Эволюционизм. Том первый: История природы и общая теория эволюции - Лев Кривицкий

Исследования под руководством Пригожина показали, что в неравновесных открытых системах закономерно возникают эффекты, приводящие к повышению уровня сложности, вследствие чего само нарастание энтропии приводит к состоянию, наиболее благоприятному для формирования нового порядка и термодинамического неравновесия. Такие системы являются саморегулирующимися, им нельзя навязывать путь развития без разрушения их до самого основания. Невозможно и установление над ними жёсткого контроля, который был бы одновременно контролем неразрушающим. Управление ими носит вероятностный характер в условиях неизбежной нехватки информации и будет эффективным лишь в случае способствования внутренним, скрытым от непосредственного наблюдения тенденциям их развития и механизма саморегуляции. В противном случае такие системы отреагируют на управляющие воздействия неконтролируемым образом.

Различные системы постоянно колеблются от равновесного или слаборавновесного состояния к неравновесному и обратно. Для поддержания стабильного (стационарного) состояния системы необходимо поддержание строго определённых управляющих параметров. Изменение этих параметров выводит систему из равновесного состояния, вследствие чего она начинает эволюционировать к некоторой критической точке, которая получила название точки бифуркации. По достижении точки бифуркации на ход эволюции системы могут оказывать судьбоносное воздействие даже ничтожно малые флуктуации, даже такие, которые в равновесном состоянии невозможно было даже отследить. В состоянии бифуркации система может избрать путь развития, который продиктован весьма слабыми управляющими воздействиями, обретающими силу из их соответствия состоянию системы. Нарастая как снежный ком, эта сила может надолго предопределить дальнейшую эволюцию системы.

Очевидно, что создание современной неклассической термодинамики способно обогатить наше понимание механизмов эволюции в самых различных областях науки, и, прежде всего, в области метанаучного, философского познания. И не только потому, что тепло и тепловые процессы имеются в нашей Вселенной повсеместно, а в биологии и в истории действуют теплокровные организмы.

В неклассической термодинамике на простейшей модели теплопередачи высветились общеэволюционные закономерности, которые действуют на всех уровнях космического эволюционного процесса, начиная с неорганической природы и кончая историей. Постоянно взаимодействуя с хаосом и накапливая его внутри себя, Космос направляет эволюцию через самоорганизацию непрерывно усложняющихся систем. Всё негодное для эволюции отбраковывается и уходит в небытие.

Недаром успехи в развитии неклассической термодинамики привели к созданию новой науки о самоорганизации – синергетики. Но непосредственным поводом к созданию синергетики явилось изучение энергетических (и тепловых) процессов, происходящих в лазере. Слово «синергетика» произведено от греческого слова, обозначающего совместное, согласованное действие. Так назвал направление своих исследований немецкий физик Герман Хакен, изучавший процессы так называемой когеренции в лазере. «Накачка» лазера энергией, поступающей извне, приводит к тому, что хаотические колебательные движения частиц в определённый момент приводятся в согласованное, упорядоченное движение. Устанавливается одинаковая фаза их колебаний, вследствие чего мощность излучения многократно увеличивается.

Когерентное излучение возникает вследствие своеобразного «компромисса» между составляющими его элементами, каждый из которых до этого колебался по-своему, как придётся. Аналогичные процессы «когеренции» наблюдаются и в химии, и в биологии, и в социальной психологии, и в истории. Когерентное излучение является следствием возникновения когерентных структур, которые становятся источниками самоорганизации и порядка.

Высшей формой самоорганизации является человеческая способность к самосовершенствованию, позволяющая человеку эволюционировать в заданном самим направлении.

6.5. Химические технологии космической эволюции

Химическая упорядоченность нашей Вселенной в её гармоническом единстве с физической упорядоченностью образует как бы технологический фундамент всех видов эволюции. С древнейших времён благодаря химическим превращениям и химическим свойствам различных веществ человек получает материалы для своей цивилизационной эволюции. Аналогичным образом Космос получает материалы для всевозможных образований, которые затем вовлекаются в никогда не завершающийся процесс эволюционной самоорганизации. Химическая упорядоченность образует надёжный заслон Космоса от Хаоса, в ней даже хаотические процессы разворачиваются упорядоченным образом.

