Сутнісні начала природи, або чого навчає вчення про Трійцю. 12 страница

фіксують і утримують структуру своїх ядер. Молекули чітко «запам'ятовують» склад хімічних елементів і сполук. Пам'ять неживої природи - це ті фізичні закони, яких неухильно дотри­муються об'єкти мікро-, макро- і мегасфер світобудови.

Генетична пам'ять. Цілком імовірно, що процес формуван­ня самої генетичної пам'яті мав дуже драматичний характер. Деякі дослідники (Моисеев, 1990) припускають, що, можливо, на перших етапах формування еволюційного розвитку життя існувало кілька конкуруючих структур пам'яті. Якщо це так, то генетична система виявилася більш стійкою, більш здатною, ніж інші, пристосуватися до умов земного життя. Хоч як там було, на Землі існує тільки одна система, «один алфавіт», який на рівні біологічного виду здатний передавати всі дані, необ­хідні для відтворення і життєзабезпечення наступних поколінь.

Екосистемна пам'ять. Як відомо, жодний біологічний вид не здатний існувати без взаємозв'язку з іншими видами. Будь-який біоценоз (утворюється взаємозв'язками біологічних видів) чи будь-яка екосистема (куди крім біологічних видів включаються ланд­шафтні елементи) крім своєї матеріально-енергетичної основи має інформаційну систему регуляції, що закріплює за певними біоло­гічними видами функції і комунікаційні зв'язки. Екосистема, де пам'ять має кожний її елемент (ланцюги живлення, сусіди по екологічній ніші, особливості ландшафту, кліматичні компонен­ти і навіть барви місцевості), диктує свої правила мешканцям системи. Екосистемна пам'ять відіграла першорядну роль у збіль­шенні різноманіття живої природи на Землі.

Мозок. Як було показано вище, будь-яка матеріальна систе­ма здатна розвиватися настільки довго, на скільки вистачає за­пасу її носіїв інформації, тобто пам'яті. У більшості біологічних видів вона обмежена інформаційною ємністю генетичного коду. їх розвиток замикається межами генетичної програми, обрива­ючись на останній «літері» генетичного алфавіту. Трансформа­ція біологічних видів відбувається, головним чином, завдяки інформаційному потенціалу екосистем, у яких живуть організ­ми даного виду. Не випадково зміни в межах одного біологічно­го виду звичайно мають характер адаптацій до умов місцевих екосистем. Принципові ж якісні зміни в ході еволюції досяга­лися природою шляхом створення нових біологічних видів (а не розвитку існуючих) за рахунок знову ж таки інформаційних механізмів екосистем, через природний добір на рівні особин.

152

Ситуація різко змінилася з появою у вищих тварин мозку. Пам'ять біологічних істот, що мала до цього лише генетичну основу, діставала продовження, створюючи можливості індиві­дуального розвитку організму. Причому ця трансформація па­м'яті не просто кількісно нарощувала її ємність із записаною на ній інформацією (у цьому випадку могла б лише збільшитися фізична тривалість життя без його якісної зміни). Тут же відбу­лися якісні зміни в самому характері інформаційної системи. Те, що поволі готувалося й випробувалося природою на твари­нах, набуло логічного завершення в людині. Це відіграло роль революційного стрибка у формуванні інформаційних систем усієї природи.

Цікавий факт

Хоча генетична інформація в людині і мавпі здається майже однаковою, ці види живих істот зовсім непорівнянні. Головне, що їх розділяє, - це структу­ра мозку. Особливо вражає ступінь резервування в його структурі: у люди­ни постійно задіяно пише кілька десятих відсотка клітин мозку, тобто ступінь резервування дорівнює декільком сотням. У людиноподібних мавп він дорі­внює 5-7%. Це означає, що в них постійно задіяно 14-20% мозкових клітин. У цьому відношенні мавпи мапо чим відрізняються від інших «досить розум­них» тварин — дельфінів, собак. Таким чином, тут виникає «парадокс резер­вування», властивий тільки людині.

Нервова система, включаючи мозок, являє собою певну систему управ­ління, і, отже, для оцінки її ефективності і завадостійкості можуть бути вико­ристані ті ж підходи і ті ж стандарти, що використовуються для оцінки будь-яких систем управління. Для таких систем, що діють в умовах стохастичних зовнішніх впливів, ступінь резервування є однією з найважливіших характери­стик надійності і потенційних можливостей. Дотепер залишається загадкою, чому «еволюції потрібна була» така висока надійність нервової системи, що відсутня у всіх інших живих істот (Моисеев, 1990).

