Хаос как основа порядка

Размещено на http://allbest.ru

ХАОС КАК ОСНОВА ПОРЯДКА

Рассмотрим кинетическую энергию совокупности частиц. Если вдруг окажется, что все частицы движутся в одном и том же направлении с одинаковыми скоростями, то вся система, подобно теннисному мячу, будет находится в состоянии полета. Система ведет себя в этом случае аналогично одной массивной частице, и к ней применимы обычные законы динамики, такое движение называется движением центра масс.

Существует, однако, и другой вид движения. Можно представить себе, что частицы системы движутся не упорядоченно, а хаотически: полная энергия системы может быть той же самой, что и в первом случае, но теперь отсутствует результирующее движение, поскольку направления и скорости движения атомов беспорядочны. Если бы мы могли проследить за какой-либо отдельной частицей, то увидели бы, что она проходит небольшое расстояние вправо, затем, соударяясь с соседней частицей, смещается немного влево, снова соударяется и т. д. Основная черта этого вида движения состоит в отсутствии корреляции между движениями различных частиц; иными словами, их движения некогерентны (неупорядочены).

Описанное случайное, хаотическое, некоррелированное, некогерентное, неупорядоченное движение называется тепловым движением. Очевидно, понятие теплового движения неприменимо к отдельной частице, поскольку бессмысленно говорить о некоррелированном движении одной частицы. Иными словами, когда мы переходим от рассмотрения движения отдельной частицы к системам многих частиц и при этом возникает вопрос о наличии корреляций в их движениях, мы по существу переходим от обычной динамики в новую область физики, которая называется термодинамикой.

Итак, мы установили, что существует два вида движения частиц в сложных системах: движение может быть когерентным (упорядоченным), когда все частицы движутся согласованно (“в ногу”), или, напротив, неупорядоченным, когда все частицы движутся хаотически.

Естественные процессы

хаос термодинамика энтропия самообновление

Естественное стремление энергии к рассеянию определяет и направление, в котором происходят физические процессы в природе. Под этим понимается рассеяние энергии в пространстве, рассеяние частиц, обладающих энергией, и потеря упорядоченности, свойственное движению этих частиц. Первое начало термодинамики в принципе не отрицает возможности событий, казалось бы противоречащих здравому смыслу и повседневному опыту: например, мяч мог бы начать подскакивать за счет своего охлаждения, пружина могла бы самопроизвольно сжаться, а кусок железа мог бы самопроизвольно стать более горячим, чем окружающее пространство. Все эти явления не нарушили бы закона сохранения энергии.

Однако в действительности ни одно из них не происходит, поскольку нужная для этого энергия, хотя и имеется в наличии, но недоступна. Если не принимать всерьез существующий в принципе, но чрезвычайно небольшой шанс, можно смело утверждать, что энергия никогда не может сама по себе локализоваться, собравшись в избытке в какой-либо небольшой части Вселенной. Однако, если бы даже произошло, еще менее вероятно, что подобная локализация была бы упорядоченной.

Естественные процессы - это всегда процессы, сопровождающие рассеяние, диссипацию энергии. Отсюда становится ясным, почему горячий объект охлаждается до температуры окружающей среды, почему упорядоченное движение уступает место неупорядоченному и, в частности, почему механическое движение вследствие трения полностью переходит в тепловое.

Столь же просто осознать, что любые проявления асимметрии, так или иначе сводятся к рассеянию энергии. Проявление любых диспропорций в организационной структуре объекта приводит к образованию асимметрии как по отношению к окружающей среде, так и для самой структуры в частности, это может привести к увеличению потенциальной энергии или, при большом скоплении этой энергии, к распаду системы, как противоречащей законам природы (общества).

Организация создается из хаоса (общества) одним или несколькими возбужденными атомами (предпринимателями) и в хаос проваливается при ликвидации. Естественные, самопроизвольно происходящие процессы - это переход от порядка к хаосу.

Поставим теперь следующий вопрос: сколькими способами можно произвести перестройку внутри системы, так чтобы внешний наблюдатель не заметил ее. Отметим, что в формулировке вопроса учтено то существенное, что характеризует переход от мира атомов к макроскопической системе, а именно “слепота” внешнего наблюдателя по отношению к “индивидуальностям” атомов, образующих систему. Термодинамика имеет дело только с усредненным поведением огромных совокупностей атомов, причем поведение каждого отдельного атома не играет роли. Если внешний наблюдатель, изучающий термодинамику, не заметил, что в системе произошло изменение, то состояние системы считается неизменным. лишь “педантичный” наблюдатель , тщательно следящий за поведением каждого атома, будет знать, что изменение все-таки произошло.

Сделаем теперь последний шаг на пути к полному определению хаоса. Предположим, что частицы вселенной не закреплены и могут, подобно состоянию возбуждения и энергии, свободно перемещаться с места на место; например, такое могло бы случиться, если бы Вселенная была газом. Предположим также, что мы создали начальное состояние вселенной, пустив струю газа в правый нижний угол сосуда. Интуитивно мы понимаем, что произойдет: облако частиц начнет самопроизвольно распространяться и через некоторое время заполнит весь сосуд.

Такое поведение вселенной можно трактовать как установление хаоса. Газ -- это облако случайно движущихся частиц (само название “газ” происходит от того же корня, что и “хаос”). Частицы мчатся во всех направлениях, сталкиваясь и отталкиваясь друг от друга после каждого столкновения. Движения и столкновения приводят к быстрому рассеиванию облака, так что вскоре оно равномерно распределяется по всему доступному пространству. Теперь существует лишь ничтожно малый шанс, что все частицы газа когда-нибудь спонтанно и одновременно вновь соберутся в угол сосуда, создав первоначальную конфигурацию. Разумеется, их можно собрать в угол с помощью поршня, но это означает совершение работы, следовательно, процесс возврата частиц в исходное состояние не будет самопроизвольным.

