Категории формообразования в отражении процессов самоорганизации

Интертеоретический анализ современной революции в естествознании, проведенный нами в первой главе, пока­зал, что главное содержание революционных изменений в области физики состоит в появлении физических исследова­тельских программ, направленных на отражение процессов становления сложных систем с более высокой степенью упорядоченности, чем исходная. Напомним что речь идет о самопроизвольных необратимых процессах самооргани­зации.

Мы уже упоминали о том, что переход физики к теоре­тическому описанию процессов становления породил мно­гие методологические проблемы: и связанные с теорети­ческой реконструкцией самоорганизации (что для физики внове), и касающиеся соотношения этого нового знания с обширным массивом познавательных результатов тради­ционной «физики существующего». На наш взгляд, прояс­нению смысла этих методологических проблем и исследо­ванию возможных путей их решения будет способствовать категориальный анализ теоретических моделей самоорга­низации. Выбор в арсенале философских средств анализа естественнонаучного знания именно категориальных форм его осмысления связан со спецификой нынешнего этапа в развитии некоторых областей точного естествознания. Дело в том, что категории мышления являются граничными оп­ределителями смысла. Между тем формулировка многих проблем, например в современной космологии, обнаружи­вает как раз приближение к границам осмысленности. Пре­дельными по сути в этом смысле являются такие вопросы: что было до начала времени? каковы условия возникно­вения материи из ничего? что было, когда ничего не было? И хотя в формулировках такого рода присутствует, конеч­но, доля щегольства, более адекватными формулировками космологи по сути дела не располагают [59, 147—214]. Ха­рактерно, что не только в применении к столь экстремаль­ным и глобальным обстоятельствам, как рождение Вселен-

ной, обнаруживается ограниченность традиционного понима­ния используемых физикой категориальных средств. Са­моорганизация диссипативных структур в макроскопиче­ских масштабах и обыденных ситуациях (скажем, обра­зование ячеек Бенара в слое масла на раскаленной сково­роде) также оценивается физиками как «поразительный пример, демонстрирующий способность неравновесности служить источником упорядоченности» [47, 13]. Такая оценка связана с неприменимостью к образованию дисси­пативных структур классического критерия упорядоченности Больцмана, ассоциирующего упорядоченность с устойчи­востью равновесных структур типа кристалла.

Оба эти примера показывают ограниченность актуаль­но использовавшихся традиционной физикой методологи­ческих средств для осмысления неклассических ситуаций, отражаемых современными физическими концепциями. Речь идет о необходимости расширения философских ос­нований физического знания, прежде всего категориаль­ных форм его осмысления. Такое расширение может мыс­литься как развитие категориальных структур, эксплици­руемых в понятийном аппарате теорий; связанное с этим обстоятельством расширение содержания понятий, сопо­ставляемых с соответствующими категориями; привлече­ние к осмыслению познавательных результатов ранее не используемых в этой области знания категорий.

Поскольку в поле зрения теоретического описания ока­зывается становление нового, на наш взгляд, открывается возможность использования потенциала диалектики как идеальной модели теоретического воспроизведения процес­сов развития. Преимущество подхода с этих позиций сос­тоит в том, что можно воспользоваться систематизирован­ными группами категорий, выработанными мировой фи­лософской мыслью при отражении процессов развития че­ловеческого познания и общественной жизни. Степень адекватности этих категориальных систем понятийным структурам физических теорий будет свидетельствовать об уровне отражения последними процессов развития, о перспективах развития как физического, так и философс­кого знания. То обстоятельство, что речь идет о теорети­ческом уровне отражения процессов становления, побуж­дает нас обратиться к категориям сферы сущности. При этом логично прежде всего рассмотреть экспликацию ка­тегорий формообразования в понятийном аппарате теорий самоорганизации. Во-первых, все эти теории касаются формирования определенных структур, что определяет уместность обращения к категориальным средствам отра-

жения именно формообразования. Во-вторых, категори­альные структуры детерминации касаются более глубоко­го уровня познания сущности процессов развития, и к ним имеет смысл обратиться позже.

