Autori Reda van haosa pokazuju da se u doba mašina tradicionalna nauka fokusira na stabilnost, red, uniformnost i ravnotežu. Proučava uglavnom zatvorene sisteme i linearne odnose u kojima mali ulazni signal uzrokuje mali izlazni odziv. Prigožinova paradigma je posebno zanimljiva po tome što se fokusira na aspekte stvarnosti koji su najkarakterističniji za savremenu fazu ubrzanih društvenih promjena: nered, nestabilnost, raznolikost, neravnoteža, nelinearni odnosi u kojima mali signal na ulazu može uzrokovati proizvoljno jak odziv na izlazu.
Prigožinova djela čine novu, sveobuhvatnu teoriju. U znatno pojednostavljenom obliku, suština ove teorije se svodi na sljedeće. Neki dijelovi svemira mogu zaista djelovati kao mašine. Ovo su zatvoreni sistemi, ali u najboljem slučaju čine samo mali dio fizičkog Univerzuma. Većina sistema koji nas zanimaju su otvoreni – oni razmjenjuju energiju ili materiju (može se dodati: informacije) sa okolinom. Otvoreni sistemi nesumnjivo uključuju biološke i društvene sisteme, što znači da je svaki pokušaj njihovog razumijevanja u okviru mehanističkog modela svakako osuđen na propast.
Po mom mišljenju, Prigožinova knjiga može biti od interesa za menadžere kao još jedan gradivni element u formiranju sistemskog pogleda na organizacije (vidi i James Gleick. Haos. Stvaranje nove nauke).
Prigožim I., Stengers I. Red iz haosa: Novi dijalog između čoveka i prirode. - M.: Progres, 1986. - 432 str.
Da koristimo Prigoginovu terminologiju, možemo reći da svi sistemi sadrže podsisteme koji stalno fluktuiraju. Ponekad jedna fluktuacija ili kombinacija fluktuacija može postati (kao rezultat pozitivne povratne informacije) toliko jaka da prethodno postojeća organizacija ne može izdržati i propada. U ovoj prekretnici (u tački bifurkacije) suštinski je nemoguće predvideti u kom pravcu će se dalje odvijati: da li će stanje sistema postati haotično ili će se preći na novi, diferenciraniji i viši nivo poretka. .
Činjenice otkrivene i shvaćene kao rezultat proučavanja izrazito neravnotežnih stanja i nelinearnih procesa, u kombinaciji sa prilično složenim sistemima opremljenim povratnim informacijama, dovele su do stvaranja potpuno novog pristupa koji nam omogućava da uspostavimo vezu između osnovnih nauka i „periferne“ nauke o životu i, možda, čak i razumiju neke društvene procese. (Činjenice o kojima je riječ su jednako, ako ne i veće, značajne za društvenu, ekonomsku ili političku stvarnost. Riječi kao što su „revolucija“, „ekonomska kriza“, „tehnološka promjena“ i „promjena paradigme“ poprimaju nove nijanse kada počinjemo razmišljati o odgovarajućim konceptima u smislu fluktuacija, pozitivnih povratnih informacija, disipativnih struktura, bifurkacija i drugih elemenata konceptualnog rječnika Prigožinove škole.)
Naglašavajući da nepovratno vrijeme nije aberacija, već karakteristična karakteristika većeg dijela svemira, Prigogine i Stengers potkopavaju same temelje klasične dinamike. Za autore, izbor između reverzibilnosti i ireverzibilnosti nije izbor jedne od dvije jednake alternative. Reverzibilnost (barem ako govorimo o dovoljno velikim vremenskim periodima) je svojstvena zatvorenim sistemima, nepovratnost je inherentna ostatku Univerzuma.
U naučnom naslijeđu koje smo naslijedili postoje dva fundamentalna pitanja na koja naši prethodnici nisu mogli pronaći odgovor. Jedno od njih je pitanje odnosa haosa i reda. Bannerov 1. zakon povećanja entropije opisuje svijet kako se neprestano razvija od reda do haosa. U isto vrijeme, kako pokazuje biološka ili društvena evolucija, složeno proizlazi iz jednostavnog. Kako struktura može nastati iz haosa? Neravnoteža – tok materije ili energije – može biti izvor reda. Ali postoji još jedno, još fundamentalnije pitanje. Klasična ili kvantna fizika opisuje svijet kao reverzibilan, statičan. Postoji jasna kontradikcija između statičke slike dinamike i evolucijske paradigme termodinamike. Šta je ireverzibilnost? Šta je entropija?
UVOD IZAZOV NAUCI
Kojih je preduslova klasične nauke moderna nauka uspela da se oslobodi? Po pravilu, od onih koji su bili usredsređeni na temeljnu tezu prema kojoj je na određenom nivou svijet jednostavan i pokorava se temeljnim zakonima reverzibilnim u vremenu. Takvo gledište nam se danas čini kao preveliko pojednostavljenje. Budući da svijet oko nas nije izgradio niko, suočeni smo s potrebom da damo opis njegovih najmanjih “cigli” (tj. mikroskopske strukture svijeta) koje bi objasnile proces samosastavljanja.
Otkrili smo da u prirodi nije iluzorna, već vrlo stvarna nepovratnost koja je u osnovi većine procesa samoorganizacije koja igra značajnu ulogu. Reverzibilnost i tvrdi determinizam u svijetu oko nas primjenjivi su samo u jednostavnim ograničavajućim slučajevima. Nepovratnost i slučajnost se sada ne smatraju izuzetkom, već općim pravilom.
Po svojoj prirodi, naš univerzum je pluralistički i složen. Strukture mogu nestati, ali se mogu i pojaviti. Neki procesi, uz postojeći nivo znanja, mogu se opisati pomoću determinističkih jednačina, dok drugi zahtijevaju korištenje probabilističkih razmatranja. Prema ranije postojećoj tradiciji, fundamentalni procesi su smatrani determinističkim i reverzibilnim, a procesi koji su na ovaj ili onaj način bili povezani sa slučajnošću ili nepovratnošću tumačeni su kao izuzeci od opšteg pravila. Danas svuda vidimo koliko je važna uloga koju imaju nepovratni procesi i fluktuacije. Modeli koje razmatra klasična fizika odgovaraju, kako sada razumijemo, samo graničnim situacijama. Mogu se stvoriti umjetno tako što se sistem stavi u kutiju i čeka dok ne dođe u stanje ravnoteže. Veštačko može biti determinističko i reverzibilno. Prirodno svakako sadrži elemente slučajnosti i nepovratnosti. Ova primjedba nas vodi do nove perspektive o ulozi materije u Univerzumu. Materija više nije pasivna supstancija koja se opisuje u okviru mehaničke slike svijeta, već je karakterizira i spontana aktivnost.
Nijedan od doprinosa termodinamike u riznicu nauke ne može se uporediti u novinama sa čuvenim drugim zakonom termodinamike, čijim je dolaskom „strela vremena“ prvi put ušla u fiziku. Koncept entropije je uveden kako bi se razlikovali reverzibilni procesi od ireverzibilnih: entropija se povećava samo kao rezultat ireverzibilnih procesa. Izvanredna karakteristika procesa koje razmatramo je da se u prelasku iz ravnotežnih uslova u visoko neravnotežne, krećemo od ponavljajućeg i opšteg ka jedinstvenom i specifičnom.
U prva dva dijela naše knjige razmatramo dva suprotna pogleda na fizički svijet: statički pristup klasične dinamike i evolucijski pogled zasnovan na korištenju koncepta entropije. Sukob između bezvremenskog pristupa klasične mehanike i evolutivnog pristupa postao je neizbježan. Treći dio naše knjige posvećen je akutnom sukobu ova dva suprotstavljena pristupa opisivanju svijeta.
