ГЛАВА ВТОРАЯ РАСШИРЕНИЕ КАТЕГОРИАЛЬНЫХ ОСНОВАНИИ ФИЗИЧЕСКОГО ЗНАНИЯ

ГЛАВА ВТОРАЯ

РАСШИРЕНИЕ КАТЕГОРИАЛЬНЫХ ОСНОВАНИИ ФИЗИЧЕСКОГО ЗНАНИЯ

§ 1. КАТЕГОРИИ ФОРМООБРАЗОВАНИЯ В ОТРАЖЕНИИ ПРОЦЕССОВ САМООРГАНИЗАЦИИ

Интертеоретический анализ современной революции в естествознании, проведенный нами в первой главе, показал, что главное содержание революционных изменений в области физики состоит в появлении физических исследовательских программ, направленных на отражение процессов становления сложных систем с более высокой степенью упорядоченности, чем исходная. Напомним что речь идет о самопроизвольных необратимых процессах самоорганизации.

Мы уже упоминали о том, что переход физики к теоретическому описанию процессов становления породил многие методологические проблемы: и связанные с теоретической реконструкцией самоорганизации (что для физики внове), и касающиеся соотношения этого нового знания с обширным массивом познавательных результатов традиционной “физики существующего”. На наш взгляд, прояснению смысла этих методологических проблем и исследованию возможных путей их решения будет способствовать категориальный анализ теоретических моделей самоорганизации. Выбор в арсенале философских средств анализа естественнонаучного знания именно категориальных форм его осмысления связан со спецификой нынешнего этапа в развитии некоторых областей точного естествознания. Дело в том, что категории мышления являются граничными определителями смысла. Между тем формулировка многих проблем, например в современной космологии, обнаруживает как раз приближение к границам осмысленности. Предельными по сути в этом смысле являются такие вопросы: что было до начала времени? каковы условия возникновения материи из ничего? что было, когда ничего не было? И хотя в формулировках такого рода присутствует, конечно, доля щегольства, более адекватными формулировками космологи по сути дела не располагают [59, 147—214]. Характерно, что не только в применении к столь экстремальным и глобальным обстоятельствам, как рождение Вселен-

ной, обнаруживается ограниченность традиционного понимания используемых физикой категориальных средств. Самоорганизация диссипативных структур в макроскопических масштабах и обыденных ситуациях (скажем, образование ячеек Бенара в слое масла на раскаленной сковороде) также оценивается физиками как “поразительный пример, демонстрирующий способность неравновесности служить источником упорядоченности” [47, 13]. Такая оценка связана с неприменимостью к образованию диссипативных структур классического критерия упорядоченности Больцмана, ассоциирующего упорядоченность с устойчивостью равновесных структур типа кристалла.

Оба эти примера показывают ограниченность актуально использовавшихся традиционной физикой методологических средств для осмысления неклассических ситуаций, отражаемых современными физическими концепциями. Речь идет о необходимости расширения философских оснований физического знания, прежде всего категориальных форм его осмысления. Такое расширение может мыслиться как развитие категориальных структур, эксплицируемых в понятийном аппарате теорий; связанное с этим обстоятельством расширение содержания понятий, сопоставляемых с соответствующими категориями; привлечение к осмыслению познавательных результатов ранее не используемых в этой области знания категорий.

Поскольку в поле зрения теоретического описания оказывается становление нового, на наш взгляд, открывается возможность использования потенциала диалектики как идеальной модели теоретического воспроизведения процессов развития. Преимущество подхода с этих позиций состоит в том, что можно воспользоваться систематизированными группами категорий, выработанными мировой философской мыслью при отражении процессов развития человеческого познания и общественной жизни. Степень адекватности этих категориальных систем понятийным структурам физических теорий будет свидетельствовать об уровне отражения последними процессов развития, о перспективах развития как физического, так и философского знания. То обстоятельство, что речь идет о теоретическом уровне отражения процессов становления, побуждает нас обратиться к категориям сферы сущности. При этом логично прежде всего рассмотреть экспликацию категорий формообразования в понятийном аппарате теорий самоорганизации. Во-первых, все эти теории касаются формирования определенных структур, что определяет уместность обращения к категориальным средствам отра-

жения именно формообразования. Во-вторых, категориальные структуры детерминации касаются более глубокого уровня познания сущности процессов развития, и к ним имеет смысл обратиться позже.

Существенные отношения формообразования, диалектика категорий формы и содержания раскрываются через систему категорий: “элемент” и “структура”, “целое” и “часть”, “внутреннее” и “внешнее”. Системная связь категорий призвана воспроизвести объективный ход развития предмета и процесс познания его сущности. Охарактеризуем вкратце эту связь с точки зрения диалектики [33].

