Самоорганизованность материи.

 

В античной философии под материей понималось первовещество, из которого возникают и во что превращаются все вещи (лат. materia – вещество, материал). Таким началом Фалес считал воду, Анаксимен – воздух, Гераклит – огонь. Анаксимандр – апейрон. В учении античных атомистов все существующее состоит из мельчайших неделимых частичек – атомов и пустоты.

Атомистическая картина мира, сформировавшаяся еще в IV в. до н.э. и просуществовавшая до конца ХIX в., основывалась на понимании материи как вещества, строительным материалом которого являются атомы, наделенного вечными неизменными свойствами: протяженностью, непроницаемостью, постоянством массы, тяжестью, перемещением и др. Это понимание материи послужило основой для формирования ряда научных теорий и открытия законов природы, в том числе молекулярно-кинетической теории теплоты, закона всемирного тяготения, основных законов динамики, закона сохранения вещества, периодической системы элементов.

Но на рубеже ХIX-XX вв. в понимании материи был совершен переворот, вызванный рядом научных открытий.

В 1869 г. были открыты катодные лучи, которые стали рассматриваться как поток отрицательно заряженных частиц почти в 2000 раз легче атома водорода. В результате была выдвинута гипотеза о существовании атома электричества – электрона. В 1897 г. электрон был открыт. Были открыты рентгеновские лучи, радиоактивность. Кроме того, в свойстве радиоактивности – постоянно испускать энергию – некоторые физики увидели крушение принципа сохранения материи: материя превращается в энергию. Были сделаны и другие открытия. Рухнуло представление об одном «неизменном» свойстве материи – постоянстве массы. Электрон стал рассматриваться не как материальная частица, а как энергия (сгусток электричества).

Этот, по словам французского физика Пуанкаре, «всеобщий разгром принципов» привел к тому, что многие ученые пришли к отрицанию материи (материя исчезла, осталась только энергия), к признанию энергии единственной основой мира, его субстанцией.

Кризис физики имел своей основой механистическую картину мира и метафизический подход к объяснению его явлений. С точки зрения диалектики философское понятие материи не может быть сведено к представлению о ее строении и свойствах. Эти представления меняются и будут меняться вместе с развитием науки.

Развернутое философское определение, сформулировано следующим образом: «Материя есть философская категория для обозначения объективной реальности, которая дана человеку в ощущениях его, которая копируется, фотографируется, отображается нашими ощущениями, существуя независимо от них». (В.И.Ленин).

В этом определении материя не отождествляется с каким-либо ее конкретным состоянием – водой, воздухом, огнем, с ее пониманием как вещества, состоящего из атомов, элементарных частиц и т.п., оно не связано с представлениями о ее «неизменных свойствах». Это широкое философское понятие, охватывающее всю объективнуюреальность. Вместе с тем (и это важно подчеркнуть) данное определение – гносеологическое, на чем настаивал Ленин. Оно построено на противопоставлении материального и идеального, материи и сознания. В онтологическом смысле материя представляет собой единственную субстанцию, причину самой себя (causa sui Спинозы). Она несотворима и неуничтожима, вечна во времени и бесконечна в пространстве. Движение, пространство, время, системность и самоорганизация, а также сознание – ее свойства.

Под системностью бытия понимается тот факт, что все существующее не является хаотичным скоплением отдельных, никак не связанных друг с другом предметов, явлений, процессов. Мир представляет собой сложную систему, состоящую из многих подсистем и элементов, находящихся в многочисленных структурных связях.

Система – это ограниченное множество элементов, находящихся в устойчивых взаимосвязях.

Наиболее крупной системой является вся известная современной науке Вселенная (мегамир, космос). Это развивающаяся система, состоящая из множества подсистем и элементов.

В этой гигантской системе можно выделить три крупные подсистемы: микромир – элементарные частицы, ядра атомов, атомы, молекулы; макромир – живая и неживая природа на Земле; мегамир – Земля, планеты, Солнечная система, звезды, наша Галактика, система галактик, Вселенная. Каждая из этих подсистем представляет собой относительно самостоятельную систему.

Таким образом, и микро-, и макро-, и мегамир представляют собой сложные, структурно организованные подсистемы. И хотя каждая из них имеет свои особенности, они находятся во взаимосвязи и взаимодействии, образуя единую гигантскую систему, в основе которой лежат элементы микромира. Все существующее – живая и неживая природа Земли, космические тела – состоят из элементарных частиц, атомов и молекул.

Самоорганизация. Свойством Вселенной и всех ее элементов является не только системность, но и самоорганизация, направленность материи и усложнение ее структур. Однако к этой идее наука пришла не сразу.

В ХIХ в. под влиянием учения Ч.Дарвина в науке утвердилась идея эволюции растительного и животного мира. Но эта идея не была распространена на представления о неживой природе. Равновесная термодинамика (раздел физики, изучающий процессы взаимопревращения различных видов энергии) основывалась на положении, согласно которому необратимая направленность процессов преобразования энергии в изолированных системах ведет к превращению всех видов энергии в тепловую энергию, которая рассеивается. Этот процесс ведет к возрастанию энтропии, к хаосу, к тепловой смерти Вселенной.

Дальнейшее развитие науки привело к представлению о нарастающем усложнении организации материальных объектов, об эволюции не только органической, но и неорганической природы. Стационарная модель Вселенной была заменена на развивающуюся. Сформировалась концепция глобального эволюционизма.

В последние десятилетия ХХ в. на основе открытий в области математики, кибернетики, химии, биофизики и некоторых других наук сложилось новое направление междисциплинарных научных исследований – синергетика (греч. synergos – согласовано действующий, совместный). Ее идеи выдвинуты и получили развитие в трудах ученых бельгийской школы во главе с И.Пригожиным, школы, возглавляемой Г.Хакеном (ФРГ).

Синергетика исследует общие закономерности процессов самоорганизации окрытых нелинейных систем. Система является открытой, если она находится в постоянном взаимодействии с окружающей средой, обменивается с ней веществом, энергией, информацией. В любой открытой системе живой и неживой природы – физических взаимодействиях, химических реакциях, живой клетке, организме, обществе происходят аналогичные процессы самоорганизации, т.е. организации, обусловленной внутренними причинами. В результате взаимодействия с внешней средой устойчивая система при определенных условиях переходит в динамический режим, соответствующий неравновесному состоянию; система становится неустойчивой, подверженной случайным отклонениям от неравновесного состояния – флуктуациям. Нарастание флуктуаций расшатывает структуру, ведет к ее изменениям и, следовательно, к изменениям всей системы в целом. Становление новой устойчивой структуры проходит через точку разветвления путей эволюции системы – точку бифуркации. Случайные отклонения, флуктуации ведут к нелинейному процессу развития; процесс может развертываться по одному из многих возможных структур.

Таким образом, новая устойчивая (равновесная) система образуется из неустойчивости, неравновесности в результате действия случайностей, флуктуаций. Неустойчивость порождает устойчивость, из хаоса возникает порядок. Система самоорганизуется.

Синергетика дополняет и уточняет ряд положений диалектики, по-новому трактует такие понятия, как саморазвитие, порядок и беспорядок, устойчивость и неустойчивость. Развитие понимается не как однолинейный, однонаправленный процесс, связанный с необходимостью, а как процесс, содержащий в себе возможность «выбора» одного из многих путей, «выбора», определяющегося случайностью. Беспорядок, неустойчивость, хаос не являются, с точки зрения синергетики, чем-то разрушительным, деструктивным, отклонением от магистрального пути эволюции, а выступают необходимым ее этапом, конструктивным началом, ведущим к организации новых, более сложных структур.