|
60 начинают ветвиться. Одновременно становится возможным дальнейшее развитие системы в сторону одного из трехстационарных состояний, два из которых устойчивы, третье — неустойчиво. Такое критическое состояние системы накануне выбора «собственной судьбы» называется точкой бифуркации или «термодинамической ветвью». Крайние устойчивые состояния термодинамической ветви соответствуют уровням сильной и слабой «негэнтропийной подпитки» системы и могут эволюционировать в зависимости от этого в сторону, либо, удаляясь от равновесия вплоть до макрохаотического состояния, когда каждый элемент системы будет действовать сам по себе, либо, приближаясь к равновесию вплоть до гомеостатического, застывшего состояния, в котором флуктуации подавлены и установилась однородность. Эти пути эволюции считаются устойчивыми, так как без дополнительных изменений «со стороны» они будут двигаться неуклонно по указанному пути. В случае же новых воздействий эти ветви возможных путей эволюции будут дробиться далее, порождая «каскады бифуркаций». Серединное неустойчивое состояние является таковым потому, что здесь судьба эволюции не определена и открыта к изменениям1. Зона бифуркации ассоциируется с катастрофическими изменениями и конфликтами, так как в решающий момент перехода система должна совершить критический выбор через динамику флуктуации. Просканировав флуктуационный фон, система совершает несколько попыток (поначалу, может быть, безуспешных) и, наконец, какая-то флуктуация побеждает. Стабилизировав ее, система превращается в своего рода «исторический объект», поскольку ее дальнейшая эволюция будет зависеть от этого критического выбора2. Так на «синергетическом языке» фиксируются фундаментальные соотношения между случаем и внешним ограничением, 1См.: Князева Е.Н., Курдюмов С.П. Основания синергетики. СПб., 2002.О ___ ____ ____ _ Николс Г., Пригожин И. Познание сложного. Введение. М., 1990. С. 89. |
156 с другой — через диссипацию (рассеивающее термодинамическое начало) отсекает все лишнее и нежизненное. Первый признак — возникновение макроскопической упорядоченности при сохранении микроскопической молекулярной разупорядоченности. Порядок на макроуровне вполне мирно уживается с хаосом на микроуровне. !/ Второй признак, непосредственно связанный с первым, — появление согласованности, когерентности, “коллективного поведения” молекулярных частиц в диссипативных структурах, когда происходит синхронизация пространственно разделенных процессов. Перейдем к характеристике следующих признаков возникающего порядка, описанных в синергетике — бифуркации и нарушению симметрии. Если, как мы уже отмечали, в равновесном и слабо неравновесном состоянии существует только одно устойчивое состояние, то ситуация резко меняется, если мы будем уводить систему все дальше от равновесия. При некотором критическом значении пути термодинамической эволюции начинают ветвиться, одновременно становится возможным дальнейшее развитие системы в сторону одного из трех стационарных состоянии, два из которых устойчивы, третье неустойчиво. Такое критическое состояние системы накануне выбора “собственной судьбы5? V называется точкой бифуркации или “термодинамической ветвью”. Крайние устойО чивые состояния термодинамической ветви соответствуют уровням сильной и слабой “негэнтропийной подпитки” системы и могут эволюционировать в зависимости от этого в сторону, либо удаляясь от равновесия вплоть до макрохаотического состояния, когда каждый элемент системы будет действовать сам по себе, либо приближаясь к равновесию вплоть до гомеостатического, застывшего состояния, в котором флуктуации подавлены и установилась однородность. Эти пути эволюции считаются устойчивыми, т. к. без дополнительных изменений “со стороны” они будут двигаться неуклонно по указанному пути. В случае же новых воздействий эти ветви возможных путей эволюции будут дробиться далее, порождая “каскады бифуркаций”. Серединное неустойчивое состояние является таковым потому, что здесь судьба эволюции не определена и открыта к изменениям. 157 Зона бифуркации ассоциируется с катастрофическими изменениями и кон1 фликтами, т. к. в решающий момент перехода система должна совершить критический выбор через динамику флуктуаций. Просканировав флуктуационный фон, система совершает несколько попыток (поначалу, может быть, безуспешных) и наконец, какая-то флуктуация побеждает. Стабилизировав ее, система превращается 4 4 в своего рода исторический ооъект , поскольку ее дальнейшая эволюция оудет зависеть от этого критического выбора [236. С. 89]. Так на “синергетическом языке” фиксируются фундаментальные соотношения между случаем и внешним ограничением, между флуктуацией (случайностью) и необратимостью (необходимостью), между свободой выбора и детерминизмом. Можно также отметить сходство этих представлений с понятиями мутации и отбора, рожденными теорией биологической эволюции. Флуктуации в этом случае являются физическим аналогом мутаций, а поиск устойчивости играет роль естественного отбора. Диаграмма бифуркаций удивительно похожа на модель филогенетических деревьев, используемых в биологии. Таким образом, именно бифуркация является источником новаций и разнообразия, благодаря ей в системе появляются новые решения, потенциальные структуры актуализируются. Бифуркационный выбор системы связан с нарушением исходной симметрии (вспомним распределение Пуассона) в системе, т. к. делает определенный набор состояний более предпочтительным и поэтому вероятностным в сравнении с другими. Возникает внутренняя дифференциация между различными частями системы или между системой и ее окружением. Такая дифференциация обеспечивает включение формообразующих и форморазвивающих процессов, невозможных в недифференцированной среде (такие, например, как сгущение первичной материи при образовании галактик, образование первых живых клеток и все режимы с обострением, о которых будет рассказано позднее). Подводя некоторые промежуточные итоги, отметим, что с точки зрения термодинамики живые системы отличаются необычайной сложностью. Одни их реакции протекают в слабо неравновесных условиях, другие — в сильно неравноУ |