Postoji li nešto specifično u strukturi dinamičkih sistema što im omogućava da „razlikuju“ prošlost od budućnosti? Koja je minimalna složenost potrebna za ovo? Boltzmann je već shvatio da mora postojati bliska veza između vjerovatnoće i nepovratnosti. Razlika između prošlosti i budućnosti, te stoga ireverzibilnost, može ući u opis sistema samo ako se sistem ponaša na dovoljno nasumičan način. Strela vremena je manifestacija činjenice da budućnost nije data.
Jednom sam prošao pored knjige Ilje Prigožina „Poredak iz haosa“. Jučer sam je pročitao - jednostavno sam se oduševio! Sa stanovišta fizike, Prigogine piše o istoj epigenetici, o istoj prilagodljivosti kao Waddington i Schmalhausen! Lepo je imati takvu osobu iza sebe :)
Ispod su neki zanimljivi citati (numerisani prema izdanju Progresa iz 1986.):
str.194
U podrijetlu nelinearne termodinamike leži nešto prilično iznenađujuće, činjenica koju je na prvi pogled lako zamijeniti za neuspjeh: uprkos svim pokušajima, pokazalo se generaliziranje teoreme o minimalnoj proizvodnji entropije na sisteme u kojima tokovi više nisu linearne funkcije sila. nemoguće. Daleko od ravnoteže, sistem još uvijek može evoluirati do nekog stacionarnog stanja, ali to stanje, općenito govoreći, više nije određeno pravilno odabranim potencijalom (analogno proizvodnji entropije za slabo neravnotežna stanja). Odsustvo potencijalne funkcije postavlja pitanje: šta se može reći o stabilnosti stanja do kojih sistem evoluira? Zaista, sve dok je stanje atraktora određeno minimalnim potencijalom (na primjer, proizvodnja entropije), njegova stabilnost je zagarantovana. Istina, fluktuacije mogu dovesti sisteme iz ovog minimuma. Ali tada će drugi zakon termodinamike natjerati sistem da se vrati na prvobitni minimum. Dakle, postojanje termodinamičkog potencijala čini sistem “imunim” na fluktuacije. Imajući potencijal, opisujemo „stabilan svijet“ u kojem sistemi, kako se razvijaju, prelaze u statičko stanje koje je za njih uspostavljeno jednom zauvijek.
str.195
Ponekad, pisao je Lukrecije, u najneizvjesnijim trenucima i na najneočekivanijim mjestima, vječni i univerzalni pad atoma doživljava blago odstupanje - "clinamen". Vrtlog koji se pojavljuje stvara svijet, sve stvari u prirodi. "Clinamen", spontani, nepredvidivi otklon, često je kritikovan kao jedna od najranjivijih tačaka u Lukrecijanskoj fizici, kao nešto što je uvedeno ad hoc. U stvari, tačno je suprotno: “clinamen” je pokušaj da se objasne fenomeni poput gubitka stabilnosti laminarnog toka i njegovog spontanog prelaska u turbulentno strujanje. Savremeni hidrodinamičari testiraju stabilnost protoka fluida uvođenjem perturbacije koja izražava uticaj molekularnog haosa, koji je superponovan na prosečni protok. Nismo tako daleko od Lukrecijevog „klinamena“!
str.198
Dakle, interakcija sistema sa spoljnim svetom, njegovo uranjanje u neravnotežne uslove može postati polazna tačka u formiranju novih dinamičkih stanja - disipativnih struktura. Disipativna struktura odgovara nekom obliku supermolekularne organizacije. Iako se parametri koji opisuju kristalne strukture mogu izvesti iz svojstava molekula koji ih formiraju, a posebno iz opsega djelovanja sila međusobnog privlačenja i odbijanja, Bénardove ćelije, kao i sve disipativne strukture, u suštini odražavaju globalnu situaciju u neravnotežni sistem koji ih generiše. Parametri koji ih opisuju su makroskopski - reda ne 10-8 cm (poput udaljenosti između molekula u kristalu), već nekoliko centimetara. Vremenske skale su također različite: ne odgovaraju molekularnim skalama (na primjer, periodi vibracije pojedinih molekula, tj. oko 10-15 s), već makroskopskim, tj. sekundi, minuta ili sati.
str.209
S druge strane, u mnogim primjerima samoorganizacije poznatih iz biologije, shema reakcije je jednostavna, dok su molekuli uključeni u reakciju supstanci (proteini, nukleinske kiseline itd.) vrlo složeni i specifični. Malo je vjerovatno da je razlika koju smo primijetili slučajna. Ona otkriva određeni primarni element koji je svojstven razlici između fizike i biologije. Biološki sistemi imaju prošlost. Molekuli koji ih formiraju rezultat su prethodne evolucije; oni su odabrani da učestvuju u autokatalitičkim mehanizmima dizajniranim da dovedu do vrlo specifičnih oblika organizacionih procesa.
str.216-218
Pri određenoj vrijednosti B dostižemo prag stabilnosti termodinamičke grane. Ova kritična vrijednost se obično naziva tačka bifurkacije. Pogledajmo neke tipične dijagrame bifurkacije. U tački bifurkacije B, termodinamička grana postaje nestabilna u odnosu na fluktuaciju. Na kritičnoj vrijednosti Lc kontrolnog parametra L, sistem može biti u tri različita stacionarna stanja: C, E i D. Dva su stabilna, a treće nestabilno. Veoma je važno naglasiti da ponašanje ovakvih sistema zavisi od njihovog porekla. Počevši od malih vrijednosti kontrolnog parametra L i polako ih povećavajući, vjerovatno ćemo opisati ABC putanju. Naprotiv, počevši od velikih vrijednosti koncentracije X i održavajući konstantnu vrijednost kontrolnog parametra L, s velikom vjerovatnoćom ćemo doći do tačke D. Dakle, konačno stanje zavisi od praistorije sistema. Do sada se historija koristila u tumačenju bioloških i društvenih pojava. Sasvim neočekivano, pokazalo se da praistorija takođe može igrati ulogu u jednostavnim hemijskim procesima.
str.219
Očekivalo bi se da ako se eksperiment ponovi mnogo puta pri prolasku kroz tačku bifurkacije, u prosjeku, u polovini slučajeva sistem će završiti u stanju s maksimalnom koncentracijom na desnoj strani, au pola slučajeva u stanju sa maksimalnom koncentracijom na lijevoj strani. Postavlja se još jedno zanimljivo pitanje. U svijetu oko nas neke jednostavne fundamentalne simetrije su narušene
str.222
Važno je napomenuti da u zavisnosti od hemijskog procesa odgovornog za bifurkaciju, gore opisani mehanizam može biti neobično osetljiv. Kao što je već spomenuto, supstanca stječe sposobnost uočavanja razlika koje su neprimjetne u ravnotežnim uvjetima. Ovako visoka osjetljivost sugerira ideju o jednostavnim organizmima, poput bakterija, za koje se zna da reaguju na električna ili magnetna polja. Općenito, to znači da je u visoko neravnotežnoj hemiji moguće „prilagođavanje“ hemijskih procesa vanjskim uvjetima. Na ovaj način, izrazito neravnotežno područje se upadljivo razlikuje od ravnotežnog područja, gdje prijelaz iz jedne strukture u drugu zahtijeva jake perturbacije ili promjene u graničnim uvjetima.
