ПОД ЮПИТЕРАМИ СИНЕРГЕТИКИ

14 июля, 2000, 00:00 Распечатать Выпуск №28, 14 июля-21 июля

Иногда природа ставит опыты, предвосхищающие научные прозрения. Вот необыкновенное открытие такого рода...

Иногда природа ставит опыты, предвосхищающие научные прозрения. Вот необыкновенное открытие такого рода. В отчете «Доклад о волнах», датированном 1834 годом, английский инженер Скотт Рассел писал: «Я следил за движением баржи, которую тянула вдоль узкого канала упряжь лошадей. Вдруг баржа остановилась, и у ее носа образовался большой водяной холм. Оставив судно позади, он понесся вперед, не меняя скорости и формы».

Так С.Рассел открыл феномен солитона — устойчивой уединенной волны. Оказывается, механизмы солитона присущи в планетных катаклизмах всесокрушающим цунами, а в физике — магнетикам, полупроводникам, лазерам, элементарным частицам. Как же сказалось учение о солитоне на ускорении движения человеческой мысли? Постижению сущности видимых и невидимых энергетических монстров кооперативной физической структуры посвящена новая книга доктора физико-математических наук, профессора А.Чалого «Синергетичні принципи освіти та науки» (Академия педагогических наук Украины, Национальный медицинский университет имени А.Богомольца. К., 2000 г., тираж 500 экз.). Значимость этого научного направления как новой междисциплинарной сферы знаний, изучающей процессы самоорганизации и упорядочения в открытых неравновесных системах различной природы, несомненно велика. Не случайно монография украинского ученого издана при содействии Программы Дж. Фулбрайта (США), координирующей международные обмены в области образования.

— Рассел, в общем, не первый естествоиспытатель, подметивший столь необычный синергетический эффект, — говорит член-корреспондент АПН Украины Александр Васильевич Чалый. — В переводе с греческого «синергия» или «синергизм» — это совместное действие нескольких факторов либо средств. Синергизм положен, например, в основу Галеновой аптеки — лекарственных творений Клавдия Галена, врача-энциклопедиста эпохи императорского Рима. Гален различал, например, 473 растительных и множество минеральных лекарственных средств, которые объединял по принципу синергизма.

И все-таки «ньютоновым яблоком» развития великих синергетических предвосхищений стало учение о солитоне и создание универсальной теории фазовых переходов. А относительно недавно, на переломе восьмидесятых годов, профессор Герман Хакен из Штутгартского университета в ФРГ дал новый толчок подобным исследованиям и обобщениям, написав книгу «Синергетика».

— Александр Васильевич, я держу в руках перевод этой знаменательной книги, подписанной вам Германом Хакеном в 1983 году во время международной конференции в Пущино, на Оке. Причем, как я знаю, беседовали вы вдвоем по-русски…

— К синергетике это имеет отношение лишь в том смысле, что владение несколькими языками, лингвистический «синергизм», конечно же, благо. Впрочем, связующим терминалом международного научного общения, как правило, служит английский. Но почему талантливый немецкий физик знает и русский? Как я потом узнал, дед Германа находился в плену в России в период первой мировой войны, а отец, солдат вермахта, попал в плен в Советский Союз в годы второй… Так в вынужденном разбросе миллионов человеческих жизней в немецкую семью пришел чужой язык, который и дед, и отец советовали выучить Герману.

Это, как вы понимаете, лишь мимолетный эпизод, показывающий, тем не менее, интерес известного ученого Г. Хакена к миру не только физических явлений, но и людей. Ибо смысл синергетики как мощного интеллектуального взлета конца XX века состоит в том, что она позволяет анализировать, а потом интегрировать в более мудром понимании самые разнообразные явления и тенденции в природе, науке и обществе. Новую науку даже назвали натурфилософией ХХ столетия, и, я полагаю, справедливо.

— В своей книге вы приводите впечатляющие синергетические эффекты — от реакции Белоусова-Жаботинского, когда химическая смесь в определенных условиях, с интервалом в четыре минуты, на основе закономерностей фазовых переходов вдруг начинает, в ритме непостижимых колебаний, менять окраску от красной до синей и, наоборот, до ревербераторов — спиральных волн в миокарде, усиление которых как раз и приводит к остановке сердца. А раз обнаружен «яд», легче найти противоядие… Но есть, Александр Васильевич, и интереснейшая по результатам конкретная синергетическая расшифровка, позволившая академику Е.Гончаруку совместно с вами предложить абсолютно новый подход предотвращения пестицидных отравлений на полях. Расскажите, пожалуйста, об этих исследованиях.

