§ 2. Эктропизм жизни и его масштабы

Рассматривая эктропизм жизни как явление системной организации, мы попытаемся в данном параграфе поточнее очертить его отличие от других типов организации или антиэнтропийной упорядоченности, а также оценить пространственно-временные масштабы этого явления.

Сначала, в порядке исторической справки, отметим, что феномен антиэнтропийной организации жизни никогда не выпадал из поля зрения научного (или близкого к научному) сообщества. В ХIХ веке и в начале текущего столетия его соотносили с такими понятиями, как жизненная сила, магнетическая сила и т.п. В книге французского мыслителя Г.Дюрвилля «Призрак живых. Анатомия и физиология души» можно, например, прочитать следующее:

«Все, изучавшие последний (речь идет о магнетизме – В.Ш.) с философской точки зрения, понимают, что материя была бы бездейственна, если бы ее не оживляла независимая сила, что везде существуют материя и сила, и человек двойственен, то есть, состоит из материального тела и тело это оживлено разумной силой, называемой в просторечии душою или духом. Ученые магнетизеры, изучавшие опытным образом магнетизм, по данным современной науки знают, что магнетическая сила, выделяемая человеческим телом, обладает значительно высшей потенциальностью, чем силы физические и химические, и принадлежит она не телу видимому, а силе, оживляющей тело» [17; 4].

Если бы Ф.Энгельсу попались в свое время на глаза подобного рода высказывания, он отнес бы их в графу, озаглавленную «Естествознание в мире духов» [18; 33 – 43]. Ведь в книге Г.Дюрвилля речь идет о наличии у человека души и тела, а признать существование души или духа ни один материалист никогда не решался, даже если он относил себя к разряду материалистов диалектических. А между тем, если вчитаться в сочинение Дюрвилля повнимательнее, откроется любопытная вещь: речь идет об особой силе, но не об оккультной силе медиумов, а о той реальной силе, которая противостоит энтропийному распаду всякого живого организма.

Г.Дюрвилль пишет: «Переданная какому-либо телу магнетическая сила проникает в сердце этого тела, в самые атомы его, так как она противостоит кипению, сгоранию и различным химическим процессам, которые разлагают тело на его составные элементы. Как я показал в своей «Магнетической физике», она неразрушима, по крайней мере, для низших сил и воздействия природы» [17; 5].

Мы полагаем, что синергетика теперь и начинает заполнять ту, в прошлом незанятую, нишу в науке, где некогда находили пристанище так называемые «магнетические силы». Должна же, наконец, наука ответить на вопрос, почему живые организмы обладают потенциалом устойчивого развития, а не распадаются от теплового движения, как это должно было бы происходить в соответствии с законами (стандартной) физики.

Для облегчения оперирования с синергетическими понятиями введем термин «эктропийное (антиэнтропийное) поле». Оправданием для его введения пока может служить такая простая аналогия. Физика оперирует с разными энергетическими потенциалами, которые проявляются в действии соответствующих сил. Так, скажем, электрический потенциал проявляется в действии электрических сил, магнитный – в действии магнитных сил, гравитационный потенциал проявляется в действии сил гравитационного притяжения. Каждому виду сил соответствует свое (силовое) поле. Электрические и магнитные силы объединяются в единое электромагнитное поле, ядерные силы объединяются полем сильного взаимодействия; есть еще, помимо поля сил гравитационного взаимодействия, поле сил слабого взаимодействия.

Но всем четырем видам взаимодействия, всем четырем видам названных полей присуща одна общая черта. Все эти силовые поля при всех своих действиях и противодействиях сопровождаются рассеянием энергии, следовательно, возрастанием энтропии. Поэтому все они относятся к полю энтропийному. Их энергетический потенциал эквивалентен в этом отношении тепловому (температурному) потенциалу. Ведь если температурным потенциалом запускается действие сил, производящих (макроскопическую) работу, то это неизбежно сопровождается рассеянием, в данном случае, тепловой энергии и ростом энтропии в системе.

С другой стороны, если синергетика интересуется действием сил, которые ведут к антиэнтропийным эффектам, то мы вправе объединить эти силы понятием эктропийного поля. Признание того факта, что в живых организмах действуют эктропийные силы, ставит перед исследователем такой вопрос: имеет ли эктропийное поле, соответствующее таким силам, сугубо локальный характер или оно существует вне и помимо живых организмов?

Специально изучая этот вопрос, Ф.Ауэрбах упростил решение задачи, освободив ее от понятия силы, которое в некоторых случаях приобретало мистический характер. Сила, указывал он, есть только абстракция, а та реальность, которая стоит на самом деле за силой, есть не что иное, как ее действие. Действие же всегда проявляется в работе. Поэтому смотреть ли на этот вопрос с точки зрения экономической, естественно-научной или теоретико-познавательной  единственно реальной в жизни всегда остается работа. А весь запас работы в мире получил название энергии, и только с ней и приходится в данной задаче иметь дело [15; 16].

