Искусственные чай и кофе

Для любителей кофе и чая несомненный интерес представляет искусственное получение их действующих начал – кофеина и теина. Когда получать таким же образом ароматические вещества кофейных бобов и чайных листьев, то эти напитки станут изготовляться искусственно и не будут уступать по качеству настоящим, значительно превзойдя их дешевизной.

Постнеклассическая картина мира

Термин «постнеклассическая» наука введен академиком В.С. Степиным. Поскольку мы находимся в процессе ее развития (и особенно с учетом фундаментальных проблем, стоящих перед наукой в целом), трудно сказать об этом этапе что-то определенное и окончательное. Многие авторы тем не менее считают, что основные контуры новой картины мира уже очевидны и что ее базу составляют: теория систем (системный подход), термодинамика неравновесных, нелинейных открытых систем (синергетика), парадигма универсального эволюционизма. Нередко сюда же относят современные ноосферные исследования.

Системный подход является ведущим в современном научном знании. В европейской мысли системные идеи были сформулированы вначале в рамках философии, развитие же системного подхода в науке связывается с именами А. А. Богданова и Л. Берталанфи, затем целого ряда ученых - М. Месаровича, О. Ланге, Н. Ви­нера, Н. А. Бернштейна и многих других. В России сегодня системные исследования ведут Э.Г. Винограй, Ю.А. Урманцев, В.Н. Сагатовский, А.А. Малиновский, А.Н. Аверьянов и др.

До настоящего времени не существует общепризнанного опре­деления системы. Э.Г. Винограй определяет ее следующим образом: «Система – это объект, разрешающий актуальные противоречия в заданных условиях среды за счет функциональной ориентированности своей динамики и конструкции, формируемой организационными процессами»¹.

Из этого определения мы видим, что система – это не только целое, состоящее из неразрывно связанных друг с другом частей (в целом верное, но очень упрощенное понимание), но что это целое, во-первых, имеет определенную структурно-функциональную организацию; во-вторых, функционирует в той или иной среде; в-третьих, система определенным образом организуется (добавим, несколько забегая вперед, – самоорганизуется), и, наконец, в-четвертых, все ее функционирование направлено на разрешение возникающих противоречий (иными словами, противоречия рассматриваются как ведущий системообразующий фактор).

Противоречия здесь следует понимать не в обыденном смысле, а как конкретизацию в каждом отдельном случае диалектических принципов развития. Образно говоря – как задачи, которые жизнь ставит перед системой. Типичный пример системы – живой организм, который постоянно разрешает возникающие противоречия – между ним и окружающей средой (например, между низкой температурой среды и необходимостью поддерживать постоянную температуру тела); собственные внутренние противоречия (например, между развитием болезнетворных микробов и необходимостью их уничтожения) и т.д.

Один из основных тезисов современного системного подхода состоит в том, что Вселенная рассматривается как иерархия «вложенных» систем, то есть каждый объект в мире является системой, содержит подсистемы и является элементом более масштабной системы. Вселенная в целом предстает как сверхсложная супер-система.

Сегодня в рамках системного подхода ведутся поиски взаимосвязей и взаимозависимостей, внутренних и внешних механизмов и характеристик, позволяющих применять само понятие системы к сложнейшим объектам не только природного, но и социального, культурного характера. Так, Ю.А. Урманцев подчеркивает, что общесистемные парные категории (система и хаос, поли- и изоморфизм, симметрия и асимметрия и др.) являются фундаментальными категориями, имеющими важное значение для философии, так как они характеризуют системы любого рода, существенно развивают и наполняют конкретным содержанием принцип единства мира². П.П. Гайденко пишет о том, что «современные представления об исторически развивающихся системах вносят много конкретного в весьма эскизные и абстрактные идеи Гегеля. Более того, есть и такие новые аспекты, которые не были представлены ни в гегелевской концепции развития, ни в ее последующих разработках в неогегельянстве и марксизме. Их открыло современное естествознание – физика неравновесных процессов, нелинейная динамика и синергетика. Это идеи когеренции и кооперативных эффектов. Философские подходы, угадывающие эти характеристики, можно обнаружить скорее в восточных культурах, анализом которых гегельянская традиция обычно пренебрегала»¹. Отметим последнее высказывание известной отечественной исследовательницы о близости современных научных представлений идеям древних восточных учений – мы позже остановимся на этом интересном факте.

