Світ крізь призму синергетики – Пригожин
Ми визначили філософську сутність світу, основою якої є природничо-наукова картина буття. Однак існують корисні для філософського осмислення і інші підходи до світобачення. Зокрема, таким підходом є синергетика. Синергетика відносне молоде науковий напрям і погляд його на сутність світу видається цікавим. Одним із засновників цього напрямку є І. Р. Пригожин.
Синергетика – теорія випадковостей, теорія хаотичних процесів, трактуються як самоорганізація. Як вона співвідноситься з діалектикою, яким чином ідеалістичне і матеріалістичне сприйняття світу уживається з синергетичним уявленням про його походження – це питання, які стоять осмислення. Дивлячись по-різному на світ, ми повніше відображаємо в ньому себе і його в собі.
Пригожин Ілля Романович (1917-2003 рр.), Вчений, мислитель, філософ, природознавець, фахівець в галузі хімії, фізики, біології. Лауреат Нобелівської премії з хімії, корінний москвич. Народився в Москві 25 січня 1917 в інтелігентній російській родині: батько – інженер-хімік, мати – музикант. Мама рано долучила Іллю до гри на піаніно: ноти він навчився читати раніше, ніж слова. Сім’я, після Жовтневого 1917 більшовицького перевороту, не визнавши його, ще кілька років прожила в Росії, але в 1921 р емігрувала до Литви, потім перебралася до Німеччини. У 1929 р оселилася в Бельгії. У молодості Ілля цікавився історією і філософією, однак майбутнє пов’язував з професією концертуючого піаніста, але доля розпорядилася по-своєму. Початкову і середню освіту він отримував в школах Берліна та Брюсселя, досконало володів німецькою та французькою мовами. Потім вивчав хімію у Вільному університеті Брюсселя, де захопився термодинамікою – наукою, пов’язаної з тепловою та іншими формами енергії. У 1939 р отримав ступінь бакалавра хімічних і фізичних наук. У 1941 р захистив дисертацію на тему “Про значення часу і перетвореннях в термодинамічних системах”, за яку через два роки був удостоєний докторського ступеня. У 1947 р його обирають професором фізичної хімії в цьому університеті і він протягом 14років читає в ньому курс фізичної хімії. У 1962 р Пригожина призначають директором Солвеевского міжнародного інституту фізики і хімії в Брюсселі. У 1967 р він засновує Центр статистичної механіки та термодинаміки при Техаському університеті в Остіні. Пригожина призначають в ньому директором і привласнюють Центру його ім’я.
Він працює одночасно і в Брюсселі, і в Остіні. У 1977 р “за роботи з термодинаміки необоротних процесів, особливо за теорію дисипативних структур” Іллі Пригожина присуджується Нобелівська премія з хімії. Згідно з його поглядами спрямованість у часі є фундаментальним властивістю всіх систем: фізичних, хімічних, біологічних і соціальних; існує природне прагнення до хаосу, яке не веде до втрати гармонії; хаос конструктивний і створює новий порядок. За численні роботи з природним, соціальним і філософських наук він нагороджується поруч елітарних знаків: золотою медаллю Сванте Арреніуса Шведської королівської академії наук (1969), медаллю Баурка Британського хімічного товариства (1972), медаллю Котеніуса Німецької академії натуралістів “Леопольдіна” (1975), медаллю Румфорда Лондонського королівського наукового товариства. І. Пригожин є іноземним членом Американської академії наук і мистецтв. Польського та Американського хімічних товариств і ряду інших організацій. Йому присвоєні почесні звання професора Університету Ньюкасла-АпонТайна, Пуатьє, Чикаго, Бордо, Упсали, Льєжа, Екс-ан-Провансу, Джорджтауна, Кракова і Ріо-де-Жанейро. Сам Ілля Романович неодноразово бував в Росії, читав лекції. У 2001 р на засіданні вченої ради МДУ ім. М. І. Ломоносова його учневі – професору Солвеевсого інституту фізики і хімії, доктору Іоаннісу Антоніу був вручений диплом і медаль почесного професора МДУ. У Росії видана книга І. Пригожина “Час, хаос, квант”, у співавторстві з І. Стенгерс (1994).
