Russian
| English
"Куда идет мир? Каково будущее науки? Как "объять необъятное", получая образование - высшее, среднее, начальное? Как преодолеть "пропасть двух культур" - естественнонаучной и гуманитарной? Как создать и вырастить научную школу? Какова структура нашего познания? Как управлять риском? Можно ли с единой точки зрения взглянуть на проблемы математики и экономики, физики и психологии, компьютерных наук и географии, техники и философии?"

«ВОЛНОВОЙ ФЕНОМЕН ГЛОБАЛИЗАЦИИ» 
П.И. Мунин

«Волновая» теория исторического развития Олвина Тоффлера, одного из самых популярных западных социологов , опубликованная в 1980 г. , выделила в исторической феноменологии три комплексные исторических революции, прокатившиеся в виде волн глобализации технологических и социальных преобразований на земной поверхности. Последняя из этих волн — информационная. Она еще не завершила своего движения и посредством современных мультимедийных и сетевых высоких технологий преобразует общественные отношения, обеспечивая глобальную независимую и индивидуальную связь каждого с каждым. Эта волна, возникнув на западном берегу Северной Америки и пройдя последовательно Японию, Тайвань и Корею, вторглась в Китай и сейчас затухает в Афганистане и Средней Азии.

«Волновая» теория исторического развития Олвина Тоффлера, одного из самых популярных западных социологов , опубликованная в 1980 г. , выделила в исторической феноменологии три комплексные исторических революции, прокатившиеся в виде волн глобализации технологических и социальных преобразований на земной поверхности. Последняя из этих волн — информационная. Она еще не завершила своего движения и посредством современных мультимедийных и сетевых высоких технологий преобразует общественные отношения, обеспечивая глобальную независимую и индивидуальную связь каждого с каждым. Эта волна, возникнув на западном берегу Северной Америки и пройдя последовательно Японию, Тайвань и Корею, вторглась в Китай и сейчас затухает в Афганистане и Средней Азии.

В том же 1980 г. появилась «блестящая монография эмигрировавшего в США из Европы философа Эриха Янча , посвященная И. Пригожину и трактующая историю общества как продолжение универсальных негэнтропийных процессов» .

Сопоставляя терминологическое оформление исторической феноменологии, использованное этими авторами, и исходя из определенной синонимичности слов негэнтропия и информация , можно, вслед за С.П. Капицей, «подчеркнуть, что человечество всегда было информационным обществом». Поскольку «именно благодаря информации уже очень давно, с самого начала появления человека, проходил непрерывный процесс сапиентации — развитие способности к созданию, накоплению, передаче и использованию информации. Так что информационное общество появилось не после Интернета или Гутенберга, иероглифов и речи, а на самой заре человечества. А мультимедиа — только нынешний эпизод в этой долгой истории. Другая часть разворачивалась тысячи лет тому назад, когда караваны и купцы, базарная площадь и ярмарка служили той же цели передачи и размножения информации» .

Иными словами, и первая, и вторая, и, естественно, третья цивилизационные волны были информационными, но исполненными посредством имеющихся в соответствующий исторический период технологий, обобщающее название которых нашло свое отражение в наименовании второй — индустриальной и третьей — информационной.

Вероятно, подобные же соображения, но продиктованные желанием распространить на все множество процессов, нас окружающих или в которых мы участвуем, частные результаты исследований самоорганизации сложных физических систем, позволили Герману Хакену, основоположнику современной синергетики, утверждать, «что в системах, далеких от теплового равновесия, или даже в нефизических системах информация (Шеннона) играет такую же роль, как энтропия в системах находящихся в тепловом равновесии или близких к нему, а именно является причиной протекания процессов» .

Справедливость последнего можно продемонстрировать на примере гомойотермных животных, к которым «относятся птицы и большинство млекопитающих» , поддерживающих «постоянную температуру тела независимо от температуры окружающей среды» и находящихся в состоянии внутреннего динамического равновесия, обеспечиваемого регулярным возобновлением основных своих структур за счет вещественного, энергетического и информационного обмена с окружающей средой, а также постоянной внутренней функциональной саморегуляцией органов, составляющих в совокупности собственно тело.

