Философия энтропии. Негэнтропийная перспектива

Стрела времени

Термодинамика учит, что время будет течь, пока существует энергия, используемая для осуществления работы и движущая событиями. Расходуя больше энергии, мы вызываем большее количество событий, но тратим больше времени. Потери, связанные с необратимостью течения энтропии, дали направление стреле времени (правда, механизм диссипации, генерирующий энтропию, все еще не полностью исследован). В этом смысле физики часто сравнивают Вселенную с замедляющими ход часами, которые в далеком прошлом запустил(о) некто/нечто неизвестным нам образом. Выходит, что единственное постоянное течение во вселенной – это ее самозамеделение, приостановка, затухание[25 - Если бы мы не стеснялись быть циниками, мы могли бы вещи, связанные с энтропией, понимать и следующим образом: на качественную и содержательную жизнь быстро тратятся оставшиеся запасы времени; если мы хотим продолжить жизнь универсума, необходимо умерить аппетит, а если хотим продлить нынешнюю жизнь, насколько это в нашей власти, лучше всего не жить вовсе. С этой точки зрения жизнь не уменьшает энтропию, а лишь продуцирует порядок необыкновенно высокого уровня за счет огромного, выше среднего уровня, беспорядка окружающего мира. Усилия по сохранению экологии, если их рассматривать из более широкой термодинамической перспективы, связаны с энтропией, поскольку сохраняют порядок на Земле, увеличивая и ускоряя беспорядок Земного окружения. Более того, любое творчество связано с энтропией, любое рождение, как и любое изобретение, как и некреативные события. Живые существа являются коллекторами и трансформаторами энергии. Не без горькой иронии мы могли бы заметить: лучше всего было бы, если бы жизни вообще не было – тогда энтропия хотя бы немного уменьшилась.]. Но если бы мы знали, каким образом запрограммированы эти часы, мы могли бы их перепрограммировать заново и таким образом избежать космической судьбы беспомощных свидетелей всеобщей гибели. Это программирование следует понимать не как нечто техническо-инженерное, а как попытку приблизиться к Творцу, проникая в план творения настолько, насколько позволяет наша природа, если мы реализуем все свои возможности.

Но в известном нам мире иссякает время. Гипотетически, о Вселенной можно было знать больше всего в самом начале, поскольку ее энтропия тогда была наименьшей. Наша собственная способность познания сегодня больше, чем вчера и меньше, чем завтра; но стоящая перед нами задача сегодня труднее, чем была вчера, и легче, чем будет завтра. Поэтому борьба с энтропией – борьба со временем. Остается наблюдать, поможет ли наша способность к творческому прогрессу опередить космическую энтропию.

Согласно второму началу термодинамики, процесс превращения полезной энергии в бесполезную осуществляется по железной необходимости. Однако термодинамика не отвечает на вопрос, кто или что и когда наполнил(о) резервуар, и почему нечто подобное вообще было сделано. Сила сверхъестественного масштаба, как нам кажется, не стала бы действовать без веской причины.

Первое начало термодинамики говорит о невозможности создания энергии из ничего, но не отвечает на вопрос, как же тогда энергия вообще была создана. Может быть, энтропия – это самый общий закон имманентности, но сам факт существования универсума, со всеми его событиями, течениями, упорядоченностью и процессами, наводит на мысль, что энтропии предшествует некое начало; ведь если бы такого начала не существовало, не было бы и универсума – ведь энтропия препятствует созидательным и возникающим из ничего процессам. Если бы принцип энтропии действовал на высочайшем уровне, если бы он действовал до всякого творения, любое творение и существование были бы исключены. Но если этот принцип действует только внутри системы, объекта, организма (а это так и есть) – тогда он действует условно.

Форма существования, располагающая достаточным богатством знаний, могла бы направлять природные законы по собственному желанию и воле. Хотя закон энтропии устанавливает ограничения для любого образа жизни, даже образа жизни Homo sapiens-а, это не должно нас лишать смелости. Наше дело – познание: если бы мы все знали, мы бы все могли. Кто знает, возможно, творец (абсолют, дух, логос) с помощью всех этих уровней энтропии бросил ряд вызовов разным уровням организации материи? Быть может, некоторые уровни организации материи сталкиваются с еще более трудными задачами, чем мы? У нас много оснований считать природные законы не конечным онтологическим барьером, а только одним из препятствий, с которыми сталкивается дух в лабиринте существования[26 - Разумеется, человеческому разуму свойственно продолжать ряд вопросов. Что, если когда-нибудь все виды энтропии будут преодолены, если реализуется преображение мира? В чем был бы смысл какого-либо бытия? Ответить на эти и подобные вопросы с нашим космическо-сознательным горизонтом невозможно – по крайней мере, пока наш образ существования такой, какой нам известен.].

Творение негэнтропийной силы (если использовать теологическую терминологию: проекция Бога на материю) может быть энтропийным – если энтропию мы понимаем как загадку, вызов, с которым созданное сталкивается в процессе самопознания своих скрытых творческих возможностей – но было бы совершенно не(раз)умно, если бы она была необходимо энтропийной. Без достаточных знаний о природе энтропии невозможно справиться с производимым ей вредом. На парциальных уровнях человеку иногда что-то удается. Но до глобального уровня еще далеко. Энтропия – это загадка, которую необходимо разрешить.