Синергетика (от греческого synergetikos - содействие, сотрудничество, «вместедействие») - новейшее, по историческим меркам, междисциплинарное направление. Его начало относят к 60-м – 70-м годам XX века, а создателем и изобретателем самого термина «синергетика» считается профессор Штутгартского университета, директор Института теоретической физики и синергетики Герман Хакен. В рамках этого направления развивается ряд различных дисциплин, но, несколько упрощая, можно сказать, что синергетика – это теория сложных самоорганизующихся систем, изучающая законы их организации и развития.

В течение долгих веков в естествознании изучались преимущественно простые системы – замкнутые, изолированные от окружающей среды, обратимые во времени. Типичным примером здесь являются механические системы (вспомним школьный курс физики и задачки о подвешенном теле, на которое действуют силы). В подобных системах, действительно, можно пренебречь и воздействием среды, и внутренними изменениями (на химическом, например, уровне). Но чем дальше научная картина мира уходила от механистических представлений, тем очевиднее становилась необходимость изучать сложные системы, которые преобладают в реальном мире. Эти реальные системы прежде всего открыты, то есть они постоянно обмениваются энергией, веществом и информацией с окружающей средой. В первую очередь таковы биологические и социальные системы. Говоря еще точнее, открытые системы - это такие системы, которые поддерживаются в определенном состоянии (а точнее – самоподдерживаются) за счет непрерывного обмена со средой веществом, энергией и информацией.

Повторим еще раз, что, строго говоря, ни один объект в мире не находится в изоляции от среды (и, соответственно, обменивается с ней). Но очень различны и степень его зависимости от среды, и интенсивность обмена с ней, и внутренняя динамика происходящих процессов. Простой пример: если мы поместим в открытый космос два объекта - минерал и живой организм, то на состояние первого объекта это окажет влияние несравнимо меньшее, чем на состояние второго; точнее говоря, живой организм (исключая бактерии и некоторые другие простейшие формы) погибнет, лишенный интенсивного обмена с привычной ему окружающей средой. В этом примере минерал можно условно считать примером закрытой системы, а организм – открытой.

Кроме этого, открытые системы необратимы, то есть в них важным оказывается фактор времени. На примере со школьной физической задачей мы видим, что любые изменения в механической системы обратимы: например, тело может находиться в координате А, переместиться в Б, затем снова возвратиться в А. Обратимость здесь является прямым следствием того, что движение в подобных системах сводится к механическому, к перемещению. Но в более широком и в более сложном смысле движение понимается как любое изменение, как развитие, и в этом смысле оно необратимо (типичный пример – старение организма).

И самый, пожалуй, важный аспект – способность открытых систем к самоорганизации. Очень долгое время так называемая «неживая» (неорганическая) материя рассматривалась как пассивная, меняющаяся только под внешним воздействием и только в сторону распада, рассеивания как вещества, так и энергии. Эти представления были поколеблены уже в начале XIX века, в связи с зарождением эволюционных идей, но еще довольно долгое время понятия развития и самоорганизации связывались только с живой природой. На этом же основании была сформулирована гипотеза «тепловой смерти» Вселенной. Как известно, центральным понятием термодинамики является понятие энтропии, которое относится к закрытым системам, находящимся в тепловом равновесии. По отношению к таким системам были сформулированы два начала термодинамики: первое гласит, что в закрытой системе энергия сохраняется (хотя может приобретать разные формы), а второе утверждает, что в замкнутой системе энтропия никогда не убывает, а лишь возрастает до максимума. А это значит, что в состоянии постоянного обмена энергией между объектами Вселенной системы распадаются в общий тепловой хаос.