Разом із жорстким, детермінованим записом інформаційних програм життя людина одержала вільну інформаційну ємність, яку могла використовувати (записуючи і стираючи інформацію за власним бажанням) для індивідуального розвитку.

Ііифри і факти

• Людський мозок містить 10¹⁰ нейронів, у кожного нейрона є 10⁴синапсів. Синапс — це функціональне сполучення нейронів, через яке відбувається передача інформації між ними. Гранична ємність такої мережі складає не більш 10^мбіт (-10⁴ Гбайт). За деякими оцінками, функціональна ємність

людської пам'яті складає принаймні 10²⁰ біт. Тому існує погляд, що ней-ронний механізм сам по собі просто не в змозі реалізувати унікальні пізнавальні здібності людини. Висловлюються різні думки про влаштуван­ня людської пам'яті. З них три є найбільш поширеними:

1) інформація кодується послідовністю амінокислот у білках, вбудова­них у мембрану нейронів. При цьому зовсім не зрозуміло, як саме записана таким чином інформація може оброблятися;

2) інформація відображається у вигляді оптичної голограми. Хоча при голографічному способі відображення інформації виникають питан­ня щодо достатності ємності пам'яті, принципова можливість даного принципу обумовлена можливістю паралельної обробки і реалізації алгоритмів залежно від змісту, що характерно для людського мис­лення;

3) пояснення роботи людського мозку лежить за межами існуючої фі­зичної картини світу. І для того щоб знайти цей ще невідомий меха­нізм надшвидкісної обробки інформації, необхідне більш глибоке про­никнення в сутність фізичних явищ за межами того опису реаль­ності, що лролонує нам сучасна фізика. Основна обробна інфор­мації відбувається поза мозком. Функціональна роль матеріаль­них формацій мозку полягає в організації доступу до цих проце­сорних засобів. Така аналогія; хоча носії заряду рухаються усере­дині провідника, найголовніші явища — електричні і магнітні поля, пов'язані зі*струмом, - розгортаються в просторі навколо провідни­ка (Дубнищева и др., 1998).

• «Ємність довгострокової пам'яті людини потенційно не обмежена і дося­гає, за деякими оцінками, 2,& • 10²⁰ біт. Оскільки обсяг мозку дорівнює 10³ см³, його можна розглядати як запам'ятовуючий пристрій із щільніс­тю інформації 3 • 10¹⁷ біт/см³. Один раз отримана інформація фіксуєть­ся мозком людини назавжди: образи згодом не тьмяніють і можуть бути відтворені через багато років.» (Волков и др., 1999).

Оперуючи звичними сьогоднішньому читачеві термінами, можна дуже приблизно порівняти запис генетичної інформації з жорсткою фіксацією на грамофонному диску, а пам'ять мозку - з інформаційною ємністю чистих касет чи дискет, які дозво­ляють не тільки записувати нову інформацію, але, що дуже ва­жливо, «витирати» (забувати), виправляти (переосмислювати) і оновлювати запис (переучуватися). Щоб ще більше наблизити аналог до оригіналу, внесемо в пропонований приклад одне істо­тне уточнення. Справа в тім, що кожний біологічний індивід одержує обидві інформаційні ємності (жорстку програму і віль­ну «дискету») одночасно. Більш того, використовувати свобод-ну ємність можна тільки паралельно з жорсткою пам'яттю. Причому доти, поки звучить її запис. Таким чином, це більше

154

нагадує спів під фонограму. Імпровізувати (розвивати «пісню») можна, але тільки на тлі жорстких ритмів біологічних функцій і строго в рамках основної «теми життя», що звучить у записі на жорсткому диску генетичної «пластинки».

Примітка

Гердер назвав людину «першим вільновідпущенником природи». І це справді так. Людині першій (принаймні, поміж мешканців планети) пощастило одержати індивідуальний інформаційний пульт управління своїм розвитком - інтелект.

