трактор творит мир, в котором человек свободен.
И задачей сегодняшнего дня является именно повышение уровня развития сознания.
Но нас интересует не только состояние сознания, но и состояние нашего физического тела, по отношению к которому нельзя применить второй закон термодинамики, созданный для изолированных систем.
Ибо в соответствии со вторым законом термодинамики энтропия должна всегда возрастать, то есть должна расти неупорядоченность живой системы. В то же время все живые системы, как мы хорошо знаем, постоянно создают из беспорядка упорядоченность. В них поддерживается физическое и химическое неравновесие, на которых основана работоспособность живых систем. В процессе развития каждого организма (а также в процессе эволюции) все время образуются новые структуры и достигается состояние с более высокой степенью упорядоченности. А это означает, что энтропия (неупорядоченность) живой системы не должна возрастать. Поэтому второй закон термодинамики в его классической форме для живых систем (открытых) неприменим.
К живым системам применимы закономерности неравновесной термодинамики или термодинамики открытых систем.
Теорема Пригожина гласит: «Если открытую термодинамическую систему при неизменных во времени условиях предоставить самой себе, то прирост энтропии будет уменьшаться до тех пор, пока система не достигнет стационарного состояния динамического равновесия; в этом состоянии прирост энтропии будет минимальным» [6].
Что это означает? Это означает, что в открытой системе возможны процессы, идущие не с возрастанием, а с уменьшением энтропии.
Энтропия характеризует меру преобразования порядка в беспорядок. Чем больше энтропия, тем больше беспорядок в системе. В свою очередь, беспорядок и неопределенность можно трактовать как недостаток информации. И увеличение энтропии означает уменьшение информации в системе и переход ее к беспорядку.
А в открытой диссипативной системе процессы могут идти с уменьшением энтропии, что означает увеличение информации в системе и переход ее к более упорядоченному состоянию. От хаоса к порядку! И, в соответствии с теоремой Пригожина, для открытых систем в стационарном состоянии производство энтропии минимально!
Для живых систем это означает следующее.
В течение времени жизни живой системы ее элементы постоянно подвергаются распаду, возникает неупорядоченность. Для компенсации распада (неупорядоченности) должна совершаться внутренняя работа в форме процессов синтеза элементов взамен разложившихся. А это означает, что внутренняя работа является процессом с отрицательной энтропией. Такие процессы называются негэнтропийными, а отрицательная энтропия – негэнтропией.
Негэнтропийный процесс противодействует увеличению энтропии системы, которое связано с процессом распада, и создает упорядоченность. За счет чего происходит негэнтропийная внутренняя работа системы? Что является источником энергии?
Для организмов-автотрофов[18] это энергия солнечного света, представляющая электромагнитные излучения с низкой энтропией.
Для организмов-гетеротрофов[19] – энергия в виде химических связей и низкая энтропия поглощаемых высокоструктурированных органических веществ. В этом случае поглощаемые пищевые вещества обладают большей упорядоченностью (меньшей энтропией), чем выделяемые продукты обмена. Организмы-гетеротрофы переносят упорядоченность (негэнтропию) из питательных веществ в самих себя.
В 1943 году знаменитый физик, лауреат Нобелевской премии Э. Шредингер опубликовал свои лекции, прочитанные в Тринити-колледже в Дублине [12]. Он поставил вопрос: «Что же тогда составляет то драгоценное нечто, содержащееся в нашей пище, что предохраняет нас от смерти?»
Обычно полагают, что органическая пища привносит в организм человека энергию (калории), витамины и микроэлементы. В соответствии со вторым законом термодинамики, любой процесс, явление, событие, происходящее в природе, связано с движением энтропии в сторону увеличения. Живой организм, потребляя органическую пищу, также непрерывно увеличивает свою энтропию и постепенно приближается к ее максимуму, означающему смерть.
Шредингер обратил внимание на то, что живой организм, как открытая система, в процессе жизнедеятельности может как увеличивать, так и уменьшать энтропию. Следуя правилу золотой пропорции, органическая пища (не испорченная нитратами) состоит на 62 % из упорядоченной энергии и только на 38 % из хаотической. Следовательно, поглощая органическую пищу, человек потребляет не только ее хаотическую составляющую, которую характеризует энтропия, но и упорядоченную часть, которую характеризует отрицательная энтропия или негэнтропия. Если энтропия есть мера хаоса, то негэнтропия является мерой порядка.
