Евгений Седов - Одна формула и весь мир
Такой способностью наделен от природы не каждый. Для большинства людей развитие мышления, происходящее по рассмотренной нами спирали, сопровождается детерминацией мыслей на каждом из преодоленных ими витков. Как в детстве постепенно детерминируются значения слов, так годам к тридцати на более высоких уровнях детерминируются понятия и представления, и мы начинаем пользоваться приобретенными запасами, называя их «профессиональными навыками» или «жизненным опытом» и часто прибегая к их надежной защите от непривычных для нас взглядов, новых веяний и идей.
У творческой личности мысль неустанно движется по спирали, внося свои новшества на всех уровнях и достигая все более и более высоких витков. Математически одаренный школьник творчески овладевает навыками элементарной алгебры. Если занятия математикой становятся его пожизненным делом, правила алгебры превращаются для него в детерминированные кирпичики, из которых он на верхних витках спирали будет строить более сложные понятия: функция, множество, оператор и т. п.
Переходы на более высокие уровни мышления, способность обобщать, «мыслить другими категориями» — главный показатель степени развития человеческого ума.
Примеры, которые мы рассмотрели, должны убедить читателя в том, что информационно-энтропийная спираль— это не просто хитроумная теоретическая абстракция, а обобщенная модель процессов развития, отражающая свойства реальных систем (хотя, разумеется, не исчерпывающая их).
Действенность модели мы привели на примерах творческого мышления и письменных текстов. Те же самые закономерности можно обнаружить в процессах развития возникших безо всякого участия человека биологических систем. Некоторые из них выбрали для своего существования самый нижний виток спирали. Речь идет об одноклеточных организмах, обладающих самыми простейшими формами приспособления к условиям окружающей среды. Не случайно многих из них наука относит к числу паразитических видов: легче всего им приспособиться к тем неизменным условиям (постоянному давлению, температуре, неизменному химическому составу среды), которые им предоставил «приютивший» их организм.
Но есть у спирали витки высокого уровня, где из букв складываются слова, фразы, концепции, из клеток— ткани, органы, организмы, из организмов — популяции, виды, классы и, наконец, вся биосфера, тоже представляющая собой некий комплексный, сложный организм.
Регулирование биологического развития осуществляется с помощью сложных генетических программ, для передачи которых природа использует биологический код. Этот универсальный язык биосферы тоже развивался по законам спирали, что подтверждается результатами исследований его свойств. Автор книги «Биологический код» американский ученый М. Ичас отмечает, что на уровне «трехбуквенных слов» (таких, как АГА, ГАУ, АУГ и т. п.) биологический код жестко детерминирован; каждому используемому природой генетическому слову соответствует одна из двадцати включаемых в процесс синтеза живых белков аминокислот.
В «раннем детстве» земной биосферы эти слова и связи возникали путем случайного перебора вариантов. Природа искала лучшие сочетания, как ребенок ищет удачное слово вроде «копатки», «вертилятора» и «колотка». Когда возникли сложные взаимосвязи между клетками организмов, природе уже невозможно стало «резвиться, как в детстве», потому что любая перестановка связей между словами и аминокислотами грозит организму смертельным исходом за счет образования нежизнеспособных белков. Но развитие не прекращается. Оно перешло на более высокие иерархические уровни.
Точно так же и мы, формируя новую мысль, не станем изобретать для этого свои слова или буквы. Мы воспользуемся готовым алфавитом и общепринятым (то есть детерминированным) словарем. С их помощью мы сможем составить совсем новый, оригинальный, никому не известный до этого текст.
Та же картина сложилась и в устной речи. Советский ученый В. В. Иванов на основании данных исследований «языка» обезьян пришел к выводу, что набор звуков, из которых образуются употребляемые в обезьяньем обиходе сигналы, мало чем отличается от набора звуков (фонем), из которых складывается наша устная речь. Полагают, что сходство обусловлено однотипностью давно сформировавшейся человеческой и обезьяньей гортани. Но язык наш в отличие от обезьяньего бесконечно разнообразен и гибок. Его богатство возникло на высших, не доступных обезьяньему разуму витках языковой спирали—на уровне фраз, понятий, теорий, научных трудов и литературных творений, которые создает человек.
