Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Скачиваний:
51
Добавлен:
16.02.2016
Размер:
4.76 Mб
Скачать

может развиваться без использования методов другой науки, иначе она перейдет в застывшую догму либо в хаос абсурда [21]. Понятие “дополнительность” введено Н. Бором в 1928 г. для объяснения экспериментальных результатов исследований микромира, но вскоре он понял его общую значимость и перенес с физики на пси хологию и на всю теорию познания. Принцип характеризуется уни версальностью подхода в теории познания, философии, науке и в формировании образа окружающего мира и заключается в том, что более точное определение одной из дополняющих друг друга ха рактеристик описания объекта приводит к уменьшению точности других. Принцип универсальный и учитывается при исследовании неживой и живой природы, человека, общества и его понимание и использование необходимо для научного представления действи тельности.

В соответствии с принципом Бора в мире существует то, что можно измерить или оценить. Если между фактами (элементами) нет связи, их нельзя установить. Можно знать то, что связано между собой и нами. Представления о реальном мире складываются через взаимо связь пространства и времени, упорядочение состояний сложных сис тем одного уровня и хаотичности другого, их взаимодополнительности и согласованности. Двойственность природы человека проявляется в видении мира извне (глазами других) и изнутри — с помощью органов чувств. Отсюда часть бытия описывается наукой, а другая требует искусства, духовного способа постижения мира.

Высшая мудрость должна быть выражена обязательно такими словами, смысл которых не может быть определен однозначно. Следовательно, истинность высшей мудрости не является абсо лютной, а только относительной, поэтому противоположное выс казывание также правомерно и мудро (П. Дирак). Н. Бор считал, что каждое высказывание надо понимать и как утверждение, и как вопрос. Г. Гете утверждал, что между двумя противоположными мнениями находится не истина, а проблема. Французский фило соф и математик Б. Паскаль говорил: “Противоположность истине — не заблуждение, а противоположная истина”. Согласно Лао Цзы реальность характеризуется объединением противоположностей, объединением “янь” и “инь” [21].

Эти высказывания представителей естественнонаучной и гумани тарной ветвей культуры позволяют считать, что однозначно одним

51

методом и на одном языке невозможно описать явление, субъект или объект, а надо привлечь дополнительные представления, дополни тельную культуру.

Сложность объединения результатов исследований гуманитар ной и естественнонаучной культур объясняется отсутствием обще го языка и понятийного аппарата. Вербальный язык и алгоритмы мышления сформированы в трехмерном пространстве и нам, к при меру, сложно представить четырехмерную реальность релятивис тской механики и законы квантовой физики микромира с ее вероят ностным подходом. Мы пытаемся говорить о принципиально новых явлениях на языке старых представлений в пределах линейного мышления, не преодолев, так сказать, “лингвистического барьера” [21]. В процессе познания мы реконструируем реальность через осознание его нашими представлениями в соответствии с антроп ным принципом. Но на сегодня человек имеет ограниченное знание о себе. Когда он погружается в размышления о причинах своих действий, то может разрушить, “стереть” эти причины в своем соз нании. Человеческая свобода действия (по Н. Бору) находится в дополнительном отношении к субъективной рефлексии (размыш лению, самопознанию).

При изображении, например комнаты, один считает, что важны стены и точно передает их вид, пренебрегая полом. Другой изобразит пол таким, каким он его видит, неумолимо искажая вид стен. Можно по разному расставлять акценты. Выбор того или иного варианта — дело восприятия и целей самого художника. Поэтому слова художни ков “я так вижу” имеют объективный физический смысл: для одного главное вертикаль (стены), для другого горизонталь (пол). А вместе — не получается! Если один художник хочет правильно нарисовать пол, то “наврет” в изображении стен, а другой, которому важны стены, обязательно “наврет” в изображении пола. Один передает безупречно одно, другой — другое, и получаются разные картины. Однако все они одинаково правильны и одинаково неправильны, и это справедливо [21]. Такие картины действуют на нас тоже по разному, а ведь изобра жен на них один и тот же объект. Идея дополнительности, первона чально сформулированная в физике применительно к микромиру, оказывается плодотворной в других областях знания.