Существенные отношения формообразования, диалек­тика категорий формы и содержания раскрываются через систему категорий: «элемент» и «структура», «целое» и «часть», «внутреннее» и «внешнее». Системная связь ка­тегорий призвана воспроизвести объективный ход разви­тия предмета и процесс познания его сущности. Охарак­теризуем вкратце эту связь с точки зрения диалектики [33].

Проблема отношения формы и содержания историче­ски возникла в рамках решения фундаментальной миро­воззренческой проблемы: как возможны постоянство и повторяемость явлений при их непрерывном изменении? До Гегеля эта проблема рассматривалась в категориях «форма» и «материя». Гегель отверг идею неизменности материального субстрата изменений и выдвинул понятие «содержание», воплощающее единство формы и материи. Он писал: «Содержание... определено в себе... как приняв­шая форму материя» [23,84].

Материалистически переосмысливая гегелевские идеи, К. Маркс углубил различие содержания и субстрата: со­держание — это субстрат в единстве с его формой. Поэто­му обнаружение материального субстрата — лишь сту­пень в познании содержания. Содержание — реальный процесс развертывания основания предмета, т. е. его ста­новление. Тогда форма оказывается становящейся и раз­вивающейся структурой (складываются устойчивые связи элементов содержания). Здесь содержание определяет форму. Форма выступает как результат самоформирова­ния предмета, она не привносится извне. Категории «эле­мент» и «структура», «часть» и «целое», «внутреннее» и «внешнее» конкретизируют диалектику содержания и фор­мы в развитии предмета. Источником развития служит противоречие, заключенное в основании как начале раз­вития. В соответствии с законом единства и борьбы про­тивоположностей происходит раздвоение единого, возник­новение существенных различий — дифференциация. Че­рез механизм дифференциации основание переходит в содержание как совокупность элементов. Дифференциация элементов с необходимостью дополняется интеграцией их в систему за счет возникновения устойчивых связей между элементами. Таким образом, создается оформление содер­жания, возникает устойчивая структура.

Генетическое выведение элементов из основания, дейст­вие интеграционных процессов всякий раз происходят согласно логике развертывания конкретного основания определенного предмета. Так, становление Вселенной в со­ответствии с современными космологическими моделями, основанными на унитарных калибровочных теориях, вклю­чает в себя в любом из «сценариев» последователлное раздвоение единого.

Из исходного суперсимметричного состояния в резуль­тате спонтанного нарушения симметрии выделяется гра­витационное и объединенное взаимодействие; на более поздних этапах расширения пространства Вселенной (че­рез 10^-43 с после Большого Взрыва) и соответствующего понижения температуры до 10²⁷К из объединенного взаи­модействия выделяются сильное и электрослабое взаимо­действия, и, наконец, электрослабое взаимодействие раз­деляется на электромагнитное и слабое. В результате каж­дого из этих качественных скачков происходит дифферен­циация элементарных частиц. Так, при разделении элект­рослабого и сильного взаимодействий нарушается симмет­рия между частицами, способными вступать в такие взаи­модействия: барионами (тяжелыми) и лептонами (легки­ми) частицами. Барионы уже не могут превращаться в лептоны (начинает действовать закон сохранения числа барионов), в результате возникают устойчивые элементы (например, протоны), являющиеся основой всех более сложных структур, образовавшихся впоследствии на их основе, в том числе и нас с вами, читатель. Многообраз­ные элементарные частицы, появившиеся в результате этой дифференциации, различаются прежде всего своей способностью вступать в различные типы физических взаимодействий. Таким образом, дифференциация естест­венно дополняется интеграцией (возникновением устойчи­вых связей, в результате чего образуются ядра химических элементов, атомы, молекулы и т. д.).

Как видно из этой беглой иллюстрации, процессы фор­мообразования при становлении Вселенной естественным образом выражаются через такие категории, как «эле­мент» и «структура». Но это еще бедные, абстрактные оп­ределения по отношению к категориям «часть» и «целое». Действительно, по отношению к системе как целому эле­менты или их совокупности выполняют определенные функции, обеспечивающие существование этого целого, т. е. выступают как его части.

