Инновационная сложность - Коллектив авторов

Со времен Ньютона в точных науках господствовало убеждение в том, что время – это всего лишь математический параметр, который можно измерить с помощью равномерно идущих часов. При этом обычно игнорировали то, что любые часы основаны на периодически воспроизводимых движениях, а эти движения, в свою очередь, представляют циклическое время. Считалось, что цикличность – это внутреннее свойство часов, на основе которого определяется временной масштаб и измеряется внешнее линейное время.

Мы же предполагаем, что цикличность времени – это самый фундаментальный уровень темпорологической реальности. По сути, это универсальное внутреннее свойство всех систем, начиная от элементарных частиц и кончая глобальным временем Вселенной.

Физическим референтом линейного геометрического времени в классической механике было принято прямолинейное движение по инерции. При этом инертность понималась как свойство материальных тел сохранять свое движение. В этом механистическом представлении Вселенная ассоциировалась с гигантским часовым механизмом, каждая часть которого подчиняется строго определенным законам.

Эти законы выражались как функциональные зависимости от независимого временного параметра. В качестве такой универсальной функции в физике используют лагранжиан или гамильтониан. С появлением квантовой механики этот способ описания сохранил и даже усилил свое значение. Ведь современные попытки построить «теорию всего сущего» основаны на вере в то, что удастся найти универсальный лагранжиан, из которого можно будет получить параметры всех фундаментальных частиц, а на их основе описать функционирование более сложных систем и всей Вселенной в целом. К тому же в квантовой механике время это единственный макроскопический параметр, измеряемый с помощью лабораторных часов.

Между тем такой редукционистский подход недостаточен для описания сложных систем и особенно для феноменов жизни и сознания. Новые холистические подходы связаны с поиском системообразующих принципов, объясняющих эволюцию и усложнение организации систем.

Для описания таких развивающихся систем уже недостаточно функционального способа описания. И вообще проблематична формализация процессов развития и становления в виде детерминированных причинно-следственных законов. Ведь на самом деле становление и появление нового – это непредсказуемый процесс. Пожалуй, реализация этих процессов в большей степени соответствует телеологическим принципам.

Вполне обоснованно поэтому и развитие новых моделей времени, таких, например, как модель нелинейного и циклического времени. Весьма перспективным, по нашему мнению, является представление А. М. Анисова о времени, как о ресурсной системе и вычислительном процессе[309]. Между тем вызывает возражение критика этим автором геометрической модели времени[310]. Синтез геометрического и ресурсного представлений времени, несомненно, откроет новые возможности темпорологического описания реальности, и его можно осуществить в рамках разрабатываемой нами концепции транзитивно-фазового времени[311].

Нам представляется весьма перспективной модель становления и усложнения как алгоритмический процесс разворачивания и реализации первоначальной программы. При этом понятия информации и алгоритма приобретают онтологический статус и смысл фундаментальных сущностей. Соответственно изменяется и представление о времени. Вместо однопараметрического функционального времени оно приобретает две степени свободы. Это циклическое внутреннее время вычисления и линейное внешнее время реализации или осуществления[312].

4. Темпорологическая структура сложных динамических систем: транзитивно-фазовая концепция времени

Мы полагаем, что принципиальные трудности в описании внутренних движений элементарных частиц связаны, прежде всего, с использованием представлений обычного макроскопического 4-мерного пространства-времени Минковского. Между тем эти представления на квантовых масштабах теряют смысл, и было бы логичнее описывать внутренние движения в рамках представлений о «внутреннем пространстве-времени» элементарной частицы. При этом вполне естественно исходить из того, что динамические свойства элементарных частиц (такие, например, как энергия, масса, спин) являются проявлением более фундаментальной структуры, а именно – пространственно-временной структуры, характеризующей внутреннее состояние частицы с внутренними степенями свободы.