Интересную трактовку принципа Бора на “бытовом уровне” можно найти в эссе “Низкие истины” известного кинорежиссера

52

А. Кончаловского: “Человек, свободный внешне, должен быть чрезвычайно организован внутренне. Чем более человек организо ван, то есть внутренне не свободен, тем более свободное общество он создает. Каждый знает пределы отведенной ему свободы и не тяготится ее рамками. Самоограничение каждого — основа свободы всех. Очень часто приходится слышать о свободе русского человека. Да, русские действительно чрезвычайно свободны внутренне, и не удивительно, что компенсацией этому является отсутствие сво боды внешней. Свободное общество они пока создать не в состоя нии именно из за неумения себя регламентировать. Каждый хочет быть свободен сам — всем стать свободными при этом заведомо не реально” [26].

Возможности эффективного применения принципа дополнитель ности: взаимоотношения между целым и частями, структурой и функциями сложной системы; хаосом и порядком при эволюции в процессе самоорганизации; стохастичностью и детерминирован ностью; случайностью и необходимостью; понятиями “янь” и “инь” восточного мистицизма, синтез — анализ и т. д. Например, один из признаков характеризует объект, другой — его окружение. Н. Бор говорил, что мы имеем дело с различными, но одинаково существен ными аспектами единого, четко определенного комплекса сведений о системе, что описать сложное явление с помощью одного языка ис черпывающе невозможно. Принцип дополнительности Бора в корне отрицает возможность описания мира путем деления его на части с полным описанием каждой. Отдельное знание о предмете не может быть самодостаточным, требуется дополнение в виде других наук.

Следовательно, применением лишь одного способа познания мира нельзя построить его целостную картину. Сегодня современная кон цепция Универсума (мира как целого) носит в основном физический характер, и человек с его знанием и совестью пока никак не рассмат ривается в его модели. Целостный подход к восприятию действитель ности с учетом принципа дополнительности дает возможность решить задачу более полного понимания реального мира, меняет идеологию в современном обществе, где человек теряет ориентацию из за отсут ствия стабильных критериев и ценностей, обоснованного объяснения происходящих явлений.

Антропный принцип в развитии живых систем. Антропный прин цип вводит роль человека в процесс эволюции и хорошо вписывается в

53

синергетическую парадигму мировидения, в холистическое восприя тие, и объединяет мир с общих позиций единства живой и неживой природы. Его можно использовать как универсальный инструмент в исследовании сложных систем любой природы. Он утверждает суще ствование сложного в нашем мире. Для развития сложных систем на макроуровне элементарные процессы на микроуровне должны про ходить очень избирательно, т. е. в соответствии с “подгонкой” фунда ментальных констант по антропному принципу, в том числе и конс тант — параметров, определяющих жизнедеятельность и развитие организма.

Исходя из принципа дополнительности Бора, нельзя судить о содер жании общих биологических закономерностей только из биологичес ких воззрений, упуская нечто принципиальное о человеке. Н. Бор счи тал, что познание живого организма в виде системы принципиально, что только законами биологии или физики невозможно объяснить феномен живого.

Аксиомы биологии. Для построения теории, описывающей явле ния в рамках какой либо науки, необходимо иметь систему основ ных положений или принципов, позволяющих классифицировать множество накопившихся фактов о сложных явлениях, и формули ровать аксиомы как общие закономерности развития Универсума. Аксиомы — это концентрированный опыт человечества, в известном смысле стартовая площадка для последующего “взлета”. Трудность формулировки аксиом биологии состоит в том, что надо не только отобрать их из многих важных биологических закономерностей, но и дать общее определение жизни и признаков живого. Фундаменталь ные физические законы (почти что аксиомы) носят характер запре та и справедливы лишь при определенных условиях. Подобные зап реты действуют и в живой природе, к ним, естественно, должны быть добавлены и специфичные для биологии законы, но не противореча щие первым. Поэтому биологические аксиомы могут быть выведены из физических.

