Еволюція живого з позицій синергетики

Кінець XX - початок XXI ст. є часом утвердження нової парадигми в розумінні еволюції живого. Теоретичні засади сучасного пояснення ево­люції живого формуються з позицій теорії самоорганізації, яка пояснює, яким чином здійснюється розвиток - саморозвиток - складних систем.

На відміну від класичного й некласичного періоду теоретичного осмислення еволюції живого, сучасне розуміння потребує її розгляду у двох взаємопов'язаних аспектах - біологічному та соціальному. Якщо класичний еволюціонізм XIX ст., який сформувався на основі теорії Ч. Дарвіна, розглядав розвиток як істотну рису живого, біологічного, а некласична наука другої половини XX ст. узагальнила уявлення про еволюцію живого в синтетичній теорії еволюції, яка поглибила їх до генетичних, молекулярних і біохімічних основ розвитку живого, то сучасна теорія розвитку живого з необхідністю вивчає питання про перехід біологічної еволюції в соціальну й передбачає осмислення "людського виміру" існування живого.

У зв'язку із цим інтерес філософії та методології науки до проблеми еволюції живого зростає, що відбивається в дослідженнях з теорії та методології еволюційного процесу, серед яких слід відзначити роботи М. Воронцова, П. Кейлоу, В. Кордюма, В. Крисаченка, Е. Майра, С. Мороза, С. Хайтуна, С. Шноля та ін. Зміни "викликів" до теоретич­ного осмислення еволюції живого породжують відповідні методологі­чні відгуки. Такою є синергетичний підхід, який дає змогу осмислити розвиток живого та людини як нелінійний процес. Синергетична мо­дель дозволяє вивчати процеси самоорганізації таких об'єктів, як жи­ве та людина й вписати отримане знання у загальну постнекласичну наукову картину світу.

Синергетична картина еволюції базується на розумінні еволюції як низки змін станів порядку та хаосу, які поєднані фазами переходу до хаосу та виходу із хаосу (самоорганізація): стан порядку - стабільний стан буття - гомеостаз системи.

ність, і вона гине. Тому природа обирає еволюцію "дрібними крока­ми", замість того, щоб одразу з глини творити людину.

Стан порядку характеризують такі структурні принципи буття: го- меостатичність та ієрархічність. Стан хаосу як становлення - прин­ципи нелінійності, неусталеності, незамкненості, динамічної ієрархіч- ності та спостережуваності [1, с. 49]. Гомеостатичність виявляється в тому, що програма функціонування системи підтримується в певних межах, що дозволяє системі прямувати до власної цілі. На думку Н. Вінера, система завжди є телеологічною, тобто має ціль існування. Від цілі-еталона вона отримує корегуючи сигнали, які дозволяють їй не зійти зі шляху. За рахунок зворотного зв'язку придушуються будь- які відхилення у програмі поведінки, що виникають під впливом зов­нішнього середовища. Саме так поводяться живі системи. Мету - програму поведінки системи у стані гомеостазу - в синергетиці нази­вають атрактором (той, що притягує). Живі системи є дисипативни­ми, тобто нерівноважними, завдяки потокам речовини та енергії, для яких вони є відкритими системами.

Ієрархічність виявляє себе в такій залежності. Структура - порядок для нижчого рівня - для вищого є безструктурним елементом хаосу, будівельним матеріалом. Включаючись у структуру, елементи переда­ють їй частину власних функцій, степенів вільності. Параметри поряд­ку (Г. Хакен) системи є іншими, ніж характеристики окремих елемен­тів [1, с. 50]. Принципову роль в ієрархії систем відіграє час. Принцип підпорядкування Хакена справедливий саме для ієрархії в часі. Його сенс щодо багаторівневої системи, якою є жива система, що еволюціо­нує, розкривається в тому, що вищий рівень управляє нижчим.

Проте ієрархічність не є встановленою раз і назавжди. Провідниками еволюції є принципи становлення.

Лінійність - це один з ідеалів простоти в математиці й у фізиці, спроба звести реальні задачі до лінійної поведінки. Це можливо, коли система перебуває біля точки рівноваги.

Але уявити світ як такий, що складається лише з лінійних систем, не можливо, бо в такому світі немає еволюції, немає розвитку, немає лю­дини. Отже, нелінійність є порушенням принципу суперпозиції в пев­ному явищі: результат суми впливів на систему не дорівнює сумі ре­зультатів цих впливів. Результати діючих причин не можна додавати.

Незамкненість (відкритість) виявляється в тому, що неможливо не брати до уваги взаємодію системи з її оточенням. Складні системи - живе, соціум - є відкритими, споживають речовину та енергію. Для

них друге начало термодинаміки не виконується, ентропія може зме­ншуватися. Саме відкритість дозволяє еволюціонувати таким систе­мам від простого до складного.