І все-таки заради справедливості слід зазначити, що ця свобода виявилася дуже відносною. Вона обмежена міцним «повідцем» меж матеріальної природи людини, жорсткою інформаційною програ­мою генетичного коду. Розсунути ці обмеження людина може, тіль­ки напружуючи до краю свої фізичні можливості, або за допомо­гою різних знарядь праці, що подовжують межу досяжності люди­ни. Найбільш досконалі знаряддя - автомати - уже працюють в екстремальних фізичних умовах (позамежних температурі, тиску, радіації), досліджують космічний простір.

6.4. Соціальна пам'ять

На думку академіка М.М. Моїсеєва, саме соціальна форма па­м'яті стала відігравати провідну роль в еволюції природи з мо­менту виникнення перших людських співтовариств.

Аргументи вченого

«Уповільнення швидкості еволюційного розвитку людини, яке відбулося на заключній стадії антропогенезу, означає тільки одне: у сипу якихось причин активність внутрішньовидового добору - основного рушія процесу біологіч­ної еволюції — почала поступово згасати. 1 морфологічне удосконалення людини практично припинилося в останню міжльодовикову епоху.

Отже, закінчення періоду антропогенезу пов'язане з новою якісною зміною всього процесу розвитку — морфологічне удосконалення Людини закінчилося: еволюція, у тому числі і розвиток мозку, припинилася. Меха­нізм генетичного розвитку Людини на основі внутрішньовидового добору практично перестав функціонувати. Для відмови від використання цього ме­ханізму, якому Людина була зобов'язана своїм затвердженням на вершині біологічної піраміди, та й усім своїм життям, мали бути вагомі причини.

155

Я думаю, що причина настільки різкої зміни характеру розвитку Людини як біологічного виду і справді мапа суто кібернетичний чи, краще сказати, інформаційний характер: на певному етапі еволюційної історії співтовариств неоантропів для їхнього подальшого удосконалення потрібна бупа (і виникла) нова форма пам'яті» (Моисеев, 1990).

Поява на еволюційній сцені «людини думаючої» із принци­пово новим інформаційним потенціалом мозку здійснила рево­люцію й у формуванні колективної пам'яті, що почала склада­тися з появою на Землі тварин, наділених зачатками інтелекту.

Вже в кооперативних структурах тварин, особливо тих, що ведуть стадний спосіб життя, з'являється спадкоємна негенети-чна форма пам'яті, яка сприяє розвитку цих структур. Меха­нізм передачі поведінкової інформації ґрунтується на навчанні: старші навчають молодших за принципом «роби, як я!». Зви­чайно, кожна особина, маючи мозок, певні знання може отри­мувати і з власного досвіду. Однак сповнене небезпек життя, на жаль, швидкоплинне і змушує вчитися не тільки на своїх, але і на чужих помилках. Виникає потреба в системі колективного навчання і виховання. Механізм колективної пам'яті виробив своєрідну і дуже ефективну мову, у якій використовуються не тільки приклади, але й заохочення і покарання.

Колективна пам'ять людських стад спочатку формувалася за тими ж принципами, найважливішим з яких був «роби, як я!». Виділення зі світу тварин «людини думаючої» принципово трансформувало і її колективну пам'ять. З розвитком інтелекту все більше ускладнюються процеси добування їжі, основою яких стають знання і праця. Нагромадження і збереження трудових навичок стали життєвою основою популяції. Для їх передачі від покоління до покоління генетична пам'ять була непридат­на. Стандартної пам'яті було недостатньо. За її допомогою в пам'яті популяції могли закріпитися лише найпростіші навич­ки. Складні ж знання, наприклад, про властивості вихідних матеріалів для готування знарядь праці, місця їх видобутку і способи обробки, техніку використання сокир і організацію по­лювання - потребують багаторічного навчання. Крім суто про­фесійних навичок, життя в суспільстві диктувало виконання певних соціальних правил.

Аргументи вченого

«...Багато... принципів поведінки в суспільстві, як і взагалі принципи людської моралі, пов'язані насамперед із трудовою діяльністю, з необхідністю закрі­плювати трудові навички, зі створенням спеціальної форми пам'яті, здатної забезпечити будь-який тип спадковості, що дозволив би не тільки зберігати і накопичувати ці навички і набуті знання, але й розвивати їх.

