Порядок из хаоса

К СОВЕТСКОМУ ЧИТАТЕЛЮ

Мы очень рады, что книга «Порядок из хаоса» выходит в Советском Союзе. Считаем своим приятным долгом поблагодарить проф. Климонтовича за интерес, проявленный к нашей книге, ее переводчика за тщательность, с которой он выполнил свою работу, а также других лиц, способствовавших ее выходу на русском языке. Мысль о том, что благодаря их усилиям основные положения, выдвинутые в книге, станут известными и доступными для обсуждения в широких кругах советской научной общественности, доставляет нам глубокое удовлетворение. Мы убеждены, что такого рода обсуждения позволят обогатить и уточнить наши идеи.

Главная тема книги «Порядок из хаоса» — переоткрытие понятия времени и конструктивная роль, которую необратимые процессы играют в явлениях природы. Возрождение проблематики времени в физике произошло после того, как термодинамика была распространена на необратимые процессы и найдена новая формулировка динамики, позволяющая уточнить значение необратимости на уровне фундаментальных законов физики.

Новая формулировка динамики стала возможной благодаря работам советских физиков и математиков, и прежде всего А. Н. Колмогорова, Я. Г. Синая, В. И. Арнольда. В частности работам советской школы мы обязаны определением новых классов неустойчивых динамических систем, поведение которых можно охарактеризовать как случайное. Именно для таких систем А. Н. Колмогоров и Я. Г. Синай ввели новое понятие энтропии и именно такие системы служат ныне моделями при введении необратимости на том же уровне динамического описания.

Мы считаем, что возрождение способа построения концептуальных основ динамических явлений вокруг понятия динамической неустойчивости имело весьма глубокие последствия. В частности оно существенно расширяет наше понимание «закона природы».

Оглядываясь на прошлое, мы ясно видим, что понятие закона, доставшееся нам в наследство от науки XVII в., формировалось в результате изучения простых систем, точнее, систем с периодическим поведением, таким, как движение маятника или планет. Необычайные успехи динамики связаны со все более изящной и абстрактной формулировкой инструментов описания, в центре которого находятся такие системы. Именно простые системы являются тем частным случаем, в котором становится достижимым идеал исчерпывающего описания. Знание закона эволюции простых систем позволяет располагать всей полнотой информации о них, т. е. по любому мгновенному состоянию системы однозначно предсказывать ее будущее и восстанавливать прошлое. Тогда считалось, что ограниченность наших знаний, конечная точность, с которой мы можем описывать системы, не имеют принципиального значения. Предельный переход от нашего финитного знания к идеальному описанию, подразумевающему бесконечную точность, не составлял особого труда и не мог привести к каким-либо неожиданностям.

Ныне же при рассмотрении неустойчивых динамических систем проблема предельного перехода приобретает решающее значение: только бесконечно точное описание, подразумевающее, что все знаки бесконечного десятичного разложения чисел, задающих мгновенное состояние системы, известны, могло бы позволить отказаться от рассмотрения поведения системы в терминах случайности и восстановить идеал детерминистического динамического закона.

Наш общий друг Леон Розенфельд, бывший близким сотрудником Нильса Бора и всю жизнь изучавший и отстаивавший основные положения диалектического мышления, подчеркивал, что «включение спецификации условий наблюдения в описание явлений — не произвольное решение, а необходимость, диктуемая самими законами протекания явлений и механизмом их наблюдения, что делает эти условия неотъемлемой частью объективного описания явлений»[1]. Эта идея, диалектическая по своей сущности, приобретает ныне решающее значение. В контексте неустойчивых динамических систем она приводит к требованию, делающему излишним особое изучение периодических систем, поскольку для таких систем это требование выполняется автоматически. Согласно последнему, о «физическом законе» какого-нибудь явления можно говорить лишь в том случае, когда этот закон является «грубым» относительно предельного перехода от описания с конечной точностью к описанию бесконечно точному и в силу этого недостижимому для любого наблюдателя, кем бы он ни был.

Требование «грубости» по своей природе не связано с конечностью разрешающей способности прибора. Оно отражает не ограниченность наших возможностей производить наблюдения и измерения, а внутреннюю структуру описываемых нами явлений. В случае неустойчивых систем, в частности, из него следует неадекватный характер подобного представления физического объекта, придающего управляющим его эволюцией взаимодействиям бесконечную точность, на которой единственно зиждется детерминистическое описание. Вместе с тем это требование позволяет преодолеть вопиющее противоречие между реальностью, мыслимой по сути атемпоральной, и эволюцией, материальной и исторической, которая создала людей, способных выдвинуть подобную концепцию.

В истории западной мысли господствующее положение занимает конфликт, связанный с понятием времени, — противоречие между инновационным временем раскрепощения человека и периодически повторяющимся временем стабильного материального мира, в котором любое изменение, любое новшество с необходимостью оказываются не более чем видимостью. Как ни странно, но именно это противоречие послужило причиной острой дискуссии между Лейбницем и выразителем взглядов Ньютона английским философом Кларком. Переписка между Лейбницем и Кларком позволяет представить взгляды Ньютона в новом свете: природа для Ньютона была не просто автоматом, а несла в себе активное производительное начало. Однако позиция Ньютона чужда нам в силу присущих ей теологических аспектов. Вместе с тем нам очень близка утверждаемая диалектическим материализмом необходимость преодоления противопоставления «человеческой», исторической сферы материальному миру, принимаемому как атемпоральный. Мы глубоко убеждены, что наметившееся сближение этих двух противоположностей будет усиливаться по мере того, как будут создаваться средства описания внутренне эволюционной Вселенной, неотъемлемой частью которой являемся и мы сами. Нет сомнения в том, что описанная в нашей книге трансформация физических представлений по своему значению выходит за пределы физических наук и может внести вклад в понимание той исторической реальности, которая является объектом диалектической мысли.

Первый вариант нашей книги, вышедшей на французском языке («La nouvelle alliance») в 1979 г., дополнялся и перерабатывался в последующих изданиях. В основу предлагаемого читателю русского перевода положено английское издание 1984 г. Ныне начинают появляться новые перспективы развития представленных в данной книге идей в связи с понятием динамической неустойчивости в теории относительности и квантовой механике. Мы надеемся, что очередное дополненное издание этой книги позволит нам подробнее описать результаты этих исследований.

Февраль 1986 г.

Илья Пригожин, Изабелла Стенгерс