С точки зрения Шредингера, живой организм, потребляя пищу, использует тот порядок, который в пищу внесла природа. Извлекая из пищи негэнтропию, которая, в силу золотой пропорции, превалирует в пище, организм компенсирует рост энтропии. Не случайно М. В. Волькенштейн пишет: «Отрицательной энтропией питается все живое и все созданное жизнью…» Отрицательная энтропия и есть то драгоценное нечто, чем питается организм.
Таким образом, обмен веществ с точки зрения термодинамики необходим для противодействия увеличению энтропии, обусловленному необратимыми процессами в живой системе.
Но живой организм присутствует в окружающей среде, из которой берутся питательные вещества и в которую отдаются продукты обмена веществ. Что представляет собой эта сложная система «живой организм плюс среда»? Оказывается, в отношении ее правомерно действие второго закона термодинамики: энтропия этой системы всегда только возрастает. Это означает, что живая система создает внутри себя упорядоченность за счет того, что уменьшает упорядоченность в окружающей среде.
Таким образом, живая система является открытой системой, и ее энтропия не возрастает, как это имеет место в изолированной системе. Это означает, что живая система постоянно совершает работу, направленную на поддержку своей упорядоченности и находится в неравновесном стационарном состоянии. Производство энтропии при этом (следуя теореме Пригожина) минимальное.
«Эмпирические обобщения» эволюции природы
Почему Вселенную долгое время считали изолированной системой, непонятно. Почему, прогнозируя тепловую смерть Вселенной, ученые не принимали во внимание наличие поля тяготения, которое ответственно за появление звезд и галактик? Ведь силы тяготения могут привести к образованию структуры из хаоса, могут породить звезды из космической пыли.
Находясь внутри Вселенной, ученые вынуждены изучать ее лишь по тем наблюдениям и теми методами, которые им доступны.
Основным методом познания природы, используемым рациональной наукой, начало которой было заложено Галилеем, стал анализ. Логически осмысляя мир, рациональная наука упрощает его, так как может что-то постичь, только разорвав единое целое на части и изучив их по отдельности. И ученые разорвали мир на тысячи суверенных наук, ибо времени технического прогресса требовались не философы, объясняющие мир, а люди, его изменяющие, узкие специалисты, досконально знающие только свою, отдельную от других сферу.
Выдержка из письма, которое естествоиспытатель Стеффенс написал известному немецкому философу Фридриху Шеллингу в сентябре 1800 года: «…несчастное стремление к теоретичности, разлагающей все на части, заразило меня; дивное целое, с детства проникавшее всю мою душу, умерло у меня под рукой и распалось на тысячу кусков, и я тщетно пытался склеить из отдельных частей разбитого бога нечто целое. Жизнерадостность исчезла, и я утратил внутренний мир и покой, и необычное беспокойство охватило все мое разбитое существо». Ничего не поделаешь, наука требовала жертв! [13].
Видимо, только самым древним философам было дано почувствовать и понять мир во всей его целостности и неразделимости, каким он на самом деле является. Но, начиная с XVII века, ученые в результате нового научного подхода перестали видеть мир в его целостности, в его объеме.
И все бы шло по-прежнему, но в начале ХХ века ученые, занимаясь исследованиями в области квантовой физики, с изумлением обнаружили, что сознание экспериментатора, его мысль влияют на поведение элементарных частиц. Перед теоретической физикой в полный рост встала задача изучения сознания.
Познакомившись с сознанием поближе, ученые пришли к выводу, что физическая реальность не существует как таковая, и вещи превращаются в реальные только тогда, когда привлекают к себе внимание наблюдателя, одаренного сознанием. Ученый не может играть роль стороннего наблюдателя, он обречен быть частью наблюдаемого им мира до такой степени, что сам воздействует на свойства наблюдаемых объектов.
А все это означает, что Вселенную необходимо рассматривать как единое целое, включая и самого наблюдателя, и его приборы. Это позволила сделать синергетика, которая рассматривает Вселенную как единую самоорганизующуюся систему. Она сумела создать схему эволюции природы, используя «эмпирические обобщения»[20], введенные в науку В. И. Вернадским.
Рассмотрим ряд эмпирических обобщений, связанных с проблемой эволюции косного и живого миров.
Основные положения эволюции природы, разработанные синергетикой, следующие [2].
1. Вселенная – это единая самоорганизующаяся система с едиными для всех уровней этой системы законами эволюции. При этом природа в высшей степени одухотворена и содержит в себе такую творческую потенцию, о которой человечество может лишь догадываться.
2. Эволюция любой системы во Вселенной при заданных граничных условиях может быть описана некой траекторией, ведущей из точки, представляющей начальное состояние, к конечной точке, которая называется аттрактором.