Концепції сучасного природознавства - Бобильов Ю.П. - Розділ 4. СТРУКТУРНІ РІВНІ ОРГАНІЗАЦІЇ МАТЕРІЇ

Розвиток – це необоротна, спрямована, закономірна зміна матерії і свідомості, їхня універсальна властивість; у результаті розвитку виникає новий якісний стан об'єкта – його чи складу структури. Розвиток – загальний принцип пояснення природи, суспільства і пізнання, як подій, що історично протікають.

Розрізнюють дві форми розвитку, між якими існує діалектичний зв'язок: еволюційну, пов'язану з поступовими кількісними змінами об'єкта (еволюція), і революційну, що характеризується якісними змінами в структурі об'єкта (революція). Виділяють прогресивну, висхідну лінію розвитку (прогрес) і регресивну, спадну лінію (регрес). Прогрес – спрямований розвиток, для якого характерний перехід від нижчого до вищого, від менш досконалого до все досконалішого.

Розвиток ніби повторює вже пройдені ступені, але повторює їх інакше, на більш високій базі, так би мовити, по спіралі, а не по прямій лінії; розвиток стрибкоподібний, катастрофічний, революційне перетворення кількості в якість; внутрішні імпульси до розвитку, що даються протиріччям, зіткненням різних сил і тенденцій, діють на дане тіло або в межах даного явища; безупинний зв'язок усіх сторін кожного явища, зв'язок, що дає єдиний, закономірний світовий процес руху, – такі деякі риси діалектики як більш змістовного вчення про розвиток (А. К. Айламазян, Є. В. Стась).

Основна особливість, що відрізняє розвиток від інших динамічних процесів, наприклад, від процесу зростання – це якісна зміна в часі змінних, що характеризують стан системи, яка розвивається (для процесу зростання звичайно говорять лише про кількісну зміну цих змінних). Причому якісна зміна носить стрибкоподібний характер. Поступова монотонна зміна деякого параметра протягом помітного часу супроводжується відповідною поступовою зміною стану системи, але у певний момент відбувається розрив поступовості: стан системи міняється стрибком, система переходить на новий якісний рівень, кількість переходить у якість. Потім повторюється все заново, але вже на новому якісному рівні (О. І. Яблонський).

У вивченні розвитку матерії сучасною наукою зроблено такі серйозні кроки, що зараз можна з повним правом говорити про перетворення ідеї розвитку, еволюції в норму наукового мислення для цілого ряду галузей знання. Термін "еволюція" має кілька значень, однак найчастіше він використовується як синонім розвитку. Так, І.І. Шмальгаузен визначає еволюцію як закономірний процес історичного розвитку організму. Іноді термін "еволюція" використовують у більш вузькому значенні, розуміючи її як одну з форм розвитку, що протиставляється революції. Еволюція і революція розглядаються як взаємообумовлені сторони розвитку, без абсолютизації якої-небудь з них. У будь-яких процесах розвитку природна наявність ділянок, що чергуються: еволюційних і революційних. Еволюція в широкому значенні – уявлення про зміни в природі та суспільстві, їхню спрямованість, порядок, закономірності; певний стан якої-небудь системи розглядається як результат більш-менш тривалих змін її попереднього стану; у більш вузькому сенсі – уявлення про повільну, поступову кількісну зміну.

Еволюція в біології – це необоротний історичний розвиток живої природи. Визначається мінливістю, спадковістю і природним добором організмів. Супроводжується пристосуванням їх до умов існування, утворенням видів, перетворенням біогеоценозів і біосфери в цілому.

Еволюційна ідея зародилася і розвинулася в XIX ст. як опозиція уявленню про незмінність світу, але свого апогею вона досягла в нашому сторіччі, і її прийняття можна вважати досягненням XX ст.

У XIX ст. ідея немінливості органічного світу знайшла своє яскраве вираження в особі Ж. Кюв'є. Кюв'є виходив зі своєї теорії сталості і незмінності видів і її двох основних принципів – принципу кореляцій і принципу умов існування. Незмінність виду входила, на думку Кюв'є, в організованість, упорядкованість природи. Його теорію катастроф, чи зміну фаун і флор, у даній органічній галузі можна назвати теорією еволюції при незмінності видів, теорією порушення гармонії природи тільки в результаті катастрофічних подій загальноземного масштабу. Теорія типів,

теорія гармонії природи і теорія незмінності видів прекрасно узгодилися одна з одною і становили фундамент природознавства першої половини XIX ст. Пізнавальна цінність цих уявлень про стійкість органічного світу була величезна. Уявлення про незмінність видів лягли в основу їхньої класифікації. Теорія типів дозволяла робити прогнози. Геніальна еволюційна ідея Ламарка, який на півстоліття випередив свій час, не знайшла відгуку почасти тому, що, повставши проти сталості виду, він направив свою полеміку і проти його реальності. Ч. Дарвін вперше обґрунтував еволюцію і переконав своїх сучасників саме тому, що сполучив визнання реальності виду з науковою теорією його змінюваності.