Ця необхідність привела згодом до виникнення ще одного нового фено­мену, ще однієї системи (інституту) пам'яті, яку я називатиму системою «Учитель». Я гадаю, що першим кроком до її створення було утвердження заборони «не убий!». Така гіпотеза має під собою певні підстави. Справді, зазначена заборона сприяє виживанню тих умільців, що були здатні не тільки зберігати потрібні знання і навички, але і народжувати нову майстерність, здобувати нові знання і, що найголовніше, передавати їх іншим поколінням. Принцип «не убий!» розв'язував суперечність між сильним і розумним на користь останнього» (Моисеев, 1990).

Формуванню суспільної пам'яті сприяли розвиток усного мов­лення та інших форм мови (жестів, символів, знаків і т.д.), а та­кож засобів комунікаційних зв'язків між членами співтовариств.

Соціальною пам'яттю можна вважати систему інформацій­них механізмів спадкування і закріплення соціальних змін, що забезпечують відтворення організаційних основ, суспільних відно­син, процесів регламентації і навчання в суспільних структурах.

6.5. Штучні вили пам'яті

Матеріальні носії пам'яті. Винайдення матеріальних носіїв па­м'яті (у першу чергу писемності, а потім книгодрукування) ві­діграло колосальну роль у процесі розвитку цивілізації. До цього системі суспільної пам'яті вдавалося вирішувати завдан­ня інформаційної інтеграції суспільства в просторі. Інформація хоча й передавалася від покоління до покоління, але головним чином серед сучасників, тобто людей найближчих поколінь. Відсутність надійної фіксації інформації приводила до того, що поступово частина знань і навичок могла спотворюватися, роз­сіюватися, втрачатися. Багато дуже важливих відкриттів і ви­находів доводилося здійснювати заново. На це витрачалися час і енергія суспільства.

Поява матеріальних носіїв інформації заклала основу для суспільної інформаційної інтеграції людства в часі. У принципі

157

функцію матеріальної фіксації інформації виконували будь-які об'єкти людської культури (знаряддя праці, одяг, будівлі, тво­ри мистецтв). Адже вже саме їх довгострокове використання давало уявлення про їхні функції, будову, методи застосування. І все-таки знаковою подією стало винайдення писемності. З по­явою книгодрукування з'явилися об'єктивні передумови, з од­ного боку, для масового поширення знань, з іншого - для під­ключення кожного члена суспільства до колективних банків інформації. Це одразу ж позначилося на темпах суспільного прогресу, підготовляючи ґрунт для індустріальної революції. Поява нових форм фіксації інформації і комунікаційного обмі­ну (фотографія, кіно, радіо, телебачення) стала потужним по­штовхом соціального розвитку, значною мірою сприяючи його прискоренню.

Соціальна пам'ять (що охоплює, природно, і автономні па­м'яті всіх членів суспільства), озброєна сучасними матеріальни­ми носіями інформації, - це вже потужна інформаційна систе­ма, яка має колосальний потенціал і чинить величезний вплив на соціально-економічний розвиток.

Якщо соціальна пам'ять, як і пам'ять генетична, є цільною інформаційною системою, у ній, напевно, мають існувати і певні носії та одиниці пам'яті за аналогією з геном. Сучасний англій­ський біолог Р. Доукінс увів поняття «мем». Мем є продуктом інтегральної інформаційної системи соціальної пам'яті, що охо­плює підсистеми мозку кожного члена суспільства і підсистеми матеріальних носіїв інформації. Мем являє собою стійкий еле­мент людської культури, який транслюється каналом лінгвіс­тичної інформації. Якщо гени локалізовані в хромосомах, то меми — у людській пам'яті (звідси і транскрибування мем від англ. memory) і передаються від покоління до покоління за до­помогою слів. Мем - це реплікатор; одиниця трансляції куль­турної спадщини, він передається від одного мозку до іншого за допомогою процесу імітації.

Подробиці

У якості мема можуть виступати: мелодії, ідеї, модні слівця і вислови, теорії Ч. Дарвіна, А. Енштейна та інших учених, релігії з усіма їх обрядами і моли­твами, філософські вчення, переконання, забобони, жести, пози й ін. Ро­динні меми як цеглинки культури групуються у вищі категорії - теми, що кожним із видів культур формуються в сцени, які групуються, у свою чергу,

158

у вищу категорію - драми, мри чи ритуали, що детермінують світогляд видів культур. У кожної культури є своя мрія - модель природної і соціальної реальності, природа якої гіпотетична й складає певну систему переконань і упереджень. Фактично мрії, теми і меми - це свого роду ілюзії, які визнача­ють поведінку людини і функціонування соціальних систем, і мають не тільки культурні, але й біологічні основи (Волков и др.₍ 1999).

