WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!


Pages:     | 1 || 3 | 4 |   ...   | 5 |

Может показаться странным, что развитие физики, которое в свое время привело Канта к заключению, что ученый должен не “учиться” у природы, а обращаться с ней в качестве судьи, заранее знающего, как она должна отвечать и каким принципам она подчиняется, ныне может привести нас к противоположным заключениям, а именно к невозмож­ности априорного суждения о том, чем является рациональное описание ситуации, к необходимости учиться у ситуации тому, как мы можем ее описать. Все же это последствие не движения физики вспять, а ее про­гресса. Лишь в той степени, в какой современная физика способна по­строить удовлетворительное описание становления материи, не низводя его к кажимости, она обнаруживает открытый мир, разнообразие кото­рого не способна устранить никакая единая рациональная схема. Фи­зика сегодня более не является наукой о бесконечной Вселенной, замк­нутой, однако, и в своих проявлениях, и в способах, которыми возможно ее познать. Она открыта миру, характеризующемуся возникновением но­вого.

От замкнутого мира к бесконечной Вселенной — так Александр Койре обозначил фундаментальное преобразование космологии, которое пред­полагает и разворачивает современная физика. В ретроспективе мы лучше понимаем границы развертывания посредством законов физики этой открытой бесконечности, сопряженного с уничтожением аристотелев­ских предпосылок. В то время как открытие бесконечности, расширения возможностей, произвольного характера всякого ограничения пронизало все области культуры, физика свела бесконечное к бесконечному повто­рению одного и того же. Ведь объекты, которым она отдала предпочте­ние, сохранили в качестве образца периодическое движение планет, со­ставившее первое поле исследования физики.

Мы переходим теперь к описанию теоретического развития современ­ной физики. Мое последнее высказывание имеет точный технический смысл. Любая “интегрируемая” динамическая система, то есть система, траектории которой можно точно вычислить, может по определению быть представлена в терминах независимых друг от друга периодических дви­жений. А всякая динамическая траектория имеет в качестве фундамен­тальной основы периодичность движений планет.

Эту основу мы находим в самом определении динамической траекто­рии. Всякая динамическая траектория является по определению детер­министской и обратимой: она определяет будущее и прошлое в качестве эквивалентных и одинаково выводимых из настоящего. Законы динами­ки равным образом не позволяют априорно утверждать, в каком смысле Луна вращается вокруг Земли, и не устанавливают никакой внутренней разницы между развитием, направленным от начального состояния к со­стоянию, расположенному в будущем, и развитием, которое направлялось бы от этого будущего состояния к начальному состоянию. Если мы пред­ставим, что скорость вращения Луны мгновенно обратилась в обратную сторону, то увидим, что Луна движется назад к своему прошлому. Точно так же, если мы мгновенно поменяем направление всех скоростей системы движущихся тел, эта система пробежит в обратном направлении последовательно через все состояния, через которые она пришла к точке инверсии.

Обратимость законов динамики, равно как и законов обеих фундамен­тальных наук, созданных в XX столетии — квантовой механики и теории относительности,— выражает такое радикальное отрицание времени, ка­кого никогда не могли вообразить никакая культура, никакое коллектив­ное знание. Достаточно много умозрительных теорий привлекали идею новизны, утверждая непреложность цепи причин и следствий; достаточно много мистических учений отрицали реальность нашего изменчивого и ненадежного мира и утверждали идеал такого существования, которое позволяло избежать страданий, приносимых жизнью. С другой стороны, мы знаем, какое значение имела в древности идея циклического времени, периодически возвращающегося к своим истокам. Но само вечное возвра­щение отмечено стрелой времени, так же как и смена времен года или человеческих поколений. Никакое умозрение, никакое знание никогда не утверждали эквивалентность между тем, что созидается, и тем, что раз­рушается, между растением, которое прорастает, цветет и умирает, и рас­тением, которое воскресает, омолаживается и вновь превращается в зерно, между человеком, который взрослеет и обучается, и человеком, который постепенно становится ребенком, затем зародышем, затем клеткой.