Проблема отношения формы и содержания исторически возникла в рамках решения фундаментальной мировоззренческой проблемы: как возможны постоянство и повторяемость явлений при их непрерывном изменении? До Гегеля эта проблема рассматривалась в категориях “форма” и “материя”. Гегель отверг идею неизменности материального субстрата изменений и выдвинул понятие “содержание”, воплощающее единство формы и материи. Он писал: “Содержание... определено в себе... как принявшая форму материя” [23,84].

Материалистически переосмысливая гегелевские идеи, К. Маркс углубил различие содержания и субстрата: содержание — это субстрат в единстве с его формой. Поэтому обнаружение материального субстрата — лишь ступень в познании содержания. Содержание — реальный процесс развертывания основания предмета, т. е. его становление. Тогда форма оказывается становящейся и развивающейся структурой (складываются устойчивые связи элементов содержания). Здесь содержание определяет форму. Форма выступает как результат самоформирования предмета, она не привносится извне. Категории “элемент” и “структура”, “часть” и “целое”, “внутреннее” и “внешнее” конкретизируют диалектику содержания и формы в развитии предмета. Источником развития служит противоречие, заключенное в основании как начале развития. В соответствии с законом единства и борьбы противоположностей происходит раздвоение единого, возникновение существенных различий — дифференциация. Через механизм дифференциации основание переходит в содержание как совокупность элементов. Дифференциация элементов с необходимостью дополняется интеграцией их в систему за счет возникновения устойчивых связей между элементами. Таким образом, создается оформление содержания, возникает устойчивая структура.

Генетическое выведение элементов из основания, действие интеграционных процессов всякий раз происходят согласно логике развертывания конкретного основания определенного предмета. Так, становление Вселенной в соответствии с современными космологическими моделями, основанными на унитарных калибровочных теориях, включает в себя в любом из “сценариев” последователлное раздвоение единого.

Из исходного суперсимметричного состояния в результате спонтанного нарушения симметрии выделяется гравитационное и объединенное взаимодействие; на более поздних этапах расширения пространства Вселенной (через 10^-43 с после Большого Взрыва) и соответствующего понижения температуры до 10²⁷ К из объединенного взаимодействия выделяются сильное и электрослабое взаимодействия, и, наконец, электрослабое взаимодействие разделяется на электромагнитное и слабое. В результате каждого из этих качественных скачков происходит дифференциация элементарных частиц. Так, при разделении электрослабого и сильного взаимодействий нарушается симметрия между частицами, способными вступать в такие взаимодействия: барионами (тяжелыми) и лептонами (легкими) частицами. Барионы уже не могут превращаться в лептоны (начинает действовать закон сохранения числа барионов), в результате возникают устойчивые элементы (например, протоны), являющиеся основой всех более сложных структур, образовавшихся впоследствии на их основе, в том числе и нас с вами, читатель. Многообразные элементарные частицы, появившиеся в результате этой дифференциации, различаются прежде всего своей способностью вступать в различные типы физических взаимодействий. Таким образом, дифференциация естественно дополняется интеграцией (возникновением устойчивых связей, в результате чего образуются ядра химических элементов, атомы, молекулы и т. д.).

Как видно из этой беглой иллюстрации, процессы формообразования при становлении Вселенной естественным образом выражаются через такие категории, как “элемент” и “структура”. Но это еще бедные, абстрактные определения по отношению к категориям “часть” и “целое”. Действительно, по отношению к системе как целому элементы или их совокупности выполняют определенные функции, обеспечивающие существование этого целого, т. е. выступают как его части.

К. Маркс писал: “Сама... органическая система как совокупное целое имеет свои предпосылки, и ее развитие

в направлении целостности состоит именно в том, чтобы подчинить себе все элементы общества или создать из него недостающие ей органы. Таким путем система в ходе исторического развития превращается в целостность. Становление системы такой целостностью образует момент ее, системы, процесса, ее развития” [1, 229]. Описанное Марксом формирование органическим целым собственных частей путем подчинения элементов невольно ассоциируется с принципом подчинения — основополагающим принципом синергетики. Он действует при образовании диссипативных структур в активных средах не только биологической, но и химической, и физической природы. При образовании автоволн наблюдаются эффекты синхронизации: элементы среды совершают колебания с частотой, навязываемой наиболее быстрым источником. Тот же принцип подчинения действует при образовании тепловых структур в плазме: “Один из процессов развивается быстрее всех остальных, которые по сравнению с ним как бы “замирают”. За время, характерное для этого процесса, остальные величины не успевают существенно измениться” [44, 16].

