ФАНТАСТИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ САМООРГАНИЗАЦИИ ГЕРМАНА ХАКЕНА

Дата публикации: 10 сентября 2015
Автор: В. Н. ГУРЬЯНОВ →
Публикатор: Научная библиотека Порталус
Рубрика: КОМПЬЮТЕРНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ →
Источник: (c) http://portalus.ru →
Номер публикации: №1441896314 / Жалобы? Ошибка? Выделите проблемный текст и нажмите CTRL+ENTER!

В работе "Информация и самоорганизация" Г. Хакен рассматривает явление самоорганизации в системах, далеких от теплового равновесия. Речь идет у него, в частности, о возникновении лазерного излучения. Рассмотрим здесь трактовку им этого явления. Но прежде напомним кратко, что говорит об этом явлении современная ("традиционная") физика. (Мы предполагаем у читателя знание физики в объеме школьного курса.)

Суть дела очень проста. (Опускаем, конечно, специальные детали, важные лишь для специалистов.) Если атом, находящийся в возбужденном состоянии, подвергается воздействию кванта света резонансной частоты, т. е. частоты, совпадающей с частотой кванта, излучаемого атомом самопроизвольно при его переходе на нижний энергетический уровень, то при таком воздействии атом переходит на нижний уровень уже не самопроизвольно, а вынужденно. Под влиянием этого "пролетающего мимо" кванта. И что самое важное, излучает при этом квант, в точности идентичный первому, т. е. совпадающий с ним по частоте, фазе и направлению.

При определенных условиях (одно из которых - наличие "избытка" возбужденных атомов) излученный атомом квант в свою очередь стимулирует излучение точно такого же кванта другим возбужденным атомом. Возникает лавина квантов света. Или, как говорят физики, монохроматический и когерентный пучок их, который и представляет собой лазерное излучение [1. С. 460 - 463].

Как очевидно уже из сказанного, возникновение лазерного излучения вызвано резонансными процессами. Лазер представляет собой колебательную систему, оптический резонатор, обладающий

стр. 11

определенным набором собственных частот колебаний [2. С. 798]. (Такого рода колебательную систему, но излучающую не в оптическом диапазоне, представляет собой и мазер.)

Считается, что вынуждающее действие объекта (в нашем примере - кванта света) на резонатор (в приведенном примере - возбужденный атом) - результат чисто физического действия на него. Так считают, в частности, Р. Фейнман, Р. Лейтон и М. Сэндс. Они настойчиво подчеркивают, что должен существовать внешний механизм влияния на состояния резонатора [3. С. 157]. Именно физическое поле кванта, следовательно, оказывает влияние на возбужденный атом и заставляет его переходить в "нормальное" состояние. Такая точка зрения - общее место в воззрениях физиков на данное явление. И выглядит она не только вполне естественной. Она представляется единственно возможной.

Теперь о том, как выглядит то же явление в изложении Г. Хакена. Исходное (если не центральное) его утверждение состоит в том, что возбужденный атом излучает не "просто" квант света, а сигнал, т. е. создает информацию, переносимую этим квантом [4. С. 46]. Информация действует, заставляя и другой возбужденный атом излучать точно такой же квант. После усиления, говорит Г. Хакен, возникает когерентная волна, состоящая из множества волн, соответствующих отдельным квантам [4. С. 46]. Эта волна служит параметром порядка, вынуждающим атомы, которые попадают в сферу ее действия, излучать идентичные кванты. Механизм вынуждающего действия Г. Хакен описывает так: параметр порядка сообщает атомам, как им надлежит вести себя [4. С. 49]! Лазерное излучение возникает, следовательно, потому, что атомы, в соответствии с полученным сообщением (или инструкцией), все начинают осциллировать когерентно, т. е. излучать совершенно одинаковые кванты света. А это и есть, по мнению Г. Хакена, самоорганизация. Ибо атомы "сами", получая от параметра порядка сообщение, организуют свое поведение.

Итак, именно информация, которую несут отдельные кванты или их пучки, играет решающую роль в возникновении монохроматического (лазерного) излучения. Но прием информации, говорит далее Г. Хакен, возможен только тогда, когда приемники ее приписывают последовательности сигналов смысл [4. С. 81], т. е. возбужденные атомы, получается, смысл сигналам (или их последовательности) придают. Они ведь здесь приемники! Г. Хакен, таким образом, явно связывает с термином "информация" семантические характеристики, т. е. говорит о высших типах информаци-

стр. 12

"энного отражения. (Хотя в целом, заметим, его взгляды на природу информации далеки от последовательности. Он заявляет даже, что термин "информация" можно употреблять в различных смыслах. Совершенно несовместимых [4. С. 231]. Так, он утверждает, что в системах, находящихся в тепловом равновесии, информация является причиной протекания событий [4. С. 232].