Ясно, что наблюдаемые изменения объясняются склонностью энергии к рассеянию. Действительно, теперь состояние возбуждения атомов оказалось физически рассеянным в пространстве вследствие спонтанного рассеяния атомов по объему сосуда. Каждый атом обладает кинетической энергией, и потому распространение атомов по сосуду приводит и к распространению энергии.

Хаос и порядок

В химии, как и в физике, все естественные изменения вызваны бесцельной “деятельностью” хаоса. Мы познакомились с двумя важнейшими достижениями Больцмана: он установил, каким образом хаос определяет направление изменений и как он устанавливает скорость этих изменений. Мы убедились также в том, что именно непреднамеренная и бесцельная деятельность хаоса переводит мир в состояния, характеризующиеся все большей вероятностью. На этой основе можно объяснить не только простые физические изменения (скажем, охлаждение куска металла), но и сложные изменения, происходящие при превращениях вещества. Но вместе с тем мы обнаружили, что хаос может приводить к порядку. Если дело касается физических изменений, то под этим понимается совершение работы, в результате которой в свою очередь могут возникать сложные структуры, иногда огромного масштаба. При химических изменениях порядок также рождается из хаоса; в этом случае, однако, под порядком понимается такое расположение атомов, которое осуществляется на микроскопическом уровне. Но при любом масштабе порядок может возникать за счет хаоса; точнее говоря, он создается локально за счет возникновения неупорядоченности где-то в ином месте. Таковы причины и движущие силы происходящих в природе изменений.

Понятие структуры

Каждый из нас в общих чертах знает, что такое структура ; как правило, это определенное расположение, конфигурация частиц -- атомов, молекул или ионов. Так, вполне определенную структуру представляет собой кристалл. Он отличается от газа, от жидкости и от куска масла, так как во всех этих веществах взаимное расположение частиц не является строго определенным, фиксированным. Но имея дело с кристаллом, мы можем быть уверены, что обнаружим частицы на строго определенном расстоянии друг от друга. В бесструктурных состояниях вещества -- в газах, жидкостях и аморфных твердых телах -- относительные расположения частиц совершенно не определены.

Обобщая эти предварительные наблюдения (в дальнейшем мы будем иметь дело с более сложными примерами), нетрудно заметить, что частицы в кристаллических твердых телах расположены упорядочено (или, как иногда говорят, обладают пространственной когерентностью); иными словами, расположение частиц взаимно коррелировано. В противоположность этому в газах (и в меньшей степени в жидкостях) подобная пространственная упорядоченность практически отсутствует: расположения частиц не обладают взаимной корреляцией. Таким образом, можно сказать, что понятие структуры равнозначно понятию упорядоченности, когерентности, когда частицы организованы в строго определенные конфигурации; напротив, отсутствие структуры означает и отсутствие упорядоченности, когда расположения частиц вполне случайны. В такое понимание связи структуры и порядка хорошо вписываются как твердое тело, обладающее структурой, так и бесструктурные газы.

Такое предварительное определение структуры через описание вещества, состоящего из частиц с упорядоченным расположением, можно уточнить с тем, чтобы дать более адекватное описание природы жидкого состояния. При изменении расположения частиц в жидкостях одним из методов рентгеноструктурного анализа, столь широко используемых ныне для исследования строения твердых тел, обнаруживается вполне определенное локальное расположение частиц. Однако чем дальше мы отходим от данной частицы, тем все с меньшей уверенностью можем ожидать, что действительно обнаружим следующую частицу там, где ей следовало бы находиться согласно установленному локальному порядку.

Иными словами, с удалением друг от друга частицы становятся все более независимыми, а их расположение - неуправляемым (т.е. взаимная корреляция частиц ослабляется). Короче говоря, твердые тела обладают дальним порядком; им присуща глобальная структура или крупномасштабная когерентность -- в том смысле, что расположения частиц вполне предсказуемы на больших расстояниях (например, вплоть до границ кристалла). Газы практически полностью лишены подобной глобальной структуры (они не имеют даже границы своего положения); в расположении их частиц отсутствует когерентность даже на самых малых расстояниях.

Жидкости, как подсказывает нам интуиция, занимают промежуточное положение между твердыми телами и газами. Они обладают лишь локальной структурой и лишены структуры глобальной; на малых расстояниях (порядка нескольких соседних молекул) расположения частиц сохраняют упорядоченность, полностью теряя ее на больших расстояниях. Существуют различные виды жидкостей с большей или меньшей степенью упорядоченности.

Например, жидкие кристаллы обладают дальним порядком по некоторым направлениям, тогда как по другим он полностью отсутствует. Можно сказать, что такие анизотропные вещества по одним направлениям являются твердыми телами, а по другим - жидкостями. Подобная анизотропия служит причиной необычных оптических свойств этих веществ, позволяющих использовать их в качестве материала для дисплеев ЭВМ, микрокалькуляторов, наручных часов и т. д.

Уточним теперь наше предварительное определение структуры и расширим область его применимости. Здесь и далее мы будем рассматривать понятия структуры и упорядоченности как синонимы (лат. structura означает строение, расположение, порядок).

Везде и всегда, если только устанавливается состояние упорядоченности, мы будем рассматривать это как возникновение структуры. Более того, будем считать, что упорядоченность -- это не только наличие корреляции в пространстве, как в обычных физических объектах; она может также проявляться -- и это имеет принципиальное значение -- как корреляция во времени (в последнем случае термин “когерентность” употребляется в своем буквальном смысле).

Обобщив таким образом наши рассуждения, посмотрим, какие объекты подходят под новую классификацию. Очевидно, что сюда безоговорочно относится давно знакомое нам твердое тело; обнаруживаются, однако, и два “новичка”.

