Назаретян - Hелинейное будущее 2013

Мегатренды и механизмы эволюции	241

Эндо-экзогенные кризисы, обусловленные опасными измене-

ниями в среде, которые спровоцированы активностью самой сис-

темы. Кризисы такого типа потенциально наиболее продуктивны: хотя они тоже часто приводят к гибели системы, но их кардинальное преодоление возможно только за счёт качественного усложнения структур и функций.

Очевидно, что антропогенные кризисы, описанные в гл.1.1.2, относятся к числу эндо-экзогенных. Изучение реальных эпизодов, а также лабораторных имитаций позволяет схематически представить характерную логику событий.

Монотонное наращивание антиэнтропийной активности (например, безудержное размножение биологической популяции, увеличение технологической мощи, потребления ресурсов) накапливает разрушительные эффекты в среде, и рано или поздно прежние механизмы жизнеобеспечения становятся настолько затратными, что угрожают прямой дисфункцией – катастрофическим ростом энтропии в самой системе. Закон отсроченной дисфункции гласит, что такая фаза обязательно наступает (в гл.1.1.2 это показано на материале социальной истории), и дальнейшая судьба неравновесной системы зависит от того, насколько она готова к изменениям.

Как могут далее развиваться события? Самый простой вариант иллюстрируется хрестоматийным экспериментом. Несколько бактерий, помещённых в замкнутый сосуд (чашку Петри) с питательным бульоном, начинают быстро размножаться, и колония задыхается в собственных экскрементах. В более сложном случае неравновесные системы мигрируют в новую, пока не разрушенную среду и продолжают экстенсивное развитие. Например, популяция животных, вторгшись в новый биоценоз и потеснив соперников, занимает их экологическую нишу или создаёт для себя новую. Ещё более сложный консервативный сценарий: в экосистеме устанавливается колебательный контур между численностью популяции и объёмом ресурсов. Такой контур представлен простой математической моделью Лотки – Вольтерра «волки – зайцы»: с ростом численности волков на территории сокращается количество зайцев, что влечёт за собой вымирание волков, которое, в свою очередь, обеспечивает новый рост заячьего, а за ним и волчьего поголовья...

В первом приближении энергетический круговорот в природе действительно напоминает цепь, а точнее, разветвлённую сеть, ме-

242

Часть I

жду звеньями (ячейками) которой установлены кольца отрицательной обратной связи. Как мы знаем (см. §1.1.1.6), при перенаселении давление среды и инстинктивных факторов направлено на сокращение популяции. Посредством механизмов обратной связи происходит системный контроль и взаимная подгонка численности – своеобразный баланс агрессий, обеспечивающий устойчивость биоценоза пропорционально разнообразию его внутренних связей. Чем выше трофический уровень, тем больше энергии требуется для жизнеобеспечения одной особи; соответственно, тем ниже вместимость экологической ниши. Поэтому, как говорится на Кавказе, «орлы стаями не летают». И только такой сверх-хищник, как человек, забравшись на вершину пищевой пирамиды во всех экосистемах, смог переломить природные механизмы контроля над численностью популяций.

В литературе приводится иллюстративный расчет. Минимальная энергия, необходимая для физиологического существования одного человека в течение года, количественно эквивалентна той, которая содержится в 300 рыбках форели. Такое количество рыбок съедают за год 90000 лягушек, а те, в свою очередь, – 27 млн. кузнечиков; наконец, сами эти кузнечики потребляют в год тысячи тонн травы

[Chaisson 2001].

Считается, что в дикой экосистеме популяция каждого трофического уровня может регулярно и безнаказанно выедать 10-20% предыдущего уровня: травоядные не должны уничтожать бόльшую долю фитомассы, хищники – травоядных. Таков далёкий аналог «воровского закона» в естественной пирамиде агрессии. «Если сузить основание этой пирамиды, то и последующие ярусы уменьшатся вплоть до полного выпадения» [Красилов 1986, с.46]. В этом случае, говоря языком экологии, естественно возобновимые ресурсы становятся невозобновимыми – и дальнейшее существование системы оказывается под вопросом.

