносило бы лишь возмущение или вызывало досадную задержку.

Такого рода идеал абстракции — полная отрешен­ность ученого от реального мира — находит верного со­юзника еще в одном идеале, на этот раз относящемся к призванию «истинного» исследователя, — его стрем­лении найти пристанище от превратностей «мирской суе­ты». Эйнштейн дает развернутое описание типа ученого, который удостоился бы милости «ангеля господня», посланного на Землю с миссией изгнать из «храма нау­ки» всех «недостойных» (правда, остается не ясным, в каком именно смысле недостойные «недостойны»):

«Большинство из них — люди странные, замкнутые, уединенные; несмо