Философия нестабильности

Философия нестабильности Илья Пригожин У термина "нестабильность" странная судьба. Введенный в широкое употребл ение совсем недавно, он используется порой с едва скрываемым негативным оттенком, и притом, как правило, для выражения содержания, которое следов ало бы исключить из подлинно научного описания реальности. Чтобы проилл юстрировать это на материале физики, рассмотрим элементарный феномен, и звестный, по-видимому, уже не менее тысячи : обычный маятник, оба конца которого связаны жестким стержнем, причем один конец неподвижно закреп лен, а другой может совершать колебания с произвольной амплитудой. Если вывести такой маятник из состояния покоя, несильно качнув его груз, то в к онце концов маятник остановится в первоначальном (самом нижнем) положен ии. Это — хорошо изученное устойчивое явление. Если же расположить маят ник так, чтобы груз оказался в точке, противоположной самому нижнему пол ожению, то рано или поздно он упадет либо вправо, либо влево, причем достат очно будет очень малой вибрации, чтобы направить его падение в ту, а не в д ругую сторону. Так вот, верхнее (неустойчивое) положение маятника практи чески никогда не находилось в фокусе внимания исследователей, и это несм отря на то, что со времени первых работ по механике движение маятника изу чалось с особой тщательностью. Можно сказать, что понятие нестабильност и было, в некоем смысле, идеологически запрещено. А дело заключается в том , что феномен нестабильности естественным образом приводит к весьма нет ривиальным, серьезным проблемам, первая из которых — проблема предсказ ания. Если взять устойчивый маятник и раскачать его, то дальнейший ход событий можно предсказать однозначно: груз вернется к состоянию с минимумом кол ебаний, т.е. к состоянию покоя. Если же груз находится в верхней точке, то в п ринципе невозможно предсказать, упадет он вправо или влево. Направление падения здесь существенным образом зависит от флюктуации. Так что в одно м случае ситуация в принципе предсказуема, а в другом — нет, и именно в эт ом пункте в полный рост встает проблема детерминизма. При малых колебани ях маятник — детерминистический объект, и мы в точности знаем, что должн о произойти. Напротив, проблемы, связанные с маятником, если можно так выр азиться, перевернутым с ног на голову, содержат представления о недетерм инистическом объекте. Это различие между детерминистическими законами природы и законами, не являющимися таковыми, ведет нас к более общим проблемам, которые мне и хо телось бы здесь вкратце обсудить. Человек и природа Прежде всего, спросим себя: почему именно сегод ня в естествознании заговорили о нестабильности, тогда как прежде госпо дствовала точка зрения детерминизма? Дело в том, что идея нестабильности не только в каком-то смысле теоретически потеснила детерминизм, она, кро ме того, позволила включить в поле зрения естествознания человеческую д еятельность, дав, таким образом, возможность более полно включить челове ка в природу. Соответственно, нестабильность, непредсказуемость и, в кон ечном счете, время как сущностная переменная стали играть теперь немало важную роль в преодолении той разобщенности, которая всегда существова ла между социальными исследованиями и науками о природе. В чем, однако, смысл тех изменений, которые произошли (в интересующем нас п лане) в отношениях человека к природе? В детерминистском мире природа по ддается полному контролю со стороны человека, представляя собой инертн ый объект его желаний. Если же природе, в качестве сущностной характерис тики, присуща нестабильность, то человек просто обязан более осторожно и деликатно относиться; к окружающему его миру, — хотя бы из-за неспособно сти однозначно предсказывать то, что произойдет в будущем. Далее, принимая в науке идею нестабильности, мы достигаем тем самым и бол ее широкого понимания существа самой науки. Мы начинаем понимать, что за падная наука, в том виде, как она до недавних пор существовала, обусловлен а культурным контекстом XVII в. — периода зарождения современного естеств ознания и что эта наука ограничена. В результате начинает складываться б олее общее понимание науки и знания вообще, понимание, отвечающее культу рным традициям не только западной цивилизации. К сожалению, однако, приходится признать, что современная культурная жиз нь крайне разобщена даже внутри западной цивилизации. В книге, имевшей н едавно большой успех в США, Алан Блум утверждает, что наука является мате риалистическим, редукционистским, детерминистическим