КАРИАНСТВО МЫ УВЕРЕНЫ В СИЛЕ РАЗУМА

Несколько месяцев назад меня поставили в тупик следующим высказыванием: «христиане верят в Бога, а атеисты – в синергетику». Меня поразила сама формулировка: или Бог, или синергетика. Конечно же, я стал выяснять, почему человек так думает. Объяснение было таково: синергетика – это особая атеистическая идеология, которая утверждает, будто мироздание и жизнь возникли путем самоорганизации, без участия Всевышнего.
Простите, сказал я, но синергетика – это наука о нелинейной динамике, она, как и любая наука физико-математического цикла, совершенно не касается теологии, а имеет дело со свойствами математических абстракций и природных объектов.

1. Задача о летящей пушинке.

История синергетики началась в 1961 г, когда сотрудник MIT Эдвард Лоренц, в ходе работ по моделированию атмосферной динамики, занялся свойствами довольно простой на вид системы из трех дифференциальных уравнений:
dx/dt = a(y - x)
dy/dt = bx - y - xz
dz/dt = xy - cz
В этой системе три переменных (x,y,z), меняющихся во времени (t) и три параметра (a, b, c). Лоренц начал исследовать эту систему численными методами.
Как известно, решениями систем такого типа являются траектории некоторой точки (например, для иллюстративности, летящей пушинки) в трехмерном (x,y,z) пространстве,
Можно сказать, что Лоренц с помощью компьютера, изучал движение «пушинки», подчиняющаяся таким законам динамики. Помещая «пушинку» в разные начальные точки, он смотрел, какую линию «пушинка» будет описывать в полете.
Следовало ожидать, что, в зависимости от параметров и начальной точки «пушинка» будет либо вращаться по устойчивой циклической траектории, либо будет двигаться к устойчивому положению и там «зависнет» в состоянии равновесия. При этом малые отклонения начальной точки движение будут вызывать лишь малое изменение траектории.
При b < 1 «пушинка» именно так и двигалась, но при некотором соотношении параметров:
1< b < a( a + b + 3)/(a – c - 1) , a > c + 1
«пушинка» начинала вести себя, иным, удивительным образом: стоило чуть изменить начальное положение и ее траектория радикально менялась. При этом, однако, все возможные траектории лежали в определенной области пространства, напоминающей по форме изогнутую объемную восьмерку.
Обнаруженный феномен был назван «странным аттрактором». Смысл названия в том, что система (в нашем примере «пушинка») вроде бы подчиняется строгим законам динамики, которые должны притягивать ее к равновесному неподвижному состоянию (аттрактору), но вместо регулярного движения «пушинка» демонстрирует поведение, похожее на хаотическое и не поддающееся прогнозу.

2. Значение полета пушинки

Открытие Лоренца перевернуло устоявшийся в науке принцип Ле Шателье–Брауна: Внешние воздействия, выводящие систему из равновесия, вызывают в ней процессы, стремящиеся ослабить результаты этого воздействия, и ведущие к возврату в равновесное состояние. Так, например, если вы толкнете маятник, он начнет совершать затухающие колебания, пока не вернется в исходное положение.
В «странном аттракторе» все не так. «Пушинка» Лоренца, если ее слегка оттолкнуть от равновесного состояния, вовсе не стремится вернуться туда, а наоборот, может начать самопроизвольное перемещение вдалеке от положения равновесия. Это перемещение будет структурировано определенным образом (например, выписывать фигуры той или иной приблизительно повторяющейся формы).
С похожими ситуациями столкнулись и ученые в других областях: гидродинамике, теплофизике, химии, биологии, экологии, геологии, социологии и астрофизике.
В теплофизике и гидродинамике стало возможным объяснить самопроизвольное возникновение вихревых течений, среди которых наиболее впечатляющим является природное явление «торнадо». Торнадо – это одиночные вихри, самопроизвольно возникающие при определенных атмосферных условиях и устойчиво существующие на протяжении порой нескольких часов.
Появились очень красивые демонстрационные химические опыты, в которых вещества A, B и C реагируют между собой по схеме
A -> B -> C
где закон превращения описывается нелинейной формулой, сходной по структуре с уравнениями Лоренца.
При некоторых параметрах концентрация промежуточного вещества B не стремится стать равновесной (так, чтобы скорость превращения A->B стала равной скорости B->C), а колеблется вдали от равновесия. Если вещество B ярко окрашено, то в колбе можно наблюдать самопроизвольное возникновение пульсирующих кольцевых узоров.
Данные о таких опытах (в частности, опытах д-ра Белоусова, 1951 г.) некоторое время не публиковались ««ввиду теоретической невозможности»», поскольку, как полагали члены редакционных коллегий научных журналов, такого просто не могло быть…

