WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!


Pages:     | 1 | 2 || 4 | 5 |

Вернемся к физической химии. Феномен термодиффузии является по­стоянным феноменом: разделение двух газов пропорционально различию температур. Но в других случаях мы имеем дело с впечатляющими вне­запными феноменами, с появлением новых режимов функционирования, отличающихся качественно, которые работают на определенном расстоя­нии от точки равновесия, иначе говоря, начиная с самого порога интен­сивности необратимых процессов, местопребыванием которых является определенная система.

Мы не будем останавливаться здесь на открытии “диссипативных структур”. Чтобы прояснить неожиданность, принесенную ими, возьмем знаменитый пример с “неустойчивостью Бенара”. Тонкий слой жидкости испытывает разную температуру между постоянно подогреваемой нижней поверхностью и верхней поверхностью, соприкасающейся с внешней сре­дой. При определенном значении различия температур перенос тепла че­рез теплопроводность, когда тепло передается через столкновение моле­кул, дополняется переносом путем конвекции, когда тепло передается через общее движение молекул. Тогда образуются вихри, превращающие слой жидкости в правильные “ячейки”. Миллиарды миллиардов молекул, до тех пор двигавшихся неупорядоченно, участвуют теперь в согласован­ном движении. Образование ячеек Бенара означает на самом деле вне­запное появление макроскопического феномена, характеризующегося измерениями порядка сантиметра, в результате микроскопической дея­тельности, включающей лишь протяженности порядка ангстрема. Могли бы мы поверить во внезапное возникновение согласо­ванного поведения, если бы опыт не заставил нас сделать это? Точно так же необходим был опыт, позволивший нам наблюдать “хи­мические часы”, чтобы мы могли поверить, что миллиарды случайных столкновений молекул, происходящих каждую секунду и производящих химические реакции, могут породить макроскопические размерности. Реактивная среда меняет окраску с периодичностью порядка минуты, как если бы таинственный дирижер указывал мгновения, когда реакция должна изменить химический состав среды. Но мы знаем, что дирижера больше нет, как и нет в вихрях Бенара агента, призванного надзирать за движением молекул. Диссипативные процессы ведут не к равновесию, но к формированию диссипативных структур, тождественных процессам, которые изза взаимной компенсации приводят к равновесию.

На самом деле именно состояние равновесия, а не режимы деятель­ности материи, далекие от равновесия, предстает отныне единственным состоянием, процессы которого можно описывать, абстрагируясь от вре­мени. В случае равновесия последствия какоголибо события, например, химической реакции, каждое мгновение аннулируются другим событием. Вот почему не существует никакого различия между разными хими­ческими событиями в состоянии равновесия, будь то линейные механиз­мы реакций или нелинейные (например, продукт реакции катализирует эту же или другую реакцию). В случае же неравновесия последствия реакции не аннулируются тотчас; напротив, они способны распростра­ниться и, если имеются нелинейные механизмы, благоприятствовать либо мешать иным реакциям, а это впоследствии... и т. п. Логика описания процессов, далеких от равновесия,— это уже не логика баланса, а повест­вовательная логика (если... то...). Когерентная деятельность диссипативной структуры сама по себе история, материей которой является взаимо­сочетание локальных событий и возникновение глобальной когерентной логики, интегрирующей многообразие этих локальных историй.

Открытие этих совместных режимов деятельности заставляет привлечь то, что я предложил бы назвать тремя минимальными условиями, кото­рым отвечает любая история: необратимость, вероятность, возможность появления новых связей. Обратимое (идеально) вращение Луны вокруг Земли не является историей, но и колебаний, незаметно удаляющих каж­дый год Луну от Земли, недостаточно для образования истории. Для того, чтобы имело смысл говорить об истории, необходимо вообразить, что то, что имело место, могло бы и не произойти, необходимо, чтобы события вероятные играли бы неустранимую роль. Но череда случайностей тем более не история. Также необходимо, чтобы некоторые из этих событий были в состоянии дать дорогу возможностям, условием которых они яв­ляются. Но, конечно, без того, чтобы они объясняли эти возможности.

