Философия энтропии. Негэнтропийная перспектива

Эволюционные системы характеризует отсутствие равновесия, спонтанное образование новых микроскопических (локальных) объединений, изменчивость на макроскопическом уровне, образование новых свойств системы. При переходе от неупорядоченной системы к упорядоченной все системы в развитии ведут себя одинаковым образом в том смысле, что для описания разнообразных аспектов их эволюции достаточно одного единственного математического аппарата синергетики. Развивающиеся системы всегда открыты и обмениваются энергией, материей и информацией с окружающей средой, обеспечивая процесс локального порядка и самоорганизации. В ярко выраженных неравновесных состояниях системы оказываются под влиянием внешних факторов, не влияющих на систему в менее неравновесном состоянии: в неравновесных условиях относительная независимость элементов системы уступает место корпоративному поведению элементов – в состоянии, близком к равновесию, элемент взаимодействует только с соседним; вдали от равновесия «видит» целую систему как единое целое, т. ч. единообразие в поведении элементов становится заметным. В состоянии, далеком от равновесия, включаются механизмы, направляющие краткосрочные режимы к какому-либо долгосрочному режиму[32].

В тридцатые годы прошлого века Эрвин Бауэр исследовал термодинамические свойства живой субстанции. Он создал интегральную концепцию жизни и ее проявлений (обмена материи, роста, развития, восприимчивости, наследственного разнообразия, эволюции). Он утверждал, что спонтанное движение живых систем опровергает принцип термодинамического равновесия, поскольку живые системы никогда не находятся в состоянии равновесия, осуществляя за счет своей свободной энергии постоянную работу, направленную против равновесия.

Эти наблюдения имеют фундаментальное значение для понимания разницы между живой системой и механической (машиной). В то время как машина работает, используя исключительно внешний источник энергии, живая система работает за счет неравновесия. Оригинально утверждение Бауэра, что химическая энергия питания в организме тратится на строение, обновление и сохранение свободной энергии структуры, а не на превращение в работу. Следовательно, организм эту энергию использует для поддержания изначально неравновесных структур. Такую специфическую энергию неравновесных систем Бауэр называет структурной энергией. Живые системы качественно отличаются от неживых, что является самым радикальным расхождением с механистической картиной мира. Существует разность потенциалов между живой клеткой и неживой закрытой системой (где векторы распределяются в согласии с правилом энтропии). Живой организм спонтанно исправляет структурные деформации, тогда как механическая система на это неспособна[33].

Спонтанная самоорганизация, синергия и эмерджентность

Мы говорили о том, что двойная спираль ДНК имеет неправильную или апериодическую структуру. (Правда, согласно новейшим исследованиям, треть генома составляет правильное распределение атомов, т. е. периодический кристалл.) Но на высшем уровне апериодическая структура ДНК и клеточный инструментарий, ответственный за ее репликацию, гораздо стабильнее всего, что нам известно. Неживое не остается неизменным столько миллиардов лет. За стабильность и постоянство, характеризующие ДНК, отвечают его автоэволюционные свойства, способности к самоорганизации и формированию химических цепей достаточной длины для эволюции в простые виды жизни. ДНК является настоящим мастером трансформации.

Двоякая спираль ДНК такова, что, если перевернуть картину, можно наблюдать симметрию молекул. Любая половина этой спирали может служить предпосылкой к синтезу своей комплементарной половины. В море неясных и бессмысленных картин, гены являются островами понятного ДНК. ДНК – это хранители информации, энергии и материи, пережившие все искушения глобального вымирания жизни на Земле. Несмотря на подверженность селекциям и мутациям, они не меняют своей сущности. Энтропия стирает информацию, но жизнь ее преумножает. Перманентно создавая биологическое разнообразие, гены умножают шансы продолжения жизни.

Важнейшим свойством природы, противостоящим натиску энтропии, является самоорганизация – динамическое создание когерентного взаимодействия множества элементов. Вдали от термодинамического равновесия, в окружении, где происходит обмен энергии, материи и информации, процессы самоорганизации спонтанны, открыты, сложны. Любая сложная система природного происхождения организует сама себя. В живом мире неравновесие – это источник организации и самоорганизации, т. е. спонтанного перехода открытых неравновесных систем от простейших и неупорядоченных форм к усложненным и упорядоченным.