Глобальный закон самоорганизации

Глобальный закон самоорганизацииОколо восьми десятков лет назад, главным образом благодаря пионерским работам А.А. Фридмана и Э.П. Хаббла, ушли в прошлое представления о Вселенной как о чем-то вечном и неизменном. Видимая Вселенная возникла и развивается. В процессе эволюции Вселенной меняются ее количественные характеристики: масштабный фактор (Вселенная расширяется), температура, плотность. Но эволюция Вселенной не сводится к одним только количественным изменениям.Около восьми десятков лет назад, главным образом благодаря пионерским работам А.А. Фридмана и Э.П. Хаббла, ушли в прошлое представления о Вселенной как о чем-то вечном и неизменном. Видимая Вселенная возникла и развивается. В процессе эволюции Вселенной меняются ее количественные характеристики: масштабный фактор (Вселенная расширяется), температура, плотность. Но эволюция Вселенной не сводится к одним только количественным изменениям. В процессе своего развития она совершает качественную структурную эволюцию, характеризующуюся возникновением новых форм структурной организации материи. Если не рассматривать гипотетическую вакуумную стадию, предшествовавшую началу хаббловского расширения Вселенной, то можно выделить следующую последовательность уровней структурной организации материи:

Спустя 10-15 секунд после Большого Взрыва материя во Вселенной существует в виде плазмы, состоящей из свободных кварков, электронов, глюонов, фотонов, нейтрино и других частиц, которые в стандартной модели квантовой теории поля считаются элементарными; устойчивые структурные образования отсутствуют.

Кварки связываются глюонами в составные частицы – протоны, нейтроны и другие адроны. Возникают первые относительно устойчивые структуры.

Протоны и нейтроны объединяются в ядра гелия в первичном нуклеосинтезе. Из уже имеющихся структур возникает новый, иерархически более высокий, уровень организации материи.

Протоны и ядра гелия связываются с электронами, рождая первичный легкий нейтральный газ – водород и гелий.

Из первичного газа формируются первые поколения звезд, которые пока бедны тяжелыми химическими элементами (углеродом, кислородом и т.д.).

В ходе эволюции звезд первых поколений нарабатываются тяжелые химические элементы. Благодаря наличию тяжелых элементов около некоторых звезд возникают планеты земного типа.

На планетах земного типа начинается интенсивная химическая эволюция. Новая структурная ступень – сложные химические соединения, в том числе органические.

В ходе химической эволюции возникает жизнь.

Наконец, жизнь порождает разум.

Несмотря на постоянное разрушительное действие второго начала термодинамики, максимальный уровень организации материи во Вселенной со временем устойчиво повышается. Это твердо установленный факт, который является одним из важнейших итогов развития науки. Процесс эволюции проходит через набор качественно различных структурных уровней организации материи таким образом, что каждая новая ступень возникает не сама по себе, но только на основе предыдущих. Эволюция напоминает отчасти лестницу, отчасти – матрешку. Она всегда использует уже имеющиеся строительные блоки, даже если получающиеся конструкции могут иногда показаться не вполне оптимальными с точки зрения выполняемых ими функций. Это свойство эволюции известно как эволюционный консерватизм (Э.М. Галимов, 2001). Можно сделать следующее эмпирическое обобщение:

Глобальный закон самоорганизации. Максимальный уровень организации материи во Вселенной растет со временем в процессе консервативной эволюции, проходящей через последовательность качественно различных форм структурной организации материи.

Зададимся вопросом: является ли возникновение разума границей области применимости глобального закона самоорганизации? Иными словами, должны ли мы считать, что разум является точкой в качественной эволюции Вселенной, и приведенная выше лестница эволюции на разуме обрывается? A priori для этого не видно оснований. Прямая экстраполяция закона самоорганизации указывает на то, что могут возникнуть формы материи, стоящие на эволюционной лестнице качественно выше разума. Можно и нужно попытаться использовать закон самоорганизации для предсказания характера структурной организации таких форм материи. Именно это мы попытаемся сделать.