3. Энтропия в открытых системах

Недоверие к первым исследованиям самоорганизующихся неравновесных структур было связано с вторым началом термодинамики. Суть второго начала в том, что изолированная система, предоставленная сама себе, развивается в сторону увеличения энтропии и стремится к однородному равновесному состоянию. Если в результате случайного отклонения (флуктуации) система сместится относительно состояния равновесия или если в ней возникнет неоднородность, то естественные процессы вернут ее к однородности и равновесию – т.е. к состоянию с максимальной энтропией. Казалось, что процессы неравновесной динамики со спонтанным образованием устойчивых неоднородных структур, противоречат второму началу термодинамики, поскольку приводят к уменьшению энтропии системы.
В действительности никакого противоречия нет.
Второе начало термодинамики говорит лишь о возрастании энтропии в изолированных системах, но ничего не говорит о поведении открытых систем, которые обмениваются веществом и энергией с окружающей средой.
Устойчивые неравновесные структуры называют иногда «диссипативными структурами», поскольку они сохраняют свои свойства за счет того, что рассеивают (dissipate) поступающую извне энергию, как бы перекачивая энтропию во внешнюю среду и, таким образом, понижая собственную энтропию.

3. Синергетика и эволюция.

В 70-м годам стало понятно, что самоорганизующихся неравновесных структуры подобные лоренцевской, встречаются повсеместно. Тогда д-р Хакен из университета Штутгарта придумал название : «синергетика» (от греческого synergeia – содействие). Первая работа д-ра Хакена в этой области, опубликованная в 1975, называлась «Кооперативные явления в сильно неравновесных и нефизических системах».
Синергетика была определена, как междисциплинарная наука, занимающаяся открытыми системами с нелинейным поведением, существующими вдали от равновесия и способными к «псевдо - хаотической» динамике и к самопроизвольному порождению сложных структур. Последняя способность была названа «самоорганизацией». Вместо представления о точках равновесия, которое свойственно классической науке, синергетика использует представление об устойчивых неравновесных структурах (к которым относятся, например, торнадо в атмосфере или пульсирующие кольца в нелинейных химических реакциях).
Синергетика сформулировала общий подход к материальной эволюции. Поскольку система, выведенная из состояния устойчивости вдали от равновесия, вновь стремится к структурно устойчивому состоянию. Следовательно, система вдали от равновесия, периодически подвергаясь флуктуациям, переходит к состояниям, все более качественным с точки зрения структурной устойчивости – т.е. эволюционирует.

4. Самоорганизация и фракталы.

Псевдо - хаотические процессы самоорганизации нередко демонстрируют повторяемость своей структуры при изменении масштаба, т.н. «статистическим самоподобием». В этом смысле синергетические системы сходны с геометрическими фракталами - структураами, состоящими из частей, каждая из которых подобна целому, но в уменьшенном масштабе.
Фрактальная геометрия имеет дело со структурами, которые получаются тем же путем, что и численные решение нелинейных дифференциальных уравнений (таких, как, в частности, система Лоренца) – т.е. с помощью итераций с нелинейной правой частью.
Например, т.н. фрактальное множество Мандельбро получается с помощью итераций вида:
x[i+1] := x[i]^2 + c.
Отсюда понятно сходство фракталов с геометрическими образами математических моделей диссипативных структур. Фрактальная геометрия и нелинейная динамика (синергетика) каким-то образом связаны, но каков содержательный смысл этой связи? На этот вопрос у науки пока нет исчерпывающего ответа.

5. Синергетика и религия.

…Как так? – сказали мне, - синергетика говорит, что сложное самопроизвольно возникает из простого. А Библия говорит, что сложное из простого было создано Творцом.
Мне пришлось поправить собеседника: нигде в Писании такое не сказано. Согласно Библии короля Якова действие Творца выражается формулой: «God said, Let there be… and there was …», (в русском тексте «И сказал Бог: Да будет…. И стало…»).
Писание говорит нам, что материя по слову Творца сама порождает составляющие мироздания, а затем и живых существ, но Писание не говорит о том, как именно это происходило.
Языческие книги говорят, что «Прежде всего во вселенной Хаос зародился» (Гесиод), а уж из него возникли языческие боги. Вопрос о том, как случилось рождение хаоса, и как из него произошли божества политеизма, в языческих книгах не обсуждается.
Атеистическая философия начинает космогонический отсчет от момента, когда хаотическое состояние материи уже существовало и обладало свойством порождать упорядоченность путем самоорганизации, а как и почему возникло это свойство – на этот вопрос атеистическая философия не отвечает.
Значит, синергетика не противоречит ни христианской, ни языческой, ни атеистической космогониям. Как и любая наука, синергетика не может ни доказать, ни опровергнуть космогонические представления христианства, язычества или атеизма. Она, как и математика, является общей для всех людей, независимо от вероисповедания и мировоззрения.

http://fri-ar.livejournal.com/6005.html