Законы термодинамики претендуют на действие независимо от того, существуют ли на Земле или где бы то ни было еще мыслящие существа, и в состоянии ли они контролировать детали физических процессов хотя бы незначительно точнее, чем мы сегодня. Но утверждение о всеобщей энтропии вселенной не является имплицитным знанием, принимаемым без оговорок. Это его не дискредитирует, но делает относительным. Правда, скепсис по отношению к силе и широте действия энтропии еще не является подтверждением существования каких-либо собственных творческих потенциалов. Для такого подтверждения необходима была бы иная стратегия.

Энтропия и жизнь

Хотя периодические кристаллы для физика являются сложными и завораживающими структурами, в сравнении с апериодическими кристаллами они выглядят несколько элементарными и скучными.

    Эрвин Шредингер

Философия всегда стремилась к познанию сущности жизни и образцов ее развития. Мы все еще ждем ответа на вопросы: каким образом в процессе развития материи выстраивается внутренняя химическая и морфологическая организация, лежащая в основе строения протоплазмы всех известных живых существ; передается ли генетическая информация только от нуклеиновых кислот к белкам или также в противоположном направлении; каким образом началось размножение, вернее, с каких ключевых клеточных движений, началось – с создания ДНК или с возникновения белка?[27 - Иными словами, как справиться со следующим противоречием: если ДНК мог сомкнуться и потом копироваться только с помощью энзима белка, а энзимы могут возникнуть только посредством ДНК, тогда ни первое, ни второе не могло развиться, если одно из них еще не существовало. По мнению Умберто Матураны и Франциска Варелы, живые существа рекурсивно, путем взаимодействия с окружающее средой, генерируют и имплементируют производящую их сеть, воспроизводя в собственных пределах как границы этой сети, так и участвующие в ней компоненты. Так, например, клетка производит компоненты своей мембраны, без которых клетка не может существовать. В этом смысле нет особенной разницы между производителем и произведением.]

Не совсем ясно, является ли жизнь функцией или эпифеноменом материи; является ли понимание жизни как таковой вообще возможным, и лежит ли путь к этому пониманию исключительно через исследование особенностей частных форм жизни; должен ли идейный конструкт теоретической биологии иметь устойчивую логическую структуру, и можно ли его свести к каузальности неорганического типа; каково значение информации в науках о жизни; возможна ли в этих науках квантификация и могут ли эти науки быть сравнимыми (приведенными к единому знаменателю) с науками о физических явлениях.

Мы задаемся вопросом, являются ли мутации гена, как один из множества креативных, негэнтропийных феноменов во вселенной, случайностью или частью некого высшего «природного плана», «плана творения», «единого замысла»; есть ли в природе или вне природы проектировщик; являются ли новые виды результатом постепенных вариаций, неожиданных и спонтанных мутаций или того и другого; каким образом адаптация (приспособление, привыкание, до некоторой степени и подчинение, модификация некой функции, органа или организма, помогающая укорениться в данной среде при определенном стечении обстоятельств) вообще возможна; насколько способность к адаптации зависит от собственных свойств, а насколько – от изменения самих обстоятельств; может ли тайна жизни быть объяснена наукой и может ли вообще быть объяснена; можно ли без сознания и плана восстановить гармонию и согласие в каких-то пределах после разрушительного воздействия дестабилизирующих факторов; нужен ли для развития целесообразный направляющий разум[28 - Согласно некоторым математико-статистическим вычислениям из области термодинамики живых систем, вероятность случайной организации простейших органических молекул – 1 к 10

(когда речь идет о простейших микроорганизмах, расчеты гораздо более пессимистичны). Со времени Большого взрыва прошло 13,7 миллиарда лет. По предварительным расчетам общее количество событий (элементарных логических операций), которые могли бы произойти во вселенной за это время не превышают 10

. Это число – высшая граница количества «экспериментов», которые могла произвести Природа и которые теоретически возможны. Итак, данный предел означает, что события с вероятностью 10

никогда не случились. Поскольку возникновение жизни путем неуправляемых физических и химических процессов невозможно, напрашивается вывод, что жизнь является результатом активности целесообразного разума. Но откуда целесообразный разум в Природе? Напомним о нашей гипотезе относительно большой цепи бытия, связующей имманентность и трансцендентность. Здесь требуется осторожность. Случайная организация не тождественна спонтанной организации. Спонтанная организация не случайна. Возможность того, что явления и события в Природе спонтанно организуются больше, чем возможность того, что они организуются случайно. В спонтанную организацию инкорпорированы элементы интеллектуального замысла и плана.].

Под жизнью мы будем понимать здесь исключительно сложную форму существования материи, а под духовными принципами – чрезвычайно сложный вид организации жизни. Нет сомнения, что поддержание жизни возможно благодаря некому стимулу, трудно постижимому активному принципу, креативной жизненной и животворной силе, первоначальному импульсу, который непрерывно и прилежно творит, корректирует, совершенствует, осмысляет. На нашей планете именно так проходят эволюционные процессы.