Следует подчеркнуть, что в системах, описываемых синергетикой, элементы, организуемые в части формирующейся целостности, не образуются заново в ходе дифференциации, как это предусматривается классической схемой диалектики, и что реализуется, как мы видели, в космологических моделях становления Вселенной. .Эти элементы преднайдены для новой структуры как элементы исходной среды; более того, условием образования новой целостности оказываются те же взаимодействия между элементами, которые существовали и в условиях равновесия. Однако “вдали от равновесия между химической кинетикой и пространственно-временной структурой реагирующих систем существует неожиданная связь. Правда, взаимодействия, определяющие значения констант скоростей и коэффициентов переноса, обусловлены короткодействующими силами (силами валентности, водородными связями и силами Ван-дер-Ваальса). Но решения соответствующих уравнений зависят, кроме того, от глобальных характеристик. Эта зависимость (весьма тривиальная на термодинамической ветви вблизи равновесия) становится решающей в химических системах, действующих в условиях, далеких от равновесия. Например, для возникновения диссипативных структур обычно требуется, чтобы размеры системы превышали некоторое критическое значение— сложную функцию параметров, описывающих ре-

акционно-диффузионные процессы. Можно поэтому утверждать, что химические неустойчивости задают дальний порядок, посредством которого система действует как целое” [62, 117].

Таким образом, категории целого и части оказываются значительно более адекватными применительно к процессам самоорганизации, чем категории “элемент” и “структура”, особенно в том понимании последних, которое характерно для методологии физики при описании устойчивых равновесных систем, когда свойства системы полностью определяются взаимодействием ее элементов и понятие связи сводится к актуально осуществляющемуся их взаимодействию. Такое понимание было естественно для того уровня физического познания, когда физические системы рассматривались вне их становления и развития— лишь в их функционировании. Поскольку сложившаяся структура как закон определяет функционирование системы, анализ ставшего результата порождает видимость определяющей роли формы, т. е. готовые формы представляются изначальными условиями существования содержания. Но если форма определяется структурой, т. е. устойчивыми связями между элементами, то становятся понятными основания методологических установок редук-ционизма: от элемента к системе, от части к целому. Однако развитие идет не от части к целому, а от неразвитого целого к развитому целому.

Логический переход от категорий “элемент — структура” к категориям “часть-—целое” отражает переход в развитии. Элементы содержания организуются в части целого, когда они (или их совокупности) выполняют функцию в этом в целом. Например, автоволновые процессы в нейронных сетях осуществляют передачу информации, а в мышцах миокарда — механический макротранспорт вещества и энергии. Способность самоорганизующихся структур выполнять определенные функции в живом организме хотя и проливает новый свет на некоторые важные проблемы, скажем, морфогенеза, в принципе не вызывает удивления, поскольку диалектический подход к организму как целому давно представлен в методологии биологической науки, в частности через понятия органической системы, функциональной системы [17,16].

В методологии физики возможность отнесения самоорганизующихся систем к органическим системам открывает совершенно новую страницу, поскольку до сих пор объекты физико-химической природы рассматривались вне их становления и развития и соответственно выступа-

ли как “неорганические” системы, что оправдывало редук-ционистский подход к соотношению части и целого, элемента и структуры.

Как показано выше, именно соотнесение фундаментальных теорий физики “существующего” с новыми теоретическими построениями “физики возникающего” составляет одну из важнейших методологических проблем физической науки. На наш взгляд, переосмысление всего здания физики с точки зрения теорий самоорганизации предполагает рассмотрение устойчивых объектов, являющихся предметом теорий “физики существующего”, как результата предшествующей самоорганизации. Категориальное обеспечение такого рассмотрения предполагает четкое различие категорий “целое” и “целостность”, о чем пойдет речь в следующем параграфе.

Указанное различение позволит нам обратиться к понятию “мир как целое” и закончить исследование проблем формообразования Вселенной, поскольку самоорганизующимся целым в данном случае выступает в известном смысле именно мир. В тесной связи с этими проблемами находятся и вопрос об основании становления мира, и поиски подходов к философски корректным формулировкам некоторых предельных вопросов современной космологии. Что касается вопроса, поставленного в данном параграфе, то окончательные выводы, очевидно, делать рано. Хотя отдельные фрагменты категориальных схем формообразования удивительно удачно проецируются на теоретические модели синергетики и космологии (впрочем, сторонника диалектики это как раз и не должно, наверное, слишком удивлять), проводить дальнейший анализ, отвлекаясь от проблем детерминации, невозможно. Действительно, категории внутреннего и внешнего, к рассмотрению которых мы должны перейти в сответствии с принятой нами категориальной схемой формообразования, не поддаются анализу вне процесса детерминации. Так, внешняя форма складывается под влиянием всех условий, т. е. оказывается продуктом двойной детерминации: условиями и основанием.

Выявление отношений формообразования, даже если они взяты в их генезисе,— это отражение лишь одной из сторон сущности. Если ею ограничиться, то мы окажемся в рамках системно-структурного подхода в его структурно-генетическом варианте. Диалектика же как теория развития предполагает воспроизведение становления и развития предмета в его необходимости, детерминированно сти собственным основанием и условиями его формиро-

вания и существования. Поэтому, различив понятия “целое” и “целостность” применительно к самоорганизующимся системам, мы рассмотрим проблемы детерминации становления целого, а затем уже вернемся к рассмотрению формообразования в процессах самоорганизации.