Но постепенно становилось очевидным, что развитие Вселенной идет, напротив, от простого к сложному, от менее организованного к более организованному. Иными словами – что неорганическая материя отнюдь не пассивна, что она обладает фундаментальным свойством самоорганизации. Этот важнейший вывод буквально перевернул многие устоявшиеся представления о мире. Например, на основании его получает объяснение структурная организованность Космоса. В самом деле: чем иначе можно объяснить, что из первичного хаоса проточастиц после Большого Взрыва возникла столь четкая структура видимого нам Космоса? Этот факт, кстати, долгое время выдвигался креационистами (сторонниками гипотезы творения мира) как доказательство своей правоты.

Следующие важные свойства открытых систем – когерентность, когда система ведет себя как единое, внутренне взаимосогласованное целое, и диссипативность, макроскопическое проявление процессов, протекающих на микроуровне. Неравновесное протекание множества микропроцессов как бы интегрируется, образует макропроцесс, благодаря чему могут возникать новые типы структур, новые, более сложные уровни организации. При этом диссипативность проявляется в различных формах, например, в аналоге «естественного отбора»: среди множества микропроцессов как бы «отбираются» благоприятные для системы и разрушаются те, которые противоречат генеральной линии развития.

Поскольку большинство систем во Вселенной носит открытый характер, это означает, что в мире господствует неравновесность. Она, в свою очередь, порождает избирательность системы по отношению к внешним воздействиям. Например, даже неорганические открытые системы проявляют способность воспринимать различия во внешней среде, учитывать их в своем функционировании, более того – регулировать внешнюю среду в благоприятном для себя направлении (снова поражает, до какой степени это похоже на поведение живой системы!).

Было также выявлено, что в определенные, пороговые моменты развития (которые получили название точек бифуркации) слабые воздействия могут производить в системе сильные, более того, решающие для ее дальнейшего развития результаты, когда состояние системы изменяется резко, скачком. То есть в состояниях, далеких от равновесия, очень слабые возмущения могут усиливаться до гигантских волн, разрушающих структуру системы.

Таким образом, главная идея синергетики - идея о принципиальной возможности спонтанного возникновения порядка и организации из беспорядка и хаоса в результате процесса самоорганизации. Кстати, именно так – «Порядок из хаоса» – и был назван один из наиболее популярных трудов по синергетике И. Пригожина и И. Стеннгерс. В синергетике был пересмотрено и само понятие хаоса, введено понятие так называемого динамического хаоса – состояния предельной чувствительности системы к начальным условиям; при этом поведение системы кажется случайным, но модель, которая ее описывает, может быть вполне определенной и детерминированной. Эти и другие представления и открытия синергетики вызвали к жизни множество философских интерпретаций. Сами представители этого направления, в частности, считают, что синергетика дает принципиально новые методы анализа процессов и управления ими. Вот что говорил один из ведущих специалистов в этой области С.П.Курдюмов:

Законы эволюции и самоорганизации сложных систем¹

С.П. Курдюмов

Многие проблемы современного мира: экологические, совместного устойчивого и неконфликтного развития стран и регионов, безопасности (разрешенные области коэволюции человечества и природы, катастрофы типа ядерной зимы вследствие взрывов термоядерного оружия или удара о Землю крупного астероида, химические, биологические катастрофы, сама теория катастроф; классификация и сценарий их развития) требуют общего методологического подхода.. Анализ даже простейших базовых моделей таких систем (или сред) привел к ряду фундаментальных открытий в особенностях их поведения и эволюции.