К. Маркс писал: «Сама... органическая система как совокупное целое имеет свои предпосылки, и ее развитие

в направлении целостности состоит именно в том, чтобы подчинить себе все элементы общества или создать из не­го недостающие ей органы. Таким путем система в ходе исторического развития превращается в целостность. Ста­новление системы такой целостностью образует момент ее, системы, процесса, ее развития» [1, 229]. Описанное Марксом формирование органическим целым собственных частей путем подчинения элементов невольно ассоцииру­ется с принципом подчинения — основополагающим прин­ципом синергетики. Он действует при образовании диссипативных структур в активных средах не только биологи­ческой, но и химической, и физической природы. При об­разовании автоволн наблюдаются эффекты синхрониза­ции: элементы среды совершают колебания с частотой, навязываемой наиболее быстрым источником. Тот же принцип подчинения действует при образовании тепловых структур в плазме: «Один из процессов развивается быст­рее всех остальных, которые по сравнению с ним как бы «замирают». За время, характерное для этого процесса, остальные величины не успевают существенно изменить­ся» [44, 16].

Следует подчеркнуть, что в системах, описываемых си­нергетикой, элементы, организуемые в части формирую­щейся целостности, не образуются заново в ходе диффе­ренциации, как это предусматривается классической схе­мой диалектики, и что реализуется, как мы видели, в космологических моделях становления Вселенной. .Эти элементы преднайдены для новой структуры как элемен­ты исходной среды; более того, условием образования но­вой целостности оказываются те же взаимодействия меж­ду элементами, которые существовали и в условиях рав­новесия. Однако «вдали от равновесия между химической кинетикой и пространственно-временной структурой реа­гирующих систем существует неожиданная связь. Правда, взаимодействия, определяющие значения констант скоро­стей и коэффициентов переноса, обусловлены коротко­действующими силами (силами валентности, водородны­ми связями и силами Ван-дер-Ваальса). Но решения соот­ветствующих уравнений зависят, кроме того, от глобаль­ных характеристик. Эта зависимость (весьма тривиальная на термодинамической ветви вблизи равновесия) стано­вится решающей в химических системах, действующих в условиях, далеких от равновесия. Например, для возник­новения диссипативных структур обычно требуется, чтобы размеры системы превышали некоторое критическое зна­чение— сложную функцию параметров, описывающих ре-

акционно-диффузионные процессы. Можно поэтому ут­верждать, что химические неустойчивости задают дальний порядок, посредством которого система действует как це­лое» [62, 117].

Таким образом, категории целого и части оказываются значительно более адекватными применительно к процес­сам самоорганизации, чем категории «элемент» и «струк­тура», особенно в том понимании последних, которое ха­рактерно для методологии физики при описании устойчи­вых равновесных систем, когда свойства системы пол­ностью определяются взаимодействием ее элементов и по­нятие связи сводится к актуально осуществляющемуся их взаимодействию. Такое понимание было естественно для того уровня физического познания, когда физические сис­темы рассматривались вне их становления и развития— лишь в их функционировании. Поскольку сложившаяся структура как закон определяет функционирование сис­темы, анализ ставшего результата порождает видимость определяющей роли формы, т. е. готовые формы представ­ляются изначальными условиями существования содер­жания. Но если форма определяется структурой, т. е. ус­тойчивыми связями между элементами, то становятся по­нятными основания методологических установок редук-ционизма: от элемента к системе, от части к целому. Од­нако развитие идет не от части к целому, а от неразви­того целого к развитому целому.

Логический переход от категорий «элемент — структу­ра» к категориям «часть-—целое» отражает переход в развитии. Элементы содержания организуются в части це­лого, когда они (или их совокупности) выполняют функ­цию в этом в целом. Например, автоволновые процессы в нейронных сетях осуществляют передачу информации, а в мышцах миокарда — механический макротранспорт ве­щества и энергии. Способность самоорганизующихся структур выполнять определенные функции в живом орга­низме хотя и проливает новый свет на некоторые важные проблемы, скажем, морфогенеза, в принципе не вызывает удивления, поскольку диалектический подход к организму как целому давно представлен в методологии биологиче­ской науки, в частности через понятия органической сис­темы, функциональной системы [17,16].