Один из них представляет собой структуру такого типа, которая сохраняется только при условии рассеяния энергии. Подобные структуры называют диссипативными; к ним, в частности, относятся живые организмы, в том числе человек. Структуры другого типа более абстрактны и о них не имеет смысла упоминать в разрезе данной работы.

Диссипативные структуры -- это структуры, образующиеся в результате рассеяния (диссипации) энергии. К ним относятся некоторые недолговечные структуры, которые распадаются, как только прекращается поток энергии или вещества. Некоторые из таких структур являются по своей природе биологическими, другие - физическими; все они возникают из хаоса - “праха” и вновь обращаются в “прах”. Одной из первых описанных структур подобного вида была ячеистая структура, образующаяся в жидкости при наличии конвекции между двумя горизонтальными плоскостями, нижняя из них нагрета сильнее, чем верхняя. Пока разность двух плоскостей мала, движущиеся частицы жидкости распределены хаотично. Однако, когда разность температур становится достаточно большой, возникает неустойчивость Бенара, и жидкость обнаруживает структуру.

Итак, мы убеждаемся в том, что последовательность отдельных процессов, в каждом из которых энтропия лишь возрастает (т.е. хаос во Вселенной при этом увеличивается), может приводить и к возникновению структур высокой степени сложности.

Поэтому замечая какой-либо объект, обладающий сложной внутренней структурой, мы не должны сразу же делать вывод о том, что этот объект является воплощением целенаправленного замысла. Он мог возникнуть естественно в результате последовательности процессов, каждый из которых сам по себе не представляет никакой конкретной цели (разводы на мерзлом стекле), а происходит в естественном направлении, по мере того как Вселенная погружается в хаос.

Все это резюмируется в известном рассуждении Пэли о часах. Если вы нашли часы, говорит Пэли, то сложность их механизма не оставляет вас сомнений в том, что часы были кем-то сконструированы, то есть по крайней мере когда-то должен был существовать их конструктор. Далее, рассуждает Пэли, поскольку окружающий нас мир в целом устроен значительно сложнее часов, то космический путешественник, посетивший наш мир, не усомнился бы в том, что этот мир был “спроектирован” и что (по крайней мере когда-то) существовал его “создатель”.

Однако это рассуждение Пэли ошибочно. Если нам попадается кролик, у нас нет необходимости рассматривать его как результат некоего “проекта”. Этот кролик (как и его собратья) возник как “промежуточный продукт” на долгом пути, которым Вселенная движется к своему вырождению и ухудшению качества энергии. Кролики, как цветки примулы, поросята или даже мы, люди, -- всего лишь элементы гигантской сети взаимосвязей, имеющей поистине космические масштабы. Именно благодаря таким локальным нарушениям общей тенденции к деградации энергии становится возможным возникновение временных упорядоченных структур -- хотя деградация неуклонно влечет Вселенную к состоянию полного равновесия.

Существует множество способов убедиться в том, что разветвленная система (сеть) взаимозависимых простых процессов может привести к возникновению сложной структуры и тем самым ввести в заблуждение “стороннего наблюдателя”, побуждая его предположить существование определенного замысла и “творца”.

В мире нет ничего более удивительного, чем сознание, разум человека; тем большее удивление вызывает то, что в своей глубинной основе оно обусловлено весьма простыми явлениями.

В процессе “разматывания” клубка событий локально возникают различные структуры, и хотя все они преходящи, некоторые из них способны существовать миллионы лет.

Мы - дети хаоса, и глубоко в основе каждого изменения скрыт распад. Изначально существует только процесс рассеяния, деградации; все захлестывают волны хаоса, не имеющего причин и объяснений. В этом процессе отсутствует какая-либо изначальная цель, и в нем есть только непрерывное движение. Однако, как мы убедились, и в этом движении возможны различные направления, выбор которых диктуется случаем.

Но несмотря на это, мы способны бросить взгляд вокруг себя и узреть красоту окружающей природы; мы можем заглянуть внутрь себя, испытав способность мыслить и осознать увиденное; наконец, мы можем просто получать удовольствие от жизни и наслаждаться ее дарами. Все это вселяет в нас уверенность, что природа куда как более щедра. Однако это всего лишь эмоции, и не они должны занимать наш разум.

Идеи Брюссельской школы, существенно опирающиеся на работы Пригожина, образуют новую, всеобъемлющую теорию изменений.

В сильно упрощенном виде суть этой теории сводится к следующему. Некоторые части Вселенной действительно могут действовать как механизмы. Таковы замкнутые системы, но они в лучшем случае составляют лишь малую долю физической Вселенной.

Большинство же систем, представляющих для нас интерес, открыты - они обмениваются энергией или веществом (можно было бы добавить: и информацией) с окружающей средой. К числу открытых систем, без сомнения, принадлежат биологические и социальные системы, а это означает, что любая попытка понять их в рамках механической модели заведомо обречена на провал.

Кроме того, открытый характер подавляющего большинства систем во Вселенной наводит на мысль о том, что реальность отнюдь не является ареной, на которой господствует порядок, стабильность и равновесие: главенствующую роль в окружающем нас мире играют неустойчивость и неравновесность.

Если воспользоваться терминологией Пригожина, то можно сказать, что все системы содержат подсистемы, которые непрестанно флуктуируют. Иногда отдельная флуктуация или комбинация флуктуацией может стать (в результате положительной обратной связи) настолько сильной, что существовавшая прежде организация не выдержит и разрушится.

В этот переломный момент (который авторы книги называют особой точкой или точкой бифуркации) принципиально невозможно предсказать, в каком направлении будет происходить дальнейшее развитие: станет ли состояние системы хаотическим или она перейдет на новый, более дифференцированный и более высокий уровень упорядоченности или организации, который авторы называют диссипативной структурой. (Физические или химические структуры такого рода получили название диссипативных потому, что для их поддержания требуется больше энергии, чем для поддержания более простых структур, на смену которым они приходят).