str.223-224
U takvim situacijama, nasumična fluktuacija vanjskog toka, koja se često naziva šumom, nipošto ne predstavlja dosadnu smetnju: ona stvara kvalitativno nove tipove režima, čija bi implementacija zahtijevala neuporedivo složenije reakcione sheme pod determinističkim tokovima. Takođe je važno zapamtiti da je slučajni šum neizbežno prisutan u tokovima u bilo kom „prirodnom sistemu“.
str.230
Mogli bismo smatrati da je glavni mehanizam evolucije zasnovan na igri bifurkacija kao mehanizama za ispitivanje i selekciju hemijskih interakcija koje stabilizuju jednu ili drugu putanju. Ovu ideju je prije četrdesetak godina iznio biolog Waddington. Da bi opisao stabilizirane puteve razvoja, uveo je poseban koncept - creod. Prema Waddingtonu, vjerovanje je moralo odgovarati mogućim putevima razvoja koji su nastali pod utjecajem dvostrukog imperativa – fleksibilnosti i pouzdanosti.
str.240
Dugoročne korelacije organizuju sistem čak i pre nego što dođe do makroskopske bifurkacije. Ponovo se vraćamo na jednu od glavnih ideja naše knjige: neravnoteža kao izvor reda. U ovom slučaju situacija je posebno jasna. U stanju ravnoteže, molekuli se ponašaju nezavisno: svaki od njih ignoriše druge. Takve nezavisne čestice bi se mogle nazvati hipnonima („somnambulisti“). Svaki od njih može biti složen po želji, ali u isto vrijeme "ne primijetiti" prisustvo drugih molekula. Prelazak u neravnotežno stanje budi hipnone i uspostavlja koherentnost koja je potpuno strana njihovom ponašanju u uslovima ravnoteže.
Book Red iz haosa objavljeno na ruskom jeziku 1986. Ispostavilo se da ga tada nisam čitao i da sam tek sada mogao sustići. Moram reći da su mi se svidjele Prigožinove ideje: disipativni sistemi u visoko neravnotežnom stanju, samoorganizacija i sve to. Čak sam vidio i Prigožina - dao je izvještaj na Moskovskom državnom univerzitetu. Istina, Prigožin je odlučio da dobro govori ruski i počeo je da daje izvještaj na ruskom. Istovremeno, niko se nije usudio da prevodi sa ruskog na ruski.
Knjiga se dotiče mnogih tema. Mnogo pažnje se poklanja disipativnim sistemima, fluktuacijama, atraktorima i bifurkacijama. Fokusiraću se samo na jednu temu: kontrast između mehanike i termodinamike. Ova tema trenutno nekako izmiče pažnji. Danas se često može čuti da su kvantna mehanika i opća teorija relativnosti nespojive jedna s drugom, ali se praktično ništa ne čuje o kontradikciji između mehanike i termodinamike.
Kontradikcija je sljedeća. Makrosistem se sastoji od atoma koji se povinuju jednadžbi mehanike, a jednačine mehanike su reverzibilne u odnosu na vrijeme. Na nivou makrosistema postoji entropija, koja definiše strelicu vremena, odnosno drugi zakon termodinamike zabranjuje preokret vremena na nivou makrosistema. Postavlja se pitanje kako se, na osnovu vremenski reverzibilnih mehaničkih jednačina, može objasniti pojava entropije, koja definira strelicu vremena. Postoje tri moguća rješenja:
- Jednadžbe mehanike su apsolutno točne, a pojava strelice vremena i entropije povezana je s posebnostima ljudske percepcije prirode. Energija je objektivna, a entropija subjektivna.
- Entropija je objektivna, stoga termodinamika dovodi do potrebe za korekcijom jednadžbi mehanike.
- Uvjerite se da iako je na nivou mikrosvijeta sve reverzibilno u vremenu, povećanje stupnjeva slobode nužno dovodi do pojave fundamentalnog novog svojstva - entropije - i, shodno tome, strele vremena.
Knjiga Prigoginea i Stengersa istražuje odnos između mehanike i termodinamike kroz historiju dviju disciplina. Svidio mi se ovaj pristup, dobro pokazuje kako su se mišljenja ljudi mijenjala tokom vremena.
Iz istorije nastanka Njutnovih zakona svidela mi se sledeća epizoda:
„Needham govori o ironiji sa kojom su prosvećeni Kinezi 18. veka. upoznao jezuitske izvještaje o trijumfima evropske nauke tog vremena. Ideja da se priroda pokorava jednostavnim, poznatim zakonima pozdravljena je u Kini kao primjer antropocentrične gluposti bez premca.'
Zbog toga su Kinezi propustili naučnu i tehnološku revoluciju. Volterov citat savršeno izražava ideju pravog Newtonovca:
...sve je vođeno nepromenljivim zakonima...sve je unapred određeno...sve je nužno uslovljeno...Ima ljudi koji, uplašeni ovom istinom, priznaju samo polovinu, kao dužnici koji predaju polovinu duga poveriocima sa zahtjevom da se odgodi isplata ostatka. Neki događaji su, kažu takvi, neophodni, drugi nisu. Bilo bi čudno da se desi deo onoga što se dešava, a drugi deo ne... Ja svakako moram da osećam neodoljivu potrebu da napišem ove redove, a vi - isto tako neodoljivu potrebu da me osudite zbog njih. Oboje smo podjednako glupi, oboje smo ništa drugo do igračke u rukama predodređenja. Tvoja priroda je da činiš zlo, moja je da volim istinu i objavljujem je uprkos tebi.’
Prigožinu i Stengersu se ne sviđa ova pozicija - oni se drže drugog rješenja, da termodinamika nužno kaže da se moraju prilagoditi zakoni mehanike. Knjiga sa zadovoljstvom opisuje otkriće Fourierovog zakona prenosa toplote. Ovo je bio prvi jak udarac Njutonovcima, budući da je Fourierova jednačina, za razliku od jednačina mehanike, nepovratna u vremenu. Pristalice mehanike su pokušale da promene Furijeov zakon, ali ništa nije uspelo; toplota je ostala da živi po sopstvenim zakonima. Nakon toga je uslijedilo otkriće drugog zakona termodinamike i započela je rasprava o tome kako riješiti nastalu kontradikciju.
U knjizi se detaljno ispituje rad Ludwiga Bohlmanna, koji je želio pokazati da su zakoni mehanike na nivou mikrosvijeta kompatibilni s pojavom entropije na nivou makrosistema (treće rješenje). Međutim, kritike Poincarea, Zermela i Loschmidta pokazale su da su Boltzmanove konstrukcije nedosljedne. Boltzmann je uvažio kritiku i promijenio svoje gledište - postao je pobornik prvog rješenja, kada su strijela vremena i entropija povezane s posebnostima ljudske percepcije svijeta.
Treba reći da se od objavljivanja knjige malo toga promijenilo. Trenutno se mogu pronaći sve tri pozicije. Prvi stav o subjektivnosti entropije posebno je uobičajen među fizičarima koji poistovjećuju entropiju u Boltzmannovoj jednačini sa informacijom u Šenonovoj jednačini.
Carlo Rovelli u knjizi Vremenski red izabrao Boltzmannov put. Vrijeme ne pripada fundamentalnoj stvarnosti i univerzumu, već je povezano sa osobenostima percepcije. Sean Carroll u knjizi Velika slika: ka poreklu života, značenju i samom kosmosu postavlja treće rešenje. U početku je postojalo stanje niske entropije, a zatim se dobijaju vjerovatnija stanja koja odgovaraju povećanju entropije. Lee Smolin u knjizi Povratak vremena suštinski blizu drugom rješenju.