Комп'ютер. Комп'ютер (у широкому розумінні, тобто разом з усіма його інформаційними системами) здійснив революцію насамперед у збільшенні індивідуального інформаційного потен­ціалу людини. Маючи на увазі класичну тріаду пам'яті (нако­пичувати, закріплювати і відтворювати інформацію), можна сказати, що комп'ютер на кілька порядків збільшив її парамет­ри. Ємність комп'ютерних інформаційних систем, тобто їх здат­ність накопичувати інформацію, практично безмежна (у всяко­му разі, стосовно реальних потреб людини), не обмежені (у реа­льному масштабі часу) і характеристики закріплення інформації, тобто час її збереження, і нарешті, безпрецедентні показники, що характеризують темпи відтворення інформації. Саме цей показник є результуючим у тріаді пам'яті (який сенс накопичу­вати і зберігати (закріплювати) інформацію, якщо немає мож­ливості її відтворення або ж це потребує багато часу).

Примітка

У сучасному суспільстві, що нагромадило величезні обсяги інформації, саме проблема відтворення інформації стала найбільш «вузькою ланкою». Досить згадати, скільки часу іде на пошук архівної довідки чи потрібної книги (не кажучи вже про потрібну фразу чи термін у ній), скільки сил витрачається на оформлення в «ручному режимі» квитка на будь-який вид транспорту, як довго обробляються результати дослідів і аналізів, і, нарешті, на скільки затя­гується обрахування й обґрунтування різних варіантів проектних рішень.

Задачі, на які йшли дні, місяці і роки, комп'ютер зміг вирі­шувати за лічені хвилини. Більш того, він зміг моделювати (а отже, відтворювати за заданою програмою інформацію, що збе­рігається) такі процеси, які в принципі не здатна контролювати людина з її власним потенціалом мозку. Ці процеси протікають або в нескінченно великих, або в нескінченно малих масштабах часу. Мозок людини виявився значно більш вразливим порівня­но зі штучними інформаційними системами, створеними на ос­нові комп'ютера. Людина на порядки гірше накопичує

159

(запам'ятовує) інформацію, гірше її фіксує (при легкому роз­ладі чи перевантаженнях може взагалі все забути чи переплута­ти) і, нарешті, на кілька порядків програє у швидкодії відтво­рення накопиченої інформації, яка в людини обмежена швидкі­стю нормальних фізіологічних реакцій.

Саме ця обставина привела до чергової революції в розвитку інформаційних систем природи. Людина змушена була довіри­ти комп'ютерам прийняття кінцевих рішень щодо забезпечен­ня власної безпеки.

Примітка

Людина може ще самовпевнено тішитися, що в її* руках залишається пульт управління штучними інформаційними системами. Згадаємо принципи «не-завдання шкоди людині», якими, за задумом А. Азімова, людство має намір наділяти самокерованих роботів у майбутньому.

Уже сьогодні практично всі найважливіші вузли життєзабезпечення люд­ства виявляються контрольованими штучними інформаційними системами. Відключення їх може привести до справжнього пекла на Землі. У цьому переконали цілком реальна ситуація Чорнобильської катастрофи і гіпотетич­на ситуація комп'ютерної проблеми при переході до 2000 року.

Щоб улаштувати на Землі апокаліпсис, роботам не обов'язково заподі­ювати пряму шкоду людству - досить забути змінити кілька цифр у потріб­ний час у потрібному місці чи зробити дію на одну мільйонну секунди пізні­ше, ніж це має відбутися...

XX століття підбило своєрідний підсумок еволюційного роз­витку природи. Участь на перших ролях людини в цьому про­цесі займає за історичними масштабами лічені секунди, однак роль її в прискоренні розвитку природи колосальна.

Факти публікацій ___________________________________________

Швейцарський інженер і філософ Г. Ейхельберг дуже образно описує темпи прогресу людства:

«Передбачається, що вік людства 600 тис. років. Уявимо собі рух людс­тва, як марафонський біг на 60 км.

Велика частина 60-кілометрової відстані проходить дуже важким шля­хом - через незаймані ліси. Ми мало знаємо цю частину, тому що лише наприкінці, на 58-59-му км бігу зустрічаємо разом з первісними знаряддями малюнки печерних людей як перші ознаки культури і тільки на останньому кілометрі шляху з'являється все більше ознак землеробства.