В методологии физики возможность отнесения самоор­ганизующихся систем к органическим системам открыва­ет совершенно новую страницу, поскольку до сих пор объекты физико-химической природы рассматривались вне их становления и развития и соответственно выступа-

ли как «неорганические» системы, что оправдывало редук-ционистский подход к соотношению части и целого, эле­мента и структуры.

Как показано выше, именно соотнесение фундамен­тальных теорий физики «существующего» с новыми тео­ретическими построениями «физики возникающего» сос­тавляет одну из важнейших методологических проблем физической науки. На наш взгляд, переосмысление всего здания физики с точки зрения теорий самоорганизации предполагает рассмотрение устойчивых объектов, являю­щихся предметом теорий «физики существующего», как результата предшествующей самоорганизации. Категори­альное обеспечение такого рассмотрения предполагает четкое различие категорий «целое» и «целостность», о чем пойдет речь в следующем параграфе.

Указанное различение позволит нам обратиться к поня­тию «мир как целое» и закончить исследование проблем формообразования Вселенной, поскольку самоорганизую­щимся целым в данном случае выступает в известном смысле именно мир. В тесной связи с этими проблемами находятся и вопрос об основании становления мира, и по­иски подходов к философски корректным формулиров­кам некоторых предельных вопросов современной космо­логии. Что касается вопроса, поставленного в данном па­раграфе, то окончательные выводы, очевидно, делать ра­но. Хотя отдельные фрагменты категориальных схем фор­мообразования удивительно удачно проецируются на тео­ретические модели синергетики и космологии (впрочем, сторонника диалектики это как раз и не должно, навер­ное, слишком удивлять), проводить дальнейший анализ, отвлекаясь от проблем детерминации, невозможно. Дейст­вительно, категории внутреннего и внешнего, к рассмотре­нию которых мы должны перейти в сответствии с приня­той нами категориальной схемой формообразования, не поддаются анализу вне процесса детерминации. Так, внеш­няя форма складывается под влиянием всех условий, т. е. оказывается продуктом двойной детерминации: условия­ми и основанием.

Выявление отношений формообразования, даже если они взяты в их генезисе,— это отражение лишь одной из сторон сущности. Если ею ограничиться, то мы окажемся в рамках системно-структурного подхода в его структур­но-генетическом варианте. Диалектика же как теория раз­вития предполагает воспроизведение становления и раз­вития предмета в его необходимости, детерминированно сти собственным основанием и условиями его формиро-

вания и существования. Поэтому, различив понятия «целое» и «целостность» применительно к самоорганизую­щимся системам, мы рассмотрим проблемы детерминации становления целого, а затем уже вернемся к рассмотре­нию формообразования в процессах самоорганизации.

§ 2. САМООРГАНИЗУЮЩАЯСЯ ЦЕЛОСТНОСТЬ И ЦЕЛОЕ КАК РЕЗУЛЬТАТ САМООРГАНИЗАЦИИ

По поводу соотношения категорий «целое» и «целост­ность» в литературе по материалистической диалектике можно встретить набор разных, иногда прямо противопо­ложных мнений, опирающихся, впрочем, на одни и те же положения в работах Маркса и Гегеля. Так, А. Н. Аверья­нов считает целостность признаком завершенности систе­мы, конечности восходящего этапа данной системы [5, 32— 33], а Л. Г. Шаманский подчеркивает в понятии це­лостности изменчивый, незамкнутый характер [80, 18].Впрочем, все авторы, затрагивающие проблемы целостно­сти, связывают это понятие с органическим целым, с са­моразвивающимися системами [4, 15; 71, 20; 17, 16; 82,14 ].

Нам в наибольшей степени импонирует и представля­ется наиболее обоснованным то различение целого и .це­лостности как категорий материалистической диалектики, которое проводит Л. Г. Шаманский. «Под целым,— пишет он,— понимается результат вместе со своим становлени­ем, под целостностью — абсолютное движение становле­ния» [80, 6], ссылаясь при этом на Гегеля: «Суть дела ис­черпывается не своей целью, а своим осуществлением, и не результат есть действительное целое, а результат вме-ст'е со своим становлением» [24, 2]—и на Маркса: «Че­ловек здесь не воспроизводит себя в какой-либо одной только определенности, а производит себя во всей своей целостности, он не стремится оставаться чем-то оконча­тельно установившимся, а находится в абсолютном дви­жении становления» [1,476].