феноменом, полно стью исключающим время. Но если упрек Блума и справедлив относительно на уки 20— 30-летней давности, то к сегодняшней науке эти характеристики явно не применимы, — она не сводима ни к материализму, ни к детерминизму. Лейбниц: исключение нестабильно сти Для того чтобы понять идущие в современной нау ке процессы, необходимо принять во внимание, что наука — культурный фен омен, складывающийся в определенном культурном контексте. Иллюстрацие й этому может служить, например, дискуссия между Лейбницем и Кларком, пре дставлявшим в их споре взгляды Ньютона. Лейбниц упрекает Ньютона в том, ч то его представление об универсуме предполагает периодическое вмешате льство Бога в устройство мироздания ради улучшения функционирования п оследнего. Ньютон, по его мнению, недостаточно почитает Бога, поскольку и скусность Верховного Творца у него оказывается ниже даже искусности ча совщика, способного раз и навсегда сообщить своему механизму движение и заставить его работать без дополнительных переделок. Лейбницевские представления об универсуме одержали победу над ньютони анскими. Лейбниц апеллировал к всеведению вездесущего Бога, которому во все нет никакой нужды специально обращать свое внимание на Землю. И он ве рил при этом, что наука когда-нибудь достигнет такого же всеведения — уч еный приблизится к знанию, равному божественному. Для божественного же з нания нет различия между прошлым и будущим, ибо все присутствует во всев едущем разуме. Время, с этой точки зрения, элиминируется неизбежно, и сам ф акт его исключения становится свидетельством того, что человек приблиз ился к квазибожественному знанию. Высказанные Лейбницем утверждения принадлежат к базовому уровню идеол огии классической науки, сделавшей именно устойчивый маятник объектом научного интереса, — неустойчивый маятник в контексте этой идеологии п редстает как неестественное образование, упоминаемое только в качеств е любопытного курьеза (а по возможности вообще исключаемое из научного р ассмотрения). Но изложенная концепция вечности грешила тем, что в ней не о ставалось места для уникальных событий (впрочем, и в ньютоновском подход е не было места для новаций). Материя, согласно этой концепции, представля ет собой вечно движущуюся массу, лишенную каких бы то ни было событий и, ес тественно, истории. История же, таким образом, оказывается вне материи. Та к исключение нестабильности, обращение к детерминизму и отрицание врем ени породили два противоположных способа видения универсума: универсум как внешний мир, являющийся в конечном счете регулируемым авт оматом (именно так и представлял его себе Лейбниц), находящимся в бесконе чном движении; универсум как внутренний мир человека, настолько отличающийся от внешн его, что это позволило Бергсону сказать о нем: "Я полагаю, что творческие и мпульсы сопровождают каждое мгновение нашей жизни. Действительно, любые человеческие и социальные взаимодействия, а также вся литературная деятельность являются выражением неопределенности в отношении будущего. Но сегодня, когда физики пытаются конструктивно вкл ючить нестабильность в картину универсума, наблюдается сближение внут реннего и внешнего миров, что, возможно, является одним из важнейших куль турных событий нашего времени. Новые открытия Разумеется, введение нестабильности является результатом отнюдь не только идеологических особенностей истории нау ки XX в. Оно стало реальностью лишь благодаря сочетанию ряда собственно на учных экспериментальных и теоретических открытий. Это, во-первых, открыт ие неравновесных структур, которые возникают как результат необратимы х процессов и в которых системные связи устанавливаются сами собой; это, во-вторых, вытекающая из открытия неравновесных структур идея конструк тивной роли времени; и, наконец, это появление новых идей относительно ди намических, нестабильных систем, — идей, полностью меняющих наше предст авление о детерминизме. В 1986 г. сэр Джеймс Лайтхил, ставший позже президентом Международного союз а чистой и прикладной математики, сделал удивительное заявление: он изви нился от имени своих коллег за то, что "в течение трех веков образованная п ублика вводилась в заблуждение апологией детерминизма, основанного на системе Ньютона, тогда как можно считать доказанным, по крайней мере с 1960 г ода, что этот детерминизм является ошибочной позицией". Не правда ли, крайне неожиданное заявление? Мы все совершаем ошибки и кае мся в них, но есть нечто экстраординарное в том, что