Rekao bih da je knjiga previše naglaska na klasičnoj statističkoj mehanici, a premalo na kvantnoj mehanici. U statističkoj mehanici, zasnovanoj na klasičnoj mehanici, od samog početka su se pojavili mnogi paradoksi i neslaganja sa eksperimentalnim rezultatima. Možemo reći da je to implicitno ukazivalo da je klasična mehanika neprimjenjiva na opis mikrosvijeta. S druge strane, kada se pređe na kvantnu mehaniku, postavlja se opšte pitanje kako se klasični makrosistem dobija iz talasne funkcije na nivou mikrosvijeta. Možda su problem tumačenja kvantne mehanike i kontradikcija između termodinamike i mehanike nekako povezani.
Napominjem da u knjizi ima mnogo zanimljivih citata. Ispod je nekoliko citata koji su mi se posebno svidjeli.
Opis naučnika dao Albert Ajnštajn u svom govoru čestitke povodom 60. rođendana Maksa Planka ( Motivi za naučno istraživanje):
„Većina njih su čudni, povučeni, usamljeni ljudi; Uprkos ovim sličnostima, oni se zapravo više razlikuju jedni od drugih od prognanika. Šta ih je dovelo u hram?... jedan od najsnažnijih impulsa koji vode ka umetnosti i nauci je želja da se pobegne iz svakodnevice sa njenom bolnom ukočenošću i neutešnom prazninom, da se pobegne od okova sopstvenih hirova koje se stalno menjaju. Ovaj razlog gura ljude sa suptilnim duhovnim strunama iz ličnih iskustava u svijet objektivne vizije i razumijevanja. Ovaj razlog se može uporediti sa čežnjom koja gradskog stanovnika neodoljivo vuče iz bučne i zamućene sredine u tihe planinske predele, gde pogled prodire daleko kroz miran, čist vazduh i uživa u mirnim obrisima koji kao da su predodređeni za večnost.
Ali za ovaj negativan razlog postoji i pozitivan. Čovek na neki adekvatan način nastoji da u sebi stvori jednostavnu i jasnu sliku sveta kako bi se otrgnuo od sveta senzacija, kako bi u izvesnoj meri pokušao da zameni ovaj svet slikom stvorenom u ovom način.'
Pjesme Johna Doneyja (1572-1631), u kojima je oplakivao aristotelovski svijet uništen kopernikanskom revolucijom:
'Novi filozofi sve preispituju,
Strašni element - vatra - povučen je iz opticaja.
Čovek je poludeo - šta nije bilo, šta je bilo,
Ne kruži Sunce oko Zemlje, već se Zemlja okreće oko svjetiljke.
Svi ljudi iskreno priznaju: ceo naš svet je otišao u prah,
Kada su ga mudraci slomili u jednom naletu.
Svugdje tražiti nešto novo (sumnja je svjetlo na prozoru),
Uništili su cijeli svijet, do kamenčića, do mrvice.'
Da zaključimo, citat Charlesa Peircea u vezi s toplotnom smrću svemira:
'Svi ste čuli za rasipanje energije. Otkriveno je da se prilikom svake transformacije energije dio pretvara u toplinu, a toplina uvijek teži da izjednači temperaturu. Pod uticajem sopstvenih neophodnih zakona, energija sveta nestaje, svet se kreće ka svojoj smrti, kada sile prestaju da deluju svuda, a toplota i temperatura se ravnomerno raspoređuju...
Ali dok se nijedna sila ne može oduprijeti ovoj tendenciji, slučaj može i hoće je spriječiti. Sila je na kraju disipativnog karaktera, slučajnost je konačno koncentrisana. Rasipanje energije prema nepromjenjivim zakonima prirode, na osnovu istih zakona, praćeno je okolnostima koje su sve povoljnije za slučajnu koncentraciju energije. Neminovno će doći trenutak kada dva trenda uravnoteže jedan drugog. To je stanje u kojem se danas nesumnjivo nalazi cijeli svijet.'
Informacije
Ilya Prigogine, Isabella Stengers, Red iz haosa. Novi dijalog između čovjeka i prirode, Moskva, Progres, 1986.
„U naše vrijeme i fizika i metafizika zapravo zajedno dolaze do koncepta svijeta (kako! ispada da metafizika vlada... vaši Fojerbahovi i Marksovi su bili budale! Nije džabe što I.P. tako marljivo filtrira čitavu drugu polovinu 19. veka - postoji neprekidni prečnik, i Šta koji je rodio strašni dijalektički materijalizam?! -JC)Oprostite na podsjećanju, ali autor ovih pasusa je kao naučnik, čak i nobelovac, a ne neki pop ili novinar iz rubrike “o nauci” nekog utro.ru... Na osnovu pisma sa kojim "u tekstu je napisano "Bog" - možete pogoditi datum prijevoda - 1986. (ali smo već živeli ispod pluralizam- i nije prošlo nekoliko godina od izlaska londonskog izdanja remek-djela!)
...
Klasična nauka je rođena iz kulture prožete idejom o jedinstvu između osoba na pola puta između božanskog i prirodnog poretka, i bogami racionalan i razumljiv zakonodavac, suvereni arhitekta koga shvatamo po sopstvenoj slici (to je klasična nauka! Bez Boga nema načina - JC). Doživjela je trenutak kulturnog sazvučja, koji je filozofima i teolozima omogućio da se bave problemima prirodnih nauka, a naučnicima da dešifruju kreatorove namjere i izraze mišljenja o božanskoj mudrosti i moći manifestovanoj u stvaranju svijeta. (ispada da naučnici dešifruju planove kreator! -JC). Uz podršku religije i filozofije, naučnici su došli do zaključka da su njihove aktivnosti samodovoljne (da, posebno uz podršku religije! - JC), da iscrpljuje sve mogućnosti racionalnog pristupa prirodnim pojavama...
Dualističke implikacije moderne nauke... opis je objektivan u meri u kojoj je posmatrač isključen iz njega, a sam opis je proizveden sa tačke koja de jure leži izvan sveta, odnosno sa božanske tačke gledišta, dostupna od samog početka do ljudske duše, stvorene na sliku Božiju... (klinički suludiji opis zatvorenih sistema - to još treba da potražimo! - JC)
Gospod Bog, ako je želio, mogao bi izračunati putanje u nestabilnom dinamičkom svijetu. U isto vrijeme, on bi dobio isti rezultat koji nam teorija vjerovatnoće dozvoljava (a mi razmatramo teoriju vjerovatnoće sa božanske tačke gledišta! - Zaboravio sam šta sam gore napisao? - JC). Naravno, sveznajućem bogu sa svojim apsolutnim znanjem ne bi bilo teško da se oslobodi svih prilika. Dakle, možemo reći da bliska veza između nestabilnosti i vjerovatnoće nesumnjivo postoji." (briljantan argument! - JC)
...
Živimo u opasnom i neizvjesnom svijetu, koji ne izaziva osjećaj slijepog povjerenja, već samo isti osjećaj umjerene nade koji neki talmudski (sic! - JC) tekstovi pripisuju bogu iz Knjige Postanka."
- "Poredak iz haosa" - Ilja Prigogin, Isabella Stengers - remek djelo završava citatom iz "Knjige postanka" (zašto ne iz Mahabharate?!).
Da li još neko sumnja u to Šta dao Nobelovu nagradu ovom naučnom kopaču, Velikom naučniku? I kojim divnim i razumljivim jezikom je napisana ova napredna (da!) kreacija! Razumijete sve o tome kulturna konsonancija I dualističke implikacije?
Inače, prema tačnom zahtjevu" kulturna konsonancija" - nema ni jednog rezultata na Google-u. A ako želite pronaći izvor citata, trebate samo upisati "trenutak kulturnog suglasja."