Мы изложим основные черты различения понятий, со­относимых материалистической диалектикой с категория­ми «целое» и «целостность», с точки зрения рассматривае­мой нами концепции, пытаясь параллельно сопоставлять философским положениям физические модели.

Итак, «в обоих понятиях представлены процессуаль­ные (временные) характеристики, однако, если в опреде­лении целого процессуальность представлена ретроспек-

тивно: становление как движение к самому себе с позиций уже известного результата, то в определении целостности временной поток открыт в будущее; несмотря на то, что в понятиях целого и целостности отражается один и тот же процесс становления, однако различны стороны этого процесса: в понятии целого отражается устойчивость про­цесса становления, его повторяемость, тогда как в поня­тии целостности — его изменчивость, незамкнутый харак­тер» [80,6—7].

Оговорим теперь одно терминологическое различие. Термин «целостность» как существительное, образованное от прилагательного, может обозначать признак как свойство предмета или сам предмет. У Л. Г. Шаманского термины «целое» и «целостность» отнесены к предметам (а не к свойствам или отношениям). Но может появиться потребность обозначить словом «целостность» не процесс «абсолютного движения становления», а признак того, что система стала целым, т. е. обозначить этим термином свойство, а не предмет. Кстати, цитировавшийся в начале параграфа А. Н. Аверьянов как раз в последнем смысле и использует термин «целостность». Тогда противоречие между ним и Л. Г. Шаманским кажущееся, поскольку, характеризуя признаком целостности завершенность сис­темы, А. Н. Аверьянов дает как раз характеристику цело­го, устойчивый характер которого подчеркивает и Л. Г. Шаманский.

Итак, мы будем использовать термин «целостность» в двух смыслах: как обозначение открытого незамкнутого процесса становления системы целым (предмет) и как обозначение свойства (признака) системы, уже ставшей целым, свойства «быть целым». Различие словоупотребле­ния будет очевидно из контекста.

Открытость, незамкнутость самоорганизующейся сис­темы как целостности особенно ярко проявляется в кри­тических точках, т. е. при тех значениях параметра, ког­да возникают бифуркации (норые решения уравнений). Ситуации возникновения бифуркаций связаны с неустой­чивым состоянием системы, когда дальнейший путь ее эволюции не определен однозначно: в точке бифуркации решения уравнений раздваиваются.

И. Пригожин подчеркивает, что «вблизи фазового пе­рехода мы имеем два «наиболее вероятных значения»... и флуктуации между этими двумя... значениями становят­ся весьма существенными» [62, 148]. Именно флуктуации определяют выбор между этими значениями и соответст­венно путь эволюции системы, причем следует иметь в ви-

ду, что сами флуктуации крупномасштабны и резко отлича­ются от средних значений параметров в исходном состоя­нии среды. Неустойчивость, открытость системы (в смысле проблематичности выбора дальнейшего пути) яв­ляются чертами становящейся целостности: «Вблизи кри­тической точки химические корреляции становятся круп­номасштабными. Система ведет себя как единое целое, несмотря на то, что химические взаимодействия носят ко­роткодействующий характер» [62,148].

Неоднозначность возможностей, принципиальная роль случайности делает поведение становящейся целостности необратимым: движение в нелинейных диссипативных сис­темах невоспроизводимо по начальным условиям. Однако для того чтобы необратимость в поведении самооргани­зующейся целостности выступала в качестве момента раз­вития, она не должна сводиться к невоспроизводимости этого поведения при воспроизведении начальных условий. Конечно, подойдя вновь к критическому значению пара­метра, система может в точке бифуркации в силу высокой вероятности флуктуации иного рода выбрать иной путь. А если система проходит ряд последовательных бифурка­ций, ее судьба оказывается тем более неповторимой. При этом движение системы может усложниться в смысле ро­ста упорядоченности, о чем свидетельствуют расчеты,— энтропия уменьшится [38, 15—19], хотя на первый взгляд это усложненное движение будет восприниматься как ха­ос: движение потока жидкости, например, приобретает все более сложный турбулентный характер, крупные вихри как самоорганизованные целостности дробятся; частота колебаний в радиотехнической или химической системе может последовательно удваиваться или стохастически меняться и т. д. При этом, однако, новизна самооргани­зующихся целостностей будет преходящей и, так сказать, непринципиальной, поскольку здесь нет еще возможности сохранения ставшего, его воспроизведения, т. е. перехода от процесса становления целостности к его результату.