кто-то просит извинени я от имени целого научного сообщества за распространение последним оши бочных идей в течение трех веков. Хотя, конечно, нельзя не признать, что да нные, пусть ошибочные, идеи играли основополагающую роль во всех науках — чистых, социальных, экономических, и даже в философии (учитывая, что в р амках последней сложилась кантовская проблематика). Более того, эти идеи задали тон практически всему западному мышлению, разрывающемуся между двумя образами: детерминистический внешний мир и индетерминистический внутренний. И наконец, продолжая начатый выше перечень открытий, следует упомянуть об открытиях в области элемен тарных частиц, продемонстрировавших фундаментальную нестабильность м атерии, а также о космологических открытиях, констатировавших, что мироз дание имеет историю (тогда как традиционная точка зрения исключ ала какую бы то ни было историю универсума, ибо униве рсум рассматривался как целое, содержащее в себе все, что делало бессмыс ленным саму идею его истории). Заметим, вместе с тем, что простейшие из вышепе речисленных открытий легко доступны нам, так как лежат в сфере макроскоп ических, химических и атмосферных явлений. Так, например, закон роста энт ропии был сформулирован еще в XIX в. Другое дело, что на фоне установки, исклю чающей время из научного описания, он рассматривался лишь как закон рост а беспорядка, а установка эта являет нам очевидный пример идеологичност и научных суждений. Впрочем, сегодня мы можем согласиться: наука и есть в н екотором смысле идеология — она ведь также укоренена в культуре. И нет п оэтому ничего удивительного в том, что новые вопросы, вливающие в науку с вежие силы, часто исходят из традиций вопрошания, коренящихся в совсем и ных культурах. А тот факт, что сегодня самые разные культурные образован ия принимают участие в развитии научной культуры, является для нас источ ником новых надежд. Мы верим — будут сформулированы иные вопросы, ведущ ие к новым направлениям научной деятельности. Порядок и беспорядок Сегодня мы знаем, что увеличение энтропии отню дь не сводится к увеличению беспорядка, ибо порядок и беспорядок возника ют и существуют одновременно. Например, если в две соединенные емкости п оместить два газа, допустим, водород и азот, а затем подогреть одну емкост ь и охладить другую, то в результате, из-за разницы температур, в одной емк ости будет больше водорода, а в другой азота. В данном случае мы имеем дело с диссипативным процессом, который, с одной стороны, творит беспорядок и одновременно, с другой, потоком тепла создает порядок: водород в одной ем кости, азот — в другой. Порядок и беспорядок, таким образом, оказываются т есно связанными — один включает в себя другой. И эту констатацию мы може м оценить как главное изменение, которое происходит в нашем восприятии у ниверсума сегодня. Долгое время наше видение мира оставалось неполным. Как неполным будет, скажем, вид, открывающийся из окна самолета при подлете к Венеции: пока в п оле нашего зрения находятся величественные здания и площади, нас не оста вляет образ совершенной, упорядоченной, грандиозной структуры. По прибы тии в город мы обнаруживаем и не слишком чистую воду, и назойливую мошкар у, но именно таким путем перед нами предстают обе стороны объекта. Что кас ается современного видения мира, то интересно отметить, что космология т еперь все мироздание рассматривает как в значительной мере беспорядоч ную — а я бы сказал, как существенно беспорядочную — среду, в которой вык ристаллизовывается порядок. Новейшие же исследования показали, что на к аждый миллиард тепловых фотонов, пребывающих в беспорядке, приходится п о крайней мере одна элементарная частица, способная стимулировать в дан ном множестве фотонов переход к упорядоченной структуре. Так, порядок и беспорядок сосуществуют как два аспекта одного целого и дают нам различ ное видение мира. Наше восприятие природы становится дуалистическим, и стержневым момен том в таком восприятии становится представление о неравновесности. При чем неравновесности, ведущей не только к порядку и беспорядку, но открыв ающей также возможность для возникновения уникальных событий, ибо спек тр возможных способов существования объектов в этом случае значительн о расширяется (в сравнении с образом равновесного мира). В ситуации далек ой от равновесия дифференциальные уравнения, моделирующие тот или иной природный процесс, становятся нелинейными, а нелинейное уравнение обыч но имеет более, чем один тип решений. Поэтому в любой момент