В терминах энергии и ее атрибутов поставленную здесь задачу он обрисовывает так. Энергия неизбежно меняется качественно, и столь же неизбежно изменяется уровень, на котором она находится. «Эту изменяемость ее мы называем тропией. Но тенденция происходящих изменений может, говоря чисто логически, быть двоякая: энергия может изменяться, усиливая свою способность к проявлению действия  такое свойство ее мы назвали бы эктропией; она может, затем, изменяться, уменьшая свою способность к проявлению действия  тогда мы будем иметь энтропию» [15; 28 – 29].

Если теперь спросить, каков же тот механизм, который противостоит обесценению энергии, увеличивает ее ценность, то на это, читая Ауэрбаха, мы получим такой ответ: «Жизнь  это та организация, которую мир создал для борьбы против обесценения энергии» [15; 48]. Поскольку механизм, увеличивающий ценность энергии, имеет столь же глобальный, вселенский масштаб, сколь и механизм ее хаотизации, постольку и жизнь, в широком смысле этого слова, является разлитой по всем просторам Вселенной.

Вопрос, сформулированный Ауэрбахом в наиболее лаконичной форме, звучит так: «Откуда жизнь берет свою способность действовать эктропически и притом не случайно и произвольно, а систематически и первично? Вряд ли есть возможность откладывать ответ на этот вопрос; во всяком случае, он где-нибудь должен быть дан, если мы не хотим скользить по поверхности, а желаем по возможности глубже вникнуть в исследуемый вопрос» [15; 68 – 69].

Итак, с точки зрения Ауэрбаха, жизнь с сопровождающими ее эктропическими процессами вовсе не изолируется в отдельных бергсоновских жизненных островках, она не есть нечто просто аномальное, нечто исключительное на фоне непреклонных законов физики. Жизнь имеет космологические масштабы. К такому выводу пришел несколько позже и французский философ и естествоиспытатель Тейяр де Шарден, рассматривая жизнь в плане такого ее проявления, как сознание. Открыть в том, что кажется исключительным, всеобщее  так формулирует все ту же задачу Т. де Шарден.

«Мы слишком часто,  пишет он,  испытывали это на опыте в последнее время, чтобы еще сомневаться: природная аномалия  это всего лишь преувеличение до ощутимости какого-либо свойства, всюду распространенного в неосязаемом виде. Какой-либо феномен, точно установленный хотя бы в одном месте, в силу фундаментального единства мира необходимо имеет повсеместные корни и всеобщее значение». Куда ведет это правило, спрашивает он, если применить его к случаю «самопознания» человека? [19; 55].

Вот два типа возможных суждений по поводу поставленного автором вопроса:

1) Сознание с полной очевидностью проявляется лишь у человека, следовательно, это единичный случай, не интересный для науки;

2) Сознание проявляется с очевидностью у человека, следовательно, обнаруживаемое в этой единичной вспышке, оно имеет космическое распространение и как таковое окружено ореолом, продлевающим его в пространстве и времени беспредельно.

По поводу второго суждения Т. де Шарден говорит, что не представляет себе, как можно было бы устраниться от такого вывода, сохраняя в то же время хорошую аналогию со всей остальной наукой. «В глубине нас самих, бесспорно, обнаруживается внутреннее, открываясь как бы через разрыв в центре существ. Этого достаточно, чтобы в той или иной степени это «внутреннее» существовало везде и всегда в природе. Раз в одной точке самой себя ткань универсума имеет внутреннюю сторону, то она неизбежно двусторонняя по самой своей структуре, т.е. в любой области пространства и времени, так же, как она, например, по структуре зерниста. Таким образом, у вещей имеется не только внешнее, но и сопряженное ему, нечто внутреннее» [19;55].

Двойственность универсума, которая характеризуется здесь в терминах «внешнее» и «внутреннее», может рассматриваться как с точки зрения двойственности пространства-времени, так и с точки зрения энергии. Первый аспект двойственности будет проанализирован в нашем исследовании несколько позже, а здесь скажем несколько слов о втором аспекте. Глава копенгагенской школы в физике Н.Бор пытался использовать гносеологические уроки квантовой механики для того, чтобы проникнуть в сущность человеческого мышления и сознания. О каких уроках здесь идет речь? Прежде всего имеются в виду эффекты необратимости, которыми сопровождается всякое наблюдение в квантовой механике, всякая регистрация атомного объекта.