Начнем с выделения некоторых существенных свойств разума, которые потребуются в анализе. В единственной известной нам форме разум социален. Это вполне доказывается тем, что полностью изолированный от социума индивид не ведет себя как разумное существо, что хорошо известно на примере известных науке «маугли» – детей, воспитанных животными. Нет никаких серьезных оснований предполагать, что существуют совершенно иные, асоциальные формы разума. Поскольку факты не заставляют принять иную точку зрения, единичным проявлением разума будем считать сообщество разумных существ, эффективно обменивающихся информацией – цивилизацию. Понятия «цивилизация» и «разум» с этой точки зрения являются синонимами. Можно сказать, что разум не есть свойство отдельного индивида; разум есть нечто единое, как бы прорастающее сквозь каждого индивида, но прорастающее по-разному, и уходящее корнями в цивилизацию и в ее историю. Иными словами разум – социальная форма организации материи. С другой стороны, не любая социальная форма организации является разумом (муравейник не представляет собой разум).

Вопрос о том, чем отличается разум человека от сознания животных, особенно запутался в последнее время благодаря недавним работам приматологов. Было показано, что высшие обезьяны в той или иной степени обладают практически всеми способностями, которые обычно рассматриваются как признак разумности – абстрактное мышление, владение языком, чувство юмора, зачатки культуры и т.д. Что же качественно отличает мышление человека от мышления, например, шимпанзе, да и есть ли такие отличия? По крайней мере, одно фундаментальное отличие, видимо, можно указать. Мышление человека, в отличие от мышления даже самых высокоорганизованных животных, является бесконечно-итеративным, что имеет несколько разных проявлений.

Разум способен делать логические выводы на основании сделанных раньше логических выводов, которые были сделаны на основании еще более ранних логических выводов и т. д., причем принципиальных ограничений длины такой цепочки не существует (Э.М. Галимов, 2001). При этом не все звенья анализа должны быть выполнены одним и тем же мыслящим индивидом. Промежуточные звенья могут быть добыты, например, из научных журналов, если рассуждения касаются науки. Видно, что бесконечная итеративность разума тесно связана с его социальностью. Другой пример итеративности: многие животные способны к использованию орудий труда, но только человек изготовляет орудие труда, чтобы изготовить орудие труда, чтобы изготовить орудие труда, и так далее. Разум способен к бесконечно вложенной рефлексии (В.А. Лефевр, 1996). Способность человека использовать информацию, накопленную многими предыдущими поколениями, тоже тесно связана с его итеративностью. Можно найти и другие примеры.

Именно наличие у человека способности к потенциально бесконечной итерации вложенных друг в друга или связанных между собой концептуальных моделей делает его разумным существом и является одним из качественных отличий разума от неразумных форм жизни. Можно предположить, что способность к построению потенциально бесконечных концептуальных моделей в принципе позволяет разуму построить модель любого сколь угодно сложного объекта или явления. Нужно лишь, чтобы изучаемый предмет имел иерархическую структуру, допускал декомпозицию на более простые части, тогда его можно будет отобразить на соответствующую последовательность моделей. К счастью, это условие выполняется в окружающей нас действительности.

В языке отсутствуют специальные термины для обозначения уровней структурной организации материи, качественно отличных от разума и стоящих на более высокой ступени эволюционной лестницы. А ведь это как раз то, что мы намерены обсуждать. Мы обязаны поименовать эти объекты. Термин «сверхразум» кажется столь же неподходящим, как термин «сверхжизнь» для обозначения разума, или «сверххимия» для обозначения жизни. Жизнь не является просто очень сложным химическим процессом; и, аналогично, то, что может последовать за разумом, не является просто очень эволюционно продвинутой цивилизацией. Так как крайне затруднительно предложить название для каждого из новых «сверхразумных» уровней, заранее не зная, что это такое, будем использовать условные обозначения: гипотетическую ступень структурной организации материи, следующую за разумом, обозначим через Z0, следующую ступень через Z1, и так далее.