Идеи нелинейного мира и эволюция его структур позволили по-новому подойти к пониманию многих философских и религиозных представлений, увидеть общую основу самоорганизации процессов мира. Оказалось возможным вторгнуться в такие предельно сложные явления психики как интуиция, толкуемые в синергетике как общее свойство открытых нелинейных систем… Главный результат состоит в новом мировидении и в новых возможностях понимания и управления сложными открытыми системами. Предложенные подходы позволяют снять представления о противостоянии духовных и материальных начал мира и по-новому увидеть неоднозначное будущее человечества и природы.

Перед вами некая среда, и вы, пользуясь определенным запасом энергии и свойственной представителям человечества самоуверенностью, попытаетесь навязать этой среде какую-то организацию – накачиваете ее энергией, заставляете ее быть нагретой до высокой температуры в определенной области и т.д. Проблемы экологии, экономики показывают, что с нелинейными открытыми системами, с природой так поступать нельзя. Надо учитывать собственные тенденции развития процессов в самой среде. Не только внешние силы заставляют среду изменяться, но и ее внутренние закономерности развития, характерные для данной среды направления процессов, приводящие к образованию структур.

И ничего другого вы не построите. Вы будете менять характер воздействия на среду, деформировать ее, а она все равно «свалится» на устойчивые (одно из устойчивых) образования, на свои собственные функции. Правило запрета говорит, что бессмысленно тратить энергию и время на насилие над сложными нелинейными системами. Надо знать, как они функционируют и с минимальными усилиями возбуждать то, что им адекватно.

Это в полной мере относится и к таким сложным системам, как социальные, и не случайно синергетические исследования самым активным образом ведутся в гуманитарных областях, порождая даже своеобразную моду на синергетику.

Универсальный эволюционизм сформировался во второй половине XX века на основе обобщений и осмысления основных положений теории эволюции, упомянутых открытий и выводов синергетики, ноосферных исследований. В мировоззренческом аспекте он развивает на новом уровне идеи русского космизма – интересного и неоднозначного течения конца XIX – первой половины XX вв., объединяющего естественнонаучную и философскую (философско-идеалистическую и религиозно-философскую) мысль.

Идея развития мира – одна из старейших идей, но свою научную форму она обрела только в XIX веке в эволюционной теории Ч.Дарвина. Но положения дарвиновской теории не отвечали или отвечали недостаточно полно на многие вопросы, например, на вопрос о факторах и механизмах эволюционного процесса. Согласно Дарвину, основными факторами эволюции являются изменения внешней среды и случайные мутации. Эти мутации закрепляются, если они оказываются плодотворными для выживания и развития данного вида. Таким образом, из его теории вытекало, что эволюция, во-первых, «пассивна» и, во-вторых, не направлена. Но позднее было выявлена неполнота этих представлений.

Как писал известный этолог К.Лоренц, «справедливо утверждение, что живые существа подвержены ненаправляемым, чисто случайным изменениям, а эволюция происходит лишь путем устранения неприспособленных, но в такой формулировке содержится и опасность заблуждения... Жизнь есть чрезвычайно активное предприятие, преследующее одновременно две цели – приобретение “капитала” энергии и сокровища знания... Мир зависит в своем эволюционном развитии не от одной лишь “чистой” или “слепой” случайности, но тотчас же хватается за любое благоприятное обстоятельство, возникающее из такой случайности и создает ... условия для дальнейших счастливых случайностей»¹. Он же отмечал, что, несмотря на различные теории возникновения жизни, это явление до сих пор остается загадкой. «Хотя ... в качестве естествоиспытателей мы не верим в чудеса, ... мы вполне отдаем себе отчет в том, что нам никогда не удастся до конца объяснить возникновение высших живых существ из их более низкоорганизованных предков... Это событие в любом случае носило характер случайности или, если угодно, изобретения»². Теория Дарвина подверглась критике и в других аспектах; например, общеизвестно, что благоприятные мутации крайне редки, чтобы стать основой эволюции; что новое биологическое эволюционное «приспособление» организма дает ему преимущества только тогда, когда оно уже полностью сформировано, – но в этом случае возникает вопрос: каким образом и почему его «зародыш» все же закрепляется в геноме и развивается далее; что сам по себе тезис о том, что «целью» эволюции является адаптация к среде – по меньшей мере неполон: ведь эволюция – это прежде всего усложнение систем, а известно, что более приспособлены к среде как раз простейшие организмы.