Каждая новая научная теория тоже в той или иной степени детерминирует человеческую мысль. До открытия закона сохранения энергии мысли многих изобретателей были направлены на поиски вечного двигателя. Закон сохранения навсегда освободил человечество от этих непроизводительных интеллектуальных затрат. С новой научной теорией уменьшается энтропия научных поисков, отпадают пути тупиковые, определяется круг наиболее перспективных задач.
В принципе эта детерминация должна проявляться в статистических свойствах научных текстов, поскольку увеличение детерминации мысли влечет за собой увеличение детерминации языка.
Однако сколько бы мы ни исследовали тексты, сравнивая между собой современные книги с научными трудами прошлых веков, мы обнаружим в них одно и то же уже известное нам соотношение стохастичности и детерминации, равное 1 :4.
Наша спираль позволяет найти объяснение этому факту. Детерминация языка, связанная с появлением новых научных теорий, осуществляется на высоких уровнях иерархической спирали, информационная емкость которых больше, чем емкость нижнего уровня в кп раз. Сколько бы информации ни содержалось во вновь написанной книге, количество ее по сравнению с информационной емкостью (длиной п-го витка спирали) будет ничтожно мало. Это значит, что с появлением новой теории мысль и язык сдвинулись в направлении В лишь на ничтожно малый, практически неощутимый шажок.
Современная наука изучает различные уровни материального мира: микроуровень элементарных частиц, молекул и клеток; макроуровень организмов, физических тел; метауровень взаимодействия галактик. И на всех уровнях она обнаруживает нескончаемую диалектическую борьбу энтропии и информации — двух противоположных начал, отражающих вечное стремление к увеличению хаоса и противодействующую ему тенденцию к образованию упорядоченных структур.
Одностороннее рассмотрение энтропийных свойств тепловой энергии породило теорию тепловой смерти Вселенной, не учитывающую той информации, которую вносят во все происходящие во Вселенной процессы участвующие в них гравитационные, электромагнитные и ядерные поля.
Например, монохроматичные («одноцветные»15) электромагнитные волны представляют собой строго периодические (то есть неизменно повторяющиеся в одинаковые промежутки времени) возрастания и спады магнитных и электрических сил.
*Хотя слово «одноцветные» является точным переводом слова «монохроматические», мы все же предпочли употребить кавычки, потому что монохроматическими могут быть как обладающие определенным цветом волны светового диапазона* так и невидимые волны, относящиеся к другим диапазонам частот.
Свойство электромагнитных волн прямо противоположно энтропийным свойствам тепловой энергии, которая стремится к состоянию деградации, обозначенному буквой Д на рисунке (с. 125), в то время как поля сохраняют неизменный порядок, соответствующий на том же рисунке состоянию В.
Мы помним, что переходу системы из состояния Д в состояние В соответствует накопление такого количества информации, при котором система переходит от равенства всех вероятностей к единственному вероятному состоянию (например, рА = 1, а вероятности всех прочих букв равны нулю). Текст превращается в строго периодическое повторение одной буквы (А — пауза — А — пауза — А...), а энергия — в строго периодические колебания магнитных и электрических сил (возрастание — спад — возрастание — спад...).
Информация, обусловливающая такой строгий порядок, может передаваться полями другим системам: воздействия полей на некоторые системы приводят к увеличению упорядоченности их структуры. Эта закономерность проявляется и на микроскопическом уровне (при взаимодействии элементарных частиц, атомов и молекул), и на уровне исследуемых физикой макроскопических объектов (процессы намагничивания, поляризации, взаимодействий намагниченных или электрически заряженных тел), и в масштабах Вселенной (процессы формирования галактик, звездных и планетных систем).
Движение элементарных частиц, атомов и молекул регулируется близкодействующими ядерными и электромагнитными полями. Движением космических тел, звездных систем и галактик управляют дальнодействующие гравитационные поля.