У неживій природі дисипація (перетворення системою енергії та речовини, що надходить до неї, в теплову) також може приводити до упорядкування структур. Так, еволюція Сонячної системи або доріж­ка вирів за веслом на швидкій воді. Саме з опису таких систем у хімії та теорії лазера почалася синергетика.

Стосовно ієрархічних рівнів принцип відкритості підкреслює дві важливі обставини. По-перше, це можливість самоорганізації буття у формі існування стабільних нерівноважних структур макрорівня. По- друге, можливість самоорганізації становлення, тобто зміни типу не- рівноважної структури, типу атрактора. Виявляється, що при перехо­ді з одного положення гомеостазу до іншого система стає обов’язково відкритою в точках неусталеності.

Останнім важливим принципом становлення є неусталеність. Вона містить у собі два попередні. За І. Пригожиним, архетипом, символом неусталеності і взагалі становлення можна вважати перевернутий маятник, який готовий упасти праворуч чи ліворуч залежно від най­менших зовнішніх впливів.

Природно, що еволюційні процеси із самого початку перебувають у центрі вивчення синергетики. Дарвінівська тріада - мінливість, спа­дковість, відбір - виявляється у всіх формах еволюції та розшифрову­ється в системно-синергетичній мові. Фактично, принципи синерге­тики - це і є закони універсального еволюціонізму, розвитку та ево­люції складних систем [1, с. 118].

Розвиток складних систем, що здатні до самоорганізації, характе­ризується двома етапами, що циклічно змінюють один одного. Споча­тку йде досить тривалий еволюційний етап - якісний стан системи не змінюється. Проте під впливом зовнішніх факторів чи внутрішніх процесів система переходить у нерівноважний стан і втрачає устале­ність. Довго перебувати у критичному стані система не може. Почи­нається другий, відносно нетривалий, етап її переходу в якісно новий усталений стан (самоорганізація). У складних систем є принципова можливість переходу в один з кількох якісно нових усталених станів. Таке потенційно можливе розгалуження шляху розвитку системи - це точка біфуркації, у який саме стан з можливих здійсниться перехід, передбачити не можливо, оскільки в точці біфуркації виникають ба­гатоманітні флуктуації, одна з яких випадково ініціює перехід систе­ми в новий стан. Із цього моменту починається новий етап еволюцій­ного розвитку, що триває до наступної точки біфуркації.

Яскравий приклад - розвиток біосфери. Приблизно 4 млрд років тому на Землі виникла складна система - біосфера. Вона пройшла складний шлях розвитку від вихідних одноклітинних організмів до Homo sapience. Появу людини слід розглядати як стрибок у розвитку біосфери - виник якісно новий її стан - ноосфера (розум, думка). Приблизно 50 тис. років тому сформувалася сучасна людина, й роз­почався етап розвитку людства як частини біосфери. Упродовж кіль­кох тисяч людських поколінь продовжувався еволюційний етап роз­витку цієї системи.

В умовах кризи існують кілька сценаріїв переходу до нового стану біосфери. Можливі як позитивні для людини схеми майбутнього цієї складної системи, так і негативні, деструктивні.

На думку методологів, сучасна концепція розвитку, що пояснює розвиток складних систем, у схематичному вигляді може бути озна­чена "формулою" - системність, динамізм, самоорганізація. Поняття системності базується на такій істотній рисі складних об'єктів, як їхня системність. Всесвіт, живі системі, соціум, людина - усе це складні системи. Динамізм означає неможливість існування відкритих нерів- новажних систем поза розвитком, поза рухом. Самоорганізація вияв­ляє себе у здатності системи як переходити до хаотичних станів, так і виходити з них, причому створюючи впорядкованості все більш ви­соких рівнів. Самоорганізація виявляється, коли система перебуває в точці біфуркації, і її наявністю пояснюють спрямований розвиток як загалом Всесвіту, так і його підсистем, зокрема живого.

Самоорганізація, спираючись на фундаментальні природні сили не може виявлятися в саморозвитку складних систем без участі інформа­ції. Високоорганізовані системи, що розвиваються спрямовано (Все­світ, біосфера, людська спільнота), мають містити в собі інформаційну модель власного майбутнього. Наука розшифрувала одну таку модель - генний механізм, що спрямовує розвиток всіх живих істот.

Багатозначність можливих продовжень шляхів розвитку, з якою система стикається в кожній точці біфуркації, роль випадковості у "виборі" наступного еволюційного етапу свідчать, що інформаційною моделлю майбутнього є ймовірнісна модель.