— Несколько лет назад к Евгению Игнатьевичу Гончаруку, известному ученому в области профилактической медицины, создателю теории и методологии нормирования чужеродных веществ в почве, обратились свекловоды с Киевщины. Они просили разобраться в непонятных случаях отравлений на полях. Дело состояло вот в чем. Сразу же после обильного дождя, когда вновь жарко светит солнце, женщины обычно спешат на плантации — летний день год кормит… И вот в этой, казалось бы, обычной рабочей обстановке вдруг резко ухудшалось самочувствие, появлялась головная боль. Не у всех, но у многих налицо была интоксикация пестицидами — химическими средствами защиты растений. По сути, экстремальная ситуация. Вместе с тем тщательная проверка показала — пестициды внесены в почву строго по гигиеническому регламенту, превышения предельно допустимых концентраций нет. Выходит, нужны срочные коррективы в профилактических нормативах?

Традиционные токсикологические методики ничего не разъясняли. И тогда мы построили синергетическую модель фазового перехода микрочастичек пестицидов в данный парадоксальный погодный момент. Математическая модель подсказала — в атмосфере интенсивного испарения влаги происходит самоорганизация химических микронных «флюидов» на мельчайших капельках воды, и над полем повисает невидимый токсический туман. Эти неординарные научные выводы привели к введению дополнительных мер гигиенической защиты на полях.

Во вступительной части книги вы в качестве эпиграфа приводите слова В.Вернадского о том, что понадобились тысячелетия, пока наука не увидела черты единого механизма картины природы, представлявшейся хаотичной. Синергетические проявления и закономерности, иногда напоминающие Божий план, буквально интригуют. Не приведете ли вы некоторые из них?

Пожалуйста, вот, как мне думается, поразительные примеры. В физике — красное пятно Юпитера и полярное сияние; в медицине — ревербераторы (их наличие доказал Норберт Винер, фундатор кибернетики), гексагональные структуры на сетчатке глаза, указывающие на депрессию, и даже рост злокачественных новообразований; в экологии — экспансия эпидемий и загрязнений; в вычислительной технике — параллельные вычисления на ЭВМ новых поколений.

— Александр Васильевич, в одном из разделов своего синергетического манифеста вы касаетесь и класса «социальных амеб». Это как бы мостик в социологию и политику…

— Скорее, это не мостик, а лишь намек. Суть вот в чем. Биологами обнаружены и описаны грибы-слизевики, названные социальными амебами. И вот почему. Когда у слизевиков достаточно питания, они существуют изолированно — как фермеры в сельском хозяйстве. Но стоит появиться «призраку голода», и амебы агрегируются в спиральную структуру, своеобразные «артели». Как это происходит? Каждый голодный слизевик-одиночка начинает в режиме определенных импульсов выделять химическое вещество (морфоген) цАМФ — циклический аденозинмонофосфат. Такая пространственная метка и позволяет амебам объединиться, отыскать друг друга, проявив, согласитесь, некое подобие социального поведения.

— Но это лишь подобие, хотя и весьма демонстративное. А подвластны ли законам синергетики общественные явления?

— В этом, я думаю, нет сомнения, однако в силу различных причин тут пока terra incognita. Синергетическую окраску имеют и магия толпы, вплоть до бунтов и беспорядков, и обстановка атаки в бою («Когда на смерть идут, поют…»), и панический ужас, и положительный эмоциональный резонанс в студенческой аудитории и театральном зале. Но это то, что бросается в глаза и лежит на поверхности. Синергетика дает возможность моделировать такую самоорганизацию.

Чрезвычайно заманчивы и перспективны междисциплинарные научные исследования и кооперативные педагогические приемы. Вообще эффективное обучение немыслимо вне синергетики, объединения доказательств, так как именно ассоциативность, сочетание даже в математике подразумевает независимость суммы от перестановки слагаемых или замены множителей их эквивалентом. Скажем, ассоциативная работа глаз, приводящая к слиянию отдельных изображений, полученных в каждом глазу, в одну общую объемную картину, — настоящий полигон синергетики. Но если вдуматься, перед нами и образец для синергетического построения лекций, семинаров и, разумеется, экспериментальных методологий.

А почему не пойти дальше? Я убежден, например, что и политические партии, общественные объединения, депутатские группы и т.п. в своих концепциях и сценариях действий, отрешившись от амбиций и пропагандистского самогипноза, просто не могут не учитывать законов синергетики применительно к социологии, если они и впрямь стремятся к успеху и не хотят проводить эксперименты на народе in vivo.

