Страница 180 из 188
Точно так же астрономы и физики, изучая современные состояния тех или иных объектов, зримые следы их предыстории, выясняют ход давным-давно совершившихся процессов…
Впрочем, сейчас нас интересует не столько методика астрономических исследований, сколько тот поразительный факт, что неживая, неорганическая материя обладает в зачаточной форме одним из свойств, которые наиболее характерны для живой материи. Ведь это означает, что неживая материя не такая уж неживая…
А ведь отражение не единственное общее свойство живого и неживого. Есть еще одно, если можно так выразиться, свойство «обучения», разумеется, в широком смысле этого слова.
Один из основоположников кибернетики, Н. Винер, определял «обучение» как способность учитывать предшествующий опыт. В мире живого «обучение» проявляется, например, в выработке рефлексов, условных и безусловных. Рефлекс — это определенный ответ организма на повторяющиеся внешние раздражители. В частности, в животном мире в результате естественного отбора и борьбы за существование закрепляются те рефлексы, которые биологически наиболее целесообразны, то есть обеспечивают данному виду наилучшие условия для выживания…
Но способностью учитывать предшествующий опыт, оказывается, обладает в зачаточной форме и неорганическая материя.
Пусть у нас имеются два, казалось бы, совершенно одинаковых объема газа с равным количеством частиц и одинаковой температурой. Если один из этих объемов получен путем сжатия некоторого большего объема, а другой — путем расширения меньшего, то дальнейшее поведение обеих систем будет коренным образом отличаться друг от друга.
Пожалуй, еще более убедителен такой пример. В пространстве движется тело под действием силы тяготения, скажем, ракета с выключенными двигателями. Достаточно знать три ее положения в пространстве, чтобы точно вычислить орбиту. Представьте себе, что две ракеты прошли через одну и ту же точку, но предшествовавшие точки были различными. Значит, и дальнейшее движение ракет после прохождения общей точки будет не одинаковым. Ракеты пойдут по разным орбитам.
Подобных примеров можно привести множество. В состоянии и поведении материальных систем неживой природы довольно часто заложено их прошлое, так сказать «исторический опыт». Конечно, это свойство еще нельзя назвать «обучением» в полном смысле слова. Более точно его можно было бы назвать «накоплением» или «аккумуляцией».
Стоит, между прочим, напомнить, что неорганические системы, создаваемые человеком, обладают способностью не только отражать, но и «обучаться». Сконструированы кибернетические машины, у которых можно вырабатывать «рефлексы». Уже существуют самообучающиеся машины, способные учитывать предыдущий опыт и вносить соответствующие коррективы в свои дальнейшие действия. Так, например, электронно-вычислительная машина, играя в шахматы, способна анализировать «сыгранные» ею партии и благодаря этому усиливать свою игру.
Между живой и неживой материей есть и еще одно сходство. Если говорить языком кибернетики, любой живой организм — самоуправляющая система.
Неорганическая природа свойством управления не обладает. Но в зачаточном состоянии мы обнаруживаем у некоторых неживых систем и это свойство. Оно проявляется в форме так называемой авторегуляции.
Яркий пример — наше Солнце. Термоядерные реакции, которые являются источником его энергии, протекают в центральной зоне. Этот «ядерный котел» со всех сторон окружен массами вещества, которое удерживается силами тяготения. Если интенсивность реакции почему-либо падает, зона немедленно сжимается. Это приводит к увеличению давления и температуры, и реакция ускоряется. Наоборот, если реакция развивается слишком бурно, избыточная энергия вызывает расширение окружающих слоев. И зона реакции охлаждается до тех пор, пока процесс не войдет в норму.
Подобным же свойством обладают и многие другие материальные системы. Если происходит отклонение от нормы, возникают силы, которые возвращают систему в состояние равновесия.