Один из ключевых моментов в острых дискуссиях, развернувшихся вокруг понятия диссипативной структуры, связан с тем, что Пригожин подчеркивает возможность спонтанного возникновения порядка и организации из беспорядка и хаоса в результате процесса самоорганизации.

Обобщая, мы можем утверждать, что в состояниях, далеких от равновесия, очень слабые возмущения, или флуктуации, могут усиливаться до гигантских волн, разрушающих сложившуюся структуру, а это проливает свет на всевозможные процессы качественного или резкого ( не постепенного, не эволюционного) изменения.

Факты, обнаруженные и понятые в результате изучения сильно неравновесных состояний и нелинейных процессов, в сочетании с достаточно сложными системами, наделёнными обратными связями, привели к созданию совершенно нового подхода, позволяющего установить связь фундаментальных наук с “периферийными” науками о жизни и, возможно, даже понять некоторые социальные процессы.

Помимо всего сказанного в книге Пригожина и Стенгерс затронута еще более головоломная проблема, возникающая буквально на каждом шагу, - проблема времени.

Возникновение термодинамики привело естествознание к глубокому расколу в связи с проблемой времени. Более того, даже те, кто считал время необратимым, вскоре разделились на два лагеря.

Если запас энергии в системе тает, рассуждали они, то способность системы поддерживать организованные структуры ослабляет, отсюда высокоорганизованные структуры распадаются на менее организованные, которые в большей мере наделены случайными элементами. Не следует забывать, однако, что именно организация наделяет систему присущим ей разнообразием. По мере того как иссякает запас энергии и растет энтропия, в системе нивелируются различия.

Следовательно, второе начало термодинамики предсказывает все более однородное будущее (прогноз с чисто человеческой точки зрения весьма пессимистический).

Более того, необходимые процессы являются источником порядка (отсюда и название книги Пригожина и Стенгерс - “Порядок и хаос”). Тесно связанные с открытостью системы и случайностью, необратимые процессы порождают высокие уровни организации, например, диссипативные структуры.

Энтропия - не просто безостановочное соскальзывание системы к состоянию, лишенному какой бы то ни было организации. При определенных условиях энтропия становится прародительницей порядка.

Обратимость (по крайней мере если речь идет о достаточно больших промежутках времени) присуща замкнутым системам, необратимость - всей остальной части Вселенной.

Показывая, что при неравновесных условиях энтропия может производить не деградацию, а порядок, организацию и в конечном счете жизнь, Погожин и Стенгерс подрывают и традиционные представления классической термодинамики.

Наконец, нельзя не упомянуть еще об одном синтезе, достигнутом в работе Пригожина и Стенгерс, - установлении ими отношения между случайностью и необходимостью.

Согласно теории изменения, проистекающей из понятия диссипативной структуры, когда на систему, находящуюся в сильно неравновесном состоянии, действуют, угрожая ее структуре, флуктуации, наступает критический момент - система достигает точки бифуркации. Пригожин и Стенгерс считают, что в точке бифуркации принципиально невозможно предсказать, в какое состояние перейдет система. Случайность подталкивает то, что остается от системы, на новый путь развития, а после того как путь (один из многих возможных) выбран, вновь вступает в силу детерминизм - и так до следующей точки бифуркации.

Таким образом, в теории Пригожина и Стенгерс случайность и необходимость выступают не как несовместимые противоположности: в судьбе системы случайность и необходимость играют важные роли, взаимно дополняя друг друга.

Предлагая строгие методы моделирования качественных изменений, Пригожин и Стенгерс позволяют по-новому взглянуть на понятие революции. Объясняя, каким образом иерархия неустойчивостей порождает структурные изменения, авторы “Порядка и хаоса” делают особенно прозрачной теорию организации. Им принадлежит также оригинальная трактовка некоторых психологических процессов, например инновационной деятельности, в которой авторы усматривают связь с “несредним” поведением (nonaverage), аналогичным возникающему в неравновесных условиях.

Еще более важные следствия теория Пригожина и Стнегерс имеет для изучения коллективного поведения. Авторы теории предостерегают против принятия генетических или социобиологических объяснений загадочных или малопонятных сторон социального поведения. Многое из того, что обычно относят за счет действия тайных биологических пружин, в действительности порождается не “эгоистичными” детерминистскими генами, а социальными взаимодействиями в неравных условиях.

(Например, в одном из недавно проведенных исследований муравьи подразделялись на две категории: “тружеников” и неактивных муравьев, или “лентяев”. Особенности, определяющие принадлежность муравьев к той или другой из двух категорий, можно было бы опрометчиво отнести за счет генетической предрасположенности.

Однако, как показали исследования, если разрушить сложившиеся в популяции связи, разделив муравьев на две группы, состоящие соответственно только из “тружеников и только 2лентяев”, то в каждой из групп в свою очередь происходит расслоение на “лентяев” и “тружеников”. Значительный процент “лентяев” внезапно превращается в прилежных “тружеников”).

Когда система, эволюционируя, достигает точки бифуркации, детерминистическое описание становится непригодным. Флуктуация вынуждает систему выбрать ту ветвь, по которой будет происходить дальнейшая эволюция системы. Переход через бифуркацию - такой же случайный процесс, как бросание монеты.

Другим примером может служить химический хаос. Достигнув хаоса, мы не можем более прослеживать отдельную траекторию химической системы. Не можем мы и предсказать детали временного развития. И в этом случае, как и в предыдущем, возможно только статистическое описание. Существование неустойчивости можно рассматривать как результат флуктуации, которая сначала была локализована в малой части системы, а затем распространилась и привела к новому макроскопическому состоянию.

