Проблема белка. Том 3: структурная организация белка - Попов Е.М.
ISBN 5-02-001911-9
Скачать (прямая ссылка):
необратимости, что, в свою очередь, должно коренным образом изменить представление об аттракторе познания как о конечной, поляризующей научный процесс цели.
Глобальная для естествознания стратегическая задача ранее состояла в обретении научным мировоззрением такой структурной организации, которая была бы тождественна реальному миру, считавшемуся замкнутой стационарной динамической системой. С утратой такого представления исчезла и такая задача, точнее, она стала касаться теперь только тех явлений, для которых характерен жесткий детерминизм, строгая причинная обусловленность и обратимость. Нестабильность и неравновесность природных явлений, спонтанно порождающих принципиально новые структуры, лишили науку ее былой ясной телеологической цели и, следовательно, предопределенной и четкой направленности развития от простого к сложному.
Оказалось, что реальный мир - это процесс, который благодаря присущим ему неравновесности и случайности постоянно меняется непредсказуемым образом. Кем, например, могло быть запланировано в период триас или в пермский период зарождение в последующем юрском периоде млекопитающих? Кто мог предвидеть появление в третичном периоде их многочисленных видов? А разве не было случайным возникновение в олигоцене человекообразных обезьян и появление в конце плиоцена или в нижнечетвертичном периоде питекантропа, синантропа и других, позднее угасших предгоминидов? Нет сомнений также в случайности и автономности выступления среди многих эволюционных линий вида Ношо sapiens, так сильно повлиявшего на состояние биосферы. Разработанные Пригожиным теории диссипативных структур и бифуркационных флуктуаций описывают неравновесные процессы открытых систем, раскрывают их статистико-детерминистическую природу и указывают направление количественного изучения.
Вернемся теперь к нашей теме, касающейся формирования научного мировоззрения. Мы остановились на констатации того факта, что развитие науки представляет собой самопроизвольно протекающий необратимый процесс познания, суть которого состоит в установлении естественных закономерностей (законов природы) и обретении более полного и глубокого представления о структурной организации природы путем в значительной мере несогласованной деятельности многих ученых. Эта деятельность, как отмечалось, приводит к получению результатов, которые со временем могут быть отнесены к правильным или неправильным. По отношению к научному мировоззрению и те и другие можно считать флуктуациями. Правильные результаты окажут незатухающее воздействие на систему знаний, и их следует отнести к необратимым флуктуациям, а неправильные, прямо не повлиявшие на состояние системы, - к обратимым флуктуациям. Накопление правильных результатов приведет в свое время к скачкообразному качественному изменению научного мировоззрения.
Описанный процесс научного познания на языке термодинамики можно назвать нелинейным неравновесным процессом, протекающим вдали от положения равновесия и приводящим к спонтанному возникновению
порядка из хаоса. Очевидное упрощение заключается в предположении о независимой мотивации научного мышления ученого. Конечно, образование, литература, конгрессы и личные контакты в той или иной мере оказывают влияние на выбор, направления научного поиска и методику исследования. Однако принципиально важно отметить то обстоятельство, что любое внешнее воздействие на научное мышление человека, особенно талантливого, не является однозначным и предсказуемым.
Если историческое развитие науки действительно представляет собой самопроизвольный статистико-детерминистический процесс совершенствования структурной организации научного мировоззрения, то механизм этого процесса должен описываться бифуркационной термодинамической моделью. Следовательно, ему должны быть свойственны закономерности, присущие явлениям возникновения из хаоса пространственно-временных упорядоченных структур как в естественных, так и в экспериментальных диссипативных системах. Непременное условие появления такой структуры заключается в энергетическом и/или материальном обмене диссипативной системы с окружающей средой. В отличие от самопроизвольных равновесных процессов, при которых все части системы хаотизируются и, следовательно, вносят положительный вклад в общее увеличение энтропии, в нелинейных неравновесных процессах в закритической области имеет место диспропорционирование энтропии между подсистемами, происходящее без нарушения второго начала термодинамики. Уменьшение энтропии при создании упорядоченной структуры сопровождается одновременным, большим по абсолютной величине, увеличением энтропии остальной части изолированной системы. Сходство в этом отношении эволюции научного мировоззрения с известными процессами структурной самоорганизации физических, химических и биологических открытых систем представляется очевидным.
Макроскопическое спонтанное структурирование обусловлено коопера-тивностью поведения микроскопических составляющих, возникающего внезапно в момент достижения внешним фактором своего критического значения. В докритической области все состояния системы могут быть получены из равновесного состояния медленной непрерывной деформацией равновесных структур. Последовательность таких состояний образует так называемую термодинамическую ветвь. Отвечающие ей процессы имеют аддитивный характер. К ним относятся, например, ламинарное течение жидкости, диффузия и все другие потоки вещества и энергии, которые в определенном диапазоне внешних условий являются линейными функциями термодинамических сил - градиентов соответствующих потенциалов (температуры, давления, концентрации и др.). При выходе за область критических значений градиентов линейные потоки размываются и у систем возникают совершенно новые упорядоченные структуры, работающие в стационарном режиме (их-то и назвал Пригожин диссипативными). В момент появления такой структуры на термодинамической ветви возникает резкий излом - бифуркация. Ход исторического развития научного познания также может быть представлен нелинейным неравновесным процессом, включающим термодинамические ветви, разделенные бифуркациями. На начальном этапе, до первой критической точки,