Помер Ілля Романович, перебуваючи в Центральному госпіталі Брюсселя.
Перш ніж ми торкнемося поглядів І. Р. Пригожина в області синергетики, і на їх основі розуміння ним картини світу, доцільно коротко зупинитися на історико-філософських витоках поняття “хаос”, яке і визначило суть синергетики.
Розуміння “хаосу” займало предметне місце вже у світогляді античних філософів, зокрема, Платона і його школи. Не вдаючись у деталі, відзначимо лише два сформульованих нею положення, що зберігають своє значення при використанні поняття “хаос” в сучасній фізиці. За уявленнями Платона і його учнів, хаос (в сучасному звучанні цього слова) є такий стан системи, яке залишається у міру усунення можливостей проявів її властивостей. З іншого боку, з системи, що перебуває спочатку в хаотичному стані, виникає все, що складає зміст світобудови. Роль творчої сили – творця – Платон відводив Деміург, який перетворив початковий хаос у космос. Таким чином, всі існуючі структури породжуються з хаосу. Поняття “структура” у Платона є узагальненим: структура представляється їм як якийсь вид організації та зв’язку елементів системи, при цьому може виявитися важливим не сам конкретний вид елементів системи, а сукупність їх взаємовідносин. У такому поданні, система, як цілісний структурований склад, їм не бачилася, тому і була “просто” хаотична. Платоновские роздуми блискуче розвинув у XVIII ст. І. Кант, філософськи визначивши суть походження Всесвіту. Згідно з його космогонічної теорії Всесвіт зі стану хаосу, внаслідок сил тяжіння, приходить в упорядкований стан, представлене небесними тілами, планетами. Пізніше, виходячи з античних уявлень про систему і структуру в хаотичному єдності елементів, фізики, поняття “хаос” і “хаотичний рух”, зробили фундаментальними, однак повної визначеності в них не внесли.
З урахуванням цих філософських поглядів на процеси, що пояснюють хаотичну природу світу, зароджувалися думки та природничі роботи І. Пригожина. Відзначимо в них принципові моменти, що стосуються основ термодинаміки – розділу фізики, що вивчає найбільш загальні властивості макроскопічних систем, що знаходяться в стані термодинамічної рівноваги, і процеси переходу між цими станами.
Принципи термодинаміки були сформульовані в середині XIX ст., Після винаходу парової машини, коли взаємодія теплової, електричної і механічної роботи (енергії) привернуло до себе значний інтерес. Згідно з однією з версій першого початку (закону) термодинаміки, що представляє собою принцип збереження енергії, в будь закритій системі енергія не зникає і не виникає, а переходить з однієї форми в іншу. Друге початок термодинаміки (закон зростання ентропії) описує тенденцію систем переходити зі стану більшого до стану меншого порядку. Ентропія – міра безладності (разупорядоченності) системи. Чим більше разупорядочения, тим вище ентропія. У XIX ст. американський математик і фізик Джозайя Віллард Гіббс розробив теорію статистичної термодинаміки для оборотних систем в умовах рівноваги. Професор Теофіл де Дондера – учитель І. Пригожина у Вільному університеті і засновник Брюссельської школи термодинаміки, сформулював теорію нерівноважних необоротних систем. Виникає питання: що собою представляє оборотне рівновагу?
Прикладом оборотного рівноваги може служити танення шматочки льоду при температурі, яка лише трохи перевищує температуру замерзання води. Ентропія цього шматочка льоду підвищується в міру того, як кристали льоду на його поверхні тануть, перетворюючись на воду. Одночасно ентропія плівки води на поверхні льоду знижується, оскільки тепло з неї забирається на танення льоду. Цей процес можна зробити оборотним, знизивши температуру системи до точки замерзання води: вода на поверхні кристалізується, і ентропія льоду знижується, а ентропія плівки води підвищується. У кожному процесі (танення і замерзання) при температурі замерзання води або близькою до неї загальна ентропія системи залишається незмінною. Прикладом незворотною нерівноважної системи може служити танення кубики льоду в склянці з водою при кімнатній температурі. Ентропія кубики льоду підвищується до тих пір, поки не розтануть всі кристали. У міру того як тепло поглинається спочатку з усього обсягу води у склянці, а потім з навколишнього повітря, ентропія всієї системи зростає.