В микромире нет устойчивых, однонаправленных и необратимых изменений, поэтому мы не можем ввести здесь понятие времени как эволюционного параметра. Но, с другой стороны, микромир характеризуется неуничтожимостью движения, а, значит, и времени. Это движение можно определить как состояние динамического хаоса, в котором происходят постоянные флуктуации, рождение и исчезновение виртуальных частиц. Поэтому в микромире более естественно, по нашему мнению, использовать различные нетривиальные модели времени, такие, например, как циклическое, ветвящееся, хаотически меняющее направление, многомерное время. По крайней мере, эти представления требуют глубокого философского осмысления и детального теоретического анализа.

Используя эти первичные представления, можно будет показать, как на основе микровремени возникает макроскопическое время. По нашему мнению, также следует различать три уровня темпорологической реальности, которые описываются различными моделями[313].

Первый – это внутреннее время элементарных частиц, которое характеризует ненаблюдаемые внутренние движения и проявляется в стабильности и устойчивой воспроизводимости фундаментальных частиц. Наиболее адекватной моделью такого времени является модель замкнутого циклического времени.

Второй уровень характеризует состояние вакуума на микромасштабах, взаимодействие и взаимопревращение реальных и виртуальных частиц. Для описания этого уровня можно использовать модели ветвящегося, нелинейного и хаотически меняющего направление времени.

Третий уровень характеризуется согласованным поведением микрочастиц, образующих эволюционирующую макросистему, в результате чего реализуется модель одномерного, линейного и необратимого времени.

Мы считаем, что линейное, нелинейное и циклическое представления времени являются взаимно дополнительными способами описания темпоральной реальности, выражающими три фундаментальных свойства времени.

Фундаментальным отличием времени сложных систем от времени механики является его нелинейность. В это понятие входит ряд таких парадоксальных представлений, как влияние будущего на настоящее, представленность прошлого и будущего в настоящем, необратимость и элементы обратимости хода времени, ускорение и замедление, дискретность времени, а также ветвление времени в точках бифуркации[314].

Абсолютное математическое время Ньютона (время как монотонно возрастающая величина, измеряемая с помощью часов) – это идеальная модель внешнего времени, удобная для описания точечных объектов (материальных точек). Идеал такой механистической картины мира – абсолютный детерминизм Лапласа. Мир представлялся как часы, раз и навсегда заведенные Богом.

При этом измеряемые физические величины представлялись как функции времени, которое по определению не зависит от материальных тел и физических процессов и измеряется независимыми от изучаемого явления лабораторными часами. В этом выражался идеал объективности, свойственный науке Нового времени. При таком подходе время, так же как и пространство, считалось внешней по отношению к исследуемым предметам сущностью. То есть пространство-это вместилище всех тел, а время – вместилище событий.

Задача установления объективной закономерности сводилась в этом случае к установлению функциональной зависимости от времени. При этом такая зависимость от времени предполагала независимость самого времени от изучаемых процессов. Но при изучении сложных систем оказалось, что такой метод описания непригоден. Мы не можем представить такие системы как совокупность материальных точек, подчиняющихся законам классической механики. Идеал абсолютной предсказуемости и детерминизма, характерный для классической механики, применим лишь для описания простых систем.

Редукция времени к параметру, измеряемому часами, логически следует из механистической схемы классической физики. Это представление после несущественных модификаций было перенесено в теорию относительности и квантовую механику, но оно не удовлетворяет принципу целостности, характерному для постнеклассической науки.

По нашему мнению, одна из трудностей описания сложных систем заключается в неадекватном темпорологическом представлении. Сведение всех движений к универсальному единому времени, измеряемому независимыми лабораторными часами, не выражает самой сути сложных процессов. Скорее всего, сложные системы нужно описывать в терминах самосогласованного, кооперативного движения всех входящих в него элементов и подсистем. При этом время нужно рассматривать не как внешний параметр, а как внутреннее свойство системы. Сама же темпорологическая структура системы будет возникать как системное качество, определяемое характером взаимодействия различных темпомиров, входящих в нее элементов.