Такое взрослое теплокровное животное, поддерживающее постоянными температуру, вес и объем своего тела за счет активного взаимодействия с окружающей средой и адаптивной к ней внутренней саморегуляции, в определенном смысле может быть классифицировано как система, замкнутая по количеству (массе) вещественного обмена, но открыто участвующая в энергоинформационном необратимом изотермическом процессе.

Как известно, «функцию состояния <таких систем> называют свободной энергией тела» . Убыль свободной энергии «определяет верхний предел количества работы, которую может совершить система при необратимом изотермическом процессе» . Ясно, что снижение энтропии тела ведет к росту потенциальной способности тела совершить работу: к увеличению его свободной энергии. Причем сложность совершаемых за счет убыли свободной энергии действий определяется, при прочих равных условиях, степенью упорядоченности этого тела, т. е. его энтропией.

При достигнутой упорядоченности и постоянной температуре совершение работы, предельной для данного тела сложности, обеспечивается за счет регулярного притока извне энергии, освобождаемой внутри его в результате равновесного (по массе) обмена веществом. Однако одного лишь этого недостаточно, поскольку только специфицированный для данного тела набор веществ участвует в обмене и соответственно высвобождаемая энергия обладает особым качеством . Примерами специфичности наборов веществ, обычно потребляемых организмами, могут служить растения для травоядных и сами травоядные для хищников.

Особое качество энергии, порождаемое специфичностью наборов веществ, участвующих в нормальном обмене, очевидно, не может повлиять на количество внутренней энергии и температуру тела, но может повлиять на степень его упорядоченности — энтропию. Надо сказать, что отмеченная возможность «это один из давно известных и волнующих вопросов, восходящий к проблеме уменьшения энтропии в живых системах. До сих пор на него не получено исчерпывающего ответа» .

На наш взгляд, исчерпывающий ответ и не удастся получить, если следовать по известному пути раздельного описания количества энергии и ее качества. В этом случае, чтобы «неожиданно просто подойти к решению этого вопроса» , приходится на пути гомогенизированного потока энергии помещать нелинейную неравновесную систему, которая саморазвиваясь преобразует количество — мощность потока энергии — в собственное качество. Скорей всего, именно подобные модели приводят к попыткам приписать передачу телу качества энергии посредством рецепции им негэнтропии или информации (Шеннона).

Так, возвращаясь к пище травоядных, а именно к автотрофным растениям, можно видеть, что львиную долю «пищи» растений составляют углекислый газ и вода, а энергия поставляется солнечным излучением. И в этом случае срабатывает тот же стереотип: синтезирование молекул глюкозы как результат фотосинтеза (сборки простых молекул в сложную), сопровождающееся увеличением упорядоченности системы, объясняется не качеством поглощаемой дозы солнечной энергии, но объявляется, что «движущей силой процесса сборки является энтропия, т. е. увеличение энтропии воды» . Это объяснение можно было бы принять как окончательное, так как вода, транспирируемая растениями, поступает через их корни в структурированном виде, а испаряется с поверхности листьев в виде пара. При этом энергия солнечного излучения расходуется растением в основном для обеспечения движения этой воды.

Однако биосфера, которую можно назвать сверхсистемой, получает «негэнтропию» из двух внешних источников. Во-первых, существует поток высокоорганизованного вещества из недр земли и, во-вторых, «на Землю приходит энергия с малой энтропией, а уходит с энтропией намного большей» .

Вот почему, видимо, нелогично объявлять единственно воду «движущей силой процесса сборки» , как и то, что «все процессы развития только потому и происходят, что они сопровождаются мощным процессом роста энтропии за счет уменьшения степени порядка энергии, поступающей от Солнца» .

Академик РАН Н.Н. Моисеев высказал более осторожное мнение о том, что «физико-химические процессы биотической регуляции на Земле происходят за счет преобразования качества получаемой и излучаемой энергии: коротковолнового излучения Солнца в энергию инфракрасной части спектра Земли» . Если пренебречь незначительным потоком тепла из ее недр.

Информационная оценка преобразования качества энергии солнечного излучения в энергию инфракрасного излучения нашей планеты, выполненная в 1996 г. , позволила утверждать, что электромагнитные волны из окружающей астросферы привносят в биосферу Земли избыточную информацию. Избыточную по сравнению с информацией, покидающей биосферу с ее инфракрасным излучением. Избыточная информация, будучи усвоенной на Земле как ее объектами, так ее субъектами, приводит, в свою очередь, к их количественным и качественным преобразованиям.