У XX ст. ідею гармонії природи змінила ідея еволюції. Принцип гармонії природи, теорія типів і поняття про стійкість виду відсунулися у свідомості людей на задній план, а багатьом здавалися спростованими. З часом, однак, повне обгрунтування еволюційної ідеї породило свою протилежність. У науці XX ст. знову відродилася ідея стійкості. І з тією ж благородною запопадливістю, з якою людська думка руйнувала теорію типів і теорію незмінності видів, вона кинулася на пошуки механізмів підтримки стійкості.

В. І. Вернадський зумів розкрити на рівні біосфери в цілому взаємодію еволюційного процесу й ідеї стійкості живої природи. У 1928 р. В. І. Вернадський писав: "У геохімічному аспекті, входячи як частина в біосферу, яка мало змінюється, коливається біля незмінного середнього стану, життя, взяте як ціле, є стійким і незмінним у геологічному часі. У складній організованості біосфери відбувалися в межах живої речовини тільки перегрупування хімічних елементів, а не корінні зміни їхнього складу і кількості? – перегрупування, що не відбивалися на сталості і незмінності геологічних – у даному випадку геохімічних процесів, у яких ці живі речовини брали участь. Стійкість видових форм протягом мільйонів років, мільйонів поколінь, може, навіть становить найхарактернішу рису живих форм".

Сформувалася загальна думка, що вершиною творчості Вернадського є вчення про біосферу і про еволюційний перехід її під впливом людського розуму до нового стану ноосфери: "Маса живої речовини, її енергія і ступінь організованості в геологічній історії Землі безупинно еволюціонували, ніколи не повертаючись

у колишній стан. Перетворення в поверхневій оболонці планети під впливом діяльності людини стали природним етапом цієї еволюції. Уся біосфера, змінившись докорінно, повинна перейти до нового якісного стану, сфери дії людського розуму".

Перекладаючи теорію Дарвіна на мову кібернетики, І.І. Шмальгаузен показав, що само перетворення органічних форм закономірно здійснюється в рамках відносно стабільного механізму, який лежить на біогеоценотичному рівні організації життя і діє за статистичним принципом. Це і є вищий синтез ідеї еволюції органічних форм з ідеєю стійкості й ідеєю постійності геохімічної функції життя в біосфері.

Так воєдино виявилися злитими і разом з тим піднятими на новий сучасний рівень концепції Кюв'є, Дарвіна, Вернадського. Основні напрямки пошуку в еволюційній теорії – це розробка цілісних концепцій, що більш адекватно відбивають системний характер досліджуваних явищ. Загальновизнана теза про рух як атрибут матерії, і постає питання, чи можна вважати атрибутом матерії розвиток. Ці проблеми жваво дискутуються, і на сьогодні загальновизнаної точки зору немає.

Існує точка зору, що рух – більш загальний момент, а розвиток – окремий випадок руху, тобто розвиток не є атрибутом матерії. Інша точка зору наполягає на атрибутивному характері розвитку. Вирішення питання про атрибутивний характер розвитку пов'язано з тим змістом, що вкладається в поняття "розвиток". Звичайно виділяють три підходи: розвиток як круговорот; розвиток як необоротна якісна зміна; розвиток як нескінченний рух від нижчого до вищого.

Ці підходи справедливі, коли мова йде не про матерію взагалі, а про яке-небудь матеріальне утворення. До матерії в цілому, матерії як такої поняття розвитку застосовне, але не в тому смислі, у якому ми говоримо про розвиток окремих предметних ділянок. Матерія як об'єктивна реальність – це саме вся сукупність речей і явищ навколишнього світу. Вона безупинно розвивається, і цей розвиток не означає нічого іншого, крім безупинного розвитку всіх її конкретних проявів. Матерія є гранично загальна філософська категорія, а природознавство завжди мало і буде мати справу з "матерією на даному рівні проникнення в неї".

Єдино відомій нам матерії ми сьогодні можемо приписувати розвиток не тільки на підставі загальнофілософських міркувань, а й на основі досить апробованих природничонаукових теорій. Тезу про розвиток як атрибут матерії донедавна важко було погодити з даними природознавства, де єдиний закон, що включає спрямованість змін, які відбуваються, – це другий принцип термодинаміки, що говорить скоріше про тенденцію до деградації. Другий принцип є одним з природничонаукових виражень принципу розвитку, що визначає еволюцію матерії. Оскільки принцип збільшення ентропії відбиває необоротність усіх реальних процесів і тим самим означає необоротну зміну всіх відомих форм матерії, тобто їхній перехід у якісь інші форми, для яких уже будуть недійсні існуючі закони, то його можна вважати природничонауковим вираженням філософського принципу розвитку. Другий принцип має той же статус, що й перший принцип (закон збереження енергії), і його дія не суперечить розвитку Всесвіту. Навпаки, сам принцип розвитку знаходить своє природничонаукове обгрунтування в другому принципі термодинаміки. Принцип зростання ентропії розглядається як одна з природничонаукових конкретизацій принципу розвитку, що відбиває утворення нових матеріальних форм і структурних рівнів у неорганічній природі.