времени может возникнуть новый тип решения, не сводимый к предыдущему, а в точках смены типов решений — в точках бифуркации — может происходить смена простра нственно-временной организации объекта. Примером подобного возникновения новой пространственно-временной стр уктуры могут служить так называемые химические часы — химический проц есс, в ходе которого раствор периодически меняет свою окраску с голубой на красную. Кажется, будто молекулы, находящиеся в разных областях раств ора, могут каким-то образом общаться друг с другом. Во всяком случае, очеви дно, что вдали от равновесия когерентность поведения молекул в огромной степени возрастает. В равновесии молекула "видит" только своих непосредс твенных соседей и "общается" только с ними. Вдали же от равновесия каждая ч асть системы "видит" всю систему целиком. Можно сказать, что в равновесии м атерии слепа, а вне равновесия прозревает. Следовательно, лишь в неравно весной системе могут иметь место уникальные события и флюктуации, спосо бствующие этим событиям, а также происходит расширение масштабов систе мы, повышение ее чувствительности к внешнему миру и, наконец, возникает и сторическая перспектива, т.е. возможность появления других, быть может б олее совершенных, форм организации. И, помимо всего этого, возникает нова я категория феноменов, именуемых аттракторами. Вернемся к нашему примеру с маятником. Если сдвинуть груз маятника недал еко от его самого нижнего положения, то в конце концов он вернется в исход ную точку — это точечный аттрактор. Химические часы являются периодиче ским аттрактором. В дальнейшем были открыты гораздо более сложные аттра кторы (странные аттракторы), соответствующие множеству точек. В странном аттракторе система движется от одной точки к другой детерминированным образом, но траектория движения в конце концов настолько запутывается, ч то предсказать движение системы в целом невозможно — это смесь стабиль ности и нестабильности. И, что особенно удивительно, окружающая нас сред а, климат, экология и, между прочим, наша нервная система могут быть поняты только в свете описанных представлений, учитывающих как стабильность, т ак и нестабильность. Это обстоятельство вызывает повышенный интерес мн огих физиков, химиков, метеорологов, специалистов в области экологии. Ук азанные объекты детерминированы странными аттракторами и, следователь но, своеобразной смесью стабильности и нестабильности, что крайне затру дняет предсказание их будущего поведения. Новое отношение к миру Не нами выбран мир, который нам приходится изуч ать; мы родились в этом мире и нам следует воспринимать его таким, каким он существует, приспосабливая к нему, насколько возможно, наши априорные п редставления. Да, мир нестабилен. Но это не означает, что он не поддается н аучному изучению. Признание нестабильности — не капитуляция, напротив — приглашение к новым экспериментальным и теоретическим исследования м, принимающим в расчет специфический характер этого мира. Следует лишь распроститься с представлением, будто этот мир — наш безропотный слуга . Мы должны с уважением относиться к нему. Мы должны признать, что не можем полностью контролировать окружающий нас мир нестабильных феноменов, к ак не можем полностью контролировать социальные процессы (хотя экстрап оляция классической физики на общество долгое время заставляла нас пов ерить в это). Открытие неравновесных структур, как известно, сопровождалось революц ией в изучении траекторий. Оказалось, что траектории многих систем неста бильны, а это значит, что мы можем делать достоверные предсказания лишь н а коротких временных интервалах. Краткость же этих интервалов (называем ых также темпоральным горизонтом или экспонентой Ляпунова) означает, чт о по прошествии определенного периода времени траектория неизбежно ус кользает от нас, т.е. мы лишаемся информации о ней. Это, кстати, служит еще од ним напоминанием, что наше знание — всего лишь небольшое оконце в униве рсум и что из-за нестабильности мира нам следует отказаться даже от мечт ы об исчерпывающем знании. Заглядывая в оконце, мы можем, конечно, экстрап олировать имеющиеся знания за границы нашего видения и строить догадки по поводу того, каким мог бы быть механизм, управляющий динамикой универ сума. Однако нам не следует забывать, что, хотя мы в принципе и можем знать начальные условия в бесконечном числе точек, будущее, тем не менее, остае тся принципиально непредсказуемым. И еще, заметим, новое отношение к миру предполагает сближение деятельнос ти ученого и литератора. Литературное произведение, как правило, начинае тся с описания исходной ситуации с помощью конечного числа слов, причем в этой своей части повествование еще открыто для многочисленных различ ных линий развития сюжета. Эта особенность литературного произведения как раз и придает чтению занимательность — всегда интересно, какой из в озможных вариантов развития исходной ситуации будет реализован. Так же и в музыке — в фугах Баха, например, заданная тема всегда допускает велик ое множество продолжений, из которых гениальный композитор выбирал на е го .