Цель или следствие?

...Я люблю бывать в Ленинграде. Ленинградская наука отличается, на мой взгляд, каким-то более задумчивым, менее торопливым отношением к исследованию. Отсюда, наверное, это повышенное внимание ленинградцев к структуре, скрытым связям, к философии природы.

Однажды в среде геологов и биологов зашел разговор о явно чужой проблеме - о "тепловой смерти Вселенной". Все процессы во Вселенной могут идти, только пока есть перепады энергий, как гидроэлектростанция может работать лишь при условии, что уровень воды за плотиной будет ниже, чем перед ней. А паровой двигатель будет работать только в том случае, если температура в топке намного выше, чем в окружающей среде. В Восточном Памире, на высоте 4 тысяч метров, встречаются плоские и слабохолмистые степные ландшафты, совершенно нетронутые "пропиливающей" деятельностью воды. Не потому, что там вовсе нет воды, а потому, что далеки от этих мест склоны и спуски, где немалая потенциальная энергия вознесенной на такую высоту воды могла бы себя показать, стать кинетической энергией работы.

Физики видят и знают процессы перекачки энергии с высоких уровней на низкие, но обратный путь - вознесения энергии на высший уровень - возможен как будто только как частность, боковое ответвление главной тенденции. Воду в горы приносит метеорологическая машина Земли, безвозвратно затрачивая на это солнечную энергию.

Различие между настоящим и будущим многие физики связывают с необратимостью тепловых явлений. Этот результат, содержащийся в трудах Максвелла, Больцмана, Гиббса и Эйнштейна, является "одним из величайших достижений науки вообще" (М. Борн). Именно отсюда пошли закон минимизации потенциальной энергии - основа всей инженерии и закон возрастания энтропии - главный закон Вселенной...

А поскольку, как сейчас считают, Вселенная (во всяком случае та Вселенная, которую мы в состоянии наблюдать) имела когда-то начало в виде взрыва некоей первоначальной ядерной капли (максимум потенциальной энергии), то будущее ее тоже ясно: энтропия стремится достичь максимума. Вблизи максимума все тела Вселенной должны оказаться на почти ровной "энергетической плоскости". Ничто никуда не сможет перетекать. Все процессы замедлятся, почти остановятся...

В той ленинградской гостиной чувствовалась грусть по поводу столь безнадежного будущего (пусть даже и отдаленного от нас невообразимыми сотнями миллиардов лет).

Во всем видимом мире все как будто стремится прочь от всего, и процессы развала, разлета, взрыва сейчас преобладают над силами кропотливого собирания. Вспомнили "демона Максвелла", который должен аккуратно раскладывать атомы: высокоэнергичные - в одну кучку, а "выдохшиеся" - в другую, чтобы постоянно поддерживать высокий средний уровень потенциальной энергии во Вселенной. А демона все нет, не нашли его астрофизики. Вялая попытка одного из участников разговора спасти Вселенную тем, что разлетающиеся миры должны когда-нибудь остановиться в своем разлете и полететь обратно для нового взрыва, а значит, и для нового подскока на высокий энергетический уровень, была жестоко подавлена. Уже подсчитал какой-то физик, что плотность материи во Вселенной меньше той, которая необходима для такого поворота. Правда, некоторые другие физики и астрономы считают, что во Вселенной есть некие скрытые массы, которые еще могут изменить дело. Но модель пульсирующей Вселенной может не столько убавить; сколько прибавить работы философам.

А обратившись к Земле, биологи и геологи с облегчением констатировали, что у них, к счастью, все не так, все иначе. Нет, на Земле не видно следов возрастающего развала, затухания процессов. И геологическая, и биологическая формы существования материи прогрессируют, изощряясь и как бы конкурируя в сложности, интенсивности процессов, в причудливости форм. И в геологии, и в биологии в отличие от астрофизики ученые имеют дело с законом возрастания сложности и, может быть, с возрастанием размаха процессов.

И тогда один из присутствующих, молодой геолог, произнес: структурная энтропия. Потом, я слышал, эта идея была им развита и даже опубликована. Но тогда это было неожиданно, а потому особенно интересно.

...А что, если существует параллельно с энтропией энергии энтропия структуры, направленная во времени в противоположном первой направлении? В теории информации тоже есть понятие энтропии. Она описывается теми же формулами, что и энергетическая, и это не случайно. Понятие информационной энтропии во Вселенной как бы противоположно по знаку энергетической и в этом смысле совпадает со структурной. Вначале в ядерной безликой капле структурная энтропия была равна бесконечности - полное отсутствие структуры и формы. Но со временем параллельно возрастанию энергетической энтропии структурная стала убывать. Появились новые тела-планеты. На планетах зародилась кора, горы, тронулись циклы внутрипланетных процессов. Рассеянные в огромной массе редкие атомы стали наперекор закону диффузии, рассеяния собираться в мощные скопления - месторождения полезных ископаемых. Жизнь явилась венцом геологической эволюции, она сохранила и умножила способность планетной формы движения материи к накоплению информации, сложности.