Но вернемся к лазерному излучению. Сопоставим рассмотренные трактовки. Сразу бросается в глаза их несовместимость. "Обычная" физика твердо держится убеждения, что только физические факторы "ответственны" за возникновение явления. Только при действии этих факторов явление самоорганизации имеет место. Возбужденный атом излучает квант света только потому, что на него действует физическое поле кванта.

По мнению Г. Хакена, дело обстоит совершенно иначе. Квант, его физическое поле - лишь "носитель" сигнальности. Физическое действие на атом играет поэтому чисто служебную роль. Оно лишь сообщает (!) атому, как он должен "вести себя". Так, оно сообщает ему, что он должен перейти в "нормальное" состояние, излучив квант света. Такого рода высказывания неминуемо приводят к наделению объектов микромира способностью вырабатывать смыслы. Ведь заявляет же Г. Хакен, как отмечалось, что в противном случае говорить о приеме информации вообще невозможно.

Но наделять объекты микромира (атомы) такой способностью - абсурд. Способность эта возникает, как известно, лишь на уровне социального типа жизнедеятельности. Более чем ясно поэтому, что "информационная" фразеология в корне искажает картину самоорганизации. Это настолько очевидно, что и говорить об этом как-то неловко. Но мы все же говорим, учитывая тот широкий резонанс (уже не физический, а общественный), который вызвала теория самоорганизации Г. Хакена. Ведь он претендует, без преувеличения, на новое слово в науке. Чуть ли не на революцию в понимании физических явлений. И не только физических.

Покажем прежде всего, что об информации в неорганической природе вообще речи быть не может. Обратимся к природе информационного отражения. Мы уже затрагивали вопрос о природе информации в одной из работ [5]. Приведем некоторые выводы, к которым мы пришли.

Ключевое значение для понимания природы информации имеет факт, на который далеко не всегда обращают внимание. Информационное отражение факторов среды системой означает, что не эти факторы действуют на систему. А, наоборот, система - на них.

стр. 13

Об информационном отражении поэтому можно говорить тогда, когда система вмешивается в "стихийную" причинность, господствующую в "окружающей среде", т. е. в среде этой системы. Именно этой системы. В причинные цепи, господствующие за границами среды системы, она не вмешивается. И системой относительно факторов, "расположенных" вне ее среды, не является. Другими словами, об информационном отражении можно говорить только тогда, когда система - активное, действующее начало. Только учитывая данное обстоятельство, можно понять "тайну" сигнальности. Ибо именно это обстоятельство "превращает" все действия на систему (как на систему) в сигнальные действия. Действия эти лишь способствуют выработке механизмов действия системы на сигнализируемые ими факторы ее среды.

В случае возникновения лазерного излучения ни о чем подобном говорить невозможно. Квант не может быть сигналом. Только физическое действие кванта вызывает эффект. Все протекающие в лазере процессы есть процессы, "встроенные" в причинные цепи, господствующие в неорганическом мире. И действие кванта на объект (атом), и действия атома на другие объекты суть действия, выражающие "бытие" причинных цепей. Вот если бы атом, поглотив квант, мог "отложить" переход в стационарное состояние, испустить квант другого направления или энергии, можно было бы подразумевать некое подобие "поведения". Тогда только, следовательно, можно было бы считать действующий на атом квант сигналом. Но ведь такого рода "поведение" атома - вещь немыслимая. Из сказанного ясно, что информационное отражение возникает только на уровне живого. Такой точки зрения и придерживается большинство отечественных исследователей. В частности, М. И. Сетров [6. С. 53], Б. С. Украинцев [7. С. 52], В. С. Тюхтин [8. С. 126], В. Г. Афанасьев [9. С. 51] и многие другие.

Итак, даже о низших типах информационного отражения в неорганической природе говорить невозможно. Тем более - о высших. Г. Хакен же, как отмечалось, фактически приписывает объектам микромира способность вырабатывать смыслы. Нигде не говоря об этом прямо. Или, во всяком случае, не называя вещи своими именами. Сути дела эти недомолвки не меняют. Атом должен обладать этой способностью. Иначе вся теория самоорганизации Г. Хакена падает. Атом, следовательно, должен содержать механизмы выработки смыслов. Он ведь должензнать, как ему "вести себя"! И не только знать. Он должен содержать и механизмы действия, которые квант (сигнал) включает. Вот каким "умным" атом

стр. 14

неизбежно должен быть, если всерьез принять рассуждения Г. Хакена!