І. Пригожина насамперед цікавили в термодинаміки нерівноважні специфічні відкриті системи, в яких або матерія, або енергія, або і те, і інше обмінюються із зовнішнім середовищем в реакціях (поділ матерії та енергії – синергетичний підхід Пригожина). При цьому кількість матерії і кількість енергії або кількість матерії і кількість енергії з часом збільшується або зменшується. Тут читачам необхідно мати на увазі два важливих методологічних положення філософії, які інтерпретовані Пригожиним по-своєму. По-перше, матерія та енергія постають у нього як самостійні сутності, що в принципі неможливо, так як матерія – це об’єктивна реальність, а енергія (фізична, хімічна, біотична, соціальна) – форма руху матерії; по-друге, в цьому підході спотворюється принцип збереження матерії в процесі зміни її форм.
Щоб пояснити поведінку систем, далеких від рівноваги, Пригожин сформулював теорію дисипативних структур. Вважаючи, що неравновесность може служити джерелом організації і порядку, він представив дисипативні структури в термінах математичної моделі з залежними від часу нелінійними функціями, які описують здатність систем обмінюватися матерією та енергією з зовнішнім середовищем і спонтанно себе рестабілізіровать. Став тепер класичним приклад дисипативної структури в фізичної хімії відомий як нестабільність Бернарда. Така структура виникає, коли шари легкорухливою рідкого середовища підігріваються знизу. При досить високих температурних градієнтах тепло передається через середовище як звичайно, і велике число молекул в рідині утворюють специфічні геометричні форми, що нагадують живі клітини.
Було зроблено припущення, що і суспільство так само, як біологічне середовище, являє собою приклад дисипативних і недіссіпатівних структур. У 1952 р англійський математик Алан М. Тьюринг першим припустив, що термодинамічні нестабільності типу тих, які були висунуті І. Пригожиним і його колегами, характерні для самоорганізуються. У 1960-1970-і рр. Пригожин розвинув створену ним теорію дисипативних структур і описав освіту і розвиток ембріонів. Критичні точки роздвоєння в його математичної моделі співвідносяться з точкою, в якій біологічна система в хаосі стає послідовною і стабілізованою. І. Пригожин припускав, що його теорії та математичні моделі систем, які залежать від часу, можуть бути застосовні до еволюційних і соціальним схемам, характеристикам автогужового транспорту та діяльності щодо використання природних ресурсів, а також до таких областей, як зростання населення, метеорологія та астрономія. Стало ясно, що фундаментальна проблема, якою займався І. Пригожин, не має дисциплінарних кордонів, вона і соціальна, і більше того – вона філософська. Однак щодо її філософського значення варто бути обережними, так як синергетика не володіє якістю загальності.
У своїй творчості І. Пригожин співвідносив проблеми сучасної термодинаміки з інтерпретацією таких категорій як незворотність і час. Феномен незворотності він пояснював в рамках наукової раціональності, використовуючи як класичну, так і некласичні методологію. Зокрема, він не вважав, що для творчої діяльності природи потрібна “інша наука”. Однак був переконаний, що наука перебуває на самому початку свого шляху, і, що фізика долає обмеження, обумовлені її походженням.
З гранично загальних позицій, а саме з позицій розширення і більш глибокого проникнення в суть використовуваних наукою методів Пригожин підійшов до реалізації програми, яку він назвав “перевідкриття часу”. Фахівці в області синергетики відзначали, що прігожінская формулювання законів природи включає в себе несвідомих імовірнісні уявлення, що має на увазі перехід від гильбертова простору до узагальнених просторів. Тому в цей опис увійшов цілий клас нестійких хаотичних систем, що пов’язуються з поняттям імовірнісного часу, а, отже, і порушенням симетрії між минулим і майбутнім, а клас стійких і симетричних в часі систем став їх граничним випадком.