И однако носительницей такого отрицания с самого начала была ди­намика, физическая теория, успехи которой отождествляются с триум­фом науки как таковой. Примечательно, что физики, если вспомнить историю, осознали последствия законов динамики лишь когда были принуж­дены к этому. Лаплас возвестил детерминистский мир, подчиненный за­конам динамики: его демон, созерцающий мгновенное состояние Вселен­ной, мог выводить из него равно и прошлое, и будущее вплоть до малейших деталей. Но только в конце XIX века появился “демон Макс­велла”, способный наблюдать и модифицировать индивидуальный путь молекул, имевший возможность бороться против необратимости, отрицав­шей внутренний смысл различия между прошлым и будущим, что позво­лило сформулировать второй принцип термодинамики.

Было бы нарушением перспективы видеть в отрицании физикой направленности времени “концептуальную победу”, сопоставимую, ска­жем, с отрицанием теорией относительности абсолютной одновременности двух отстоящих друг от друга событий. Напротив, формулирование Клаузиусом знаменитого “второго принципа термодинамики”, согласно кото­рому “энтропия во Вселенной увеличивается вплоть до максимума”, озна­чает, что физики XIX века считали важным тот факт, что физика, нако­нец, по примеру других наук того времени сумеет описать “исторический” мир.

Конечно, термодинамическая история мира должна, скорее всего, свестись к неизбежному развитию по направлению к “тепловой смерти”, к окончательной нивелировке всех различий, питавших необратимые про­цессы. Возникновение энтропии, которое обозначает необратимость термо­динамического процесса, обозначает на самом деле, что этот процесс осуществляет последовательное уничтожение своих собственных основа­ний. Распространение тепла имеет в качестве основания разницу темпера­тур и оно же непрерывно уничтожает эту разницу. Однако для ряда фи­зиков, в частности для Планка и Больцмана, существенным было то, что при втором принципе природа теряла индифферентность, которую, каза­лось бы, ей сообщала динамика. Второй принцип выражал, как это гово­рил Планк, что природа не индифферентна, что у нее есть “влечения” и “предпочтения” по отношению к некоторым состояниям. Физика диссипативных систем, производящих энтропию, восприняла концепцию План­ка, назвав конечные состояния этих систем “аттракторами”.

Физика пережила в конце XIX века глубокий кризис в результате обнаружения невозможности внутреннего согласования законов динами­ки и термодинамической необратимости. Я не могу подробно говорить здесь о неудаче Больцмана, который поверил, что можно дать чисто ди­намическую интерпретацию возрастания энтропии, а затем был вынужден отрицать существенный характер необратимости, определять ее как отно­сительную на том макроскопическом уровне, на котором располагаются наши наблюдения. Можно рассматривать трансформацию этой неудачи в победу как истинное рождение физики начала XX столетия, той физики, лучшим символом которой стал Эйнштейн и которая отдалась своему при­званию —открытию вневременной истины по ту сторону изменчивых фе­номенов. Сделал ли Бог лучший выбор в момент творения Вселенной? Это, сказал както Эйнштейн, единственный вопрос, который должен понастоящему интересовать физика.

Ныне физика обрела новую точку опоры не в отрицании времени, а в открытии времени во всех областях физической реальности. Перспек­тивам, которые открыла эта новая точка опоры, посвящена вторая часть моей статьи.

Начнем с той физики диссипативных систем, характеризующихся ат­тракторами, в которой Больцман и Планк видели провозвестие физики становления. Мы знаем сегодня, что их надежда была оправданной. Не­обратимая эволюция системы к своему состоянию аттрактора может быть отождествлена с эволюцией к единообразию лишь в случае, если аттрактор является состоянием термодинамического равновесия. В случае же отсутствия состояния равновесия необратимость и возникновение энт­ропии могут быть определены как источник порядка.