Наконец, предварительно обозначенный выше «прогрессивный» сценарий – совершенствование антиэнтропийных механизмов. Когда эндо-экзогенный кризис приобретает такой масштаб, что промежуточные сценарии (типа смены среды обитания) исключены, наступает типично бифуркационная фаза: либо должен произойти обвал, либо революционный перелом в развитии системы.

Мегатренды и механизмы эволюции	243

Повторим, что квазиустойчивые состояния, в сторону которых может изменяться неустойчивая система, называют аттракторами, реальное число которых всегда невелико. В случае деградации говорят об изменениях в сторону простого аттрактора, а «аттракторы, отличные от состояний равновесия… получили название

странных аттракторов» [Арнольд 1990, с.23, курсив мой – А.Н.].

Среди последних мы также различаем горизонтальные – квазиустойчивые состояния на соразмерном уровне неравновесия со средой – и вертикальные – квазиустойчивые состояния на более высоком уровне неравновесия. Горизонтальный странный аттрактор предполагает одномерные адаптации (вызванные экзогенными изменениями или перемещением в новую среду) с подстройкой негэнтропийных механизмов без их качественного совершенствования. Для достижения же устойчивости на более высоком уровне неравновесия со средой необходима возрастающая удельная продуктивность (величина полезного эффекта на единицу разрушений), что, в свою очередь, требует радикального роста организационной сложности и «интеллектуальности» – вертикальный странный аттрактор.

Изучение фазовых переходов в эволюции природы и общества позволило вывести два фундаментальных обобщения. Во-первых, если фазовый переход в сторону вертикального аттрактора генетически не запрограммирован (как в развитии индивидуального орга-

низма), то он может реализоваться только вследствие эндо-

экзогенного кризиса. Поэтому сам факт последовавшего удаления системы от равновесного состояния с необходимым для этого совершенствованием антиэнтропийных механизмов служит доказательством того, что кризис был спровоцирован не сугубо внешними факторами, а собственной активностью системы.

Во-вторых, шансы системы на «прогрессивное» преодоление кризиса с продолжением развития в сторону странного аттрактора во многом определяется тем, какой объём актуально бесполезного

– избыточного разнообразия система успела накопить в периоде относительно спокойного развития. Если отбор был не настолько жёстким, чтобы отбраковывать слабовредные мутации (см. §1.1.2.1), то в кризисной фазе маргинальные элементы, игравшие прежде периферийную роль, обеспечивают внутренний ресурс, из которого черпаются новые модели и стратегии поведения.

244

Часть I

Для первоначальной иллюстрации напомним три примера из гл.1.1.2.

По современным данным, праматерь неоантропов («Митохондриальная Ева») жила в Африке от 200 до 300 тыс. лет назад. Прежде чем воцариться на планете (около 30 тыс. лет назад), наши далёкие предки оставались на периферии прасоциальной эволюции, уступая грозным соперникам неандертальцам в развитии материальной культуры и прочих факторов эффективной конкуренции [Буровский 2012; Казанков 2012]. Потребовались десятки тысяч лет для того, чтобы новый вид, освоив свои анатомические преимущества (компенсировавшие очевидные недостатки в физической силе, в объёме головного мозга и т.д.) и дождавшись кризисных эффектов в развитии конкурентов, сменил последних в качестве ведущего агента планетарной эволюции…

Неолитическая революция была обеспечена тем, что в племенах охотников-собирателей были накоплены зачатки земледельческого опыта. Эта деятельность носила исключительно ритуальный характер и не имела хозяйственного значения, но глобальный кризис присваивающего хозяйства превратил её в ядро социальной организации…

Идеи гуманизма, занесенные в Европу арабскими философамизиндиками, оставались на периферии духовной культуры европейцев до тех пор, пока обострившийся кризис сельскохозяйственного производства не востребовал их для эмоциональной балансировки; в результате оптимистический образ прогрессивного «очеловечивания» мира послужил предпосылкой индустриальной революции…

Забегая немного вперёд по расположению материала в книге (см. гл.1.2.2) и удалившись очень далеко назад по хронологии событий, добавим характерный эпизод из ранней истории биосферы, который ярко иллюстрирует оба центральных тезиса этого параграфа – закон отсроченной дисфункции и правило избыточного разнообразия.