«Информация об атомных объектах,  указывал Н.Бор,  получается только в форме следов, которые они оставляют на <...> измерительных приборах; таким следом является, например, пятно удара электрона о фотографическую пластинку, помещенную в экспериментальной установке. То обстоятельство, что такие следы происходят от необратимых усилительных эффектов, придает явлениям своеобразный законченный характер, прямо указывающий на принципиальную необратимость самого понятия наблюдения» [20; 135].

Никто не станет оспаривать того факта, что функционирование человеческого сознания отчасти основывается на чувственном восприятии событий и явлений внешнего мира. Но исчерпывается ли весь процесс познания и сознания лишь этой его внешней стороной? Касаясь этого вопроса, Н.Бор, в частности, писал: «С биологической точки зрения мы можем толковать признаки психических явлений, только считая, что всякий сознательный опыт соответствует остаточному следу в организме, сводящемуся к остающейся в нервной системе необратимой (курсив наш – В.Ш.) записи исхода процесса <...>. Рассуждая с телеологической точки зрения, мы могли бы подчеркнуть не только полезность остаточных следов, сказывающуюся в их влиянии на наши реакции на последующие раздражители, но и важность того, что позднейшие поколения уже не обременены частными переживаниями отдельных индивидуумов; для этих поколений существенно только воспроизведение тех свойств организмов, которые оказались полезными для накопления и использования знаний» [20; 108 – 109].

Говоря о необратимой записи следов внешних наблюдений в церебральной и генетической памяти человека, Н.Бор скорее всего имел в виду необратимость того же рода, что имеет место при образовании пятна на фотографической пластинке в том месте, куда попадает на нее регистрируемый электрон. Однако если подходить к понятию необратимости более строго, то нельзя будет не заметить, что и это понятие имеет двойственный характер. «Необратимый»  антитеза «обратимому». Обратимым процессом в термодинамике называется такой процесс  это может быть, например, когерентный волновой процесс в квантовой механике,  при котором энтропия в рассматриваемой системе остается неизменной. Но отклонение от обратимого процесса может быть двояким: как в сторону увеличения энтропии, так и в сторону ее уменьшения.

Во втором случае мы тоже имеем необратимый процесс, но процесс не энтропийный, а антиэнтропийный. Впервые на твердо установленный факт существования необратимых процессов во втором смысле, на математически-строгую проверку этого факта было указано при анализе известных теорем К.Геделя о неполноте формализованной арифметики в работе [21; 208]. (Геделева формула непосредственно указывает на антиэнтропийный характер структуры, которая записывается в человеческой памяти благодаря тому интуитивному озарению, которому соответствует геделева истина). Так что внутренний аспект сознания характеризуется, с энергетической точки зрения, его антиэнтропийной эффективностью.

Перейдем теперь к вопросу о функциональных границах системной организации. Мы интересуемся сложными развивающимися системами; ставим задачу выяснения природы тех механизмов, которые позволяют относить их к разряду систем антиэнтропийных. Если мы согласимся признать истинной гипотезу Ф.Ауэрбаха, согласно которой эктропийный порядок во вселенной обеспечивается жизнью, жизненными процессами, тогда следует приготовиться к ответу на следующее возражение: при особых обстоятельствах эктропийный порядок может возникать и без помощи живых существ, без участия в нем каких бы то ни было жизненных процессов.

Разве не об этом свидетельствуют кристаллы снежинок, образующиеся из достаточно беспорядочного состояния воды? То же самое можно сказать и о всевозможных минеральных кристаллах, образующихся из жидких веществ в глубинах земных недр.

На это возражение следует ответить так. Есть существенная разница между тем порядком, который реализуется в живых системах, и тем, который образуется в кристаллах. Можно и этот последний порядок назвать системной организацией, присовокупив к ней эпитет «кристаллическая». Кристаллическая организация вещества прямо противоположна тепловой хаотизации. Дело в том, как скажет любой человек, знакомый с курсом вузовской физики, что атомы и молекулы имеют тенденцию не только перемешиваться и хаотически двигаться, но и занимать, при снижении температурного режима их движения, такое положение, при котором их совокупная энергия оказывается наименьшей.

Для большого количества веществ самый низкий уровень энергии достигается как раз в кристаллическом состоянии. Если, читаем мы, например, в книге Б.Хобринка «Эволюция», отнять у воды энергию, остужая ее, образуются кристаллы снега или льда. Если забрать энергию у жидких веществ, содержащихся в земной коре, возникнут прекрасные кристаллы драгоценных камней. Для того, чтобы разрушить эти упорядоченные структуры, необходима дополнительная энергия [22; 60]. «Что касается молекул живых существ,  пишет автор,  то здесь существует обратный закон. У этих молекул высокий уровень энергии. При их разрушении энергия высвобождается. Именно поэтому вы можете согреться у костра из горящих дров, угля или нефти, представляющих собой остатки живых организмов. По той же причине и пища, которую мы потребляем, дает нам энергию для нашей работы, спортивных занятий и выполнения других жизненных функций» [22; 61].