Теория неустойчивости

В свете последних научных исследований становится ясно, что неустойчивость и изменчивость являются характерными чертами нашего мира. Этот факт является важным для изучения вселенной и осознания нашего места в ней. В постоянно меняющемся мире нельзя достичь абсолютного контроля или точного прогнозирования.

В этой статье Илья Пригожин прослеживает появление нового научного взгляда на мир и высказывает мнение, что человечество в большей мере влияет на происходящее вокруг, чем предполагалось ранее, и это дает нам повод для надежд, но вместе с тем подразумевает большую ответственность.

У слова “неустойчивость” необычная судьба. Как правило, оно используется с несколько негативным оттенком, и говорить о нем не принято. Действительно, применение его достаточно редко. Это слово обычно связывают с физикой, где существует так называемый “феномен устойчивости”: если раскачать маятник таким образом, чтобы центр тяжести постоянно оставался внизу, то он скоро остановится в первоначальном положении.

Однако, общеизвестно, что если перевернуть маятник вверх тормашками, то малейшего колебания будет достаточно, чтобы он упал в одну или другую сторону.

Этот феномен очень прост и известен, вероятно, тысячи лет. Уже ранние работы по механике показывают, что движение маятника было изучено во всех деталях. Очень мало, однако, написано о перевернутом маятнике. О нем предпочитают не говорить, так как феномен неустойчивости связан с достаточно сложными проблемами.

Главная из них - предсказание. Очевидно, что если устойчивый маятник и потревожить его равновесие, то с полной уверенностью можно предсказать, что через некоторое время колебания затухнут. С другой стороны, если маятник перевернут, то очень сложно предсказать в какую сторону он качнется - это зависит от его колебаний. Т. е. с одной стороны мы имеем предсказуемую ситуацию, а с другой - нет. Появляется проблема неопределенности. В первом случае маятник является детерминированным объектом: мы знаем что произойдет. Напротив, в ситуации с перевернутым маятником присутствует элемент неопределенности.

Эти различия между определенными и неопределенными законами природы подводят нас к более общим проблемам, относительно которых я и попытаюсь сделать некоторые общие заключения.

Человек и природа

Во-первых, встает вопрос, почему в настоящее время в научных кругах говорят главным образом о неустойчивости, в то время как раньше упор делался на детерминизм. Смещение акцента на неопределенность позволяет нам более четко проследить взаимосвязь человека с природой и его деятельность внутри ее. Обращение к теории неустойчивости и неопределенности и, в конечном счете признание того, что время по сути непостоянно, имеет большое значение для сокращения пропасти между социальными и точными науками.

Почему эта концепция изменит отношение человека к природе? В детерминированном мире природа считается контролируемой, она представляет собой инертный объект и подвластна нашей воле. Если же природе внутренне присущи неопределенность и неустойчивость, мы должны относиться к ней с большим уважением, так как не можем предсказать, что произойдет в будущем.

Во - вторых, принимая теорию неопределенности, мы получаем более обобщенную концепцию науки, включая многие взгляды, существовавшие в века, когда западная наука только зарождалась. В этом смысле наука движется к более универсальному подходу, проявляя больше уважения к культурным традициям других цивилизаций.

Характерной чертой культурной жизни на настоящий момент является ее раздробленность фрагментарность. В книге, пользовавшейся большим успехом в США, Аллан Блум писал, что наука раньше была материалистичной, редукционистской, в ней не было места неопределенности, и влияние времени не оказывали на нее влияния. Так действительно было 20-30 лет назад. однако наука сегодняшнего дня уже не отвечает этим наблюдениям Аллана Блума.

Лейбниц и крах теории неопределенности

Чтобы понять это преобразование нужно понять, что наука - это культурный феномен, формируемый в историческом культурном контексте. Самое известное этому подтверждение - спор между Лейбницем и Кларком, поддерживавшем позицию Ньютона.

Лейбниц считал неверным мнение Ньютона, что Бог время от времени сходит на землю для того, чтобы исправить что-либо. Он говорит, что Ньютон слишком низкого мнения о Боге, ибо ценит его меньше швейцарского часового Пастера, который создает свою “вселенную” раз и навсегда и она функционирует без его повторного вмешательства.

В конце концов победила теория Лейбница, который говорил о вездесущем и всемогущем Боге, которому нет необходимости возвращаться на землю.

Он верил, что когда-нибудь наука тоже станет всезнающей и ученый обретет знания равные божественным. Для обладателя таких знаний не будет прошлого и будущего, все для него будет в настоящем. В этих условиях неизбежна потеря смысла времени. Это доказывало, что мы начинаем двигаться к получению абсолютных знаний.

Естественно, в этих условиях объектом повышенного внимания стал устойчивый маятник; неустойчивый же считался объектом, противным природе и заслуживающим внимание лишь в качестве курьезного факта. Т.о. наука отошла от его изучения.

Однако, согласно концепции Лейбница, в природе не существовало места для множественных исходов, инноваций и т.н. подхода Ньютона. Материя была просто движущейся массой; это движение не имело ни начала ни конца и было вечным. С этой точки зрения не было ни истории, ни каких-либо событий.

Это развенчание теории неустойчивости, обращение к детерминизму и отрицание времени создало два взгляда на вселенную:

- вселенная, которую мы видим вокруг нас и которая предстает перед нами в виде отрегулированного автомата, находящаяся в постоянном движении, считал Лейбниц;

- взгляд на вселенную как на микрокосмос, который мы получаем, заглядывая вглубь себя и который постоянно меняется.

Бер сказал: “ Я верю, я убеждаюсь в сотворении каждый миг своей жизни”.

В результате вся гуманитарная и социальная литература являются выражением неопределенности нашего будущего, его устройства. В настоящее время, когда физика обратила свой взор на теорию непостоянства, мир, который мы видим снаружи и мир, который мы наблюдаем внутри, находят все больше точек соприкосновения. Это слияние двух миров, возможно, является одним из важнейших культурных событий нашего века.