Кроме этого, в конце XIX века было открыто явление цефализации, то есть ускоренного и направленного усложнения нервной системы, роста головного мозга в ходе эволюции, приводящего к развитию разума. Отсюда, естественно, появилась идея направленности эволюционного процесса, которая и нашла отражение в русском космизме. Эта идея спустя почти столетие получила дополнительное подтверждение в так называемом антропном принципе. Суть его состоит в том, что так называемые мировые константы (фундаментальные универсальные постоянные)³, которые определяют строение и свойства Вселенной, взаимосвязаны друг с другом, составляют согласованное множество. И если бы числовое значение хоть одной из них было иным, чем сейчас, то эволюция нашей Вселенной была бы невозможна – во всяком случае, такой, какой мы ее видим. Это и породило антропный принцип – гипотезу о том, что ансамбль мировых констант как бы детерминирует эволюцию Вселенной в направлении, ведущем к возникновению разума и человека. В формулировке Б. Картера так называемый «сильный» антропный принцип звучит следующим образом: Вселенная должна быть такой, чтобы в ней на определенном этапе эволюции появился наблюдатель. Разумеется, этот тезис вызвал серьезные дискуссии: как сказал П. Дэвис, он слишком напоминает религиозное объяснение мира: Бог сотворил мир, чтобы люди населяли его. С другой стороны, за последнее столетие было выявлено слишком много пересечений научных открытий с древними знаниями, чтобы перестать пугаться термина «религиозный» и, возможно, пересматривать многие наши представления.

В результате к концу XX века началось создание общей концепции эволюции, выявления законов природы, связывающих в единое целое происхождение Вселенной (космогенез), возникновение нашей планеты (геогенез), возникновение жизни (биогенез) и возникновение человека и общества (антропосоциогенез). Эта концепция и получила название универсального (глобального) эволюционизма, в рамках которого Вселенная представляется в качестве направленно развивающегося во времени единого целого. В ней получила расширенное толкование идея естественного отбора: любое новое (на уровне космического, биологического или антропосоциального развития) возникает как результат эволюционного отбора, при этом «неудачные» формы погибают.

Таким образом, существенно пересмотренный и расширенный эволюционный подход стал одним из самых фундаментальных в современном научном знании, превратился из отдельной теории в методологический научный принцип. Но нельзя утверждать, что все составляющие его идеи однозначно принимаются научным и философским сообществом. В частности, весьма дискуссионным является вопрос о направленности эволюционного процесса. В.Н.Филиппов обобщил две противоположных точки зрения на этот счет. Первая звучит следующим образом: «Структурные свойства и особенности ... Вселенной представляют собой результат своеобразного гравитационного отбора на протяжении 18-20 млрд лет на основе ... физических явлений, исключающих какую-либо заранее установленную целесообразность в природе вещей и явлений... Одним словом, данная точка зрения предусматривает такой тип развития (эволюции), при котором появление новых свойств вещества и поля Вселенной и новых аспектов их поведения ранее никем не "предусмотрены». Второе представление связано, как указывает В.Н.Филиппов, с научными открытиями, «сделанными на стыке квант-релятивистской и квант-полевой ...картины мира. Эти открытия позволяют утверждать о начале нового этапа в развитии представлений об окружающем нас мире, в том числе и представлений о человеке в этом мире. Речь идет, прежде всего, о новом воззрении, согласно которому основные свойства Вселенной были уже заданы на выходе из сингулярного ее состояния, и эволюция вещества и поля представляет собой результат реализации ее своеобразного генетического кода»¹. По мнению самого автора, это представление «…более адекватно отражает смысл термина “эволюция”, что подтверждается многими научными открытиями и выводами, например, антропным принципом»².