Фотосинтез – это наглядный пример концентрации и организации энергии и уменьшения энтропии в открытых системах: из простых соединений диоксида углерода и воды при участии света синтезируются субстанции с большим количеством свободной энергии (например, угольная кислота). Этот процесс имеет тенденцию не подчиняться Второму началу термодинамики. Поэтому мы можем считать его гениальным решением Природы, снижающим давление на негэнтропийно направленные силы. В открытой системе степень хаоса может уменьшиться, то есть негэнтропия может увеличиться благодаря притоку энергии извне. Вся эволюционная биология свидетельствует о таком развитии событий. Еlan vital (жизненный порыв) – это заряд энергии, позволяющий перейти от простейших форм организации материи к более сложным.

От физики к биологии

Учитывая принцип комплементарности Бора, Шредингер установил глубинную связь законов органического и неорганического мира. Речь идет о существовании феноменов такой сложности, что для их полного анализа необходимо применить два одновременно взаимоисключающих и взаимодополняющих комплекса понятий (или даже две парадигмы), совокупность которых исчерпывает информацию об этих явлениях, как о целом[29 - Корпускулярно-волновая теория даст импульс философским исследованиям. Это научно и философски парадигматический пример комплементарности – стратегии, очень близкой диалектическому пониманию вещей. Идея в том, что свет имеет двоякую природу. Бор был уверен, что физике необходима совершенно новая парадигма, выходящая за пределы односторонне понятых сведений об объекте, детерминации, каузальности, чтобы описать действительность более сложно и целостно. Поскольку в субатомном мире все физические величины имеют статистический характер, некие величины не могут рассматриваться единовременно или не могут измеряться единой меркой. (Свою теорию Бор считал в большей степени философской, нежели научной). Комплементарность не отменяет объективности толкований, а пытается в специфических обстоятельствах атомной физики объяснить все с помощью диалектического единства анализа и синтеза. Микрообъекты имеют дуальную, корпускулярно-волновую природу. Невозможно единовременное точное измерение связанных величин места и импульса. В этом смысле такие величины несовместимы. Объекты в микромире являются квантовыми состояниями системы макромира. В квантовой механике речь идет о подходе к понятийным парам пространство-время и энергия-импульс. Динамические характеристики микрочастиц (координата, импульс, энергия и т. д.) являются не их собственными характеристиками, а контекстуальными, ситуативными свойствами. Т. е. квантовая механика говорит не о микрообъектах самих по себе, а об их свойствах, проявляющихся в макроусловиях. Они исследуются классическими измерительными инструментами в процессе наблюдения. Поведение атомных объектов невозможно полностью отделить от их взаимодействия с измерительными инструментами, а эти инструменты фиксируют условия, при которых происходит явление. Принцип комплементарности – философская основа этой теории. Таким образом теории Бора и Гейзенберга объединяются: между волновыми и корпускулярными свойствами микрообъектов существует комплементарность, а также действует принцип неопределенности (координаты и импульс микрообъекта не могут определяться независимо с абсолютной точностью). Вероятностный характер квантовой механики принципиален, он не говорит о том, что наше понимание ограничено, что мы не знаем значений некоторых скрытых переменных. (в классической физике вероятность является результатом неполного знания в детерминированном мире). Акт измерения вызывает непосредственный коллапс волновой функции. В интерпретации Бора и Гейзенберга, мы способны определить универсальное свойство мира, а именно: свойство мира – это индетерминизм.].

Шредингер, уравнения которого описывают субатомные, атомные, молекулярные и макроскопические системы, а, может быть, даже вселенную, размышлял следующим образом: в природе существует два типа упорядоченности – статическая и динамическая. В некоторых случаях порядок обусловлен термодинамическим равновесием. В других – порядок связан с переносом энтропии в окружающую среду. Живые организмы, способные по природе к трансформации в более сложные, организованные и функционально координированные структуры, отличающиеся информационной и энергетической мощью, по сути, постоянно увеличивают свою энтропию и таким образом приближаются к ее максимальному уровню. Они могут избежать этого только постоянным извлечением негативной энтропии из внешней среды. Любой живой организм стремится к приятному и полезному, избегая неприятного и вредного. Жизнь уменьшает энтропию окружающей среды и/или увеличивает содержание информации об окружающей среде. В контакте с внешним миром (инстинктивно или осознанно, непосредственно или опосредовано) жизнь стремится к поддержанию своей системы на определенном уровне.

Живые системы экспортируют энтропию, чтобы поддерживать собственную энтропию на низком уровне. Т. е., если между двумя системами существует связь, возможен и переход энтропии из одной системы в другую, а ее вектор определен величиной термодинамических потенциалов. Экспорт энтропии может предотвратить ее дальнейший рост в самой системе, что способствует появлению и поддержанию стабильного состояния текучего равновесия. Живые организмы поддерживают приемлемо низкий уровень беспорядка внутри себя путем извлечения порядка из окружающей среды. Они берут новую материю и энергию, выбрасывая использованную материю и неиспользуемую энергию. Беспорядок не аккумулируется, а транспортируется наружу. Организующие сами себя системы существуют автономно, а прочие существуют только в том случае, если их организует иная система. Живая система – это любая система, способная самостоятельно поддерживать и увеличивать степень своей упорядоченности в среде с меньшей степенью упорядоченности.