Но неужели сам Г. Хакен не понимает (или, по крайней мере, не чувствует), до каких абсурдных вещей он договорился. Создается впечатление, что начинает понимать. Об этом недвусмысленно свидетельствует одна из его последних публикаций. Мы вынуждены поэтому (извинившись перед читателем) привести здесь весьма обширную выдержку из этой его работы. "Согласно принципу подчинения, - говорит Г. Хакен, - поведение отдельных частей системы подчиняется одному или нескольким параметрам порядка. В случае лазерного устройства отдельными частями служат атомы газа. Каждый атом можно считать состоящим из ядра и одного обращающегося вокруг него электрона. Как известно, электрические поля действуют на заряженные частицы... Когда световая волна осциллирует, она оказывает колебательное воздействие на электрон и заставляет его двигаться в фазе. Наглядно этот пример можно представить себе следующим образом. Рассмотрим озеро, по которому плавают лодки. Электрическое поле можно уподобить волне на поверхности озера, а электроны - лодкам. Когда волна бежит по поверхности озера, лодки поднимаются и опускаются в соответствии с волной. Аналогичным образом электроны движутся так, как их вынуждают двигаться колебания интенсивности электрического поля. Это не что иное как принцип подчинения в действии. Итак, под влиянием электрического поля электроны начинают совершать колебательное движение, а из электродинамики известно, что колеблющиеся заряды... порождают электрическое поле" [10. С, 39 - 42].

Приведенная выдержка очень характерна. Она позволяет сделать ряд выводов.

1. Г. Хакен "убирает" информационную фразеологию. А это значит, что он отказывается от своей теории самоорганизации. Фактически отказывается.

2. Возвращается в лоно "традиционной" физики. Ведь "задействованы" в приведенном его рассуждении только физические факторы.

3. Вопиющим образом искажает механизм возникновения излучения. До такой степени, что говорить о возникновении лазерного излучения, если ориентироваться на данную им схему, вообще невозможно. Это очевидно, если сопоставить его рассуждение с позицией физиков по данному вопросу, о которой речь шла в начале статьи. Действительно, с точки зрения "обычной" физики суть

стр. 15

механизма состоит в том, что энергия возбужденных атомов (т. е. внутриатомная энергия) преобразуется в энергию светового излучения. Усиление излучения поэтому может произойти только за счет внутриатомной энергии. По Г. Хакену же, дело обстоит совершенно по-другому. Источником (притом единственным) энергии является... само излучение. Энергия этого излучения трансформируется в энергию электронов, которые в свою очередь отдают ее обратно той самой волне, от которой они ее получили. Но в таком случае ни о каком усилении речи быть не может. И, следовательно, о лазере как таковом.

4. Мы не обращаем здесь внимания на целый ряд других искажений механизма, которые Г. Хакен допускает. Например, на то, что колебательной системой является возбужденный атом, а отнюдь не электрон, ему принадлежащий. Или на то, что атом не получает энергию от волны. А, наоборот, отдает ее волне. И т.д.

Попытаемся высказать теперь некоторые общие соображения о феномене самоорганизации. Суть в том, что при определенных условиях определенная организация бытия возникает спонтанно. Нет, следовательно, процессов самоорганизации. Есть лишь процессы создания этих условий. И процессы, выражающие бытие самой этой, возникшей спонтанно, организации. Вот один (или еще один) пример самоорганизации, приведенный, кстати, самим Г. Хакеном: жидкость, подогреваемая снизу, образует шестиугольные ячейки [11. С. 23]. Здесь буквально напрашивается мысль, что процессов самоорганизации быть не может. Возникновение ячеек - спонтанный процесс. Отрицать это - значит отрицать внутреннюю активность материи, т. е. отрицать, что движение - ее атрибут.

Но почему вообще существует стойкое убеждение в наличии процессов самоорганизации? Выскажем в заключение некоторые соображения на этот счет.