Количественные преобразования связаны с накоплением избыточной информации на различных носителях, таких, как, например, магнитные и оптические диски в современную «информационную эпоху» , а также в виде автотрофных растений, заселяющих с древнейших времен любые подходящие участки освещенной Солнцем земной поверхности.
Обычно, как было показано выше, дальнейшие рассуждения не идут дальше традиционных обсуждений соотношения энтропии и информации («негэнтропии»), «перехода количества в качество» и использования нелинейности в количественных уравнениях. Последнее, составляющее суть методологии синергетического подхода, с необходимостью порождает представления о самоорганизации вещественных структур под влиянием потока гомогенизированной энергии.

Необходимость введения в оборот термина «самоорганизация вещества» вещества (вещества, подвергаемого энергетическому воздействию) диктовалась в прошлом веке индустриальной технологией, использующей энергию пара и электричества. Именно в прошлом веке утвердилось представление о безграничной способности человека преобразовывать вещество, придавать ему сложнейшие требуемые формы и даже стать автотрофным, если энергии будет вдоволь.

К концу века, однако, возникли сомнения в способности людей обеспечить себя неограниченным источником энергии на базе проектируемых сейчас термоядерных электростанций. Более того, термоядерные электростанции, буде созданы, обеспечат поставку все того же пара и электричества.

Определенная «тупиковость» энергетического подхода к решению вопроса о «самопроизвольном» переходе однородной системы в пространственно неоднородную, вероятно, скрыта в неявном пренебрежении волновой природой процесса передачи информации. Упомянутая Германом Хакеном информация Шеннона определяется по известной формуле, связывающей «количество информации, которое передают <…> сигналы по каналу связи с учетом различной вероятности…» . Ни о каких волнах в данной формуле Клода Шеннона не упоминается. Правда, существует другая не менее известная, но редко применяемая и упоминаемая его же формула, позволяющая оценить максимальный предел скорости передачи информации по волновому каналу связи, если известны мощности сигнала передатчика и шумов приемника, а также полоса частот, в которой ведется передача. Следовательно, в эту формулу Клода Шеннона входят основные характеристики волн, на которых ведется передача информации, а именно квадраты амплитуд и полоса частот.

Наиболее же важной, если более пристально взглянуть на волны, переносящие информацию, оказывается полоса частот, поскольку квадраты амплитуд, т. е. мощности, следует отнести к упомянутому энергетическому воздействию. Именно полоса частот, понимаемая как разность между максимальной и минимальной частотами канала связи, ответственна за поразительный эффект, скрывающийся в неопределенности восприятия сложных (немонохроматических) волн.Эта неопределенность восприятия, знакомая многим с детства, заключается, например, в том, что закрашивание одного и того же контурного рисунка желтым и голубым карандашами, приводит в конечном итоге к его «позеленению».

Иными словами, сложение двух чистых цветов приводит к возникновению отличного от них цвета. Этот новый цвет, однако, отличается как от исходных, образовавших его, так и от чистого зеленого цвета. Он мерцает: видится то желтым, то синим. Физики называют такое явление биением: суммарный цвет мерцает с очень низкой частотой, равной разности частот исходных желтого и синего цветов. Мерцания-то и сигнализируют о том, что цвет не чистый зеленый, который не мерцает.

Если взять еще более близкие цвета, то частота мерцаний будет еще ниже, т. е. потребуется более длительный промежуток времени — не меньший периода биений — для принятия решения о чистоте наблюдаемого цвета. В этом и заключается эффект неопределенности в восприятии световых или любых других волн. Формализованная запись описанного эффекта соответствует известному частотно-временному представлению принципа неопределенности В. Гейзенберга, а именно:

Следовательно, любому временному интервалу может быть поставлено в соответствие некое предельное значение ширины полосы частот W, которое определяет возможность приемника (субъекта или объекта) отличить близкие по частоте колебания или кванты. Те из них, которые отличаются по частоте друг от друга на величину, меньшую предельного значения W, воспринимаются приемником как идентичные.