При дослідженні сутності часу І. Пригожин був солідарний з ряду позицій з відомими істориками – М. Блоком і Ф. Брорделем. Якщо Пригожин докладно показував, що фізика повинна відмовитися від багатьох колишніх методологічних установок і в цьому сенсі “оновитися”, то М. Блок висловлював аналогічне судження стосовно історії. Він зазначав, що, як серйозне аналітичне знання, історія ще молода.
І. Пригожин приділяв предметне увагу розгляду такого важливого методологічного питання як взаємозв’язок старих і нових уявлень в науці. Міркуючи в цьому ключі, він показував, що нові підходи до науки в ряді випадків можуть бути здійснені на базі своєрідного синтезу деяких установок класики і більш різнобічних і широких поглядів. Прикладом цьому у нього служила інтерпретація такого поняття як “час Ляпунова”. Він вважав, що “час Ляпунова” дозволяє ввести внутрішній “масштаб часу” для характеристики систем, т. Е. Інтервал, протягом якого вираз “дві однакові” (одні й ті ж) системи, відповідні одним і тим же початковим умовам, зберігають сенс. Після досить тривалого порівняно з часом Ляпунова періоду еволюції, пам’ять про початковий стан системи повністю втрачається. У цьому сенсі хаотичні системи характеризуються тимчасовим горизонтом, який визначається часом Ляпунова. Для того щоб збільшити інтервал часу, протягом якого ми можемо прогнозувати траєкторію, необхідно звузити клас систем, званих “одними і тими ж”.
Пригожин не пропонував відмовитися від таких характеристик як тотожність, але показував місце цих характеристик в тому чи іншому процесі, взаємозв’язок цих характеристик в різних процесах, а також їх взаємозв’язок з новими поняттями, наприклад, таким як часовий горизонт. Визнаючи складність і різноманіття властивостей такого явища як час, Пригожин вважав за доцільне не тільки здійснювати синтез нових і традиційних методів в тій чи іншій науці, але і встановлювати тісні міждисциплінарні контакти. При цьому їм було відзначено, що жодна наука не може бути підмінена іншою. Пригожин по відношенню до взаємозв’язку фізики і гуманітарного знання зазначав, що приклад фізики може прояснити, але не вирішувати проблеми, що стоять перед людьми.
Згідно з його світовідчуттям, відзначимо, що синергетичний підхід передбачає один з моментів зв’язку в системі світу, який може бути використаний поряд з іншими теоретичними поясненнями загальної картини універсуму і процесів, що відбуваються в ньому. Зокрема, такі приклади вже є, вони обумовлені реальними хаотичними явищами сколихнули людство наприкінці першої декади XXI століття: мається на увазі економічна криза, яка потрясла всі країни планети. Грунтуючись на синергетичному методі можливо робити математичні розрахунки, які дозволять реально прогнозувати економічні потрясіння, циклічні за своїм характером. Циклічність економічних криз була обгрунтована ще в першій чверті XX в. російським економістом, професором Московської сільськогосподарської академії, директором кон’юнктурного інституту при Наркомфіні (1920-1928 рр.) Н. Д. Кондратьєвим (1892-1938 рр.), Репресованим більшовиками за відстоювання свого відкриття. Більшовики не визнавали можливість криз “соціалістичної економіки”, а Кондратьєв геніально передбачив об’єктивний піввіковий цикл економічних процесів: депресія (хаос) – пожвавлення – бурхливий підйом – спад – депресія (хаос). Цьому економічному циклу комуністичні укази перешкодити не можуть, так як він закономірний для будь-якої політичної системи. Згодом на концепції довгих хвиль економічного розвитку Кондратьєва сформувалося цілий напрям у світовій науці, а протікання економічних криз підтвердило справедливість висновків Н. Кондратьєва. В сучасний час в МДУ ім. М. В. Ломоносова створено Інститут математичних досліджень складних систем імені І. Р. Пригожина, в якому ведеться робота, що дозволяє підвищити точність і надійність прогнозів розвитку економіки, в тому числі і передбачення криз (хаосу). В основі цієї роботи – цикли Кондратьєва.
(1 votes, average: 5.00 out of 5)