Новые открытия

Обращение к теории непостоянства не случайно. В основе лежит целая серия взаимосвязанных и теоретических открытий:

- открытие неустойчивых структур, которые тем не менее связаны в систему и являются результатом необратимых процессов и времени;

- открытие конструктивной роли времени;

- появление новых идей в области динамики, неустойчивых систем, которые полностью изменили наш взгляд на детерминизм.

В 1986 г. сэр Джеймс Лайторум, который в то время был президентом Интернационального Союза Точной Прикладной Механики, написал, что он хотел бы извиниться от лица своих коллег за то, что в течении трех веков они вводили общество в заблуждение утверждая определенность систем Ньютона, однако в 1960 г. была доказана ошибочность этой теории. Это было неслыханно, несмотря на то, что все мы делали ошибки и извиняемся за них, весьма экстраординарным было признание ошибки и извинение за нее от лица научной деятельности за пропаганду неверных идей в течении трех веков.

Эти неверные идеи сыграли фундаментальную роль во всех науках - точных, социальных, экономических, философских, привели к созданию problematigue Канта и оказали влияние практически на всю западную мысль, которая разрывалась между двумя моделями миров - определенным, детерминированным внешним и недетерминированным внутренним.

Наконец, необходимо отметить открытия в области элементарных частиц, которые показали, что материя неустойчива, непостоянна, а также открытие в космологии, которые показали, что вселенная имеет свою историю, что шло в резкое противоречие с детерминированной теорией.

Большую роль сыграли открытия в области макроскопического анализа, химии, изучении атмосферных явлений.

В 19 веке был сформулирован знаменитый закон роста в энтропии - предполагалось, что он непорядочен, так как существовала твердая уверенность в отсутствии самого смысла понятия времени. В очередной раз наука столкнулась с утверждением, основанном только на идеологических предпосылках.

Необходимо отметить, что наука в сильной степени идеологизирована, она так же имеет в своей основе собственную культуру и, зачастую, новые идеи, омолаживающие науку, приходят со стороны, от носителей иных культурных традиций. Тот факт, что разнообразные типы культур принимают сегодня участие в формировании научных взглядов, на мой взгляд, очень отраден. Будут ставиться новые вопросы, за которыми последуют новые открытия, которые в свою очередь окажут влияние на формирование нового научного мировоззрения.

Порядок и хаос

Сегодня мы знаем, что рост в энтропии не хаотичен, и что хаос и порядок сосуществуют. Если наполнить два сосуда двумя различными газами, например, водородом и азотом, а затем один из сосудов нагреть, а другой охладить, мы увидим, что в одном из них скопилось больше водорода, а в другом - азота. Это происходит из-за температурных различий. В этом случае у нас налицо явление рассеивания, создающее хаос, в то время как действие нагревания порождает порядок: водород с одной стороны, азот с другой стороны. Порядок и хаос тесно взаимосвязаны, они дополняют друг друга. Это один из примеров изменения восприятия вселенной на настоящий момент.

Долгое время наш взгляд на вселенную был не полным, однобоким. Наше восприятие можно было сравнить с впечатлением, которой производит Венеция, когда наблюдаешь ее с высоты птичьего полета. Мы видим лишь прекрасные здания и площади и восхищаемся красотой этого города: однако, если спуститься вниз и оглядеться по сторонам, мы увидим те же грязные улицы, москитов, досаждающих нам.

Только так мы получим полное представление об этом месте. Интересно отметить, что согласно современным космополитическим теориям, вселенная была создана и расширяется хаотично, однако внутри этого хаоса существует определенный порядок.

Сегодня мы знаем, что на каждый миллиард неупорядоченных протонов существует одна элементарная частица, способная организовать упорядоченные структуры. Наше восприятие стало двойственным - оба аспекта хаоса и порядка существуют и дают нам разностороннее представление о вселенной.

Неуравновешенность ведет не только к появлению строго хаоса или порядка; она предполагает различные исходы. Эта ситуация описывается нелинейными зависимостями, которые всегда предполагают несколько решений. Мы также знаем, что в каждый новый момент появляется новое решение - это так называемый феномен бифуркации, который в конечном счете ведет к новым пространственно-временным организациям. В качестве примера можно привести химические часы, в которых молекулы в один момент становятся синими, немного позже - красными, затем снова синими и снова красными.

Т.о. молекулы могут взаимодействовать . Связи между молекулами находящиеся в хаотичном состоянии значительно шире связей, возникающих в состоянии порядка.

В условиях равновесия каждая молекула может взаимодействовать только с непосредственными соседями; в состоянии же колебания молекула имеет связь со всей системой в целом. Эта разница сравнима со сравнением возможностей слепого и зрячего человека.

В настоящее время появляются новые гипотезы, позволяющие более тесно связать различные события с реальным миром, основанные на понятии центра притяжения.

Если вывести маятник из состояния равновесия, он вернется в строго определенную точку - это так называемый пунктуальный центр тяготения: в случае с химическими газами мы имели дело с периодическими. В дальнейшем были открыты значительно более сложные центры притяжения, связанные с множеством точек (назовем их “странными центрами”). Система двигается от одной точки к другой - это смесь уравновешенности и неуравновешенности.

Большой интерес для физиков, химиков, метеорологов и экологов представляет факт, что окружающий нас мир, экология и даже нервная система могут быть поняты лучше, если смотреть на них одновременно с позиций хаоса и порядка. Они определяются “странными центрами”, а следовательно сочетают равно..... и неравно....... , именно поэтому так трудно предсказать, что произойдет в дальнейшем.