Первая аксиома. Учитывая идеи самоорганизации сложных сис тем, роли информации в эволюции живого и кибернетике мы прихо дим к выводу, что в основе развития любого живого организма долж ны обязательно иметь место две программы: что делать (из чего сос тоит эта структура) и описание как ее воспроизвести (сделать). Весь процесс размножения и развития организма состоит из двух опера

54

ций: копирование наследственной программы (генотипа) и собственно “изготовление” его самого, реализующегося в фенотипе. В этом смысл первой аксиомы биологии [21].

Все живые организмы представляют собой единство фенотипа и генотипа — программы для их построения, передающиеся из поколе ния в поколение. Это начало всей живой материи. Жизнь на базе только одного генотипа или фенотипа невозможна, поскольку нет условий для самовоспроизведения, построения и самоподдержания. В земных условиях основа генотипа — нуклеиновые кислоты, фено типа — белки. Разнообразие жизни во Вселенной может иметь дру гое структурное воплощение, но принцип раздельного копирования при единстве генотипа и фенотипа, по видимому, единый и незыбле мый для всего Универсума.

Вторая аксиома. Ее сформулировал русский биолог Н. К. Коль цов в 1927 г.: “наследственные молекулы” синтезируются матрич ным путем. В качестве матрицы, на которой строится ген будущего поколения, используется ген предыдущего [21]. Расшифрованная структура этой “наследственной молекулы” показала, что “вещество наследственности” — молекулы ДНК.

Аксиома распространяется на более широкий круг явлений. Со гласно первой по наследству передается не сама структура, а описа ние и инструкция по ее изготовлению, вторая постулирует широкое распространение матричного копирования в жизненных процессах. По существу, вся жизнь — это матричное копирование с последую щей самосборкой копий. Матрицы используются и в практической деятельности человека для массового копирования сложных струк тур с закодированной в них информацией: книгопечатание, чеканка монет, изготовление фотоснимков и т. д.

Первая и вторая аксиомы биологии описывают в целом статические закономерности, но не динамику жизни (например, механизм измене ния наследственных матриц). Это требует введения дополнительных аксиом.

Третья аксиома. Она отвечает на вопрос, какие динамические закономерности приводят к изменениям в наследственных матри цах, поскольку именно изменения ведут к развитию, эволюции орга низма [21]. Развитие происходит через воздействие внешней среды на передачу генетической информации при построении живого орга низма. Информация получается выделением ее из бесполезного

55

шума — стохастического изменения случайных сигналов, подвер женных влиянию внешних факторов. Фактором может быть темпе ратура, приводящая к изменению скорости движения молекул, в том числе и в живом организме. Этот тепловой шум искажает целена правленный генетический сигнал, вносит в него изменения, т. е. гене тическая программа передается с ошибками (подобно опечаткам). На языке генетики это называется мутацией.

Третья аксиома имеет наиболее глубокий физический смысл, ибо здесь “напрямую” работает статистическая и квантовая физика. По ведение “наследственных молекул” может быть описано на языке ста тистической физики как хаотическое движение микрочастиц со слу чайным распределением их параметров. Энергия теплового движе ния молекул при тех температурах, когда возможна жизнь, составляет около 0,025 эВ, т. е. при физиологических температурах молекула ДНК остается относительно стабильной.

В статистическом ансамбле микрочастиц даже при хаотическом их движении в состоянии равновесия наблюдается так называемое физическое распределение Максвелла, показывающее, что всегда возможны скорости молекул, при которых они разрушают структу ру гена и вызывают мутации [21]. В соответствии со статистичес кой физикой и ее вероятностным пониманием законов такие мута ции будут случайными (поэтому можно говорить лишь о некото рой вероятности мутации), непредсказуемыми (в противном случае надо знать координаты и импульсы всех молекул в данной клетке) и ненаправленными, т. е. без учета содержания сохраняю щейся информации, и тем самым они только случайно становятся приспособительными.

Таким образом, в процессе передачи из поколения в поколение ге нетических программ они изменяются ненаправленно и лишь слу чайно оказываются приспособительными. Этот постулат углубляет дарвиновское понятие изменчивости как исходного материала для эволюции.