Однією з фундаментальних рис сучасного природознавства і разом з тим напрямків його діалектизації є все більш глибоке й органічне проникнення в систему наук про природу еволюційних ідей, які нерозривно пов'язані з концепцією ієрархії якісно своєрідних структурних рівнів матеріальної організації, що виступають як ступені, етапи еволюції природних об'єктів. Якщо всього лише кілька десятиліть тому дослідження еволюційних процесів у різних галузях природознавства були досить слабко пов'язані між собою, то зараз становище змінилося радикальним чином: виявляються контури єдиного (у різноманітті своїх конкретних проявів) процесу еволюції охоплених дослідженнями галузей природи.

Практика сучасної науково-дослідної діяльності висуває нові завдання в розумінні еволюційних процесів, тому формується деякий шар знань, що не має статусу окремої науки, але становить важливий компонент культури мислення сучасного вченого. Цей шар знання є ніби проміжним між філософією, діалектикою як загальною теорією розвитку і конкретно-науковими еволюційними концепціями, що відбивають специфічні закономірності еволюції живих організмів, хімічних систем, земної кори, планет і зірок. Можна, мабуть, говорити про декілька взаємозалежних і супідрядних понять еволюції в рамках природничонаукової картини світу. Найбільш загальним з них і застосовним практично в межах усієї доступної дослідженню ділянки природи, неживої і живої, варто вважати поняття еволюції як необоротну зміну структури природних об'єктів.

У класичному природознавстві, і насамперед у природознавстві XIX ст., вчення про принципи структурної організації матерії було репрезентовано класичним атомізмом. Саме на атомізмі замикалися теоретичні узагальнення, що беруть початок у кожній з наук. Ідеї атомізму були основою для синтезу знань і його своєрідною точкою опори.

У наші дні під впливом бурхливого розвитку всіх галузей природознавства класичний атомізм піддається інтенсивним перетворенням. Найбільш істотними і значущими змінами в наших уявленнях про принципи структурної організації матерії є ті зміни, що виражаються в нинішньому розвитку системних уявлень. Загальна схема ієрархічної ступеневої будови матерії, пов'язана з визнанням існування відносно самостійних і стійких рівнів, вузлових точок у ряді поділів матерії, зберігає свою силу й евристичні значення. Відповідно до цієї схеми дискретні об'єкти певного рівня матерії, вступаючи у специфічні взаємодії, служать вихідними при утворенні й розвитку принципово нових типів об'єктів з іншими властивостями і формами взаємодії. При цьому велика стійкість і самостійність вихідних, відносно елементарних об'єктів обумовлює повторювані й збережувані властивості, відносини і закономірності об'єктів більш високого рівня. Це положення єдине для систем різної природи.

Будь-яка складна система, що виникла в процесі еволюції методом проб і помилок, повинна мати ієрархічну організацію. Дійсно, не маючи можливості перебрати всі можливі з'єднання з декількох елементів, а знайшовши наукову комбінацію, розмножує її і використовує - як ціле – в ролі елемента, який можна цілком пов'язати з невеликим числом інших таких же елементів. Так виникає ієрархія. Це поняття відіграє величезну роль. Фактично кожна складна система, як виникла природно, так і створена людиною, може вважатися організованою, тільки якщо вона заснована на деякій ієрархії або переплетенні кількох ієрархій. Ми не знаємо організованих систем, влаштованих інакше.

Концептуальні форми вираження ідеї структурних рівнів матерії різноманітні. Певний розвиток ідея рівнів одержала у ході аналізу концептуального апарату фундаментальних, відносно завершених фізичних теорій, теорії еволюції живих організмів. Одна з актуальних проблем, котру ставить вивчення ієрархії структурних рівнів природи, полягає в пошуках меж цієї ієрархії як у мегасвіті, так і в мікросвіті. ієрархічність рівнів відбивається в ієрархічності класифікаційних понять, характерних для описових теорій різних наук.

З наявністю певних рівнів матерії пов'язане існування ряду самостійних наукових дисциплін. Рівні стають такими спіралями тільки при всебічному розвитку наступності, без якого можуть бути лише хаотичні зміни круговоротів змін. Тому "розвиток розвитку" можливий тільки на основі збагачення форм наступності, що дозволяє тією чи іншою мірою зберігати досягнуті перетворення, щоб включати їх у лінії процесів еволюції, а також онтогенезу. Виникнення нового без наступності приречено було б щораз починати розвиток від "самого початку".

У ході прогресу число взаємопов'язаних рівнів зростає й об'єкти стають усе більш багаторівневими. Об'єкти кожного наступного ступеня виникають і розвиваються в результаті об'єднання і диференціації певних множин об'єктів попереднього ступеня. Системи стають усе більш багаторівневими. Складність системи зростає не тільки тому, що зростає число рівнів. Істотного значення набуває розвиток нових взаємозв'язків між рівнями та із середовищем, спільним для таких об'єктів і об'єднань. У цих взаємозв'язках усе більше значення одержує інформація.