По нашему мнению, глубокое убеждение (вернее - глубокое заблуждение) в наличии процессов самоорганизации в значительной степени проистекает из наблюдений за биологическими объектами. Действительно, кажется совершенно очевидным, что организмы сами себя строят, воспроизводят, изменяют. Даже развивают. Странным образом не замечается, что современная биология давно опровергла эту "очевидность". Давно известно, что синтез белковых молекул (собственно организма) осуществляется в клетке путем "считывания" информации, записанной на молекулах нуклеиновых кислот. В клетке происходит и масса других процессов: дыхания, образования аминокислот, разложения белковых

стр. 16

молекул и т.п. [12. С. 252 - 253]. Клетка - чрезвычайно сложная конструкция. Об этом, в частности, говорил И. И. Шмальгаузен. Он отмечал, что клеточные процессы по сложности намного превосходят ту сложность, которая "записана" на молекулах ДНК [13. С. 209, 14. С. 23]. Именно поэтому клеточная организация никогда не синтезируется. Живая клетка всегда переносится во вновь формирующуюся особь в "готовом виде". Низшие формы размножения (делением) подтверждают это самым наглядным образом. Но и высшие формы размножения подтверждают сказанное. Оплодотворенная яйцеклетка содержит ведь не только генетический аппарат будущего организма. Это всегда клетка, живая клетка с ее уникальной организацией.

Отсюда ясен напрашивающийся (и давно известный биологам) вывод. Организм и особь - отнюдь не одно и то же. Организменная организация производится клеточной организацией. Процессы синтеза белковых молекул, т. е. собственно организменных структур, - продукт внутриклеточных процессов.

Природа, заметим, словно специально "придумала" примеры, подтверждающие сказанное. Это - вирусы. Вирусы, например бактериофаги, содержат нуклеиновую кислоту (ДНК либо РНК), окруженную белковой оболочкой [12. С. 145]. Но вирусы не имеют собственной клетки и, следовательно, обмена веществ. Можно сказать, что вирусы - организмы, лишенные клетки. Они и проявляют свойства организмов: прикрепляются к бактериальной клетке, растворяют ее оболочку и выталкивают в клетку собственную ДНК (или РНК). В бактериальной клетке происходит считывание информации, записанной на молекулах чужой для нее ДНК, построение на базе этой информации фаговых белков, синтез фаговой ДНК и сборка из этих компонентов новых фаговых частиц [12. С. 149]. Фаг, следовательно, использует чужую клетку, ее механизмы, чтобы синтезировать свой организм, неопровержимо свидетельствуя самим фактом своего существования, что организмы не могут синтезировать сами себя. И не являются поэтому самоорганизующимися системами, как это сплошь и рядом утверждается. Только живая клетка может считаться самоорганизующейся системой. Вернее, ее фрагментом. Но такого рода система никогда не синтезируется. Свидетельствуя в свою очередь, что процессов самоорганизации не существует.

Но почему такие вещи не замечаются? Ответить на этот вопрос несложно. Отождествлению особи с организмом во многом способствует неверная системная методология. Тот ее вариант, который

стр. 17

связан с определениями системы типа определений Берталанфи. Методологию эту называют иногда элементаристской. Справедливо отмечая, что она создает лишь иллюзию системного подхода. Мы также отмечали это [15, 16]. Роковую роль играет то обстоятельство, что согласно определениям системы как комплекса взаимодействующих элементов любой объект суть система. Но это иллюзия. Она не дает возможности вскрыть истинную системность объектов. Что приводит в свою очередь к возникновению иллюзии другого рода: иллюзии наличия процессов самоорганизации. Представляется, что теория самоорганизации Г. Хакена - плод этой иллюзии.

ЛИТЕРАТУРА

1. Геворкян Р. Г., Шепель В. В. Курс общей физики. М., 1972.

2. Ландсберг Г. С. Оптика. М., 1976.

3. Фейнман Р., Лейтон Р., Сэндс М. Фейнмановские лекции (вып. 8, 9). М., 1978.

4. Хакен Г. Информация и самоорганизация: Макроскопический подход к сложным системам. М., 1991.

5. Гурьянов В. Н. Социальная система // Философские исследования. 2002. N 3 - 4.

6. Сетров М. И. Информационные процессы в биологических системах. Л., 1974.

7. Украинцев Б. С. Самоуправляемые системы и причинность. М., 1972.

8. Тюхтин В. С. Отражение, системы, кибернетика. М., 1972.

9. Афанасьев В. Г. Мир живого: системность, эволюция и управление. М., 1986.

10. Синергетическая парадигма. Многообразие поисков и подходов. М., 2000.

11. Хакен Г. Синергетика: Иерархии неустойчивостей в самоорганизующихся системах и устройствах. М., 1985.

12. Боген Г. Современная биология. М., 1970.

13. Шмальгаузен И. И. Кибернетические вопросы биологии. Новосибирск, 1968.

14. Карпинская Р. С. Философские вопросы биологии. М., 1971.

15. Гурьянов В. Н. Методологические принципы системного анализа // Философские исследования. 2000. N 1.

16. Гурьянов В. Н. Методологические принципы анализа социальных систем // Философские исследования. 2001. N 4.

Опубликовано 10 сентября 2015 года