В системе с малым числом молекул флуктуация уничтожает порядок. Поэтому живыми являются организмы макроскопических размеров. Физическая и стереохимическая характеристика информации – это конфигурация молекул. Длительное существование информации лежит в основе молекулярной кибернетики. ДНК имеет форму кристалла, и эти кристаллы, замечает Шредингер, апериодические: их составляет никогда не повторяющийся ряд (атомов), а число комбинаций обеспечивает кодирование немыслимого количества информации. Подобно азбуке Морзе, способной отобразить целый язык, используя только два знака, ДНК апериодические кристаллы используют четыре знака, комбинацией которых можно записать всю информацию, используемую организмом для строения протеинов, контроля метаболизма и т. д. В отличие от периодических кристаллов, воспроизводящихся путем повторения одного образца атомов, живые системы (в частности, апериодические кристаллы) способны изменять порядок информации перед воспроизведением. Т. о. жизнь может эволюционировать, изобретательно используя новые и целесообразные образцы. Апериодические кристаллы являются модусом существования, изобретенным природой для обеспечения эволюции живых существ и переноса информации с генерации на генерацию.

Физика исследует периодические кристаллы, а материальные носители жизни – это хромосомные нити, по сути являющиеся апериодическими кристаллами. В основе жизни заложены крепко «упакованные» структуры, с максимальным числом внутримолекулярных контактов[30 - В кристаллическом состоянии составные частицы распределены правильным периодическим образом в соответствии с трехмерными требованиями симметрии. Утверждение, что нечто имеет форму кристалла, означает, что трехмерное распределение частиц (например, атомов, ионов и молекул) является правильным, периодическим. Кристаллическое состояние – это упорядоченное состояние, хотя эта упорядоченность в материальном мире подразумевает и незначительные, и значительные дефекты, т. е. отступления от идеального периодического распределения частиц (кристаллические структуры всегда где-то между порядком и беспорядком, что на самом деле является идеальными условиями для существования). Внешний вид кристалла – результат симметричного распределения его составных частиц. Апериодические кристаллы – некий тип квазикристалла.]. Хромосомные структуры отличаются избыточностью, поскольку апериодическая система (характеризующая структуру организма, клеток и биологических макромолекул – протеинов) содержит гораздо большее количество полезной информации, чем эквивалентная периодическая система. Своей способностью поддерживать собственную структуру гены обязаны именно тому, что они существуют как апериодические кристаллы. Структура апериодического кристалла – это генетический код. Как твердые, высокоупорядоченные тела, апериодические кристаллы подчиняются законам термодинамики. Все это надежно доказывает, что жизнь – это сложный вид организации материи и что появление и развитие жизни – негэнтропийный феномен[31 - Со временем теоретическая биология становится структурной наукой об организованных системах, что в методологическом смысле дает возможность установить параллели между физико-химическими, биологическими, экологическими, экономическими, социальными, филологическими и прочими системами.].

Эволюционные системы характеризует отсутствие равновесия, спонтанное образование новых микроскопических (локальных) объединений, изменчивость на макроскопическом уровне, образование новых свойств системы. При переходе от неупорядоченной системы к упорядоченной все системы в развитии ведут себя одинаковым образом в том смысле, что для описания разнообразных аспектов их эволюции достаточно одного единственного математического аппарата синергетики. Развивающиеся системы всегда открыты и обмениваются энергией, материей и информацией с окружающей средой, обеспечивая процесс локального порядка и самоорганизации. В ярко выраженных неравновесных состояниях системы оказываются под влиянием внешних факторов, не влияющих на систему в менее неравновесном состоянии: в неравновесных условиях относительная независимость элементов системы уступает место корпоративному поведению элементов – в состоянии, близком к равновесию, элемент взаимодействует только с соседним; вдали от равновесия «видит» целую систему как единое целое, т. ч. единообразие в поведении элементов становится заметным. В состоянии, далеком от равновесия, включаются механизмы, направляющие краткосрочные режимы к какому-либо долгосрочному режиму[32 - Только с наивно-метафизической позиции креационизм имеет больший негэнтропийный потенциал, чем эволюционизм. Впрочем, речь идет не о разных лагерях, несмотря на мнение их приверженцев. Креационист попытается доказать, что человек имеет божественное происхождение, утверждая, что человек произошел не от животных. Но это не является доказательством, поскольку существует вероятность, что человек имеет некое другое внебожественное происхождение – например, его ДНК прибыл с некой другой планеты. А эволюционист будет доказывать, что у человека не божественное происхождение, утверждая, что человек произошел от животных. Но это также ничего не доказывает, т. к., возможно, человек имеет и животное, и божественное происхождение, если согласиться, что все животные божественного происхождения. В первом случае логически безосновательно за эквиваленты принимаются синтагмы божественное происхождение и неживотное происхождение. В другом случае логически необоснованно эквивалентами называются синтагмы животное происхождение и внебожественное происхождение! В более широком контексте эволюционизм выглядит более приемлемым, т. к. в понимании сути вещей он сложнее, дифференцированнее, тоньше, рафинированнее, имеет больше нюансов и не теряет метафизической глубины и негэнтропийной креативности. В сущности, эволюционизм не является ни атеистическим, ни вульгарно-материалистическим учением; можно было бы отнести его к пантеизму.].