Pa, sam Prigožin u svojoj autobiografiji indirektno priznaje da je dobio nagradu umjesto drugih naučnika koji su zapravo napravili zadivljujuća otkrića u oblasti koju je on oteo - oh, ne možete uzeti zasluge za reakciju Belousova-Žabotinski, kao ni za njenu tumačenje... ali Nobelova nagrada za neravnotežna termodinamika je dodijeljen Prigožinu, a ne nekom bednom sovjetskom naučniku (Belousov je bio i komandant crvene brigade!)
Scientific prokapitalistička javnost je, naravno, bila šokirana kada je reakcija BZ-a 1968. postala poznata svijetu - kako to da su u mračnim podrumima sovjetskih laboratorija za mučenje dovodili u pitanje promisao Božiji - otkrili samooscilacije - znaci samoorganizacije - u hemijskim sistemima! Isto tako, opravdati bezbožno porijeklo života svojom vlastitom reakcijom diamata oni će prevariti! Ovdje je dobro došao obećavajuće metodolog, nasledni hemičar, dečak iz dobre porodice, sastavljač monografija o neravnotežnoj statističkoj mehanici i lukavi biznismen-tumač honorarno - I. Prigožin sa idealnim profilom - sin izbeglica (težak odnos sa novim režimom) od krvavih boljševika! I u potpunosti je zaradio svoj honorar.
Naša vizija prirode prolazi kroz radikalne promjene prema višestrukosti, privremenosti i složenosti. Dugo je zapadnom naukom dominirala mehanička slika svemira. Sada prepoznajemo da živimo u pluralističkom svijetu. Postoje fenomeni koji nam se čine determinističkim i reverzibilnim. Takva su, na primjer, kretanja klatna bez trenja ili Zemlje oko Sunca. Ali postoje i nepovratni procesi koji kao da nose strijelu vremena. Na primjer, ako spojite dvije tekućine poput alkohola i vode, iz iskustva je poznato da će se s vremenom pomiješati. Obrnuti proces - spontano odvajanje smjese na čistu vodu i čisti alkohol - nikada se ne opaža. Stoga je miješanje alkohola i vode nepovratan proces. Sva hemija, u suštini, je beskonačna lista takvih nepovratnih procesa.
Jasno je da, pored determinističkih procesa, neke fundamentalne pojave, kao što je biološka evolucija ili evolucija ljudskih kultura, moraju sadržavati neku vrstu vjerovatnoće. Čak i naučnik duboko uveren u ispravnost determinističkih opisa teško bi se usudio da tvrdi da u trenutku Velikog praska, tj. Nama poznato porijeklo Univerzuma, datum izdavanja naše knjige bio je ispisan na pločama zakona prirode. Klasična fizika je posmatrala fundamentalne procese kao determinističke i reverzibilne. Procesi povezani sa slučajnošću ili nepovratnošću smatrani su nesretnim izuzecima od opšteg pravila. Sada vidimo koliko važnu ulogu svuda igraju nepovratni procesi i fluktuacije.
Iako je zapadna nauka podstakla neobično plodan dijalog između čoveka i prirode, neke od posledica uticaja prirodnih nauka na ljudsku kulturu nisu uvek bile pozitivne. Na primjer, suprotstavljanje “dvije kulture” je u velikoj mjeri posljedica sukoba između bezvremenskog pristupa klasične nauke i pristupa orijentiranog na vrijeme koji je dominirao velikom većinom društvenih i humanističkih znanosti. Ali tokom proteklih decenija, dogodile su se dramatične promene u prirodnim naukama, neočekivane kao što je rođenje geometrije ili grandiozna slika svemira nacrtana u Newtonovim „Matematičkim principima prirodne filozofije“. Sve smo svjesniji da na svim nivoima - od elementarnih čestica do kosmologije - slučajnost i nepovratnost igraju važnu ulogu, čija važnost raste kako se naše znanje širi. Nauka ponovo otkriva vrijeme. Naša knjiga posvećena je opisu ove konceptualne revolucije.
Revolucija o kojoj je reč dešava se na svim nivoima: na nivou elementarnih čestica, u kosmologiji, na nivou takozvane makroskopske fizike, pokrivajući fiziku i hemiju atoma ili molekula, posmatranih bilo pojedinačno ili globalno, kao što se radi, za na primjer, u proučavanju tekućina ili plinova. Moguće je da se konceptualna revolucija u prirodnim naukama može najjasnije sagledati upravo na makroskopskom nivou. Klasična dinamika i moderna hemija trenutno doživljavaju period radikalnih promjena. Da smo prije nekoliko godina pitali fizičara koje fenomene njegova nauka može objasniti i koji problemi ostaju otvoreni, on bi vjerovatno odgovorio da još nismo postigli adekvatno razumijevanje elementarnih čestica ili kosmološke evolucije, ali imamo sasvim zadovoljavajuće znanje o procesi koji se odvijaju na skalama srednjim između submikroskopskog i kosmološkog nivoa. Danas manjina istraživača, kojoj pripadaju i autori ove knjige i koji je svakim danom sve više, ne dijele takav optimizam: tek počinjemo shvaćati nivo prirode na kojem živimo, a to je naš nivo. knjiga se fokusira na.
Da bi se ispravno procijenilo sadašnje konceptualno preopremanje fizike, potrebno je ovaj proces razmotriti u pravoj istorijskoj perspektivi. Istorija nauke nipošto nije linearni razvoj niza uzastopnih približavanja nekoj dubokoj istini. Istorija nauke je puna kontradikcija i neočekivanih preokreta. Značajan dio naše knjige posvetili smo shemi istorijskog razvoja zapadne nauke, počevši od Newtona, tj. iz događaja od pre tri stotine godina. Pokušali smo da smestimo istoriju nauke u istoriju misli kako bismo je integrisali sa evolucijom zapadne kulture u poslednja tri veka. Samo na taj način možemo istinski cijeniti jedinstvenost trenutka u kojem živimo.
U naučnom naslijeđu koje smo naslijedili postoje dva fundamentalna pitanja na koja naši prethodnici nisu mogli pronaći odgovor. Jedno od njih je pitanje odnosa haosa i reda. Čuveni zakon povećanja entropije opisuje svijet koji neprestano evoluira od reda do haosa. U isto vrijeme, kako pokazuje biološka ili društvena evolucija, složeno proizlazi iz jednostavnog. Kako ovo može biti? Kako struktura može nastati iz haosa? Sada smo dosta daleko stigli u odgovoru na ovo pitanje. Sada znamo da neravnoteža - tok materije ili energije - može biti izvor reda.
Ali postoji još jedno, još fundamentalnije pitanje. Klasična ili kvantna fizika opisuje svijet kao reverzibilan, statičan. U njihovom opisu nema mjesta za evoluciju ni za red ni za haos. Informacije izvučene iz dinamike ostaju konstantne tokom vremena. Postoji jasna kontradikcija između statičke slike dinamike i evolucijske paradigme termodinamike. Šta je ireverzibilnost? Šta je entropija? Gotovo da nema drugih pitanja o kojima bi se tako često raspravljalo u razvoju nauke. Tek sada počinjemo da postižemo taj stepen razumevanja i nivo znanja koji nam omogućava da odgovorimo na ova pitanja u ovoj ili drugoj meri. Red i haos su složeni koncepti. Jedinice koje se koriste u statičkom opisu koji daje dinamika razlikuju se od jedinica koje su bile potrebne za stvaranje evolucijske paradigme izražene rastom entropije. Prijelaz iz jedne jedinice u drugu dovodi do novog koncepta materije. Materija postaje „aktivna“: ona stvara nepovratne procese, a nepovratni procesi organizuju materiju.<...>
Kojih je preduslova klasične nauke moderna nauka uspela da se oslobodi? Obično od onih koji su bili usredsređeni na osnovnu tezu koja je na nekom nivou svijet je jednostavan i poštuje vremensko reverzibilne fundamentalne zakone. Takvo gledište nam se danas čini kao preveliko pojednostavljenje. Podijeliti to znači postati poput onih koji zgrade vide kao gomile cigli. Ali od istih cigli možete izgraditi fabričku zgradu, palatu i hram. Samo sagledavanjem zgrade u cjelini stičemo sposobnost da je percipiramo kao proizvod jedne ere, kulture, društva, stila. Postoji još jedan sasvim očigledan problem: budući da svijet oko nas niko nije izgradio, suočeni smo s potrebom da damo opis njegovih najmanjih "cigli" (tj. mikroskopske strukture svijeta) koji bi objasnili proces samosastavljanja.