Вот почему длительное наблюдение волн позволяет различить все более близкие процессы и воспринять исходный процесс во всей его сложности. Длительное наблюдение в данном контексте означает накапливание — рост количества — информации об исходном процессе и ее запоминании. По мере роста количества возникает возможность иного качественного восприятия и количество переходит в качество.

Следует отметить, что для различных наблюдателей, отличающихся изначальной способностью различать «цвета», равное количество накопленной информации с неотвратимостью переходит в разное качество — сколько наблюдателей, столько качеств и оттенков. Принципиальная зависимость «точности» получаемой информации от неопределенности, порождаемой волновой природой ее носителя, вероятно, объясняет, что «строгого и достаточно универсального определения информации не только нет, но оно и вряд ли возможно» , как, впрочем, и определения термина «качество».

Качества, полученные разными более или менее искусными и развитыми наблюдателями, в данном случае могут пониматься двояко — либо как увеличение разрешающей способности по частоте за счет роста времени наблюдения (рецепции, обработки и запоминания), либо как ее деградация, приводящая к неразличимости близких процессов и в этом смысле возврату к прошлому состоянию, которое может быть выражено в настоящем как разрушение следов различимости этих близких процессов. В виртуальной или физической реальности.

Нелинейность же — в смысле приведенного соотношения неопределенностей — органически присуща волновому процессу и нет необходимости придумывать ее для каждого конкретного процесса, поскольку волны образуют собственно среду для протекания материальных процессов как в большом: системном и глобальном, так и в малом: субъектном и индивидуальном.

Образуемая среда обладает помимо отмеченной частотно-временной неопределенности также и пространственно-волновой. Например, для бегущих волн можно получить похожее на (1) соотношение:

(Т х W) — (X x K) ? 1, (2),
которое связывает уже упомянутые частотную и временную неопределенности с пространственной Х и волновой К.
Поскольку частотно-временная неопределенность в (2) должна быть обязательно больше пространственно-волновой не менее чем на единицу, то это соотношение предопределяет приоритет местной (локальной) рецепции информации перед возможным последующим ее распространением. Следовательно, только после того, как отмеченная приоритетность соблюдена, пространственно-волновая неопределенность может быть зафиксирована.
Наиболее значимой для распространения волн глобализации местного развития, видимо, следует назвать бегущую по поверхности Земли волну восходов и закатов, непрерывно сменяющую календарные даты. Земля вращается неравномерно, и соответственно частота этой волны варьируется. Земные обитатели имеют возможность сравнить наступающую световую волну с ее следами в прошлом. Вариация частот прошлых и настоящей волн невелика, и скорость огибающей оказывается весьма небольшой, но не нулевой.

Так и бегут эти медленные длинные волны огибающей, распространяя локальное знание с Запада на Восток и далее, вовлекая в процесс глобализации все человечество.

Выводы

Если рассмотреть волны в пространстве, то для наблюдения достаточно протяженных волн биений необходимо одномоментно регистрировать (воспринимать) их форму на всем интервале наблюдения. Эта необходимость и есть причина волнового феномена глобализации локально накопленной информации.

Более того, сверхбольшое и сверхсистемное, понимаемое как Вселенная, также пронизывается электромагнитным излучением, называемым «реликтовое». Сейчас реликтовое излучение имеет температуру, близкую к абсолютному нулю, и остывает очень медленно. Но когда-то его температура была весьма высока.

Если предположить, что оно остывало раньше существенно быстрее, чем сейчас, то его неопределенность по частоте была тогда существенно выше современной. Соответственно сейчас временная неопределенность должна быть больше прошлой. Время как бы раздвигает рамки возможной продолжительности процессов, сопутствующих остыванию реликта. И в этом смысле время суть изменчивость.

Реликтовое излучение в процессе своего остывания теряло и, видимо, теряет свое качество — снижается температура реликта или, что то же, его частота. Качество теряется, но не бесследно. Оно передается в процессе взаимодействия веществу, которое накапливает информацию о нем и последовательно раскрывает смысл неопределенности заложенной в реликтовых волнах. Вещество, а вслед за ним и Вселенная эволюционирует.

Еще одной функцией реликтового излучения может быть, по аналогии с функцией тактовой частоты в компьютере, названа синхронизация процессов во Вселенной.

Своеобразным глобальным проявлением синхронизирующей функции реликта, видимо, может служить перевод стрелок часов на «летнее» или «зимнее» время.