Необратимость и вероятностность характерны для любой химической системы, находится ли она в равновесии или нет, но только в состоянии неустойчивости некоторые локальные события могут потерять свою незна­чительность, а локальная изменчивость концентрации может привести к новому типу режима функционирования. Система, постоянно далекая от равновесия, может через ряд бифуркаций пройти последовательность этих режимов, перейти от регулярности химических часов к “хаосу”, при кото­ром ее активность может быть определена как противоположность безраз­личному беспорядку, царящему в состоянии равновесия: никакая стабиль­ность более не обеспечивает правильности макроскопического описания, все возможности актуализируются, сосуществуют и взаимодействуют друг с другом, а система оказывается в одно и то же время всем, чем она может быть.

Что произойдет, если...? Что произошло бы, если...? Эти вопросы воз­никают не только перед историком, но и перед физиком, перед лицом си­стемы, которую нельзя более представлять поддающейся манипуляции и контролю. Эти вопросы не указывают на случайное и преодолимое не­знание, а обозначают уникальность точек бифуркаций, в которых состоя­ние системы теряет стабильность и может развиваться в сторону многих различных режимов функционирования. В этих точках самое полное знание не дает нам возможности вычислить то, что произойдет, заменить вероятностность уверенностью. Система нащупывает, таким образом, не­кую “диаграмму бифуркации”, “карту возможностей”, в то время как она все в большей мере удаляется от состояния равновесия благодаря измене­нию своих отношений со средой, определяющей каждый раз, что именно можно будет предвидеть, а также то, что, как это известно заранее, можно только констатировать и пересказывать.

Равным образом лишь в состоянии неравновесия система может ока­заться чувствительной к некоторым аспектам собственной реальности, которые были несущественны в состоянии равновесия. Мы уже видели, что таков случай нелинейных процессов, средоточием которых является состояние неравновесия, но таков и случай с силой, подобной гравитации. Последняя не производит наблюдаемого воздействия на систему в состоя­нии равновесия, но без нее не образовались бы ячейки Бенара. Следова­тельно, сама диссипативная деятельность определяет, что в описании физикохимической системы существенно, а чем можно пренебречь.

К чему существо восприимчиво? Чем можно на него воздействовать? К чему его делают способным связи с окружающим миром? Подобные вопросы имеют смысл уже для таких простых “существ”, как физикохимические системы. Но насколько же более насущны эти вопросы для тех, кто изучает живые существа, наделенные памятью, способные обу­чаться и интерпретировать? Как возможно им не открыть еще более ре­шительного смысла, когда речь идет о людях, чей язык делает их способ­ными воспринять бесконечное множество вариантов прошлого или буду­щего, которого они могут страшиться или ожидать с надеждой, абсолют­но различных к прочтениям настоящего. Не являются ли сами науки одним из векторов подобной способности к восприятию? Для современных людей “Big Bang” и эволюция Вселенной являются частью современного мира в таком же смысле, как ранее мифы творения. Каким образом за­ранее решить, что “есть” человек, какие концепции нужны для опреде­ления его идентичности, если даже идентичность физикохимической си­стемы относительна по отношению к ее деятельности? Как физик после открытия решающей роли линейных отношений в физике может игнори­ровать своеобычность человеческой истории, в которой подобные отноше­ния присутствуют повсеместно, вбирая в себя локальные точки зрения, глобальные видения, разнообразные представления о прошлом, настоящем и будущем? Концептуальный инструментарий физики диссипативных систем не является инструментом суждений, направленных на различение анекдо­тических, зависящих от обстоятельств случайностей и всеобщей истины. Это исследовательский инструментарий, способный порождать новые во­просы, производить непредвиденные различия. Таково, например, откры­тие большого разнообразия аттракторов. Я уже указывал на “точные” аттракторы, действующие, в частности, в состоянии равновесия, на перио­дические аттракторы, претворенные в “химических часах”. Но вот уже ряд лет как нам известны хаотические аттракторы, которые приводят си­стему, хотя и описываемую детерминистскими уравнениями, в неустойчи­вое состояние. Насколько уместен подобный инструментарий в исследова­нии такой многообразной и конкретной реальности, как природа и история человека? Я не могу останавливаться здесь на случаях, когда этот инст­рументарий был уже применен, в частности в метеорологии и в области происхождения жизни. Наиболее существенным мне представляется то, что пример физики не может более побуждать другие науки к “физикализации” своего объекта. Но должен, напротив, раскрыть перед ними ту проблему, которую они разделяют вместе с физикой,— проблему станов­ления.