В тридцатые годы прошлого века Эрвин Бауэр исследовал термодинамические свойства живой субстанции. Он создал интегральную концепцию жизни и ее проявлений (обмена материи, роста, развития, восприимчивости, наследственного разнообразия, эволюции). Он утверждал, что спонтанное движение живых систем опровергает принцип термодинамического равновесия, поскольку живые системы никогда не находятся в состоянии равновесия, осуществляя за счет своей свободной энергии постоянную работу, направленную против равновесия.

Эти наблюдения имеют фундаментальное значение для понимания разницы между живой системой и механической (машиной). В то время как машина работает, используя исключительно внешний источник энергии, живая система работает за счет неравновесия. Оригинально утверждение Бауэра, что химическая энергия питания в организме тратится на строение, обновление и сохранение свободной энергии структуры, а не на превращение в работу. Следовательно, организм эту энергию использует для поддержания изначально неравновесных структур. Такую специфическую энергию неравновесных систем Бауэр называет структурной энергией. Живые системы качественно отличаются от неживых, что является самым радикальным расхождением с механистической картиной мира. Существует разность потенциалов между живой клеткой и неживой закрытой системой (где векторы распределяются в согласии с правилом энтропии). Живой организм спонтанно исправляет структурные деформации, тогда как механическая система на это неспособна[33 - В свободной философской интерпретации можно было бы сказать, что на молекулярном уровне жизни все структуры клетки наполнены неким видом изобилия. Подобно тому, как Бог излучает свою божественную энергию на свое творение, так и живые существа излучают свою живую энергию в окружающий мир. Различие, азумеется, в онтологических уровнях.].

Спонтанная самоорганизация, синергия и эмерджентность

Мы говорили о том, что двойная спираль ДНК имеет неправильную или апериодическую структуру. (Правда, согласно новейшим исследованиям, треть генома составляет правильное распределение атомов, т. е. периодический кристалл.) Но на высшем уровне апериодическая структура ДНК и клеточный инструментарий, ответственный за ее репликацию, гораздо стабильнее всего, что нам известно. Неживое не остается неизменным столько миллиардов лет. За стабильность и постоянство, характеризующие ДНК, отвечают его автоэволюционные свойства, способности к самоорганизации и формированию химических цепей достаточной длины для эволюции в простые виды жизни. ДНК является настоящим мастером трансформации.

Двоякая спираль ДНК такова, что, если перевернуть картину, можно наблюдать симметрию молекул. Любая половина этой спирали может служить предпосылкой к синтезу своей комплементарной половины. В море неясных и бессмысленных картин, гены являются островами понятного ДНК. ДНК – это хранители информации, энергии и материи, пережившие все искушения глобального вымирания жизни на Земле. Несмотря на подверженность селекциям и мутациям, они не меняют своей сущности. Энтропия стирает информацию, но жизнь ее преумножает. Перманентно создавая биологическое разнообразие, гены умножают шансы продолжения жизни.

Важнейшим свойством природы, противостоящим натиску энтропии, является самоорганизация – динамическое создание когерентного взаимодействия множества элементов. Вдали от термодинамического равновесия, в окружении, где происходит обмен энергии, материи и информации, процессы самоорганизации спонтанны, открыты, сложны. Любая сложная система природного происхождения организует сама себя. В живом мире неравновесие – это источник организации и самоорганизации, т. е. спонтанного перехода открытых неравновесных систем от простейших и неупорядоченных форм к усложненным и упорядоченным.

В связи с понятием самоорганизации для философии особенно важна новая область эволюционной биологии – синергетика, призванная описывать универсальную схему развития неравновесных систем, изучать общие закономерности явлений и процессов в сложных неравновесных системах, учитывая присущие им принципы самоорганизации. Синергия существует благодаря способности природных феноменов и процессов функционировать по принципу самоорганизации. Иногда ее называют глобальной (универсальной) теорией эволюции[34 - Одно из первых открытий в этой области – эффект самосовершенствования катализатора в реакциях (в конце пятидесятых годов). Концепция самоорганизации для биологических систем является континуальной самоорганизацией – концепцией эволюционного катализа. В отличие от когерентной самоорганизации, в диссипативных системах с большим числом элементов (в так называемых макросистемах) рассматривается континуальная самоорганизация для индивидуальных (микро)систем. Прогрессивная эволюция с естественным отбором возможна только как саморазвитие непрерывной самоорганизации индивидуальных систем. Существует естественный процесс самокорреляции координированного движения частиц разбросанных материалов.]. Феномен появления структур часто толкуется синергетически – как всеобщий механизм эволюционного типа: от элементарного и примитивного к более сложному и более развитому. Общая характеристика синергии – это исследование динамики всех необратимых процессов и создание принципиальных инноваций[35 - Изучение химических форм движения материи не следует рассматривать независимо от понимания отдельных этапов химической эволюции субстанции, т. е. вневременных и исторических характеристик химии как науки. Не случайно всю химическую науку Владимир Иванович Кузнецов разделил на четыре концептуальные системы (учение о составе, структурная химия, учение о химических процессах и эволюционная химия). Итак, эволюционная химия является особой концептуальной системой. Это учение о высших химических формах и о химической эволюции материи, о процессе самоорганизации субстанции: от атома и простых молекул до живых организмов. Без самоорганизации нет и эволюции. Химическая эволюция привела к появлению жизни. Биогенез – это единственная форма диалектического перехода от неживого элемента к живой совокупности всевозможных процессов развития материального мира. Эволюционная химия предполагает включение в химическую науку принципа историзма и понимания времени. В более широком смысле существуют три триады: состав-свойство-структура; структура-функция-организация; организация-поведение-самоорганизация. Каждая из них означает создание новой концептуальной системы. Атом не является только аддитивной системой, его свойства не следует рассматривать только как простой набор свойств элементарных частиц. Большую роль в понимании химических процессов играет способность субстанции устанавливать связи с другими субстанциями.].