Необратимость, связанная не только с появлением, но и с удержанием нового, хотя и предполагает в качестве своего условия неустойчивое поведение исходной среды, с необходимостью требует устойчивости вновь сформиро­вавшихся систем.

В синергетике понятие диссипативной структуры отра­жает именно устойчивые результаты самоорганизации. Попробуем проверить, соответствуют ли объекты, сопос­тавляемые этому понятию, категории «целое» в том ее

понимании, которое характерно для диалектической фило­софской мысли.

Итак, понятие целого предполагает устойчивость, пов­торяемость, воспроизводимость процесса становления. Очень четко эти черты органического целого зафиксировал Шеллинг: «Изменение, обращенное на самое себя, приве­денное в покой,— это как раз и есть организованность... Покой является выражением органического образования (структуры), хотя постоянное воспроизведение такой ус­покоенности возможно лишь благодаря непрерывно иду­щему внутри изменению» [81, 209—210].

Понятие структурной устойчивости, играющее важную роль в теории самоорганизации, открывает большие воз­можности для рассмотрения диссипативных структур как органического целого. Дело в том, что образование таких структур не зависит ни от разброса в начальных услови­ях, ни (коль скоро они уже образовались) от флуктуаций значений параметров. Например, «все свойства автоволны в вбзбужденной среде полностью определяются лишь ха­рактеристиками самой среды» [39, 8], скорость, амплиту­да и форма автоволны не зависят от начальных условий, система как бы «забывает» их. Математически это может выражаться возникновением так называемого предельно­го цикла для траектории в фазовом пространстве решений соответствующих уравнений, т. е. со временем любая на­чальная точка в фазовом пространстве приближается к одной и той же периодической траектории [62, 113]. Это означает, что диссипативная структура способна к само­воспроизведению. Возникновение предельных циклов — не единственная форма поведения систем в «закритической» области их существования. Но в любом случае устойчи­вые диссипативные структуры характеризуются периодич­ностью своего поведения. Так, автокаталитические хими­ческие реакции, играющие важную роль в жизнедеятель­ности организма, имеют циклический характер. Известна, например, модель Эйгена, в основе которой лежит идея перекрестного катализа: «Нуклеотиды производят протеи­ны, которые в свою очередь производят нуклеотиды. Воз­никает циклическая схема реакций, получившая название гиперцикла. Когда гиперциклы конкурируют, они обнару­живают способность, претерпевая мутацию и редуплика­цию, усложнять свою структуру» [62, 121].

Таким образом, диссипативные структуры можно рас­сматривать как органическое целое, воспроизводящее ус­ловия своего существования во взаимодействии со средой и способное к саморазвитию. Возникает вопрос: достаточ-

на ли степень устойчивой целостности, которая свойствен­на диссипативным структурам как органическому целому, для того, чтобы послужить основой возникновения струк­тур более высокого уровня организации? В известном смысле — да, в качестве частей, выполняющих определен­ную функцию в целом. Мы уже упоминали о том, какие функции выполняют автоволновые процессы в развитом организме; понятие диссипативной структуры успешно применяется при синергетическом описании процессов морфогенеза, т. е. конкретного становления живого орга­низма, формирования им своих частей. Но в этом случае речь идет скорее о воспроизведении известного целого, чем о становлении принципиально новой целостности, для которой целые предшествующего уровня развития высту­пают лишь как элементы, из которых новая становящаяся целостность уже может формировать себе части. Но для того чтобы выступить в качестве элемента, система долж­на обладать особенно высоким уровнем устойчивой це­лостности.