взгляд необходимое. Такой универсум художественного творчества вес ьма отличен от классического образа мира, но он легко соотносим с соврем енной физикой и космологией. Вырисовываются контуры новой рационально сти, к которой ведет идея нестабильности. Эта идея кладет конец претензи ям на абсолютный контроль над какой-либо сферой реальности, кладет конец любым возможным мечтаниям об абсолютно контролируемом обществе. Реаль ность вообще не контролируема в смысле, который был провозглашен прежне й наукой. Повествование в науке Современная наука в целом становится все боле е нарративной. Прежде существовала четкая дихотомия: социальные, по-преи муществу нарративные науки — с одной стороны, и собственно наука, ориен тированная на поиск законов природы, — с другой. Сегодня эта дихотомия р азрушается. В прежней идеологии науки ун икальные события — будь то зарождение жизни или зарождение мироздания — представлялись почти антинаучно. Это можно проиллюстрировать извес тным рассказом Айзека Азимова. Высокоразвитая цивилизация спрашивает компьютер о том, как опровергнуть второе начало термодинамики. Компьюте р ссылается на недостаток исходных данных и начинае т расчеты, которые длятся миллионы и миллионы лет, пока не исчезает все, кроме гигантского считающего компьютера, извлекающего данные непосредственно из пространства-времени. Наконец, компьютер уяс няет, как опровергнуть второе начало. В тот же момент рождается новый мир. Сегодня, однако, мы лучше понимаем, каким образом элемент повествования ( или элемент события) входит в наше видение природы. Согласно известной формуле Фрейда, история на уки есть история прогрессирующего отчуждения — открытия Галилея прод емонстрировали, что человек не является центром планетарной системы, Да рвин показал, что человек — всего лишь одна из многочисленных биологиче ских особей, населяющих землю, а сам Фрейд обнаружил, что даже наше собств енное сознание является лишь частью объемлющего его бессознательного. Аналогичную идею о том, что история науки представляет собой не что иное, как отчуждение, мы обнаруживаем также в одной из работ Жака Моно. Однако о бсуждаемые в данной статье представления о реальности предполагают об ратное: в мире, основанном на нестабильности и созидательности, человече ство опять оказывается в самом центре законов мироздания. Такое понимание мироздания становится важны м фактором, способствующим окончанию эпохи культурной раздробленности цивилизации. Например, в Китае была развита впечатляющая наука, никогда, однако, не касавшаяся вопроса о том, как падает камень, — идея законов при роды в том юридически-правовом смысле, в каком мы их понимаем, была чужда к итайской цивилизации. Для китайца Вселенная представляла собой когере нтное образование, где все события взаимосвязаны. Я надеюсь, что наука бу дущего, сохраняя аналитическую точность ее западного варианта, будет за ботиться и о глобальном, целостном взгляде на мир. Тем самым перед ней отк роются перспективы выхода за пределы, поставленные классической культ урой Запада. Риск и ответственность В детерминистическом мире риск отсутствует, и бо риск есть лишь там, где универсум открывается как нечто многовариантн ое, подобное сфере человеческого бытия. Я не имею возможности детально о бсуждать здесь эту проблему, но представляется очевидным, что именно так ое, многовариантное видение мира, положенное в основание науки, с необхо димостью раскрывает перед человечеством возможность выбора — выбора, означающего, между прочим, и определенную этическую ответственность. Ко гда-то Валери совершенно правильно, на мой взгляд, отметил, что "время — э то конструкция". Действительно, время не является чем-то готовым, предста ющим в завершенных формах перед гипотетическим сверхчеловеческим разу мом. Нет! Время — это нечто такое, что конструируется в каждый данный моме нт. И человечество может принять участие в процессе этого конструирован ия.