Биофизики подсчитали, что для единичной мутации, приводя щей к изменению генетической программы, необходимо сообщить молекуле ДНК энергию порядка 2,5–3 эВ, что всего лишь в 100 раз больше средней тепловой энергии при обычной для организма тем пературе [21]. Поэтому для мутагенеза определяющим является не нагрев тела, а другие физические факторы уже квантовой природы.

56

В первую очередь, кванты жесткого внешнего облучения живого ор ганизма (γ кванты, высокоэнергетичные частицы, рентгеновское и ультрафиолетовое излучения, быстрые элементарные частицы), а также молекулы и ионы веществ, реагирующие с ДНК, так называе мые химические мутагены.

Когда мутацию вызывают кванты излучений, энергия перерас пределяется во всей совокупности молекул, и их взаимодействие должно определяться квантовомеханическими процессами и хими ческой кинетикой. Здесь проявляется еще один физический смысл третьей аксиомы — вступают в силу законы квантовой механики, в частности, вероятностное положение квантовой частицы и хорошо известный принцип неопределенности.

Для того чтобы вызвать мутацию, надо “довести” необходимую

для этого энергию (Еmin≈ 2,5 … 3 эВ) до области, где она происходит (определяется размером гена). Это уже квантовые размеры, где

действует принцип неопределенности. Положение квантовой меха ники подтверждает, что процесс мутагенеза вероятностен и место каждой единичной спонтанной мутации принципиально непред сказуемо [21].

Четвертая аксиома. Структуры живых организмов сохраняются от поколения к поколению, усложняются и совершенствуются, что обусловлено вторым началом термодинамики, определяющим нели нейность развития сложных самоорганизующихся термодинами чески открытых систем. Этот закон обязывает динамический хаос порождать в диссипативных структурах порядок, переходить от простых организмов к высшим — человеку.

Хаос и порядок “живут” вместе, а взаимодействуют случайно. Случайные изменения, происходящие в фенотипе, делают эволю цию живой природы непредсказуемой. Но естественный отбор спо собствует размножению особей, наилучшим образом приспособив шихся к конкретной окружающей среде и к наследственной пере даче этих способностей потомкам.

Данная аксиома выступает как принцип усиления: случайные изменения генетических программ при становлении фенотипов мно гократно усиливаются и подвергаются отбору условиями внешней среды. Причем отбор действует вначале не на генетические программы, а на фенотипы, где изменения многократно усиливаются, поскольку дают больше шансов на выживание.

57

2.2.ПРИНЦИПЫ РАЗВИТИЯ ЖИВЫХ СИСТЕМ

Синергетический подход к развитию определяет: живая система, ее составляющие видоизменяются, самоорганизуются, так что ис пользуют потребляемую извне энергию наиболее оптимальным спо собом. Он снимает внешнее противоречие между термодинамикой и биологической эволюцией, “биологическое структурирование” свя зывает с поведением диссипативных структур в неравновесной тер модинамике. Онтогенез обусловлен деятельностью саморегулирую щейся иерархической системы, согласованно реализующей наслед ственные признаки и свойства в процессе жизнедеятельности. В ходе онтогенеза и реализации наследственной информации в кон кретных условиях внешней среды формируется фенотип организ мов данного биологического вида.

2.2.1.ПРИНЦИП ПРОИЗВОДСТВА МИНИМУМА ЭНТРОПИИ

Процессы, происходящие в открытых системах, можно понять, учитывая принцип производства минимума энтропии [21, 33].

Под энтропией (поворот, превращение) понимается количествен ная мера неопределённости ситуации, под производством энтропии — отношение изменения энтропии dS к единице объема системы. Сте пень упорядоченности открытой системы определяется по этому принципу производством энтропии. Общее изменение энтропии [21]

dS = dSi (внутреннее) + dSe (внешнее),

где dS — полное изменение энтропии в системе; dSі — изменение энт ропии, обусловленное происходящими в системе внутренними необ ратимыми процессами; dSe — энтропия, перенесенная через границы системы из внешней среды.