Рассмотрим простую экспериментальную ситуацию: опыт с распрост­ранением тепла. Возьмем два замкнутых сосуда, связанных между собой трубочкой и наполненных смесью из двух газов, например, водорода и азота. Мы начинаем с ситуации равновесия: в двух сосудах одинаковая температура, одинаковое давление, и они содержат одну и ту же одно­родную смесь двух газов. Установим теперь в двух сосудах разную тем­пературу. Отклонение от равновесия, составляющее эту разницу темпера­тур, может поддерживаться, лишь если она питается выделением тепла, компенсирующим последствия термической диффузии. Следовательно, мы имеем дело не с “изолированной”, а с “закрытой” системой, в которой один сосуд подогревается, в то время как другой охлаждается. Итак, опыт показывает, что происходит процесс отделения друг от друга газов, сое­диненных в начале процесса распространения тепла. Когда система до­стигнет своего стационарного состояния, при котором разница темпера­тур не меняется со временем (выделение тепла остается постоянным), тогда в теплом сосуде будет больше, скажем, водорода, а в холодном — больше азота, и разница в концентрации окажется пропорциональной различию температуры.

Мы видим, что в этом случае деятельность, производящая энтропию, не может быть сведена к простой нивелировке различий. Конечно, диф­фузия тепла играет подобную роль, но процесс разделения смешанных газов, происходящий благодаря диффузии, является процессом порожде­ния различий, процессом “антидиффузии”, вносящим некий негативный вклад в распространение энтропии.

Этот простой пример показывает, в какой степени нам необходимо освободиться от идеи, что деятельность, порождающая энтропию, равно­значна деградации, нивелированию различий. Ибо, если и верно то, что мы должны платить цену в виде энтропии за поддержание в стационарном состоянии процесса термодиффузии, то верно и то, что это состояние способствует созданию порядка. Тогда становится возможным новое воз­зрение: мы можем рассматривать “беспорядок”, происходящий из поддер­жания стационарного состояния, как то, что позволяет нам создать порядок, заключающийся в различии химического состава в двух сосудах. Порядок и беспорядок представляются в таком случае не как противопо­ложности, а как то, что неотделимо друг от друга.

Что мы называем порядком? Что мы называем беспорядком? Каждый знает, что определения меняются и выражают чаще всего суждения, имеющие отношение к красоте, полезности, ценностям. Однако эти суж­дения обогащаются и нашими знаниями. Долгое время турбулентность представала перед нами как образцовый пример беспорядка. Напротив, кристалл казался образцом порядка. Ныне же мы в состоянии уточнить эти представления. Мы знаем теперь, что должны воспринимать турбу­лентный процесс как “упорядоченный”: движения двух молекул, распо­ложенных на макроскопическом расстоянии друг от друга, исчисляемом сантиметрами, находятся во взаимной корреляции. Напротив, атомы, об­разующие кристалл, движутся вокруг своей точки равновесия неупорядоченно: с точки зрения способов упорядочивания кристалл дезорганизован.

Но пример с термодиффузией идет дальше сочетания “порядка” и “беспорядка” и ставит тем самым проблему “цены” установления поряд­ка. Химическое отделение газов друг от друга, являющееся не однократ­ным актом, а постоянным процессом, имеет в качестве цены создание “беспорядка”, постоянное нивелирование разницы температур, которую поддерживает выделение тепла. Подобное же сочетание мы находим в метаболизме живых существ, когда возникновение сложных биологиче­ских молекул сопровождается уничтожением других молекул, при этом в целом, разумеется, имеет место увеличение энтропии. Но можем ли мы распространить эту идею на такие области, где термодинамика уже не будет служить нам, скажем, влиять на отношения людей между собой и с природой? Не является ли, например, интенсификация социальных свя­зей, которой способствует городская жизнь, одновременно источником расточительства и информации, и изобретений в практической, художест­венной и интеллектуальной сферах? Эта аналогия плодотворна, поскольку она сочленяет то, что мы слишком часто пытаемся противопоставить друг другу, но она, следует это признать, не основывается на какомлибо суждении, относящемся к оценке сопоставительной значимости того, что возникает, и того, что гибнет, и, что еще важнее, не оправдывает нашу историю в качестве необходимой или оптимальной. Пример физики может прояснить, но не решить проблемы, стоящие перед людьми.

Pages:     | 1 || 3 | 4 |   ...   | 5 |




© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.