Термин синергетика первоначально применялся для ограниченного круга материальных систем. Но сегодня многие ученые и некоторые философы расширяют значение этого термина. Чарльз Скотт Шеррингтон, например, синергитическим (интегративным) назвал координированное действие нервной системы, управляющей движениями мышц. Сегодня синергию следует понимать как общенаучную теорию, исследующую универсальный механизм самоорганизации, инвариантный для системы любой сложности. Итак, принципы синергетики реализуются в разных системах: от неживых до живых, от субатомных до общественных и технических. Это наблюдение природы из перспективы множества, временности и сложности. Случайность и спонтанность начинают считаться важными аспектами Природы. Сложные системы склонны к микромутациям, но нет гарантии стабильности мира, который бы подчинялся вневременным законам. Новые результаты нельзя полностью предвидеть, учитывая только исходные условия.

Вслед за теорией саморазвития открытых каталитических систем возникает теория гиперцикла как абиогенетическая теория химической эволюции и возникновения жизни, объясняющая объединение саморепродукции макромолекул в закрытом каталитическом цикле. Гиперциклы – это химические реакции, в результате которых возникают первые белки[36 - Исходя из предположения, что существует целостность неживой и живой материи и что исключительная сложность живых существ является следствием ступенчатой химической и биологической эволюции материи, Александр Иванович Опарин развил теорию химического начала жизни (абиогенеза). Под влиянием электрических разрядов и ультрафиолетового излучения атмосферные газы реагировали с горячей водой, создавая первые органические молекулы; они постепенно концентрировались в небольших водяных резервуарах, которые Опарин называет первичным бульоном. Усложнение органических молекул вело к появлению новых многомерных структур – коагулянтов и коацерватов. Находясь в водяном растворе, коацерваты формировали еще более сложные структуры (с двойной липидной мембраной, подобной клеточной), способные к процессу осмоса. (Опарин назвал их протобионтами – структурами, способными расти, делиться и обладающими первыми признаками метаболизма.) Опарин был убежден в закономерности и целесообразности процесса создания живой материи. – Согласно другим концепциям возникновения жизни, атомные группы и молекулы соединились случайно, сталкиваясь в водах первобытного океана. Джон Сандерсон Холдейн был уверен, что первыми живыми существами были огромные молекулы (хотя его теория во многом совпадает с точкой зрения Опарина, в ней не упоминаются коагулянты и коацерваты). Химическая эволюция предшествует биологической. Материя самоорганизуется, что естественно, т. к. самоорганизация свойственна всем относительно сложным системам. Молекулы быстро и экономично составляются в ряды полимеров по правилам кода. Первая среда, способная к самозарождению – это макромолекулярная система типа гена. – Стенли Ллойд Миллер и Гарольд Клейтон Юри экспериментально симулируют гипотетические условия ранней Земли, проверяя возможность синтеза органических соединений из неорганических путем химических реакций. Эксперимент показал присутствие многих аминокислот, свойственных живым организмам. Усовершенствованная версия этого эксперимента дополнительно подтвердила их результаты.].

В сложных и открытых системах самоорганизация создает и жизнь, и разум, и ум, а также приводит к безвозвратному разрушению старых и к рождению новых структур и систем[37 - В шестидесятые годы XX века понятие самоорганизации используется в теории систем, а в семидесятых и восьмидесятых в физике сложных систем – сегменте статистической физики, изучающей макроскопические свойства систем, составленных из большого числа взаимозависящих объектов. Термин сегодня чаще всего используется в эволюционной биологии, но прежде всего в супрамолекулярной химии – междисциплинарной науке, включающей химические, физические и биологические аспекты рассмотрения более сложных, чем молекулы, систем.].

Благодаря специфическим локальным взаимодействиям компонентов системы, неорганизованные системы переходят в организованное состояние. Статическая саомоупорядоченность приближается к состоянию равновесия, уменьшая свою свободную энергию. Феномен регулирования в равновесных условиях часто называется консервативной самоорганизацией. Но динамическая самоупорядоченность является более комплексным видом самоорганизации – спонтанной и обратимой организацией молекулярных единиц в организованную структуру.

Бергсон развивает идею жизненного порыва – аутентичной космической силы, как богатства творения – идею, далекую от механистической стратегии. Инстинкты и интуиция, как сублимация потерянных инстинктов, важны для определения и понимания жизненной силы. Жизнь изобилует квантовыми скачками, дивергентными течениями, а эволюция является последовательным обновлением творения. Полностью освободившись от материальных оков, жизнь превратилась бы в чистое творение. (Бергсон, однако, не говорит о роли трансцендентности в данном вопросе.)

