Глобальный эволюционизм
Современная научная картина мира основывается на принципе глобального эволюционизма. Данный принцип предполагает, что Вселенная и все ее составляющие существуют только в непрерывном развитии. Это положения для естествознания является принципиально новым, несмотря на то, что эволюционные идеи предлагались еще задолго до появления дарвинизма. Великая заслуга Ч. Дарвина заключается не столько в выдвижении эволюционной идеи, сколько в объяснении важнейших факторов, которые обусловливают механизм эволюции. Это учение оказало большое влияние на современников. Теория Дарвина вызывала горячие дискуссии и разногласия, и приобрела огромное количество сторонников и противников.
Однако такие фундаментальные науки, как физика и астрономия, этими идеями эволюции остались не затронутыми, они по-прежнему рассматривали Вселенную с точки зрения классической картины мира, которая предполагала, что все элементы Вселенной и она сама в целом неизменяемы во времени и находятся в равновесии. Благодаря крупнейшим открытиям в области астрономии и физики в 20 веке сформировалась новая картина мира. В ней прослеживается эволюционная динамика, она реконструируется на всех стадиях существования Вселенной с самого момента ее формирования.
Проникновение эволюционной идеи и идеи самоорганизации в физику обусловлено необходимостью преодоления существующего противоречия между закономерностями развития живой природы и постулатами классической физики. Для обеспечения возможности применения математического аппарата классическая физика прибегала к идеализации, которая приводит к неадекватному отображению реальности.
В классической механике понятие обратимых процессов связано с описанием движения при помощи системы дифференциальных уравнений, которые позволяют определить положение тела на выбранный момент времени как в прошлом, так и в будущем. Этим объясняется то, что фактор времени в классической механике не играет никакой роли. Предполагается, что любую ситуацию можно предсказать и реконструировать с абсолютной определенностью.
Введение в классическую механику фактора времени связано с изучением тепловых процессов для отображения развития этих процессов. Но ввиду того, что классическая термодинамика тоже прибегала к идеализации при рассматривании замкнутых систем, понятие эволюции в термодинамике не соответствовало не только классической механике, но и биологической эволюции.
Эволюция в классической термодинамике, в отличие от дарвиновской эволюции, которая предполагает восходящее упорядоченное совершенствование систем, наоборот, предполагала направленность к хаосу и дезорганизации. Это вывод следовал из второго начала термодинамики, который предполагает, что при самопроизвольных процессах в системах с постоянной энергией энтропия всегда возрастает.
Максимальная энтропия соответствует полному термодинамическому хаосу. Отсюда было сделано предсказание тепловой смерти Вселенной. Вселенная в то время считалась стационарной, поэтому вопрос о ее становлении и эволюции не ставился. Живая природа, наоборот, стремилась от хаоса к упорядоченности.
Концепция самоорганизации, понятие, объект исследования
Разрешить это сложное противоречие удалось только после того, как физика стала рассматривать открытые системы.
Открытые системы – это системы, которые обмениваются энергией, веществом и информацией с окружающей средой.
Было установлено, что при определенных условиях в открытых системах возможна самоорганизация. Процессы самоорганизации в этих системах сопровождаются процессами диссипации, что означает переход части энергии упорядоченных процессов в энергию неупорядоченных процессов, а в результате, в теплоту. Следовательно, понимание процессов самоорганизации связано и рассмотрении взаимодействия открытых систем с окружающей средой.
Таким образом, оказалось, что наличие у материи одновременно с тенденцией к дезорганизации тенденции к созиданию позволяет сформировать новую картину миру, которая будет непротиворечивой. Другими словами, материя способна совершать работу против термодинамического равновесия, то есть самоусложняться и самоорганизовываться. это понимание привело к возникновению синергетики – теории самоорганизации.
Создателями концепции самоорганизации считаются физики Г. Хакен и И.Р. Пригожин. Хаген пришел к идее самоорганизации в процессе изучения кооперативных процессов в твердотельных лазерах, а И.Р.Пригожин – в процессе исследования специфических реакций, которые приводят к формированию упорядоченных пространственных структур.
Сам термин был предложен Хагеном. Термин «синергетика» отражает коллективный процесс вышеперечисленных процессов. Способность системы к самоорганизации не отменяет действия деградационных процессов. Поэтому смысл понятии синергетики сводится к следующему:
- эволюционные и деградационные процессы во Вселенной равноправны
- процессы эволюции не зависят от природы систем, в которых эти процессы происходят.
Таким образом, существует универсальный механизм, в соответствии с которым происходит самоорганизация и в живой, и в неживой природе.
Самоорганизация – это самопроизвольный спонтанный переход открытой неравновесной системы к более высшему уровню упорядоченности.
Исходя из вышесказанного, объектами исследования концепции самоорганизации являются системы, которые должны быть открытыми и неравновесными. Основная часть реальных систем соответствует этим условиям.
Если система находится в состоянии термодинамического равновесия, то энтропия в ней максимальна, то есть такая система максимально дезорганизована.
В случае, если система находится в отдалении от точки равновесия, то происходит процесс уменьшения энтропии – самоорганизация. Грань между этими двумя противоположными направлениями определяется интенсивностью диссипации. Если энергия, использованная системой, рассеивается в окружающую среду и из нее восполняется свежей энергией, это говорит о том, что система находится в состоянии неравновесия, а значит, способна к самоорганизации.