Вообще говоря, в философии целостность наивысшего уровня ассоциируется с понятием «тотальность». Гегель пи­сал: «Отдельный круг именно потому, что он есть в самом себе тотальность, прорывает границу своей определенно­сти и служит основанием более обширной сферы...» [25,100].

Этот аспект проявления тотальности — как бы вовне — в принципе можно было бы сопоставить со способностью сложной системы, обладающей высокой степенью устой­чивой целостности, выступить в качестве элемента иного целого: «Целое — есть поэтому круг, состоящий из кругов, каждый из которых есть необходимый- момент»... [25, 100].

Однако если мы подходим к элементу как к проявлен­ной вовне тотальности, то это обязывает к соответствую­щему взгляду на него изнутри как на конкретное, которое «есть развертывающееся в самом себе и сохраняющее единство, т. е. тотальность» [25, 100].

Таким образом, к системам, способным выступать в качестве элементов, следует, очевидно, подойти историче­ски, с точки зрения их становления, чтобы понять осно­вания их устойчивой целостности как тотальности.

Исторический подход в физике применяется пока в ос­новном в рамках синергетики, а сложные системы, спо­собные выступать в качестве элементов (ядра, атомы, мо­лекулы—фундаментальные структурные единицы мате­рии), являются предметом традиционных физических тео­рий с их внеисторическим подходом. Значит, речь идет

опять-таки о сопоставлении «физики возникающего» и «физики существующего».

Нам представляется, такое сопоставление, проведенное на методологическом уровне, может быть полезно, по крайней мере, по двум пунктам. Во-первых, вычленив фи­зический критерий устойчивой целостности для тех физи­ческих систем, которые продемонстрировали свою способ­ность выступать в качестве элементов, мы можем прове­рить, соответствуют ли этому критерию диссипативные структуры. Во-вторых, следует поискать пути применения исторического подхода, свойственного теориям самоорга­низации, к структурным единицам вещества, чтобы выяс­нить, корректно ли по отношению к ним употребление ка­тегории «тотальность».

§ 3. ЕДИНЫЙ ФИЗИЧЕСКИЙ КРИТЕРИЙ УСТОЙЧИВОЙ ЦЕЛОСТНОСТИ ЖИВЫХ И НЕЖИВЫХ СИСТЕМ

Критерий устойчивости замкнутой физической системы, принятый в методологии линейной физики (энергия внут­реннего взаимодействия элементов системы больше энер­гии внешних воздействий), заведомо неприменим к состоя­ниям, далеким от равновесия. Неравновесные системы принципиально открыты, поскольку и энергетически малое воздействие, если оно резонансно характеристическим осо­бенностям системы, может привести к существенным из­менениям. В этом смысле понятие замкнутой (не обмени­вающейся со средой веществом), а тем более изолирован­ной (не обменивающейся со средой энергией) системы со­ответствует лишь некоторым искусственно созданным и специально поддерживаемым ситуациям (термостат, нап­ример), а по отношению к природным объектам оказыва­ется основанным на идеализации.

Более того, названный нами критерий ограничен уже по отношению к квантовым представлениям, поскольку внешнее воздействие может быть воспринято квантовой системой не при любой его энергии, а лишь при опреде­ленном, характерном для данной системы значении. Эти характеристические значения различаются для ядер, ато­мов, молекул на порядки, что и определяет существование иерархии уровней структурной организации материи или «квантовой лестницы». Так удачно был назван В. Вайскопфом [22, 46—53] тот абстрактный объект физической картины мира, который позволяет соотнести на основе квантовых принципов предметы разных физических тео-

рий. Квантовая физика дает основание для объяснения ус­тойчивости всех сложных систем, поскольку она выдвига­ет основания устойчивости их элементарных составляю­щих. Дискретность энергетических состояний ядер, атомов, молекул как квантовых систем определяет характеристи­ческие значения квантов энергии, которые эти системы мо­гут поглощать, и соответственно наличие собственных характеристических частот спектров их излучения и пог­лощения.