Подчинение законам физики ослабляет жизненные творческие возможности. Жизнь в его понимании – усилие для удержания падающего груза. Но откуда берется энергия для этого усилия? Является ли эта энергия обмененной или добавленной? В сущности, проблема энтропии неразрешима, пока она остается в области физики (другую область Бергсон назовет чистым сознанием или сверхсознанием). С точки зрения негэнтропии, эта область самая занимательная. – Пьер Тейяр де Шарден пытается возродить глубинную смысловую связь человека и природы. Распространяется учение о сверхъестественных силах, управляющих жизненными явлениями. Процессы в биологических организмах зависят от этих сил и не могут полностью быть объяснены физикой, химией или биохимией. – Карл фон Райхенбах разработал теорию об уникальной силе – витальной энергии, пронизывающей все живые существа. Хотя подобные утверждения часто опровергаются (этим занимался, например, Йёнс Якоб Берцелиус, выступая с некритически научной позиции), обсуждение регуляторных сил внутри живой материи продолжается[38 - Скептически относясь к идее Бергсона о творческой эволюции, один из основателей синтетической теории эволюции Эрнст Вальтер Майр, все-таки признает, что многие философские проблемы биологии не могут быть решены на основе картезианства. Логика критики витализма выглядит неубедительной. Взаимодействие компонентов одной системы следует исследовать с таким же вниманием, как и сами эти компоненты.].

Живая материя избегает термодинамического равновесия, производя негативную энтропию, создавая порядок по новому принципу: порядок-из-порядка. Так хаотическое движение преобразуется в порядок. Следовательно, жизнь является процессом перманентной борьбы эволюции с энтропией. Благодаря самообновлению обмена или циклического движения существ, энергии и информации, эволюция не позволяет энтропии одержать полную победу (создавая антиэнтропийное состояние в условиях существования энтропии). Порядок – это степень информации или негативной энтропии.

Эволюционный подход в химии и биологии на самом деле является видом методологического и онтологического расширения, сложного в смысле теоретической закономерности, но предоставляющего новые возможности для толкования и понимания. Но как сочетать этот подход с принципами термодинамики, согласно которым закрытая система в конечном итоге приходит в состояние максимальной энтропии (что останавливает любую эволюцию)? Открытая система должна быть достаточно далека от точки термодинамического равновесия (в состоянии равновесия энтропия максимальна и самоорганизация невозможна; в состоянии, близком к равновесию и с недостаточным притоком энергии/материи/информации, любая система со временем приближается к равновесию и перестает менять свое состояние, т. е. опасно приближается к концу). В достаточно сложных открытых системах, благодаря притоку энергии/материи/информации и усилению неравновесия, аккумулированные девиации (случайные отклонения) приводят к синхронизированному коллективному поведению элементов и подсистем, нарушая старый порядок, и после относительно кратковременного хаотического состояния система предыдущих структур «допускает» и/или формирует новый порядок.

Самоорганизация, ведущая в результате к образованию (через этап хаоса) нового порядка или новой структуры, может проявиться только в системах достаточного уровня сложности, характеризующихся интенсивным взаимодействием элементов и относительно высокой вероятностью своих флуктуаций. В противном случае, синергетические эффекты будут недостаточными для коллективного поведения элементов системы и тем самым для возникновения самоорганизации. Чтобы самоорганизация была возможна, система должна обладать плотностью, т. е. чтобы на относительно маленьком пространстве осуществлялось достаточное количество событий[39 - Например, до эпохи неолита люди были настолько рассеяны по Земле, что значимые для человеческого рода события были редки и медленны. С тех пор, как возникли поселения, особенно городские и крупные, коллектив своей плотностью ускорил собственную самоорганизацию (что, с другой стороны, приводит к опасности воздействия энтропии).].

С позиции эмерджентной эволюции (доктрины о единстве двух процессов: преображения исходных свойств и появления принципиально новых), наш мир возник из относительно простой пространственно-временной матрицы, однако исходные условия не позволяют предсказать грядущие результаты[40 - Этот термин в 19-м веке в философию ввел Джодж Генри Льюис. По его мнению, эмерджентные действия отличаются тем, что не объяснимы полностью каузально, а тем самым непредсказуемы в своих системных свойствах. В теории эволюции, так называемые, высшие свойства сложнейших организмов не могут быть полностью объяснены и предсказуемы взаимодействием системных свойств. (Николай Гартман результат эмерджентности назовет категориально новым.) Речь идет о переходе на новый уровень организации. Эмерджентным мы называем свойство некой системы, когда тем же свойством не обладает ни один из ее элементов. Ни один муравей не способен блюсти интересы муравейника, как целой системы, каждый из них в состоянии осуществлять очень скромное число операций, для которых необходимо только несколько элементарных информаций. Но «хитрость разума» всего муравейника использует, в пределах возможного, каждое единичное действие каждого отдельного муравья в интересах муравейника.]. Эмерджентное генерирование ценности выходит за пределы аккумулированных ранее информации и знания. Правда, здесь все еще речь идет о перераспределенных, а не добавленных ценностях.