Древняя натурфилософская предхимия знала только четыре вещественных первоэлемента (стихии, эссенции и т. д.) – землю, воду, воздух и огонь. Даосская предхимия, возникшая в китайской цивилизации, выделяла в дополнение к этим элементам ещё пятый – металл. Различные сочетания этих элементов, согласно воззрениям древних и средневековых химиков, образовывали всё, из чего «сделан» Космос. Человек «строил» Космос из материалов, с которыми непосредственно сталкивался на Земле.

Выявление подлинной элементарной структуры химической эволюции стало результатом почти четырёхсотлетней работы химиков от Роберта Бойля, выдвинувшего гипотезу о существовании некоторых абсолютно неразложимых, простых тел, или веществ, и до Дмитрия Менделеева, построившего периодическую таблицу элементов и завершившего тем самым построение концептуальной схемы химической упорядоченности нашей Вселенной.

В настоящее время науке известны 112 химических элементов, то есть простейших веществ, не подверженных дальнейшему химическому разложению. Из этих веществ как из кубиков складываются в Космосе все другие химические вещества, которые представляют собой разнообразие соединения элементов. Свойства веществ во многом зависят от их химического состава, обусловленного входящими в них элементами. Но важную роль в обусловлении этих свойств играют также различные типы взаимосвязи и взаимодействия этих элементов в химических реакциях.

Всякое химическое вещество дискретно, прерывно, структурировано, оно не представляет собой абсолютно однородной массы, как это кажется нашему восприятию, а состоит из отдельных, взаимосвязанных и находящихся на микроскопических расстояниях друг от друга частиц – молекул, каждая из которых в свою очередь формируется из атомов, а те – из элементарных частиц, которые взаимно превращаются друг в друга, но далее неразложимы.

Виды атомов – это химические элементы, их известно 112, виды же молекул определяются всевозможными сочетаниями соединений атомов, их насчитывается около миллиона. Взаимосвязи и взаимопереходы атомно-молекулярных структур образуют макроскопическую прочность и стабильность космических образований, их способность реагировать на внешние изменения предсказуемым образом. Именно упорядоченная формируемость подобных структур создаёт физико-химический фундамент эволюции.

«Химические технологии» космической эволюции обеспечиваются, прежде всего, реакционной способностью веществ. Скорость и особенности протекания химической реакции, изучаемые химической кинетикой, зависят от температуры, давления, концентрации реагентов и примесей, наличия – веществ, ускоряющих и интенсифицирующих реакцию, но не принимающих в ней участия.

Катализ, то есть ускорение реакции при помощи катализаторов, играет всё возрастающую роль в современных химических технологиях. Не менее важную роль этот процесс сыграл, очевидно, и в создании космических эволюционных технологий, для перехода от одних ступеней эволюции к другим, более высоким. В частности, переход от химической к биологической эволюции и дальнейшее протекание химической эволюции были бы невозможны без возникновения ферментов – органических катализаторов химических реакций.

Важную роль в химических технологиях производства жизни сыграло и наличие растворителей, особенно такого универсального растворителя, каковым на Земле является вода. Уже на предбиотической стадии химической эволюции начали проявляться процессы химической самоорганизации, один из которых был изучен российскими химиками Б. Белоусовым и А. Жаботинским и послужил эмпирическим материалом для обоснования неклассической термодинамики и синергетики.

В опытах Белоусова и Жаботинского была обнаружена способность ряда химических систем к самоорганизации с периодическим изменением цвета, образованием самопроизвольных пространственных структур за счёт поступления новых, удаления использованных химических реагентов и участия катализаторов.

6.6. Общие закономерности «неживой» эволюции