- Выходит, конец состоит в полном отсутствии процесса при абсолютном совершенстве формы? - спросил кто-то. Все представили себе причудливые формы построек межпланетных, межзвездных цивилизаций, прозрачные кристаллы, застывшие навеки в холодной Вселенной, лишенной перепада Уровней энергии, и всем стало еще грустнее.

Но расфантазировавшийся в тот вечер молодой геолог предусмотрел другой конец своей истории.

- Что знаем мы о начале всего? - спросил он. - То, что капля, от которой все пошло, была неустойчивой. Ведь она почему-то взорвалась. Суть же самого процесса не в том, что уменьшается могущая быть использованной энергия, а в том, что, чем дальше, тем более эффективный в смысле накопления информации и усложнения структуры результат достигается при все меньших энергетических затратах. В этом согласны и биологи и геологи. Мне кажется, на этом основании можно даже дать прогноз дальнейшего развития нашей цивилизации, основная черта которой - потребление неимоверного количества энергии. Такой путь развития не может продолжаться бесконечно. Он и невозможен (из-за ограниченности энергетических ресурсов), и опасен (можно перегреть Землю энергетическими отбросами), и не нужен (КПД наших машин все еще до смешного ничтожен).

- А насчет конца... Я верю в законы симметрии. Что знаем мы о другом конце ниточки причин-следствий? Может быть, полная энергетическая энтропия при полном отсутствии энтропии структурной столь же неустойчивое состояние? Не забудьте, самые высшие формы материи наверняка будут не только более разумными, но и более могущественными, чем мы. И поворот событий в другом направлении станет для них чем-то вроде главной цели. Ведь даже мы на нынешнем уровне нашего развития умеем освобождать энергию, заключенную во многих природных структурах...

Оставив ленинградскую гостиную и столь отдаленное будущее - предсказать его, вероятно, невозможно в силу принципа неопределенности, - попробуем разобраться в главном.

Итак, между прошлым и будущим в нашем мире есть определенная разница. В масштабе Вселенной - это однонаправленное возрастание энтропии, развал, разбазаривание энергии. На Земле многие процессы идут иначе. Здесь системы усложняются со временем, накапливая информацию. И все это выглядит так, будто у природы есть цель. О процессе увеличения богатства форм говорят геологи. Биологи говорят о кефализации (цефализации), неуклонном эволюционном прогрессе живого, направленном как бы к цели, достижению уровня разума. Анализируя историю развития техники, ученые неоднократно поражались тому, что направленное развитие техники, ее прогресс иногда до деталей совпадает с линией эволюционного развития какой-нибудь ветви живого мира.

Например, история развития авиации оказалась прекрасной моделью, позволившей видному палеонтологу В. Н. Яковлеву понять наконец эволюцию древнейших позвоночных животных, наших возможных предков - панцирных рыб. Их панцири оказались "несущими плоскостями", и их аэродинамический профиль совершенствовался так же, как совершенствовались самолеты до второй мировой войны.

Такие параллели интересны тем, что тоже позволяют перейти к прогнозу. Но прогнозировать можно и по биологической эволюции - технику, и обратно: по технике - дальнейшую, еще не состоявшуюся биологическую эволюцию... Теперь попробуем определить позиции: наш технический прогресс осуществляется с какой-то целью (так по крайней мере мы думаем), а биологический - "сам по себе". Что-то здесь не вяжется. Либо наше представление о целенаправленности прогресса цивилизации неверно и он ничем не отличается от случайно-вероятностного прогресса проб и ошибок дарвинской эволюции, либо мы должны допустить, что и в основе эволюции природы есть что-то вроде цели.

Как ни странно, и эта проблема, прежде чем овладеть умами геологов и биологов, остро и давно обсуждалась и историками и физиками. Некоторые западные историки, не отрицая факта прогресса в истории, отказывались признать, что прогресс закономерен. С этой точки зрения наш прогресс ничем не отличается от случайностно-вероятностного прогресса живого мира (так, как это представлял себе классический дарвинизм).

Наиболее близко к пониманию этого парадокса подошли классики диалектического и исторического материализма. "Столкновения бесчисленных отдельных стремлений и отдельных действий приводят в области истории к состоянию, совершенно аналогичному тому, которое господствует в лишенной сознания природе. Действия имеют известную желаемую цель; но результаты, на деле вытекающие из этих действий, вовсе нежелательны" (Маркс К. и Энгельс Ф. Соч., т. 21, с. 306.). Это написал Ф. Энгельс в 1886 году. И добавлял, что за поступками личностей всегда есть скрытая причина, движущие силы более высокого ранга. Раскрытие этих движущих сил, общих законов и позволит человечеству в конце концов стать настоящим хозяином своей судьбы.

Выражаясь современным научным языком, законы, управляющие прогрессивным развитием неживой материи, материи, организованной биологически, и материи, организованной социально, имеют общую диалектико-материалистическую основу, но соотносятся между собой как три разных уровня организации вещества. На каждом из этих уровней системность, сложность всех движущих факторов прогресса неизмеримо, скачкообразно возрастает. А потому нельзя движением электронов, перескакивающих с одной орбиты на другую в атомах гемоглобина крови Раскольникова, объяснить его преступление и наказание, хотя сказать, что никакой связи нет между тем и другим, тоже нельзя.