Potraga za istinom koju je poduzela klasična nauka može sama po sebi poslužiti kao izvrstan primjer dualnosti koja se jasno može vidjeti kroz historiju zapadnoevropske misli. Tradicionalno se smatralo da je samo nepromjenjivi svijet ideja, da upotrebim Platonov izraz, “osijan suncem razumljivog”. U istom smislu, bilo je uobičajeno da se naučna racionalnost vidi samo u večnim i nepromenljivim zakonima. Ipak, na privremeno i prolazno se gledalo kao na iluziju. Danas se takvi stavovi smatraju pogrešnim. Otkrili smo da u prirodi nije iluzorna, već vrlo stvarna nepovratnost koja je u osnovi većine procesa samoorganizacije koja igra značajnu ulogu. Reverzibilnost i tvrdi determinizam u svijetu oko nas primjenjivi su samo u jednostavnim ograničavajućim slučajevima. Nepovratnost i slučajnost se sada ne smatraju izuzetkom, već općim pravilom.<...>
Danas se glavni fokus naučnog istraživanja pomjerio sa supstance na odnos, vezu, vrijeme.
Ova dramatična promjena u perspektivi nije rezultat proizvoljne odluke. U fizici nas na to primoravaju nova, nepredviđena otkrića. Ko bi očekivao da će mnoge (ako ne i sve) elementarne čestice biti nestabilne? Ko bi očekivao da ćemo uz eksperimentalnu potvrdu hipoteze o širenju svemira imati priliku da pratimo istoriju svijeta oko nas kao jedinstvenu cjelinu?
Do kraja 20. vijeka. naučili smo da bolje razumemo značenje dve velike revolucije u prirodnim naukama, koje su imale presudan uticaj na formiranje moderne fizike: stvaranje kvantne mehanike i teorije relativnosti. Obje revolucije počele su pokušajima da se ispravi klasična mehanika uvođenjem novootkrivenih univerzalnih konstanti u nju. Sada se situacija promijenila. Kvantna mehanika nam je dala teorijsku osnovu za opisivanje beskonačnih transformacija jedne čestice u drugu. Isto tako, opšta teorija relativnosti je postala temelj iz kojeg možemo pratiti termalnu istoriju Univerzuma u njegovim ranim fazama.
Po svojoj prirodi, naš univerzum je pluralistički i složen. Strukture mogu nestati, ali se mogu i pojaviti. Neki procesi, uz postojeći nivo znanja, mogu se opisati pomoću determinističkih jednačina, dok drugi zahtijevaju korištenje probabilističkih razmatranja.
Kako se može prevazići prividna kontradikcija između determinističkog i slučajnog? Na kraju krajeva, mi živimo u jednom svijetu. Kao što će se kasnije pokazati, tek sada počinjemo da uviđamo značaj čitavog niza problema povezanih sa nužnošću i slučajnošću. Osim toga, raznim fenomenima koje promatramo i opisujemo pridajemo potpuno drugačije, a ponekad čak i suprotno značenje od klasične fizike. Već smo spomenuli da su se prema ranije postojećoj tradiciji fundamentalni procesi smatrali determinističkim i reverzibilnim, a procesi koji su na ovaj ili onaj način bili povezani sa slučajnošću ili nepovratnošću tumačeni kao izuzeci od opšteg pravila. Danas svuda vidimo koliko je važna uloga koju imaju nepovratni procesi i fluktuacije. Modeli koje razmatra klasična fizika odgovaraju, kako sada razumijemo, samo graničnim situacijama. Mogu se stvoriti umjetno tako što se sistem stavi u kutiju i čeka dok ne dođe u stanje ravnoteže.
Veštačko može biti determinističko i reverzibilno. Prirodno svakako sadrži elemente slučajnosti i nepovratnosti. Ova primjedba nas vodi do nove perspektive o ulozi materije u Univerzumu. Materija više nije pasivna supstancija koja se opisuje u okviru mehaničke slike svijeta, već je karakterizira i spontana aktivnost. Razlika između novog pogleda na svijet i tradicionalnog toliko je duboka da, kao što je već spomenuto u predgovoru, s pravom možemo govoriti o novom dijalogu čovjeka i prirode.<...>
Dva potomka teorije toplote u pravoj liniji - nauke o pretvaranju energije iz jednog oblika u drugi i teorije toplotnih motora - zajedno su dovele do stvaranja prve "neklasične" nauke - termodinamike. Nijedan od doprinosa termodinamike u riznicu nauke ne može se uporediti u novinama sa čuvenim drugim zakonom termodinamike, čijim je dolaskom „strela vremena“ prvi put ušla u fiziku. Uvođenje jednosmjernog vremena bilo je dio šireg pokreta u zapadnoevropskoj misli. 19. vijek se s pravom može nazvati stoljećem evolucije: biologiji, geologiji i sociologiji počele su se obraćati pažnja u 19. stoljeću. sve veća pažnja proučavanju procesa nastanka novih strukturnih elemenata i sve veće složenosti. Što se termodinamike tiče, ona se zasniva na razlici između dvije vrste procesa: reverzibilnih procesa koji ne zavise od smjera vremena i ireverzibilnih procesa koji zavise od smjera vremena. Kasnije ćemo se upoznati s primjerima reverzibilnih i ireverzibilnih procesa. Koncept entropije je uveden kako bi se razlikovali reverzibilni procesi od ireverzibilnih: entropija se povećava samo kao rezultat ireverzibilnih procesa.
Tokom celog 19. veka. fokus je bio na proučavanju konačnog stanja termodinamičke evolucije. Termodinamika 19. stoljeća. bila je ravnotežna termodinamika. Neravnotežni procesi su posmatrani kao manji detalji, poremećaji, sitni beznačajni detalji koji ne zaslužuju posebno proučavanje. Trenutno se situacija potpuno promijenila. Sada znamo da daleko od ravnoteže mogu spontano nastati nove vrste struktura. U vrlo neravnotežnim uslovima može doći do prijelaza iz nereda, termalnog haosa u red. Mogu se pojaviti nova dinamička stanja materije, koja odražavaju interakciju datog sistema sa okolinom. Nazvali smo te nove strukture disipativne strukture, pokušavajući naglasiti konstruktivnu ulogu disipativnih procesa u njihovom nastanku.
Naša knjiga opisuje neke od metoda koje su razvijene posljednjih godina kako bi opisali kako nastaju i evoluiraju disipativne strukture. U njihovom predstavljanju prvi put ćemo se susresti s ključnim riječima kao što su „nelinearnost“, „nestabilnost“ i „fluktuacija“, koje se kao lajtmotiv provlače kroz cijelu knjigu. Ova trijada je počela da prožima naše poglede na svet izvan fizike i hemije.
