Герман Хакен - Тайны природы. Синергетика: учение о взаимодействии

Поскольку все в конечном счете состоит из материи, а законы самоорганизации — как мы теперь знаем — не только не противоречат законам физики, но и гармонично сочетаются с ними, наиболее актуальным становится принципиальный вопрос о необходимости участия во всем этом некоего Создателя. Здесь каждый из нас оказывается на перепутье: решение относительно веры в существование такого Создателя зависит только от нашего собственного выбора. Кто-то скажет: любые процессы развития могут быть объяснены — по крайней мере, в принципе — с позиций материализма, и в этом случае все сущее возникло благодаря самоорганизации. Другой вспомнит о том, что, скажем, при конструировании компьютеров наиболее сложным делом оказывается разработка основополагающих установок и правил, обеспечивающих затем процессы самоорганизации в машине.

Иными словами, существует и такое соображение: после того, как все возникло в природе столь удивительным образом, существование Творца необходимо для того, чтобы создать те законы, в соответствие с которыми материя сможет осуществить самоорганизацию.

Одновременно может быть выдвинута и еще одна точка зрения, ни разу не покидавшая страниц этой книги и заключающая в себе нечто тревожное. При возникновении новых упорядоченных состояний мы снова и снова имеем дело со случайными событиями; часто именно они и определяют окончательно возможность возникновения того или иного состояния. Мы сталкиваемся здесь с целым комплексом почти совершенно неисследованных проблем; можем ли мы утверждать, что наблюдаемые в лазере колебания суть проявление случайности, в то время как в процессе возникновения и развития определенных биомолекул задействованы совершенно иные силы?

Итак, мы добрались до первой границы познания, являющейся, с моей точки зрения, границей принципиальной. Становится совершенно ясно, что в науке (и, пожалуй, особенно ярко это проявляется в социологии и философии) существуют проблемы, не имеющие однозначных решений или же не имеющие решений в принципе. Этот факт может одновременно поражать и шокировать, но математику Курту Гёделю (1906-1978) удалось показать, что даже в области чистой математики существуют задачи, о которых принципиально невозможно сказать, имеют ли они решение — точнее говоря, задача об их решении не имеет решения.

Если интуитивно распространить результаты подобных изысканий и выводы, сделанные из них математиками, на другие отрасли знания, то мы приходим к заключению о существовании таких вопросов, ответить на которые мы принципиально не можем. Кто-то из молодых читателей, вероятно, окажется разочарован; в утешение могу добавить, что помимо упомянутых неразрешимых проблем существует еще невообразимое множество других — таких, что могут и должны быть решены во имя дальнейшего развития и процветания человечества.

Поскольку синергетика является междисциплинарным научным направлением, то число работ, которые имеют отношение к рассматриваемым синергетикой проблемам, почти необозримо, а потому не может быть полностью приведено в книге, которая — подобно нашей — рассчитана на самый широкий круг читателей. По этой причине в дальнейшем я ограничусь ссылками только на некоторые из существующих источников: во-первых, мною отобраны работы, результаты которых были использованы при написании настоящей книги, а во-вторых, в список вошла литература, предназначенная для читателя, заинтересовавшегося проблемами синергетики и желающего более подробно в них разобраться. Ссылки распределены в соответствии с отдельными главами книги.

M.Eigen, R. Winkler-Oswatitsch. Das Spiel, Piper, Munchen, 1975.

Термин «синергетика» был впервые использован мною в лекции, прочитанной в Штуттгартском университете, в зимнем семестре 1969 года; кроме того, можно обратиться к книге

Н. Haken, R. Graham. Synergetik. Die Lehre vom Zusammenwirken, Umschau 6, 191 (1971).

Научное представление синергетики состоялось в моей монографии

Н. Haken. Synergetics. An Introduction. Nonequilibrium Phase Transitions in Physics, Chemistry and Biology, 3., erw. Aufl., Springer, Berlin, 1983 (первый том в серии Springer Series in Synergetics), или та же книга, вышедшая на немецком языке:

Synergetik. Eine Einfuhrung. Nichtgleichgewichts-Phasenubergange und Selbstorganisation in Physik, Chemie und Biologic Springer, Berlin, 1990.

Ряд аспектов обсуждался ведущими учеными в ходе конференций. Материалы этих конференций опубликованы:

Synergetics. Cooperative Phenomena in Multi-Component Systems, hg. von H.Haken, Teubner, Stuttgart, 1973;

Cooperative Effects. Progress in Synergetics, hg. von H. Haken, North Holland, Amsterdam, 1974.

Кроме того, в издательстве Springer на данный момент вышли в свет 63 тома серии, посвященной проблемам синергетики.

Точное математическое определение используемого мною понятия «параметр порядка», а также математически точное изложение принципа подчинения можно найти в книгах

Н. Haken. Synergetics. An Introduction..., а также Advanced Synergetics, 3rd print. Springer, Berlin, 1993.

L. Boltzmann. Entropie-Verteilungsfunktion, Sitzungsber. Akad. Wien 63,

712(1871).

Введение в физику твердого тела: общедоступное изложение основ можно найти в книге

Н. Pick. Einfuhrung in die Festkorperphysik, Wiss. Buchgesellschaft. Darmstadt, 1978.

О фазовых переходах:

H. Е. Stanley. Phase Transitions and Critical Phenomena, Clarendon, Oxford, 1971;

L.D. Landau, E.M.Lifschitz. Lehrbuch der Theoretischen Physik, Bd. 5, Statistische Physik Teil 1, 8. Aufl., Akademie Verl. Berlin, 1987;

W.A. Benjamin. Modern Theory of Critical Phenomena, London, 1977;

N. Goldenfeld. Lectures on Phase Transitions and the Renormalization Group, Addison-Wesley, 1992;

A.K.Jena. Phase Transformation in Materials, Prentice Hall, 1992.

Возникновение различных форм движения в слое нагреваемой снизу жидкости впервые было описано Бенаром:

H.Benard. Rev. Gen. Sci. Pures. Appl. 12, 1261 (1900), а также

H.Benard. Annls. Chim. Phys. 23, 62 (1901).

В последние годы эта область исследований вновь становится популярной. Результаты экспериментов Буссе, Голлуба, Кошмидера, Суинни и других ученых опубликованы в серии Springer Series in Synergetics, во втором и пятом томах. Теория в рамках синергетики изложена в уже упоминавшейся книге Н. Накеп. Synergetics...

О дрейфе континентов:

Н. Berckheimer. Vortrag auf der III. Versammlung Deutscher Naturforscher und Arzte, Hamburg, 1980;

Новая литература о структурах, образующихся в жидкости:

R.Friedrich, A.Wunderlin (eds). Evolution of Dynamical Structures in Complex Systems, Springer, Berlin, 1992.

Принцип действия лазера:

A. L. Schawlow, С. К Townes. Phys. Rev. 172, 1940 (1958).

Независимо друг от друга разработками в этой области занимались несколько групп:

J.P.Gordon, H.J.Zeiger, С.Н. Townes. Phys. Rev. 95, 282 (1954) и 99, 1264(1954);

N. G.Basov, A.M.Prokhorov. J. Exptl. Theor. Phys. USSR 27, 431 (1954) и 28, 249(1955);