В этом же русле ведутся другие дискуссии, связанные с вопросами происхождения и развития Вселенной. При этом большинство авторов подчеркивает, что в этой области наука фактически смыкается с философией, так как полученные данные можно интерпретировать самыми разными способами, зависящими от установки исследователя. Иными словами, растет теоретическая нагруженность эксперимента. Кроме этого, поскольку мы не можем «поместить Космос в лабораторию», то и не можем экспериментально проверить наиболее фундаментальные гипотезы – о начале Вселенной, о механизмах и законах ее эволюции. В конце этой главы мы покажем, как исследования двадцатого века привели многих ученых к идеям креационизма, к принципам и понятиям доктрин восточной философии.

Теория ноосферы связана с именем выдающегося русского ученого, естествоиспытателя, энциклопедиста В.И. Вернадского, хотя само понятие «ноосфера» впервые было введено в научный оборот на лекциях 1927-28 годов в Коллеж де Франс французским математиком, философом, логиком Эдуардом Леруа. При этом он сослался на соавторство идеи с другим крупным ученым, французом Пьером Тейяром де Шарденом - палеонтологом, геологом, философом и биологом. В дальнейшем эта идея получила осмысление в трудах В.И.Вернадского, чьи лекции о живом веществе и законах биосферы Э.Леруа и П.Тейяр де Шарден прослушали в 1922-23 годах. Надо также отметить, что в русской философской мысли рубежа XIX-XX веков возникали сходные идеи. В частности в свой программной статье в 1913 году Н.А.Умов «О задачах развития техники в связи с истощением природных ресурсов» фактически вплотную приближается к понятию разумного, по сути, ноосферного управления в глобальном масштабе, и в том же году С.Л.Франк предлагает оставшееся, к сожалению, незамеченным понятие ноократии, под которым он понимал новое отношение человека к окружающей среде. Ближайший друг В.И.Вернадского со студенческой скамьи И.М.Гревс, с которым он обсуждал идею ноосферы, самостоятельно в 1927 году выдвигает выдвигает идею «антропосферы» – сферы человеческой культуры. Однако решающее влияние на развитие данной идеи оказали именно работы Э.Леруа, П.Тейяра де Шардена и В.И.Вернадского. Именно благодаря им сформировалось учение о ноосферном будущем планеты, особом фазовом переходе человечества на новую ступень своего развития. Как бы ни расходились взгляды основоположников ноосферной концепции, все они признавали три базовых положения - а) принцип эволюции, б) вечный характер жизни во Вселенной, с) а также человеческий разум в качестве имманентной силы Космоса¹.

Надо отметить, что сейчас нет однозначного толкования термина «ноосфера». В самом общем смысле он переводится как «сфера Разума»; так принято называть часть биосферы, которая оказывается под влиянием человека и преобразуется им. Поэтому иногда говорят, например, о ноосфере времен древних греков или средневековья. Но при таком расширенном подходе переход биосферы в ноосферу оказывается просто постепенным освоением человеком все большей части биосферы, независимо от того, действительно ли это «разумное» освоение или, наоборот, разрушительное и ведущее к гибели биосферы. Поэтому многие специалисты не согласны с таким определением, тем более что и сам Вернадский не раз писал о том, что развитие общества должно быть согласовано с природой и предполагает ответственность человека за свои действия. А это потребует больших изменений в жизни человечества, специальной организации общества, создания структур, которые смогут обеспечить такое согласованное развитие. Поэтому сейчас используют два основных понятия ноосферы: первое, уже упомянутое: ноосфера как результат всей разумной деятельности человека. Второе предполагает лишь такое взаимодействие человека и природы, при котором человек не только не нарушает естественных природных циклов и состояния природы, а наоборот, гармонично вписывается в них. Переход ко второму типу взаимодействия с природой, по мнению многих ученых, потребует больших усилий, в том числе изменения традиционных взглядов на природу и на место человека в ней, новой экологической морали.