Теперь я перехожу к последней части моей статьи, к проблеме согла­сованности самой физики. Убеждение Больцмана в том, что необрати­мость находится в центре физики, ныне подтверждено: необратимость открывает для физики проблему становления. Но фундаментальные зако­ны физики “осуждали” эту необратимость, как определявшуюся прибли­зительным способом описания. Считалось, что мы наблюдаем необрати­мую эволюцию, эволюцию к наиболее вероятному макроскопическому состоянию, тому, которое реализует подавляющее большинство заранее возможных микроскопических конфигураций, лишь поскольку игнорируем движение каждой единичной молекулы и характеризуем систему в тер­минах макроскопических переменных. Вероятность и необратимость име­ли, следовательно, лишь негативное значение; они отражали дистанцию между наблюдателемчеловеком и тем, кто был бы в состоянии обозре­вать систему многих миллиардов молекул так же, как мы наблюдаем пла­нетную систему.

Ситуация в квантовой механике более сложна. Каждый знает, что квантовая механика может давать лишь вероятностное предвидение. Однако фундаментальное уравнение квантовой механики — уравнение Шредингера — описывает детерминистскую и обратимую эволюцию. Вероятность в квантовую механику вносится необратимым актом изме­рения. Эта присущая квантовой механике двойственная структура — развитие ненаблюдаемой функции волны в пространстве Гилберта и ее “редукция”, которая позволяет определять вероятность различных на­блюдаемых величин,— заставила пролить много чернил. Она привела не­которых физиков к утверждению, что в конечном итоге человеческое сознание ответственно за возможность характеризовать квантовый мир в терминах вероятностного наблюдения.

Как мы уже это подчеркивали в “Новом альянсе”, нынешний фор­мализм квантовой механики самим своим своеобразием выдает глубокую солидарность со способом концептуализации классической физики, и она тем самым ясно указала на свои границы. Всякое физическое описание ссылается на наблюдения и на измерения, не бывает измерений без по­следствий, без необратимого следа. Конечно же, обращаясь, скажем, к астрономии, мы можем забыть, что наблюдать далекую звезду можно лишь постольку, поскольку она необратимым способом сгорает и по­скольку испускаемые ею фотоны раздражают сетчатую оболочку глаза астронома или его фотографическую пластинку. Однако когда речь идет о “наблюдении” квантового мира, единственным для нас подступом к опыту является событие, столкновение, испускание или поглощение фотонов, распад и т. п. Итак, квантовая механика еще менее, чем клас­сическая динамика, может придать внутренний смысл событию. Я хочу вам напомнить в связи с этим известную притчу с “кошкой Шрединге­ра”. Радиоактивная частица заключена в ящик вместе с кошкой. Если частица распадается, это приводит к разбиению пузырька с ядом, что вызывает смерть кошки. Квантовая механика запрещает нам, имея за­крытый ящик, утверждать, цела ли частица или она распалась, мертва ли кошка или жива. Только открывая ящик и наблюдая кошку, мы можем в случае необходимости утверждать: “она мертва, следовательно, частица распалась”. Наблюдение дает смысл событию, а не наоборот.

Pages:     | 1 | 2 || 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.