Глава 5. Энтропия и эволюция

Энтропия и эволюция - два понятия, которые кажутся на первый взгляд несовместимыми. Одно из них связано с беспорядком и разрушением, а другое - с развитием и прогрессом. Но на самом деле, энтропия и эволюция имеют глубокую взаимосвязь.

Второй закон термодинамики впервые был введён в науку Р. Клаузиусом в статье, опубликованной в журнале «Физический ежегодник» в 1854 году, хотя в этой статье слово «энтропия» произнесено ещё не было. Оно появилось немного позже.

Все естественно протекающие в природе процессы порождают рост энтропии, которому соответствует равномерное распределение тепла и выравнивание температур. Поскольку любая система стремится к полному равновесию, её энергия, то есть тепло, постепенно рассеивается.

Однако с «лёгкой руки» Больцмана понятие энтропии расширило область своего применения. В частности, под энтропией в общем смысле стало подразумеваться состояние хаоса. Образно выражаясь можно сказать, что энтропия – это мера хаоса в системе.

Из-за термодинамических законов все системы стремятся к увеличению своей энтропии, то есть к увеличению беспорядка. Это может проявляться как в физических процессах, так и в общественной жизни.

Общий вывод можно описать так: с течением времени в замкнутой системе энтропия увеличивается и имеет необратимый характер.

Да, всё было бы именно так, если бы не существовал основной закон Вселенной – стремление систем к равновесному состоянию. Поэтому словосочетание «энтропия-эволюция» по сути ещё один наглядный пример проявления закона равновесия во Вселенной.

Следовательно, наряду с увеличением энтропии в природе должны присутствовать и обратные процессы, приводящие к её уменьшению. Эти процессы формулируются несколькими синонимами: экстропия, эктропия, негэнтропия. В литературе чаще всего используется термин негэнтропия, и я в дальнейшем буду употреблять только его. Процессы негэнтропии по своей природе – суть стремление к балансу между разрушением и созиданием, между хаосом и порядком.

Наиболее ярким проявлением негэнтропии на нашей планете служит зарождение жизни и эволюция биологических организмов. В живом организме, в отличие от энтропийных процессов, негэнтропия имеет принципиально иную направленность. Живые организмы нарушают законы термодинамики, создавая свой порядок и уменьшая энтропию.

Из наименее простых ингредиентов, а именно: атомов, молекул, химических соединений собираются более сложные органические молекулы, которые, в свою очередь, служат для образования и развития биологических организмов. В том числе животных и человека. Прошу также заметить, что при этом из окружающего пространства изымается рассеянное в пространство излучение Солнца, которое участвует в процессах фотосинтеза вопреки второму закону термодинамики, накладывающему ограничение на направление процессов передачи тепла между телами. Оказывается, растения эти ограничения обходят.

Биологическая эволюция – это процессы структурирования хаоса. Негэнтропия не остановится, пока в среде обитания есть пригодные для образования структур молекулы или атомы.

Специфика живого организма на Земле заключается в поддержании низкого уровня энтропии в себе за счёт увеличения энтропии окружающей среды.

Кроме этого нужно заметить, что любопытных исследователей не покидает мысль о смыслах существования всего живого. То есть биологическая эволюция рассматривается и как промысел божий, и как путь проявления и бесконечного развития разума во Вселенной. Иначе, разум должен эволюционировать до космического и слиться с ним. А иначе зачем всё это понадобилось? Одним словом — антропоцентризм. Воззрение, согласно которому человек есть центр и высшая цель мироздания.

Однако в поиске или определении мотивации человека, его предназначения или смысла жизни мы всегда должны исходить из его биологической природы и, следовательно, из его эволюции. Необходимо понять, что эволюция это процесс, он не имеет цели.

Иными словами, изучение изменений в балансе между хаосом и порядком наводит нас на мысль, что в основе этих процессов лежат физические законы, а не сверхъестественные силы.

Общий механизм эволюции (через призму негэнтропии)

Вспомним снова, что основной закон Вселенной это стремление материи в её непрерывном движении занять некое равновесное состояние, в котором энергетические затраты минимальны. Этому закону в полной мере соответствует и механизм эволюции.

Если в результате случайных или закономерных событий сформировалась некая структура, которая не распалась со временем, а продолжает существовать, то можно говорить о том, что она находится в состоянии равновесия с окружающей средой.

При изменении состояния окружающей среды у структуры есть два пути: адаптироваться к новым условиям или разрушиться. Из элементов, освобождённых в результате разрушения, может сформироваться новая система, способная существовать в изменившихся условиях.

То есть структурирование материи происходит в том направлении, которое способствует приведению системы в более равновесное состояние, появлению чего-то нового. Например, если атомы натрия и хлора находятся достаточно близко друг к другу, то они обязательно вступят в реакцию и образуют молекулу NaCl. То же самое можно сказать и об атоме углерода: он всегда образует химические связи с другими элементами. Молекулы в этом случае становится нейтральными.

Разрушение — это повышение энтропии, а самоорганизация - приведение к равновесию — обуславливает снижение энтропии. В общем случае эволюция, это приспособление не только к внешним условиям окружающей среды, но и к изменению элементной (кормовой) базы.

Процессы изменений, превращений, развития — это диалектические процессы. В их основе лежит не только закономерность, но и случайность. Не будь случайности, ничто бы не развивалось, не изменялось, не превращалось — существовал бы подчиняющийся навеки заданной всеобъемлющей программе, детерминированный Лапласовский мир.