U raspravi o kontrastu između prirodnih i humanističkih nauka, citirali smo riječi Isaije Berlina. Berlin je suprotstavio specifično i jedinstveno sa repetitivnim i opštim. Izvanredna karakteristika procesa koje razmatramo je da se u prelasku iz ravnotežnih uslova u visoko neravnotežne, krećemo od ponavljajućeg i opšteg ka jedinstvenom i specifičnom. Zaista, zakoni ravnoteže su veoma opšti: oni su univerzalni. Što se tiče ponašanja materije blizu ravnotežnog stanja, ono se karakteriše „ponavljanjem“. U isto vrijeme, daleko od ravnoteže, počinju djelovati različiti mehanizmi, što odgovara mogućnosti pojave disipativnih struktura različitih tipova. Na primjer, daleko od ravnoteže, možemo uočiti pojavu hemijskog sata - hemijske reakcije sa karakterističnom koherentnom (konzistentnom) periodičnom promjenom koncentracije reagensa. Daleko od ravnoteže, uočavaju se i procesi samoorganizacije koji dovode do formiranja nehomogenih struktura - neravnotežnih kristala.
Posebno treba naglasiti da je ovakvo ponašanje visoko neravnotežnih sistema prilično neočekivano. Zaista, svatko od nas intuitivno zamišlja da se kemijska reakcija odvija otprilike na sljedeći način: molekule "lebde" u svemiru, sudaraju se i, preuređujući se kao rezultat sudara, pretvaraju se u nove molekule. Haotično ponašanje molekula može se uporediti sa slikom koju atomisti slikaju kada opisuju kretanje čestica prašine koje plešu u zraku. Ali u slučaju hemijskog sata, suočeni smo sa hemijskom reakcijom koja se uopšte ne odvija kako nam kaže naša intuicija. Pojednostavljujući situaciju donekle, možemo reći da u slučaju hemijskog sata svi molekuli menjaju svoj hemijski identitet istovremeno, u ispravnim intervalima. Ako zamislimo da su molekuli polazne tvari i produkt reakcije obojeni plavo, odnosno crveno, tada bismo vidjeli kako se njihova boja mijenja u ritmu kemijskog sata.
Jasno je da se takva periodična reakcija ne može opisati na osnovu intuitivnih ideja o haotičnom ponašanju molekula. Nastao je nalog novog, do tada nepoznatog tipa. U ovom slučaju, prikladno je govoriti o novoj koherentnosti, o mehanizmu „komunikacije“ između molekula. Ali veza ovog tipa može nastati samo pod veoma neravnotežnim uslovima. Zanimljivo je napomenuti da je takva veza raširena u živom svijetu. Njegovo postojanje može se uzeti kao sama osnova definicije biološkog sistema.
Takođe treba dodati da vrsta disipativne strukture u velikoj meri zavisi od uslova njenog nastanka. Vanjska polja, kao što su Zemljino gravitacijsko polje ili magnetsko polje, mogu igrati značajnu ulogu u odabiru mehanizma samoorganizacije.
Počinjemo shvaćati kako je na osnovu hemije moguće izgraditi složene strukture, složene oblike, uključujući i one koji mogu postati prethodnici živih bića. U izrazito neravnotežnim pojavama pouzdano je utvrđeno vrlo važno i neočekivano svojstvo materije: od sada fizika s pravom može opisati strukture kao oblike prilagođavanja sistema vanjskim uvjetima. U najjednostavnijim hemijskim sistemima susrećemo se sa svojevrsnim mehanizmom prebiološke adaptacije. Pomalo antropomorfnim jezikom možemo reći da je u stanju ravnoteže materija „slepa“, dok u visoko neravnotežnim uslovima stiče sposobnost da uočava razlike u spoljašnjem svetu (na primer, slabo gravitaciono i električno polje) i „uzme uzeti u obzir” u svom funkcionisanju.
Naravno, problem nastanka života i dalje ostaje veoma težak i ne očekujemo jednostavno rješenje u bliskoj budućnosti. Ipak, našim pristupom život prestaje da se odupire „običnim“ zakonima fizike, da se bori protiv njih kako bi izbjegao sudbinu koja mu je pripremljena – smrt. Naprotiv, život nam se čini kao jedinstvena manifestacija samih uslova u kojima se nalazi naša biosfera, uključujući nelinearnost hemijskih reakcija i veoma neravnotežne uslove koje je biosferi nameće sunčevo zračenje.
Detaljno razmatramo koncepte koji nam omogućavaju da opišemo formiranje disipativnih struktura, na primjer, koncepte teorije bifurkacije. Treba naglasiti da su uočene značajne fluktuacije u sistemima blizu tačaka bifurkacije. Čini se da takvi sistemi "oklevaju" prije nego što izaberu jedan od nekoliko evolucijskih puteva, a poznati zakon velikih brojeva, ako se shvati na uobičajen način, prestaje da važi. Mala fluktuacija može pokrenuti evoluciju u potpuno novom smjeru, što će dramatično promijeniti cjelokupno ponašanje makroskopskog sistema. Neminovno se javlja analogija sa društvenim pojavama, pa čak i sa istorijom. Daleko od ideje suprotstavljanja slučajnosti i nužnosti, vjerujemo da oba aspekta igraju značajnu ulogu u opisu nelinearnih, visoko neravnotežnih sistema.
Da rezimiramo, možemo reći da u prva dva dijela naše knjige razmatramo dva suprotna pogleda na fizički svijet: statički pristup klasične dinamike i evolucijski pogled zasnovan na korištenju koncepta entropije. Sukob između ovakvih suprotstavljenih pristupa je neizbježan. Dugo ga je kočio tradicionalni pogled na nepovratnost kao iluziju, aproksimaciju. Čovjek je uveo vrijeme u bezvremenski Univerzum. Za nas je neprihvatljivo takvo rješenje problema ireverzibilnosti, u kojem se nepovratnost svodi na iluziju ili je posljedica određenih aproksimacija, budući da, kako sada znamo, nepovratnost može biti izvor reda, koherentnosti i organizacije.
Sukob između bezvremenskog pristupa klasične mehanike i evolutivnog pristupa postao je neizbježan. Treći dio naše knjige posvećen je akutnom sukobu ova dva suprotstavljena pristupa opisivanju svijeta. U njemu se detaljno ispituju tradicionalni pokušaji rješavanja problema nepovratnosti, poduzeti prvo u klasičnoj, a zatim u kvantnoj mehanici. Pionirski rad Boltzmanna i Gibbsa odigrao je posebnu ulogu u tome. Ipak, s pravom možemo tvrditi da problem nepovratnosti ostaje uglavnom neriješen.<...>
Sada možemo s većom tačnošću suditi o porijeklu pojma vremena u prirodi, a ta okolnost dovodi do dalekosežnih posljedica. Ireverzibilnost je uvedena u makroskopski svijet drugim zakonom termodinamike - zakonom neopadajuće entropije. Sada razumijemo drugi zakon termodinamike na mikroskopskom nivou. Kao što će se kasnije pokazati, drugi zakon termodinamike funkcioniše kao pravilo selekcije - ograničenja na početne uslove koji se šire u kasnijim vremenima prema zakonima dinamike. Dakle, drugi princip uvodi novi, nesvodljivi element u naš opis prirode. Drugi zakon termodinamike nije u suprotnosti s dinamikom, ali se iz njega ne može izvesti.