За двісті метрів до фінішу покрита кам'яними плитами дорога веде повз римські укріплення.

160

За сто метрів до фінішу бігун пробігає через середньовічні міста.

До фінішу залишається ще 50 метрів; там стоїть людина, розумними і розуміючими очима стежить за бігуном, — це Леонардо да Вінчі.

Залишається тільки 10 метрів! Вони починаються при світлі смолоскипів і при вбогому освітленні масляних світильників.

Але при стрімкому ривку на останніх п'яти метрах відбувається приголо­мшливе диво: світло заливає нічну дорогу, машини гудуть на землі й у по­вітрі, і вражений бігун осліплюється прожекторами фото- і телекореспонде-нтів» (Мангутов, 1973).

Але ж на момент написання цих рядків учений ще не був свідком останніх декількох сантиметрів шляху, коли з'явилися ксерокс, факс і Інтернет. Коли комп'ютер увійшов невід'ємним елементом у виробництво, побут і сервіс. Коли, не виходячи з власної квартири, людина могла побачити по телевізору зустріч нового тисячоріччя на всіх континентах Землі.

Цифри і факти

Створені людством технічні системи дозволили в 100 разів прискорити пере­сування, у 1000 разів збільшити енергооснащеність людини, у 1 000 000 разів підвищити швидкість запису інформації, у 10 000 000 разів - швидкість зв'я­зку (Петрянов-Соколов, 1984).

Це безпрецедентне збільшення темпів еволюції природи в умовах Землі, при якому постійно наростали не тільки швид­кість, але й прискорення розвитку, стали можливі завдяки унікальній здатності людини постійно удосконалювати інфор­маційні системи накопичення, закріплення і відтворення інформації.

Інтернет. Початок нового тисячоріччя фактично є почат­ком нового етапу розвитку інформаційних систем і еволюції природи. До цього етапу людство встигло підготуватися в останнє десятиліття минулого століття. Інтернет означає, що всі існуючі на Землі інформаційні системи (індивідуальні й асоціативні) об'єднуються в єдину інформаційну мережу. Єди­ний всепланетний розум, про який говорили у своїх футурис­тичних прогнозах учені (напр., думаючий океан - Солярис С. Лема), став реальністю.

Штучні інформаційні системи, що саморозвиваються. Ці системи є неминучим породженням комп'ютерної цивілізації, яку людина створила в останню чверть XX століття. Фактично

це буде четверта ера еволюції природи в такій послідовності: нежива природа, жива природа, суспільство, штучні інформа­ційні системи... Однак до цієї ери людству ще потрібно дожити. У попередніх главах ми ознайомилися з механізмами, що забезпечують процеси розвитку відкритих стаціонарних систем. У наступній частині книги ми розглянемо глибинну сутність процесів, що лежать в основі феномену розвитку.

162

Розділ 7

Енергетичний базис розвитку

7.1 • Поняття про енергію та її вили

Поняття про енергію. Енергія є рушійною силою будь-яких змін, а отже, і рушійною силою процесів розвитку.

Енергія (від грец. energeia - діяльність, сила) - загальна кількісна міра різних форм руху матерії (Политехнический, 1998). У деяких енциклопедіях до вже наведеного визначення подаються додаткові ознаки енергії, що передбачають також міру «взаємодії усіх видів матерії» (Физический, 1995) або міру, «що об'єднує воєдино всі явища природи» (Новьій, 1998). Ці допов­нення, як видно, варто визнати істотними, хоча вони розкрива­ють уже окремі аспекти (наслідки) тієї сутності явища, що міс­титься в базовому визначенні.

Відповідно до різних форм руху матерії розглядаються різні форми енергії: механічна, внутрішня, електромагнітна, хіміч­на, ядерна та ін.

Примітка __________________________________________________

Зазначений подіп до певної міри умовний. Так, хімічна енергія складається з кінетичної енергії руху електронів, а також епектричної енергії взаємодії епек-тронів один з одним і з атомними ядрами. Внутрішня енергія дорівнює сумі руху мопекул щодо центра мас тіл і потенційної енергії взаємодії молекул. Теорія відносності показала, що енергія тіла нерозривно пов'язана з його масою т співвідношенням Е = тс² (де с - швидкість світпа). Будь-яке тіло має енергію, кількість якої можна визначити за даною формулою. Ця енер­гія може переходити в інші види енергії при перетвореннях енергії (розладах, ядерних реакціях і т.д.) (Физический, 1995).