Всякий кристалл можно рассматривать как одну большую  кристаллическую  молекулу. Такие кристаллические молекулы могут образовываться спонтанно, потому что для такой организации не требуется извне поступающая к ним энергия. Напротив, при кристаллизации энергия высвобождается. Молекулы же живых существ не могут возникнуть спонтанно. Для их образования требуется добавочная энергия. Но этого еще мало. Надо еще, чтобы поступающая к ним при их организации энергия была особым образом управляемой, способной накапливаться, а не служить средством дополнительной хаотизации. Такую энергию и принято называть свободной энергией, и живые упорядоченные системы отличаются от неживых кристаллов наличием у них этой свободной энергии.

Но это не единственное различие двух типов организации. Выше уже говорилось о том, что Э.Шредингер называл живые молекулы апереодическими кристаллами. В этом смысле организации живых систем можно характеризовать как тип антикристаллической организации.

Такое определение системной организации жизни оправдывается тем, что все неживые кристаллические образования удовлетворяют определенным условиям симметрии, структуры же живых молекул, хотя и отличаются определенной упорядоченностью, но они принципиально диссиметричны.

Тейяр де Шарден, пытаясь установить функциональную границу между двумя типами системной организации, ввел понятия «мира кристаллизации» и «мира полимеризации». Для минеральных видов, указывал он как специалист-геолог, характерно то, что подобно многим бесповоротно фиксированным живым организмам, они пошли по пути преждевременного замыкания в самих себе. По природе своих структур молекулы минералов неспособны к интенсивному росту. А чтобы расти и расширяться экстенсивно, они должны, как бы выходя за пределы самих себя, прибегнуть к чисто внешней ассоциации  они смыкаются и сцепляются атом с атомом, не сливаясь и не соединяясь по-настоящему. Иногда они вытягиваются в нити, как в нефрите. Иногда располагаются плоскими, как у слюды. А иногда строятся прочными клетками, как у гранита [19; 64].

И еще об особенностях мира кристаллизации: «Простое наслоение атомов или сравнительно несложных атомных группировок на геометрической решетке, бесконечная мозаика мелких ячеек  такова структура кристалла, видимая ныне благодаря рентгеновским лучам на фотографии. И в целом такое же простое и устойчивое устройство приняла с самого начала окружающая нас уплотненная материя.

Как далеко в прошлое ни заглянем, Земля в своей основной массе видится под вуалью геометрии. Земля кристаллизуется. Но не вся целиком» [19; 64 – 65]. Ибо существует, по автору, минеральный химизм и органический химизм. «Как бы ни была велика количественная диспропорция между массами, с которыми связаны эти две функции, они не могут не являться двумя нераздельными сторонами единого, совокупного землеобразовательного процесса» [19; 66].

Наша задача  определить функциональное различие между минеральным и органическим химизмом в категориях пространства и времени. В связи с этим следует задаться вопросом о том, всегда ли оправдан взгляд на структуру пространства, как на нечто такое, что полностью уподобляется поведению твердых кристаллических тел. В статье «Геометрия и опыт» А.Эйнштейн указывал, что из геометрической аксиоматики нельзя получить никаких суждений о таких реально существующих предметах, которые мы называем практически твердыми телами. «Твердые тела,  писал он,  ведут себя в смысле различных возможностей взаимного расположения, как тела эвклидовой геометрии трех измерений; таким образом, теоремы эвклидовой геометрии содержат в себе утверждения, определяющие поведение практически твердых тел» [23; 61].

Дополненная таким утверждением геометрия становится, по Эйнштейну, естественной наукой; ее можно рассматривать фактически как самую древнюю ветвь физики. «Ее утверждения, – читаем мы далее, – покоятся существенным образом на выводах из опыта, а не только на логических заключениях. Будем в дальнейшем называть дополненную таким образом геометрию «практической геометрией» в отличие от «чисто аксиоматической геометрии». Вопрос о том, является ли практическая геометрия эвклидовой или нет, приобретает совершенно ясный смысл; ответ на него может дать только опыт» [23; 85].

Таким образом, между понятием твердого кристаллического тела и геометрией, отражающей структуру пространства (и времени), имеется вполне определенное соответствие. Но нас интересует, с точки зрения задач синергетики, и другой вопрос: отвечает ли системной организации жизни специфическая структура пространства-времени? Как увидеть в пространстве-времени черты диссиметрии, свойственные живым молекулам, если пространственно-временное многообразие принято считать симметричным во всех отношениях, т.е. однородным, изотропным и т.п.?

Возможные ответы на этот вопрос будут предложены в следующей главе книги.

Г л а в а в т о р а я