— Александр Васильевич, несмотря на десятки непонятных для непосвященного математических формул и уравнений, вашу книгу воспринимаешь как философски- художественное произведение. К примеру, вы приводите слова лауреата Нобелевской премии физика-теоретика Ричарда Фейнмана, относящиеся, в сущности, к очарованию синергетикой: «Однажды поэт сказал: «Весь мир в бокале вина». Мы, наверное, никогда не поймем тот смысл, который он вкладывал в эти слова, ибо поэты пишут не для того, чтобы быть понятыми. Но, бесспорно, если заглянуть в бокал, мы на самом деле откроем целый мир. В нем и физические явления (искристая жидкость и аромат испарения, зависящий от погоды, нашего дыхания, тепла рук, и блеск стекла)... Но в вине есть и огромное обобщение: жизнь зиждется на брожении. Наш ограниченный разум разделяет этот бокал вина на части: физику, биологию, геологию, астрономию и так далее, но на самом деле природа никакого деления не знает». Пожалуй, и вы — романтик синергетики, но во многом в союзе с наукой Гиппократа. Ведь вы уже около двадцати лет руководите кафедрой медицинской и биологической физики в Национальном медицинском университете. Вы описали языком физики и математики немало биологических тайн и закономерностей. А что сейчас, под юпитерами синергетики, вас занимает больше всего?

— Грандиозность совершенства синаптической передачи — межклеточного взаимодействия, движение импульсов от нейрона к нейрону, сквозь стыки между окончаниями нервных клеток. Понятно, что в природу такой мгновенной безошибочной трансформации (скажем, дар речи, механику сокращения сердца, чудо памяти) пристально всматриваются физиологи, биохимики, биофизики, неврологи. Так, молекулярные портреты клеточных мембран, раскрытые академиком П.Костюком, его предшественниками, коллегами и учениками в Институте физиологии НАН Украины, — восхитительные биологические откровения. Но если мне удастся приблизиться к математическому пониманию работы синапсов как модели и средоточию фазовых переходов, отразив все это своей профессиональной трактовкой, быть может, мы лучше осознаем, что же такое синергетический полет и почерк мысли, почему мыслительный космос сложнее и совершеннее космоса внеземного.

Александр Васильевич, читая лекции в Университете Пьера и Марии Кюри в Париже, а также не единожды выступая на научных конференциях в Германии, Испании и США, вы прибегаете к английскому. А ваша книга написана на блестящем украинском. В этом ведь тоже есть свои причины?

Собственно, я стремился доказать, и в том числе самому себе, что украинский язык — полноправный и беспредельный смысловой океан для ясного и исчерпывающего выражения любых научных вопросов и истин. И коль скоро книге «Синергетичні принципи освіти та науки» суждены переводы, я надеюсь на это, то пусть первоисточником служит издание на родном языке.

Но позвольте подчеркнуть, что я не первооткрыватель, а лишь, как выразился один из математических творцов синергетики, склонился у колен и одновременно поднялся на плечи титанов мысли. Например, я ссылаюсь на работу российского математика В. Арнольда «Теория катастроф» и монографию нобелевского лауреата И.Пригожина «Неравновесная статистическая механика», на исследования Л.Ландау, К.Вильсона, К. Зимана, Н.Боголюбова…

— Одну из своих работ И.Пригожин и И. Стенгерс озаглавили, пожалуй, символично — «Порядок из хаоса». Кажется, это знак и ваших исканий?

— Наверное, это вообще вектор науки, особенно в попытках по-новому увидеть единство живой и неживой природы, понять, как происходит спонтанное усложнение биологических объектов, корреляция процессов структурообразования, на чем основывается кооперативный характер протекания таких процессов в поле огромных пространственных и временных интервалов, в чем секрет присущих жизни могучих откликов на слабые сигналы. И тут мне как физику, в чем-то объемлющему и медицину, быть может, повезло. У меня ведь для этого свои, математические «стекла Левенгука». Что касается порядка из хаоса… Синонимы порядка — система, налаженность, гармония, синтонность. Но этот-то постулат и постигает синергетика. И поэтому, перефразируя Пьера де Кубертена, хочется воскликнуть: «О, синергетика, ты — мир!».

Оставайтесь в курсе последних событий! Подписывайтесь на наш канал в Telegram
Заметили ошибку?
Пожалуйста, выделите ее мышкой и нажмите Ctrl+Enter
Добавить комментарий
Осталось символов: 2000
Авторизуйтесь, чтобы иметь возможность комментировать материалы
Всего комментариев: 0
Выпуск №35, 22 сентября-28 сентября Архив номеров | Содержание номера < >
Вам также будет интересно