При неравновесных фазовых переходах, т. е. в точках бифурка ции, где проходит процесс самоорганизации, система идет по пути

58

развития с меньшим значением производства энтропии [21]. Сле довательно, чем меньше энтропия, тем более система организована. При неустойчивости, хаотичности даже на малейшие воздействия система реагирует. В этом и заключается самоорганизация — созда ние определенных структур из хаоса, неупорядоченного состояния.

Стремление к самоорганизации присуще системам независимо от физической природы и иерархии построения. Хаотичность и нерегу лярность создают порядок, отличающийся от упорядоченности рав новесных систем. Неравновесные упорядоченные системы сущест вуют лишь при условии постоянного обмена с окружающей средой, а равновесные — без обмена.

Сформулируем характерные признаки процесса самоорганиза ции [21]: 1) самоорганизация присуща лишь нелинейным движу щимся системам; 2) системе необходим обмен энергией, веществом и информацией с внешней сферой; 3) кооперативность, когерент ность процессов; 4) должен иметь место неравновесный термоди намический процесс — состояние, когда приток энергии извне не только “гасит” рост энтропии, но и заставляет энтропию умень шаться. Явления, описываемые в рамках понятий бифуркации, само организации и эволюции структур, присущи природе, могут ис пользоваться другими науками.

Учитывая, что реальные системы в природе и обществе подчиня ются законам синергетики, то создание синергетической картины мира по существу — научная революция. В самом фундаменте при роды (как неживой, так и живой) заложены принципы “инь” и “янь”, развертывания и свертывания, эволюции и инволюции, развития и угасания, роста и вымирания, хаоса и порядка, устойчивости и неус тойчивости. Живые организмы “извлекают упорядоченность из ок ружающей среды”, питаются структурированной, упорядоченной пищей, а отдают природе менее структурированные “отходы произ водства” своей жизнедеятельности.

Природа избегает возрастания энтропии и повышает ее в окружа ющей среде при общении с ней организма. Энтропия выступает как мера хаоса, неопределенности. Человек стремится минимизировать энтропию.

Представления синергетики полностью вписываются в самоорга низацию сложных систем как неживой, так и живой природы. Под самоорганизацией понимают установление в неравновесной дисси

59

пативной среде структур, развивающихся во времени. Их параметры определяются свойствами среды и мало зависят от источника нерав новесности в виде потоков энергии и вещества, начального состояния среды и условий на ее границах. Знание параметров системы и соответ ствующие цели управления воздействия на нее позволяют управлять развитием или деградацией любой организационной (живой) системы.

2.2.2.ОНТОЛОГИЧЕСКИЕ ПРИНЦИПЫ РАЗВИТИЯ ОРГАНИЗАЦИОННЫХ СИСТЕМ

Онтологические особенности взаимодействия между формой и со держанием процесса развития были рассмотрены в главе 1. Предста вим эти проявления в виде принципов.

Управление на макроуровне характеризуется реализацией абстракт ных норм — стратегий (проектов, планов и т. п.), требует последова тельного абстрагирования от повседневности. При восприятии объекта на конкретном уровне (в абстрактном понимании — “нечто”) обращается внимание на то, что в различное время и в разных условиях наблюдения у управленца возникают представления, определяемые точкой зрения в той или иной ситуации. Для уяснения сущности меняющегося объекта необходимо связать воедино тексты описания объектных интерпретаций, а это требует выхода за пределы созерца тельного восприятия. Необходима конструкторско теоретическая или концептуальная фиксация наличия у объекта различных состо яний, объясняемая восприятием. Конструкторско теоретическое обоснование особенностей развития объекта можно осуществить, учитывая онтологические принципы развития [3]:

первый — форма и морфология в статическом “нечто” отдельно не существуют. Однако в проявлениях, в реагировании на воздей ствия создается бытие (динамика существования, предопределя емая устройством “нечто”), когда морфологическое как бы раз отождествляется (появление различий единой целостности) с формой, приобретает свою “траекторию” бытия (рис. 2.3);

второй — форма (1) не может “долго” находиться без морфоло гии (2); она создает напряжение, поле (3), к которому чувстви тельна морфология (4), в той или иной степени соответствую щая форме (рис. 2.4);

60