На протяжении миллиардов лет жизнь на Земле была представлена прокариотами. Отходы жизнедеятельности цианобактерий (синезелёных водорослей) – свободный кислород – постепенно накапливались в атмосфере планеты, изменяя её химический состав. В итоге атмосфера приобрела столь выраженное окислительное свойство, что стала губительной для основного носителя жизни – и началось массовое вымирание цианобактерий.

Мегатренды и механизмы эволюции	245

Но к тому времени в результате мутаций успели сформироваться простейшие аэробные организмы (поглощающие кислород и выделяющие углекислый газ), которые начали быстро размножаться и приобрели ведущую роль в развитии жизни. Биосфера радикально усложнилась, что и обеспечило её сохранение.

Как правило, возникновение нового в прошлом фиксируется именно тогда, когда оно было эволюционно востребовано. Дальнейшие исследования обычно показывают, что и прежде это явление присутствовало в системе, но латентно или в совсем иной функции. Скажем, птичье перо появилось как средство теплоизоляции, и лишь много позже способствовало улучшению аэродинамических характеристик крыла. Скелет первоначально служил просто средством запасания фосфора [Еськов 2004]. Новые биологические виды, семейства, отряды и классы, прежде чем сделаться ведущими агентами биосферы, десятки миллионов лет оставались периферийными элементами в силу их низкой эффективности по сравнению с доминировавшими группами. Научные теории (типа гелиоцентрической модели), технические находки и религиозные доктрины, впоследствии преобразившие мир, обычно до поры пребывали на обочине духовной и инструментальной культуры. Например, в §1.1.2.6 мы по иному поводу обратили внимание на крайнюю неэффективность огнестрельного оружия на раннем этапе его существования.

Обстоятельства такого рода (так называемые преадаптации и отсроченные ароморфозы [Гринин и др. 2009]) обнаруживаются в истории природы и общества настолько регулярно, что дают повод утверждать, будто вовсе никогда ничего качественно нового не изобреталось [Клягин 1999]. Ю.М. Лотман [1981] считал очевидной истиной, что «сознанию должно предшествовать сознание». Ф. Реди и за ним В.И. Вернадский [1978] были убеждены, что живое способно произойти только от живого. По В.В. Налимову [1979], все будущие новообразования, в том числе мысли и образы, присутствовали уже в момент Большого взрыва, а учёный или художник, подобно радиоприёмнику, лишь настраивается на правильную волну, вылавливая из эфира божественные откровения. Во всех этих концепциях эволюция понимается в её этимологическом значении, как «развёртывание» свернутого клубка.

246

Часть I

Правило избыточного разнообразия позволяет интерпретировать соответствующие факты в системно-эволюционном ключе. На каждом переломе природной или социальной истории разрешение эндо-экзогенного кризиса происходило по сходному сценарию. Маргинальные формы вещества, жизни, социальной активности, культуры, мышления становились доминирующими, обеспечивая рост внутренней сложности и «интеллектуальности» целостной системы и, тем самым, совершенствование антиэнтропийных механизмов (см. подробнее §1.1.3.3).

Добавим, что с ускорением эволюции на Земле соотношение экзогенных, эндогенных и эндо-экзогенных кризисов неуклонно изменялось в пользу последних, поскольку активность живого вещества, а затем общества и сознания играла возрастающую роль в совокупности причинно-следственных зависимостей. Эндоэкзогенные кризисы привлекают наше преимущественное внимание не только потому, что сами по себе более других «интересны», чреваты «творческими» решениями и фазовыми переходами, но и потому, что сегодня глобальные угрозы являются почти исключительно следствиями человеческой деятельности…

§1.1.3.2. Эволюционная динамика:

закон необходимого разнообразия и закон иерархических компенсаций

Всякому безобразию есть своё приличие.

А.П. Чехов

Законы – это средство вытягивать ноги уткам и обрубать журавлям.