Сосредоточим внимание на уровне структурной организации Z0. Хотелось бы понять, какие свойства Z0 можно вывести из глобального закона самоорганизации. Аккуратное использование этого закона для предсказания свойств Z0 состоит в том, чтобы в их поиске исходить из обобщения и экстраполяции только тех закономерностей, которые можно вывести из взаимосвязи уже известных ступеней эволюции материи.

Что же известно? Ни одно животное не способно адекватно отразить в своем сознании суть некоторых действий человека (например, доказательство математической теоремы). Иными словами, процессы, протекающие в разумной материи, вообще говоря, не могут быть представлены (смоделированы) ни в какой живой материи, разумом не обладающей. Можно говорить о свойстве непредставимости разума относительно жизни вообще. Это свойство представляет собой такой критерий качественного превосходства разума над жизнью, который не апеллирует к внутренним свойствам того и другого. Такой подход удобно использовать для того, чтобы установить, в каком отношении находится Z0 к разуму, так как заранее не ясно, что может представлять собой Z0. Получаем следующее свойство:

(Непредставимость) Разум принципиально не может понять некоторые процессы, происходящие в Z0.

Фактически, непредставимость говорит о том, что возможности разума в познании объективной реальности могут быть принципиально ограничены. А именно, разуму могут быть не полностью доступны для познания формы организации материи, качественно превосходящие разум. Однако выше высказывалась гипотеза, согласно которой разум, в силу своей бесконечной итеративности, в принципе, может построить модель сколь угодно сложного объекта или процесса. На первый взгляд, это свойство входит в противоречие с непредставимостью Z0 относительно разума. На самом деле это не так. Разум способен построить модель явления в том случае, если для такого построения имеется необходимая исходная информация. Свойство же непредставимости Z0 может быть связано с тем, что полная исходная информация для построения модели Z0 по каким-то причинам принципиально недоступна для любой отдельной цивилизации (то есть, для любого единичного проявления разума). Это свойство Z0 может быть названо информационной нелокализуемостью.

Мы уже отмечали консервативный характер качественной эволюции структурных форм материи. Можно отметить наличие консерватизма двух типов: один из них можно назвать простым, другой – сильным. Примером простого консерватизма является происхождение тяжелых элементов в ходе эволюции звезд. Простота здесь заключается в том, что, хотя тяжелые элементы и возникают только благодаря существованию звезд, но, возникнув, могут существовать сами по себе, независимо от них. Примером сильного консерватизма является возникновение атомов из нуклонов и электронов. Здесь протоны и нейтроны, сами состоящие из кварков, включены в атомы в качестве субструктуры; существование атомов без нуклонов невозможно. Нетрудно заметить, что, начиная с возникновения тяжелых элементов, эволюция была всегда сильно консервативна: тяжелые элементы являются основой сложных химических соединений, химические процессы являются основой жизни, жизнь является носителем разума. Предполагая, что и Z0 возникает точно таким же сильно консервативным способом, получаем следующее утверждение:

(Сильный консерватизм) Разум является носителем Z0 подобно тому, как жизнь является носителем разума.

Как можно видеть из приведенной в начале статьи лестницы эволюции материи, каждая из ее ступеней устроена таким образом, что предоставляет возможность перехода к следующей. Экстраполяцией отмеченной связи является следующее свойство: Эволюционная открытость Z0 обеспечивает принципиальную возможность перехода к следующим, еще более высоко организованным состояниям материи.

Глобальный закон самоорганизации

Таким образом, мы имеем непредставимость, сильный консерватизм, эволюционную открытость и, возможно, связанную с непредставимостью информационную нелокализуемость в качестве ожидаемых свойств Z0. Теперь на одной конкретной модели Z0 проиллюстрируем, как могут быть реализованы все четыре свойства.