Эмерджентные свойства можно разделить на два типа: каузальную мощь одних можно полностью объяснить каузальным взаимодействием элементов более низкого уровня, а для других это невозможно. Вот простейший пример свойств первого типа: молекула воды обладает свойствами, которыми по отдельности не обладают ни водород, ни кислород. Другой пример сложнее: сознание является эмерджентным свойством, сила которого может быть объяснена взаимодействием нейронов в мозге. Понятая таким образом, дефиниция сознания выглядела бы следующим образом: сознание является ментальным свойством высшего порядка – эмерджентным свойством – нейробилогических процессов в мозге. Эмерджентностью можно относительно удовлетворительно объяснить возникновение комплексных систем из менее сложных аккумуляций материи-энергии, не учитывая случайности. Онтологически эмерджентные свойства понимаются как новые «внутренние» свойства сложных объектов, не редуцирующиеся до свойств нижнего ряда. Они возникают из этих свойств непредсказуемым образом.

Согласно эмерджентной теории, для возникновения жизни достаточно того, чтобы соответствующие части оказались определенным образом вместе. Т. о. жизнь является эмерджентным свойством определенной степени сложности и конфигурации. Путем самоорганизации внутри сложных систем, в динамическом процессе возникают когерентные структуры и свойства, радикально новые и несводимые к свойствам нижнего ранга. Комплексное поведение и особенности не являются свойствами отдельных объектов. Возникновение сложных видов из более простых может наблюдаться и в общественных течениях, в идеях и т. д. Собственно, все сознание является эмерджентной совокупностью своих составных частей.

Образование формы кристалла является самым ярким примером проявления эмерджентных свойств в неорганической природе. Колонии муравьев, постройки термитов, рои, стаи и стада, да и вся организация жизни, начиная с субатомного уровня до биосферы, являются примерами эмерджентных творений.

Полностью хаотические процессы изначально имеют ничтожную вероятность перехода в упорядоченные процессы. Однако со временем они могут приобрести некое свойство (путем эволюции или каким-либо другим образом), делающее более вероятным переход в упорядоченный процесс. Скажем, процесс формирования молекул значительнее, чем простая случайность. За порядок и план могут отвечать бог, природа или природные законы (например, закон, по которому сложные структуры «по природе вещей» развиваются из более простых). Но поскольку энергия в природе в некоторый момент создана негэнтропийно, а существование закона трудно представить без проектировщика, логично предположить, что за порядок и план отвечает сверхъестественная сила. Даже если она не создала природу в том виде, в каком мы ее наблюдаем, это не значит, что она не создала природные законы, приведшие к тому, что вселенная выглядит или функционирует так, как мы это видим, и что эта сила не внесла относительную свободу в функционирование этих законов. Итак, принятие принципа эмерджентности позволяет его интерпретировать как результат действия сверхъестественной силы.

Возможно, то, что нам кажется хаосом, на самом деле порядок, который мы просто не понимаем, исходя из недостатка знаний о состоянии системы (особенно в связи с ее первоначальными условиями), а то, что нам кажется порядком, на самом деле единственный понятный нам порядок, или даже хаос, к которому мы привыкли. У нас много оснований верить, что сложное, причудливое поведение разного рода является не чем-то беспорядочным, а просто сложным видом порядка; разумеется, чтобы в нем увидеть упорядоченность, требуется слишком много данных. Беспорядок можно понимать и диалектически: как средство разрушения более простой организации системы для ее спонтанной трансформации в новый, более сложный порядок. С этой точки зрения можно столкнуться с одновременным ростом и организации, и энтропии. Порядок и хаос находятся в динамическом диалектическом единстве.

Механистический и рациональный пристрастный разум затрудняется в понимании высших уровней организации, оперируя терминами низших уровней, и философия должна помочь в решении этой проблемы. Следует учитывать, что эволюции присуща скачкообразность, это творческий процесс, негэнтропийная тенденция. Изначальную неорганическую эволюцию обогатила со временем органическая эволюция. Подобно тому, как выход энтропии за пределы информационно-логико-математического мира всегда ведет к дополнительным сложностям, так и выход энтропии за пределы неорганического мира в геометрической прогрессии усложняет понимание, а тем самым и оценку уровня энтропии. По сути, согласно теории эволюции, мир развивается от простых форм к сложным. В отличие от единичных живых существ, экосистема и биосфера имеют способность строить и поддерживать высокую степень внутренней упорядоченности.

Система естественного отбора, сформулированная Дарвином, является примером самоорганизации. В естественном отборе важную роль играют многочисленные малые, случайные мутации, которые аккумулируются статистически. Многие из них будут нестабильны и нефункциональны, а способные к выживанию станут более упорядоченными, более адаптированными, количество перейдет в новое качество. Вектор эволюции задает направление новым органическим формам. В расширяющейся системе мутационные изменения всех типов стремятся создать новые информационные конфигурации. Прогрессивная эволюция с естественным отбором возможна только как самостоятельное развитие непрерывной самоорганизации. Когерентность является основой самоорганизации, обеспечивая единство целого и части, корреляцию между элементами системы.