Лао-цзы

То, что одним из решающих условий преодоления кризиса всегда служил ресурс разнообразия, накопленный системой (природой или обществом) в относительно спокойные периоды, можно считать проявлением фундаментального вывода кибернетической теории систем, сформулированного в 1950-х годах английским биологом и математиком У.Р. Эшби [1959]. Зависимость между внутрен-

Мегатренды и механизмы эволюции	247

ним разнообразием и эффективностью управления – закон необходимого разнообразия – объясняет механизмы устойчивости систем к внешним и внутренним флуктуациям в очень широком диапазоне

– от физических и биотических процессов до феноменов социологии, психологии и семиотики, однако прямолинейное истолкование закона Эшби часто приводило к недоразумениям. Накапливались данные об эволюционных механизмах, связанных с ограничением разнообразия и блокированием его роста. Если бы рост разнообразия давал безусловные преимущества, то следовало бы признать излишними, например, языковую грамматику и орфографию, мораль, уголовный кодекс, правоохранительные органы, правила дорожного движения и многое другое.

В действительности формальные и неформальные регламентации и санкции за их нарушение, сопровождающие почти все аспекты социального взаимодействия, нацелены на ограничение разнообразия в поведении и даже мышлении людей – без этого общество теряет жизнеспособность. Сказанное касается также преступных сообществ, которые вырабатывают свои варианты «воровского закона», жёстко ограничивающие свободу выбора и, как отмечено в §1.1.1.4, во многом воспроизводящие нормативный строй архаических социумов2.

Зачем же нужны судьи, полицейские, инспекторы ГАИ, моральные авторитеты, воровские и нацистские «законники», учителя словесности, литературные корректоры («Цезарь не выше грамматиков», – говорили древние) и прочие гаранты соблюдения всякого рода запретов, если разнообразие представляет самодовлеющую ценность? Не является ли настойчивое стремление ограничить внутреннее разнообразие особенностью (даже коренным пороком) социальных систем?

Оказывается, нет. Сложные механизмы, препятствующие бесконтрольному росту разнообразия, образовались задолго до появления человека.

Например, как указывают астрофизики, при образовании галактик из хаотической среды сокращение вероятности пространственного распределения частиц сопровождалось ростом «скоростной» вероятности [Зельдович, Новиков 1975]. В космологии популярна гипотеза о том, что ранняя Вселенная обладала большим числом простран-

248

Часть I

ственных измерений, а фазовый переход к четырёхмерному простран- ственно-временному континууму произошёл вследствие своего рода «исторической случайности» [Thirring 1997]; ограничение размерности составило предпосылку растущего разнообразия материальных форм. А из микрофизики известно, что образование атома обеспечивается сокращением степеней свободы частиц (координаты и импульса).

Факты такого рода множатся с разветвлением эволюционных процессов. Так, ограничение разнообразия на субклеточном и молекулярном уровнях живого вещества обеспечило рост разнообразия форм на надклеточном уровне. Рост разнообразия эукариот стал возможным благодаря унификации типов метаболизма по сравнению с прокариотами.

Вдикой природе рост генетического, видового и поведенческого разнообразия ограничивает, главным образом, консервативный механизм естественного отбора, отсекающий неблагоприятные мутации. Известны и весьма забавные этологические наблюдения. Так, в популяциях шимпанзе выделяется небольшая доля мужских особей со специфическим сексуальным поведением – «блуждающие самцы». Такой самец примыкает к стае и живёт в ней некоторое время, спариваясь с самками, после чего присоединяется к следующей стае и т.д. Биологическая функция блуждающих самцов – сохранение генетического единства вида. Если бы их не было, то изолированные группы со временем дивергировали бы в новые виды, а чрезмерный рост видового разнообразия экосистеме невыгоден. Между прочим, хабаровский эколог Е.С. Зархина [1990] остроумно сравнила системную функцию блуждающих самцов в природе и учёных, работающих по междисциплинарной программе. Исследователи с установкой на поиск параллелей и связей между предметными областями существовали даже в периоды самого жёсткого дисциплинарного размежевания; их деятельность теперь, как и прежде, уберегает науку от распада на бессвязные отрасли.