Открытие в области исследования траекторий

Разумеется это не означает, что такие системы не могут быть описаны наукой. Мы не выбираем мир, который описываем, мы просто родились в нем и должны воспринимать все так, как есть и не позволять априорным суждениям захватывать наш рассудок. Этот мир является нестабильным, однако тот факт, что мы признали это, не является капитуляцией, напротив, это попытка составить новую теоретическую и экспериментальную модель, описывающую нестабильный характер вселенной.

Этот мир не является жертвой, которая должна подчиниться нам; мы должны уважать его. Мы можем ........ его не более, чем любое человеческое общество в том смысле, в котором декларировали это раньше представители классической физики.

Во времена открытия неустойчивых структур произошло также фундаментальное открытие в области исследования траекторий. Сегодня мы знаем, что траектории многих систем непостоянны - снова появляется слово “неустойчивость” так как мы можем только предположить, что произойдет через короткий промежуток времени.

Спустя этот короткий промежуток времени называемый временным горизонтом или экспонентой Ляпунова, мы потеряем траекторию из вида и не сможем получать информацию. Мы должны осознать, что наши знания являются все еще ограниченным окном во вселенную: с учетом нестабильности вселенной мы должны отказаться от претензий на абсолютное знание. Из нашего окна мы должны наблюдать окружающий мир и пытаться понять, какие нас окружают.

Нестабильность мира означает, что несмотря на наши знания в области точных наук, будущее так и останется непредсказуемым.

Можно провести тесную аналогию с литературными произведениями: первая глава романа начинается с описания ситуации посредством ограниченного числа слов, открытия возможности для самых различных вариантов развития ситуации. В конечном итоге удовольствие от чтения состоит в том, чтобы понять какой из возможных вариантов будет использован.

Также и в фугах Баха: начав свое произведение одной музыкальной темой, Бах выбирает продолжение из множества различных вариантов. Этот мир сильно отличается от классического, и это распространяется на физику и на космологию. Понятие неустойчивости ведет к новому рационализму, который положит конец идее абсолютного контроля и вместе с ним всем мечтам об идеально контролируемом обществе. Следует признать, что реальность неконтролируема в том смысле, в котором раньше декларировала это официальная наука.

Возникновение новой идеологии

Сегодня наука уже не мыслима без вышеописанного элемента неопределенности. Преодолевается былая пропасть между социальными и точными науками. Согласно старой идеологии, события, будь то возникновение жизни или возникновение вселенной, считались практически антинаучными.

Проследить эту точку зрения можно на примере известного рассказа Азимова. Высокоразвитая цивилизация задает компьютеру вопрос, как преодолеть второй принцип.

Подробнее смотри рассказ А. Азимова “Последний вопрос”. Компьютер отвечает: “ Недостаточно данных” и продолжает свои вычисления миллионы и миллионы лет, до тех пор, пока не исчезает цивилизация и не остается ничего, кроме гигантского компьютера, связанного напрямую со структурой пространства-времени. Наконец, компьютер находит ответ на этот вопрос, и в этот момент возникает новая вселенная. Теперь становится ясно, насколько прочно эта идеология укрепилась в нашем сознании.

Фрейд сказал: “ История науки есть история возрастающего отчуждения” Галилео доказал, что мы живем не в геоцентрической вселенной. Дарвин показал, что мы были одним из многих других животных. Фрейд нашел доказательства тому, что сознательное является лишь частью подсознательного.

История науки - это отчуждение - эту же мысль можно найти в работах Шаха Монада. Однако встречаются и прямо противоположные мнения. Человечество продолжает искать фундаментальные законы, на которых функционирует вселенная, исходя из теорий сегодняшнего дня.

Это является также важным фактором преодоления культурной обособленности различных цивилизаций. Например, в Китае все это время развивалась выразительная наука. Их никогда не интересовало, как падает камень, так как идея знаков природы в традиционном для нас понимании, была чужда китайской культуре. Китайцы видели взаимосвязанную вселенную, в которой событие является лишь звуком в общей цепи. Я надеюсь, что наука сегодняшнего дня впитает в себя как точность западной науки, так и глобальные аспекты Восточной, преодолев так же обособленность классических культур.

Риск и ответственность

Очевидно, что нет никакого риска, если все правила, по которым функционирует вселенная, являются строго определенными. Риск появляется, когда мы имеем дело с неопределенной вселенной. Я не буду подробно останавливаться на этом вопросе, однако совершенно ясно, что с этой точки зрения человечество всегда имеет возможность выбора и эта возможность подразумевает этическую ответственность. Валери писал: “ Время - это конструкция” Я верю, что это истинная правда. Время не есть закостеневшая структура, не подвластная человеческой воле. Оно создается еже моментно. Человечество может принять участие в этом созидании.

СОЗДАНИЕ ОРГАНИЗАЦИОННОГО ПОРЯДКА ИЗ ХАОСА: САМООБНОВЛЕНИЕ В ЯПОНСКИХ ФИРМАХ Икухиро Нонака Пер. Анохина Сергея

Самообновление организации следует рассматривать как процесс разрушения старого организационного порядка и создание нового. Понятие порядка подразумевает тип организационной и информационной структуры, которые влияют на модель поведения внутри организации, в том числе модель ресурсного обеспечения, организационной структуры, систем, процессов и культуры. Без слома существующего и построения нового порядка не может быть самообновления.

Порядок и равновесие

Управленческие теории описывают, как правило, способы сохранения организационного порядка и сохранение внутреннего и внешнего равновесия. Суть менеджмента изначально состояла в поиске и развитии средств контроля поведения рабочих внутри производственного процесса. Управление основывалось на регламентировании рабочего времени и изучении рабочих движений.

Элтон Майо и Ротлисбергер, оспаривая существующую точку зрения, отмечали чрезмерность контроля со стороны научного управления в Хавторнском эксперименте и говорили, что менеджер должен больше обращать внимания на внутренний мир работника, так же, как и на социальные навыки. Они намеревались показать роль неформальных групп в формальных организациях и важность сохранения равновесия между формальными и неформальными организациями.