Представим себе некую большую галактику и предположим, что в ней имеется, по меньшей мере, несколько десятков разумных цивилизаций в коммуникативном состоянии – они склонны передавать информацию о себе в космос и стараться принять информацию от других цивилизаций. Предположим, вероятность того, что хотя бы одно послание такой коммуникативной цивилизации, отправленное на протяжении ее жизни, будет когда-нибудь принято и дешифровано хотя бы одной другой цивилизацией, близка к единице. Далее, предположим, что типичная цивилизация, приняв информацию от другой цивилизации, ретранслирует ее в каждом собственном послании наряду с информацией о себе самой. Такое предположение кажется вполне разумным. Тогда, по крайней мере, часть культурного наследия, созданного цивилизацией на протяжении ее жизни, не пропадет после исчезновения этой цивилизации, но будет неопределенно долго циркулировать в объеме галактики, передаваясь от одной цивилизации к другой.

Нетрудно понять, что со временем количество накопленной и перерабатываемой в объеме галактики информации будет расти. Вряд ли такой процесс накопления может оставаться чисто пассивным. Скорее, информация начнет структурироваться, в системе возникнут когерентные процессы самоорганизации, система начнет эволюционировать как целое. Возникает единый объект – галактическое культурное поле с продолжительностью жизни, многократно превышающей время жизни носителей этого поля – отдельных разумных цивилизаций, содержащее информации намного больше, чем доступно одной цивилизации, и развивающееся по собственным законам. Проверим, что галактическое культурное поле обладает всеми четырьмя перечисленными выше атрибутами Z0.

Для того, чтобы отдельная цивилизация могла судить о возможных когерентных процессах, протекающих в галактическом культурном поле, она должна иметь информацию о состоянии этого поля во всем объеме галактики, так как галактика может быть информационно неоднородна. Уместна такая аналогия: по состоянию нескольких соседних нейронов невозможно определить, какой работой занят мозг в целом. Однако, в силу конечности скорости света и большого размера галактики, единичная цивилизация принципиально не может получить сведения о состоянии поля одновременно во всем объеме галактики и восстановить его состояние. Имеет место принципиальная нелокализуемость информации о состоянии галактического культурного поля. Поэтому ни одна космическая цивилизация, то есть разум (так как разум и цивилизация – синонимы), не может узнать содержание коллективных когерентных процессов, происходящих в культурном поле. Критерий непредставимости галактического культурного поля относительно разума выполнен.

Выполнение критерия сильного консерватизма очевидно, так как разумные цивилизации являются носителями галактического культурного поля.

Если такое поле однажды возникнет, оно, скорее всего, окажется весьма устойчивым объектом. Так как шкала времени жизни культурного поля велика, рано или поздно поля соседних галактик могут быть объединены. Это создает предпосылки для возникновения метагалактического культурного поля. Нетрудно понять, что метагалактическое поле непредставимо относительно любого галактического поля, поэтому обладает чертами Z1, то есть критерий эволюционной открытости для галактического поля тоже выполняется.

Таким образом, галактическое культурное поле обладает всеми ожидаемыми характеристиками Z0, и мы имеем пример возможной реализации уровня организации материи, находящейся на качественно более высокой ступени эволюционной лестницы, чем разум. Можно рассмотреть и другие примеры, например – интеграция разума и телекоммуникационных и компьютерных систем (Л.В. Ксанфомалити, 1993).

Из представления о возможности существования форм организации материи, качественно превосходящих разум, следует пред
4000
ставление о разуме не как о венце творения эволюции, а как о необходимой промежуточной ступени в процессе самоорганизации или самосовершенствования Вселенной. Это наделяет существование разума вообще и, тем самым, существование каждой отдельной разумной цивилизации и каждого разумного существа, космологической функцией и космологическим смыслом. При достижении каждого нового уровня структурной организации материи Природа чудесным образом создавала и подходящий механизм, обеспечивающий переход к еще более высоким ступеням структурной эволюции. В рамках модели галактического культурного поля таким механизмом является контакт между космическими цивилизациями. В этом смысле особое значение имеет деятельность, связанная с проблемой SETI (Search for Extra Terrestrial Intelligence): возможно, именно через поиск внеземных цивилизаций, Вселенная реализует свой потенциал к саморазвитию, используя разум как промежуточную и необходимую ступень эволюции.

Источник:
Александр Панов
НИИЯФ МГУ, г. Москва
AstroEra.NET