Фундаментальный факт эволюционной экологии состоит в том, что предпосылкой растущего биоразнообразия служила унификация физических условий планеты – температуры, атмосферного давления, радиационного фона – под влиянием жизни: без такой унификации было бы невозможно образование многоклеточных организмов (см. гл.1.2.2). В свою очередь, как показано в гл.1.1.2, ограничение биоразнообразия сделалось необходимым условием роста социокультурного разнообразия.

Вязыке ограничение допустимых фонемных комбинаций совершенно необходимо для построения слов, ограничение синтаксических сочетаний – для построения фраз и т.д. Исторически это вело к ук-

Мегатренды и механизмы эволюции	249

рупнению и обобщению языковых правил. Развитие науки требует упрощающих парадигмальных обобщений, в которых имплицитно содержится (и может быть дедуктивно выведено) множество фактов, причинных связей, достоверных суждений, прогнозов и рекомендаций, но вместе с тем исключается множество других фактов, гипотез и т.д. Чем более развито и разнообразно дорожное движение, тем более строгие ограничения требуются для его поддержания. Вообще с усложнением социальной организации множились моральные, правовые и прочие ограничения – законы, предписания и правила. «Как раз потому, что эти правила сужают выбор средств, которые каждый индивид вправе использовать для осуществления своих намерений, они необычайно расширяют выбор целей, успеха в достижении которых каждый волен добиваться» [Хайек 1992, с.88].

Эта зависимость имеет и обратную сторону: деградация системы начинается ростом степеней свободы элементов. Такое наблюдается в случае социального бунта, смерти биологического организма, отдельной клетки, при разрушении атома и т.д. Согласно филогенетическим наблюдениям, фазе вымирания вида обычно предшествует рост его таксономического разнообразия [Гринин и др. 2009]. А когда Господь пожелал воспрепятствовать согласованной работе строителей Вавилонской башни, Он диверсифицировал их языки – «так чтобы один не понимал речи другого» (Быт. 11:9). Неожиданно возросшее разнообразие в несущей подсистеме (коммуникативном коде) сделало совместную деятельность невозможной…

Бесконечные факты такого рода трудно согласовать с законом Эшби, если усматривать в нём исключительно демонстрацию самоценности разнообразия. В конце 1980-х годов мы изучали данный вопрос вместе с известным специалистом по теории информации Е.А. Седовым, пытаясь выявить соотношение разнообразностных характеристик в системах любого рода – от космофизических до когнитивных – и механизм изменения этого соотношения в процессе эволюции [Седов 1988; Назаретян 1988, 1990, 1991]. После безвременной кончины Евгения Александровича (который в последние недели жизни успел разработать соответствующий математический аппарат) в редакционном предисловии к его посмертно опубликованной статье [Седов 1993] я предложил назвать полу-

ченную модель его именем – закон Седова, или закон иерархиче-

ских компенсаций. А также вывел его общую формулировку: рост разнообразия на верхнем уровне иерархической организации обес-

250

Часть I

печивается ограничением разнообразия на предыдущих уровнях, и наоборот – рост разнообразия на нижнем уровне разрушает верхний уровень организации.

При этом функциональная унификация несущих структур увеличивает совокупное разнообразие системы. За счёт унификации физических условий на Земле биосфера существенно превышает по сложности эквилибросферу безжизненной планеты. В антропогенном ландшафте (включая лесные массивы, парки и заповедники) разнообразие биотических связей заметно уступает дикому биоценозу, однако в совокупности с социоприродными связями антропоценоз

– значительно более сложное образование, чем естественная экоси-

стема (ср. §2.1.1.1).

Закон иерархических компенсаций сопоставим по предмету и по охвату с законом необходимого разнообразия и составляет необходимое дополнение последнего. Его наглядные иллюстрации изобилуют во всех сферах объективной и субъективной реальности (о приложении закона к социальным организациям см. [Назаретян 1990; Цирель 2009]). Как мы убедимся в Части II, нелинейная модель роста разнообразия способна стать эвристическим подспорьем в острейших вопросах глобальной политики. Прежде, однако, необходимо уточнить, какие именно эволюционные преимущества даёт системе растущая структурная сложность.