Герберт Саймон, осознав ограниченность человеческой способности восприятия информации Речь идет о том, что человек не может воспринимать одновременно более 9 категорий информации., стремился обойти пределы человеческих возможностей путем таких черт организации, как иерархия, разделение труда, отлаженность процессов. Он поддерживал создание стабильной структуры, считая, что ее отсутствие ведет к конфликтам и хаосу. Саймон считал, что организация имеет структуру до тех пор, пока существует предел возможностей человеческого мозга.

В дальнейшем теория вероятности распространила концепцию Саймона на структурные отношения между организацией и внешней средой. Получила признание концепция комплексной адаптации, в соответствии с которой, структура, системы, процессы и ресурсы организации призваны взаимодействовать с постоянно меняющейся внешней средой. Это означает, что чем теснее связанны окружающая среда, организационная структура, личностные характеристики и организационные процессы, тем более функциональной является организация.

Развитие теории стратегического управления привело к появлению концепции комплексных связей. Основу стратегического управления, произошедшего от концепции “накопленного опыта” в процессе ее операционализации, составляет достижение баланса между характеристиками рынка, ресурсным обеспечением, организационной структурой, системами и типами лидерства. Этот баланс достигается путем очень сложного систематического процесса.

Порядок, основанный на колебаниях

В противовес этим теориям недавно появились модели, которые излагают роль неопределенности и хаоса внутри организации так, Карл Вейх считает, что внутри порядка должны иметь место хаотичные процессы, так как они лучше отвечают хаотичной природе окружающей среды. Мы можем понять, что необходимо делать, только посредством экспериментов, то есть каких-либо действий. С этой точки зрения организация приспосабливается к окружающей среде посредством “хаотичных действий” скорее, чем с помощью “бездействующего (неактивного) процесса”. Марч и Обсен рассматривали процесс принятия решений с точки зрения “организационной анархии” и подчеркивали значимость метода проб и ошибок в сравнении с чисто аналитическим решением проблем.

Однако эти антирационалистические модели не подстегнули развитие теории смены существующего порядка как самообновления организации. Основные принципы динамики несбалансированности возникли не из организационных теорий, а из других базисных дисциплин. В настоящее время наиболее известные принципы, касающиеся самоорганизации сформулированы естественными науками.

Физики привыкли рассматривать термодинамическую неуравновешенность как временное нарушение равновесия, вместо того, чтобы попытаться увидеть здесь что-то новое. Однако Илья Пригожин продемонстрировал, что неуравновешенность может быть источником спонтанного формирования порядка или организации. Новый принцип, описывающий порядок, стал называться “порядок из неуравновешенности” или “порядок из хаоса”. Открытые системы постоянно берут свободную энергию из окружающей среды и создают энтропию. Энтропия, в противовес закрытым системам, обращена к тому же или даже низшему уровню системы.

В условиях постоянного обмена веществ с окружающей средой, система постоянно обновляется. Живые системы могут быть рассмотрены как системы, основанные на постоянной неустойчивой самоорганизации.

Универсальные процессы, лежащие в основе формирования порядка, можно описать следующим образом: в рамках системы элементы подвержены колебаниям. Они взаимодействуют с соседними элементами и сталкиваются с ними, вызывая усиления колебания. Когда из этого явления динамической кооперации начинает возникать макроскопический объект, имеет место обратная связь с каждым элементом, и взаимодействие погашается. Таким образом, спонтанно формируется определенный порядок и выполняются определенная функция, состоящая в формировании стабильного порядка. Когда порядок фиксируется, в организационной системе снова возобновляется подобие непрерывных процессов.

Создание знаний информации

Таким образом, само организованная система формирует порядок посредством колебаний, избирательно реагируя на информацию из окружающей Среды. Понятие порядка охватывает не только физические признаки организационных структур и систем; также оно включает такие ментальные характеристики, как концепции, система ценных ориентаций, способы восприятия мира.

Хаос расширяет спектр возможностей и усиливает организацию в плане формирования новых точек зрения. Если организация желает обновиться, она должна постоянно поддерживать состояние неуравновешенности.

Какие бы процессы не вели к появлению организации, в любом случае создается информация. Можно сказать, что суть создания организации в создании информации. Управление само преобразованием организации, так же, как и формирование порядка, обусловлено информационными условиями.

Для формирования порядка необходима скорее семантическая, чем синтактическая информация. Синтактическая информация (физическая информация Шеннона) измеряется в битах и не имеет внутреннего смысла. Типичный пример - информация хранимая в компьютере в закодированной и количественно измеренной форме. Наоборот, для семантической информации важно ее актуальное значение. Несмотря на трудности, возникающие при ее измерении, этот количественный вид информации способен изменить наше восприятие и повлиять на наши действия.

Следовательно, создание информации семантично появлению смысла, что в свою очередь ведет к появлению новых перспектив или новых точек зрения и позволяет выйти на качественно иной уровень организации и интерпретации информации.

К наиболее типичным примерам процесса создания информации можно отнести процесс развития новой стратегии или нового продукта. Создав разумную стратегию и концепцию продукта, компания получает возможность выделиться из ряда себе подобных организаций. Однако создание новой точки зрения не обязательно должно происходить на уровне всех отделов организации. Классический пример - система “Канбан”, разработанная и внедренная производственным отделом компании Toyota. Близка по смыслу деятельность японских кружков качества. Зачастую новый взгляд на вещи возникает в результате более внимательного отношения к каждому рабочему процессу в течении дня. Постоянное накопление этих мелких изменений ведет к глобальной реформации всего процесса производства. Систематический поиск возможностей для улучшения деятельности компании на каждом этапе является характерной чертой японских организаций.