Более того, можно предполагать, что способность к саморегуляции — свойство не только отдельных систем, но и присуще в какой-то мере материи вообще. Вспомним хотя бы хорошо известный каждому школьнику закон Ленца, согласно которому всякое изменение магнитного поля вызывает возникновение тока индукции, магнитное поле которого препятствует изменениям, вызвавшим этот ток.
Аналогичный закон — принцип Ле Шателье справедлив и для химических процессов. Если оказывать воздействие на систему, которая находится в равновесии, то это вызывает в ней соответствующее противодействие, которое будет возрастать до тех пор, пока не восстановится нарушенное равновесие.
Если сделать обобщение, то живые организмы и неживая среда, в которой они обитают, составляют единую общую систему. Между ними происходит непрерывный обмен веществ, в процессе которого живые организмы синтезируют живое из неживого и непрерывно обновляются… По крайней мере так обстоит дело на Земле.
Все это, вместе взятое, наводит на мысль о том, что живое и неживое не только не разделены какой-то непроходимой границей, но и являются в известном смысле вполне равноправными формами существования материи.
Прогресс или регресс?
Как-то мне пришлось присутствовать на одной любопытной дискуссии. Обсуждалась проблема развития в живой и неживой природе. Какое развитие считать прогрессивным, а какое — регрессивным?
Если в человеческом обществе в области социального развития критерии прогресса и регресса нам совершенно ясны, то в природе они далеко не так очевидны.
Что прогрессивнее — звезда или планета, комета или газовая туманность, травянистое растение или дерево?
Предлагались различные критерии. И тут же отвергались. Наконец кто-то высказал мнение, что, пожалуй, наилучший признак — сложность. Чем система сложнее, тем она и прогрессивнее. С таким определением почти все уже были готовы согласиться, когда слово взял биолог и заметил, что в истории жизни на Земле появление очень сложных форм иногда вело вовсе не к прогрессу, а к явному упадку. Достаточно вспомнить хотя бы удивительных гигантов-динозавров, которые, несмотря на весьма сложное строение, оказались «тупиковой» ветвью развития, исчезнувшей без следа. С другой стороны, биологам известно, что иногда целесообразными оказываются как будто бы регрессивные изменения живых организмов. Например, акад. А. Н. Северцов отмечал, что многие явно дегенеративные формы принадлежат к числу наиболее процветающих групп животного мира. Получается довольно странная ситуация: в иных случаях усложнение ведет к упадку и вымиранию, а дегенеративные изменения оказываются даже выгодными с точки зрения приспособляемости к условиям внешней среды… Споры вспыхнули с новой силой, но к «общему знаменателю» участники дискуссии так и не пришли.
Вопрос, о котором идет речь, имеет самое прямое отношение к интересующим нас проблемам. Без этого невозможно выяснить, какова роль живого вещества в движении материи. Поэтому попробуем обсудить его с позиций физики.
Любое развитие предполагает изменение, то есть переход некоторого объекта или системы из одного состояния в другое. И чем больше у данной системы возможностей для таких изменений, тем радужнее перспективы ее дальнейшего развития.
Это можно пояснить таким довольно грубым примером. Когда перед нами лежит кусок ткани, мы можем сшить из него и костюм, и платье, и пальто, и юбку. Но когда из этого материала скроен, скажем, костюм, все остальные возможности уже исключаются. Но по каким признакам определить, как меняется в процессе развития системы возможность ее дальнейших изменений?
Здесь нам придется совершить небольшой экскурс в область так называемой статистической физики.
Начнем опять с фактов.
Факт номер один. Еще в середине XIX в. известный немецкий физик Р. Клаузиус сформулировал второе начало термодинамики — науки о тепловых явлениях. Второе начало представляет собой одно из проявлений всеобщего закона сохранения. Оно утверждает, что теплота сама собой может переходить лишь от более нагретого тела к менее нагретому и этот процесс будет продолжаться до тех пор, пока температура обоих тел не окажется одинаковой.