Для будь-якої замкнутої системи справедливий закон збере­ження енергії, відповідно до якого енергія не зникає і не виникає «з нічого»: вона лише переходить з одного виду в іншій. Якщо система не замкнута, то її енергія може змінюватися за рахунок одержання енергії ззовні чи передачі системою енергії навколи­шньому середовищу у вигляді роботи чи теплоти (Новьій, 1998).

Набагато складніше сформулювати поняття руху, на яке спирається визначення енергії. Згідно з існуючими визначення­ми, рух є універсальним способом існування матерії, її загаль­ним атрибутом (Философский, 1983).

У найбільш загальному вигляді, рух - це зміна взагалі, будь-яка взаємодія матеріальних об'єктів (Философский, 1983).

Таким чином, у результаті енергія може бути визначена як загальна кількісна міра різних форм зміни матерії чи взаємодії матеріальних об'єктів.

Відступ

Для філософів цілком звичними, напевно, є фрази: «рух - універсальна вла­стивість матерії» чи «без руху матерія існувати не може». Ми сприймаємо ці постулати як аксіоми, рідко замислюючись над причинами такого нерозрив­ного зв'язку руху і матерії.

Теорія самоорганізації систем вносить ясність у зміст звичних істин, до­зволяючи по-новому поглянути на взаємозалежність і взаємозумовленість двох ключових філософських категорій.

Матерія починається з виникнення перших відкритих стаціонарних сис­тем. Утім, можна сказати й інакше: історія перших відкритих стаціонарних систем починає відлік з виникнення матери. Саме основи функціонування подібних систем наочно ілюструють нерозривний зв'язок матерії і руху. Справа в тім, що відкриті стаціонарні системи можуть існувати, лише підтримуючи рівень гомеостазу (певну різницю потенціалів) і здійснюючи метаболізм (об­мінні процеси системи із середовищем та всередині самої системи). Обидві ці функції нерозривні з рухом, тому що пов'язані з процесами переміщення речовин, енергії та інформації.

Існування матерії означає не просто рух - це рух до саморозвитку мате­ріальних систем. Зазначене дозволяє говорити про спеціальне призначення руху в процесі еволюції природи.

Відповідь на питання, у чому призначення руху, можна знай­ти в самому його визначенні. «Рух - це зміна». Отже, для від­творення змін стану системи необхідний рух.

Причиною, що викликає рух якого-небудь тіла, є енергети­чний вплив.

164

Рух характеризують дві основні величини: вихідна і резуль­туюча. Вихідною величиною є сила; результуючою величиною є робота.

Робота - величина, що характеризує кількісні і якісні змі­ни, які відбулися в системі під дією сили (енергетичного впли­ву). Якісні перетворення в системі пов'язані з перетворенням енергії з однієї форми в іншу.

Сила - це величина, що характеризує здатність енергетич­ного впливу виконати певний обсяг роботи. Сила визначається інтенсивністю і напрямком впливу. З видів впливу можна виді­лити: теплове, механічне, променеве, світлове, електричне, аку­стичне та ін.

Потужність - це величина, що характеризує обсяг роботи, вироблений за одиницю часу.

Будь-які зміни в системі можуть пояснюватися двома осно­вними причинами. Одна з них пов'язана з природними процеса­ми дисипації (необоротного розсіювання) енергії. У результаті цих процесів енергія марно втрачається, і зростає ентропія сис­теми. Іншими словами, знижується упорядкованість системи, у ній відбуваються процеси руйнування.

Інша причина змін пов'язана з корисною витратою енергії. Подібні процеси, навпаки, ведуть до зменшення ентропії систе­ми. Такий процес, у якому збільшується упорядкованість сис­теми, і можна вважати здійсненням роботи.

Примітка

Тут слід зробити застереження. Не завжди кінцевим підсумком здійснення роботи однозначно є підвищення упорядкованості системи. Енергетичний імпульс, зокрема, може стати «останньою краплею», що викликала лавино­подібний процес руйнування системи. Такі явища можна спостерігати в при­роді, техніці, суспільних системах.