Boltzmann je već shvatio da mora postojati bliska veza između vjerovatnoće i nepovratnosti. Razlika između prošlosti i budućnosti, te stoga ireverzibilnost, može ući u opis sistema samo ako se sistem ponaša na dovoljno nasumičan način. Naša analiza potvrđuje ovu tačku gledišta. Zaista, koja je strijela vremena u determinističkom opisu prirode? Šta je njegovo značenje? Ako je budućnost nekako sadržana u sadašnjosti, koja sadrži i prošlost, šta onda tačno znači strijela vremena? Strela vremena je manifestacija činjenice da budućnost nije data, tj. da je, prema riječima francuskog pjesnika Paula Valéryja, “vrijeme konstrukcija”.
Naše svakodnevno životno iskustvo pokazuje da postoji fundamentalna razlika između vremena i prostora. Možemo se kretati od jedne tačke u prostoru do druge, ali ne možemo vratiti vrijeme. Ne možemo preurediti prošlost i budućnost. Kao što ćemo kasnije vidjeti, ovaj osjećaj nemogućnosti okretanja vremena sada dobija precizno naučno značenje. Dopuštena („dozvoljena“) stanja su odvojena od stanja zabranjenih drugim zakonom termodinamike, beskonačno visokom entropijskom barijerom. Postoje mnoge druge barijere u fizici. Jedna od njih je brzina svjetlosti. Prema modernim konceptima, signali ne mogu putovati brže od brzine svjetlosti. Postojanje ove barijere je veoma važno: bez nje bi se uzročnost raspala u prah. Isto tako, entropijska barijera je preduvjet za davanje preciznog fizičkog značenja vezi. Zamislite šta bi se dogodilo da naša budućnost postane prošlost nekih drugih ljudi!<...>
Ali možda je najvažniji napredak to što se problem strukture, reda, sada pojavljuje pred nama u drugoj perspektivi. Kao što će biti prikazano u pogl. 8, sa stanovišta mehanike, klasične ili kvantne, ne može postojati evolucija sa jednosmjernim vremenom. „Informacija“ u obliku koji se može definisati u smislu dinamike ostaje konstantna tokom vremena. Ovo zvuči paradoksalno. Ako pomiješamo dvije tekućine, onda neće doći do "evolucije", iako ih nije moguće razdvojiti bez pribjegavanja pomoći nekom vanjskom uređaju. Naprotiv, zakon neopadajuće entropije opisuje mešanje dve tečnosti kao evoluciju ka „haosu“, ili „poremećaju“, najverovatnijem stanju. Sada već imamo sve što je potrebno da dokažemo međusobnu konzistentnost oba opisa: kada je u pitanju informacija ili red, potrebno je svaki put redefinirati jedinice koje razmatramo. Važna nova činjenica je da sada možemo uspostaviti precizna pravila za prelazak sa jedinica jednog tipa na jedinice drugog tipa. Drugim riječima, uspjeli smo dobiti mikroskopsku formulaciju evolucijske paradigme izražene drugim zakonom termodinamike. Ovaj zaključak nam se čini važnim, budući da evolucijska paradigma pokriva cijelu hemiju, kao i značajne dijelove biologije i društvenih nauka. Istina nam je nedavno otkrivena. Proces revizije osnovnih koncepata koji se trenutno odvija u fizici još je daleko od završenog. Naš cilj uopšte nije da istaknemo priznata dostignuća nauke, njene stabilne i pouzdano utvrđene rezultate. Želimo da skrenemo pažnju čitaoca na nove koncepte koji se rađaju tokom naučne delatnosti, njene izglede i nove probleme. Jasno smo svjesni da smo tek na samom početku nove faze naučnog istraživanja.<...>
Vjerujemo da smo na putu nove sinteze, novog koncepta prirode. Možda ćemo jednog dana moći spojiti zapadnjačku tradiciju, koja naglašava eksperimentiranje i kvantitativne formulacije, s tradicijom kao što je kineska, sa svojim idejama o spontanom promjenjivom, samoorganizirajućem svijetu. Na početku uvoda naveli smo riječi Jacquesa Monoda o usamljenosti čovjeka u Univerzumu. Zaključak do kojeg dolazi je:
„Drevna zajednica [čovjeka i prirode] je uništena. Čovjek konačno spozna svoju usamljenost u ravnodušnom prostranstvu Univerzuma iz kojeg je slučajno izašao.”
Monod je očigledno u pravu. Drevni savez je potpuno uništen. Ali svoju svrhu ne vidimo u žaljenju za prošlošću, već u pokušaju da pronađemo nit vodilju koja vodi ka nekoj jedinstvenoj slici svijeta u izuzetnoj raznolikosti modernih prirodnih nauka. Svaki veliki period u istoriji prirodnih nauka vodi ka sopstvenom modelu prirode. Za klasičnu nauku takav model je bio sat, za 19. vek - period industrijske revolucije - parna mašina. Šta će za nas postati simbol? Čini se da je naš ideal najpotpunije izražen skulpturom - od umjetnosti drevne Indije ili Srednje Amerike iz predkolumbijske ere do moderne umjetnosti. U nekim od najsavršenijih primjera skulpture, na primjer, u figuri Šive koja pleše ili u minijaturnim modelima Guerrerovih hramova, jasno se može naslutiti potraga za neuhvatljivim prijelazom iz mirovanja u pokret, iz zaustavljenog vremena u teče. vrijeme. Uvjereni smo da upravo ova konfrontacija određuje jedinstveni identitet našeg vremena.<...>
Povezujući entropiju sa dinamičkim sistemom, vraćamo se na Boltzmannov koncept: vjerovatnoća dostiže maksimum u stanju ravnoteže. Strukturne jedinice koje koristimo da opišemo termodinamičku evoluciju ponašaju se haotično u stanju ravnoteže. Nasuprot tome, pod slabo neravnotežnim uslovima, javljaju se korelacije i koherentnost.
Ovdje dolazimo do jednog od naših glavnih zaključaka: na svim nivoima, bilo da se radi o nivou makroskopske fizike, nivou fluktuacija ili mikroskopskom nivou, izvor reda je neravnoteža. Neravnoteža je ono što stvara „red iz haosa“. Ali, kao što smo već spomenuli, koncept reda (ili nereda) je složeniji nego što se misli. Samo u ekstremnim slučajevima, na primjer u rijetkim plinovima, dobiva jednostavno značenje u skladu s pionirskim radovima Boltzmanna.<...>
Sada je naše povjerenje u „racionalnost“ prirode poljuljano, dijelom kao rezultat brzog rasta prirodnih znanosti u naše vrijeme. Kao što je navedeno u Predgovoru, naša vizija prirode je doživjela temeljne promjene. Sada uzimamo u obzir aspekte promjena kao što su višestrukost, vremenska ovisnost i složenost. Neke od promjena koje su se dogodile u našim pogledima na svijet opisane su u ovoj knjizi.
Tražili smo opšte, sveobuhvatne šeme koje bi se mogle opisati jezikom večnih zakona, ali smo otkrili vreme, događaje, čestice koje prolaze kroz razne transformacije. Tragajući za simetrijom, bili smo iznenađeni kada smo otkrili procese praćene kršenjem simetrije na svim nivoima - od elementarnih čestica do biologije i ekologije. U našoj knjizi opisali smo sukob između dinamike, s njenom inherentnom simetrijom u vremenu, i termodinamike, koju karakterizira jednosmjerni smjer vremena.
Novo jedinstvo se pojavljuje pred našim očima: nepovratnost je izvor reda na svim nivoima. Nepovratnost je mehanizam koji stvara red iz haosa.
Prigogine I., Stengers I. Red iz haosa. Novi dijalog između čovjeka i prirode. M., 1986. P. 34-37, 47-50, 53-61, 65-66, 357, 363.
Učitavanje...