Интересно, что спектры ядер, атомов, молекул имеют «одночастичный» характер, т. е. представляют собой набор узких дискретных линий, в отличие от широкополосных спектров коллективных связанных состояний многочастич­ных образований. Между тем сами ядра, атомы, молекулы также являются многочастичными системами, однако име­ют линейные «одночастичные» спектры, т. е. выступают как одна частица, что и позволяет им играть роль элемен­тов по отношению к системам более высокой ступени квантовой лестницы. Если, как мы условились, считать эту способность проявлением тотальной целостности (тоталь­ности) сложных систем, то в качестве физического крите­рия тотальности можно выдвинуть «одночастичность» спектров действия системы, т. е. наличие у нее собствен­ных характеристических частот .

На уровне квантовомеханической теории свойство це­лостности выражается через описание системы одной вол­новой функцией. Такое свойство проявляется не только микроскопическими объектами (ядро, атом, молекула). Существуют макроскопические квантовые эффекты (сверх­проводимость, сверхтекучесть), при которых система ве­дет себя как целое и описывается одной волновой функ­цией. Равновесные фазовые переходы второго рода приво­дят к образованию таких макроскопических квантовых структур за счет снятия хаотичных тепловых перемещений микрочастиц при сверхнизких температурах и установле­ния глобальной когерентности их движения.

Однако для того чтобы система обладала высокой ус­тойчивостью, необходима еще и периодичность волновой функции, описывающей систему. «Если гамильтониан име­ет дискретный спектр,— пишет И. Пригожин,— то и изме­нение волновой функции периодично» [62, 184]. В свою очередь существование дискретных энергетических состоя­ний системы (дискретный спектр гамильтониана) прояв-

___________________

*Этот критерий (без использования понятия "тотальность") был сформулировал С.П. Ситько [86, 135-137].

ляется в дискретности спектров ее излучения и поглоще­ния, а периодичность волновой функции свидетельствует об устойчивости системы, воспроизводящей себя как це­лое. Таким образом, И. Пригожин вплотную подходит к возможности формулировки того физического критерия устойчивой целостности систем, который мы рассматрива­ем. Но И. Пригожина интересует как раз неустойчивость, необратимость неравновесных фазовых переходов. И он подчеркивает, что необратимость процессов может иметь место при выполнении необходимого условия, которое со­стоит в существовании непрерывного спектра функции Га­мильтона для системы [62, 184].

Таким образом, то различие незамкнутой, становящей­ся целостности, необратимой в своей невоспроизводимо­сти, и целого на уровне тотальности, воспроизводящего процесс своего становления и сохраняющего себя как его известный результат, то философское различие, о котором шла речь в предыдущем параграфе, может быть выраже­но математически. Обобщая условие необратимости, сфор­мулированное для квантовых систем, И. Пригожин пишет: «Необратимость может возникать в классических и кван­товых системах, причем в обоих случаях только при усло­вии, что оператор Лиувилля имеет непрерывный спектр» [62, 266]. Дискретный спектр энергетических состояний системы и наличие собственных характеристических ча­стот, связанных с переходом между этими состояниями, — это в соответствии с приводимым нами критерием приз­нак тотальной целостности системы.

Итак, различие между объектами физики возникаю­щего и физики существующего может быть выражено ма­тематически, но связь между ними еще не столь ясна. Правда, существует объект, сконструированный на основе квантовой механики, который оказался прототипом синергетической системы [75, 26]. Это лазер. Неравновесный фазовый переход, осуществляемый при определенной мощ­ности накачки, приводит к тому, что атомы рабочего тела лазера начинают действовать скоррелированно, в резуль­тате чего лазер испускает монохроматический свет. Коге­рентность лазерного излучения — это, как и в случае со сверхпроводимостью, макроскопический квантовый эф­фект, но достигаемый в открытой системе за счет получе­ния энергии извне.

Однако лазер как синергетическая система не облада­ет даже той степенью структурной устойчивости, которую проявляют, например, диссипативные структуры. Дело в том, что предельные циклы в решении нелинейных уравне-

ний могут появляться только при наличии особых точек. чего нет в случае с лазером. Таким образом, хотя между становящейся целостностью процессов самоорганизации и тотальной целостностью структурных единиц материи можно расположить с позициий категориального анализа диссипативные структуры как целое, являющееся резуль­татом процесса становления, все же это не дает еще осно­ваний говорить ни о самоорганизации устойчивых систем квантовой физи