В каком направлении будет развиваться определённый процесс, зачастую от самой системы (организма, биомассы) не зависит. Здесь необходимо проанализировать, в каком случае система более высокого порядка (родительская) окажется в большем равновесии: при разрушении или приспособлении составляющих её составных частей. В нашем случае, к примеру, человеческое сообщество (как составная часть) и биосфера (родительская система более высокого порядка) в целом. То есть, в каком случае биосфера будет в более равновесном состоянии: при гармонии с человечеством или при его исчезновении.

Системы, которые не отличаются стабильностью, не могут существовать долго. Зато удачные комбинации могут существовать неограниченное время, вступать во взаимодействие с другими системами и способствовать образованию новых, более сложных упорядоченных систем.

В этом и кроется, на мой взгляд, одна из причин того, что человек пришёл к выводу: там, «наверху», решается все. Кто-то свыше определяет порядок бытия, решает, кому жить в этом мире, а кому нет.

Так начинается, по нашим понятиям, борьба за существование, за выживание. Система высшего порядка, существуя в равновесии, может поддерживать условия внутри себя только в определённых пределах. Если сформировавшиеся структуры низшего порядка могут устойчиво (равновесно) существовать в этих условиях, значит они «выжили».

Изменение внешних условий (например, солнечной активности) порождает в родительской системе (биосфере) повышение энтропии, то есть увеличивает хаос. Наблюдая со стороны, можно видеть, что подстраиваясь под эти изменения происходит приспособление существующих структур (биомассы) под новые условия, в процессе которого совершается распад одних структур, происходит поглощение их другими или образование качественно новых структур, изменение общего количества тех или иных. В общем случае при стремлении к равновесному состоянию энтропия снижается.

Причём может случиться так, что некоторые структуры на определённом этапе своего существования доминируют количественно, подавляя другие. Вполне возможно, что они сохраняются в большем количестве только потому, что их существование уравновешивает родительскую систему, а все прочие структуры её дестабилизируют. Создаётся впечатление, что эти структуры более «живучи», а другие, малочисленные системы, стараются «выкарабкаться», но многочисленные соперники им этого не «позволяют».

Однако здесь следует оговориться, что для приспособления, приведения в равновесие или разрушения равновесия требуется время. В частности, это показывает эволюция homo sapiens. Бесконтрольно размножаясь и неразумно ведя себя на планете человечество своей деятельностью неспешно выводит из равновесия родительскую систему – биосферу планеты. Бесконечно это продолжаться не может. Рано или поздно (если не одумаемся) начнётся необратимый процесс приведения биосферы к иному состоянию равновесия, в котором человек сможет и не выжить.

Но нам, людям, кажется, что происходит именно борьба за выживание, хотя на самом деле, это протекают процессы снижения энтропии системы и приведение к равновесию родительской системы. В данном случае имеет значение только то, какой способ снижения энтропии наиболее эффективен.

Выживание - это приведение биологической системы в равновесное состояние с окружающей средой.

По мнению Больцмана, «...борьба за существование – это не борьба за органические вещества, в избытке рассеянные в окружающем пространстве, это не борьба за энергию, которая также щедро рассеяна в окружающем пространстве и добыча которой не составляет для организма большого труда. Борьба за существование – это борьба за снижение энтропии».

Итак, выживание и размножение – это процесс приведения организмов к равновесию, их реакция на изменяющиеся внешние условия, то есть, в свою очередь, стремление к равновесию родительской системы - снижение её энтропии.

В свете всего выше сказанного основным мотивом существования всех живых организмов является стремление оставить как можно больше копий самих себя. А это, в свою очередь, происходит согласно процессам снижения энтропии - связыванию атомов и молекул в устойчивые структуры, то есть биологические организмы. Этот мотив хорошо известен, легко заметен и, вероятно, является наиболее важным принципом, необходимо для понимания различных сторон существования биологического мира, в том числе и человека.

Любой живой организм постарается оставить как можно больше потомства в соответствии с его базовым генетическим программированием. Данное действие может быть легко экстраполировано на биологические виды (популяция схожих особей), то есть виды будут увеличивать свою популяцию настолько, насколько это возможно. Все указывает на то, что внутренние ограничения на рост популяции вида природой не устанавливаются, поэтому виды не могут самостоятельно регулировать свой рост, даже в случаях, когда такое регулирование (= ограничение) было бы выгоднее для выживания всего вида, или даже всей экосистемы в целом. Рост популяции в природе регулируется не внутренними ограничениями, а двумя основными внешними факторами: конкуренцией и ограниченными ресурсами.

Конкуренция ограничивает рост видов, потому что каждый биологический вид занимается тем же самым, пытаясь оставить как можно больше копий самого себя. Конкуренция фактически возникает из-за того, что множество биологических видов пытается максимизировать свою популяцию, сталкиваясь с нехваткой ресурсов. Если бы можно было расти бесконечно, не мешая другим видам или не потребляя ограниченных ресурсов, этот рост не был бы ограничен каким-либо биологическим фактором.

Причины многообразия биологического мира

Как уже отмечалось выше, основной «смысл» воспроизводства живых организмов — это снижение энтропии системы. В нашем случае система — это планета Земля. Чем больше появится на свет живых организмов, тем больше снизится её энтропия и в более равновесном состоянии она окажется. Естественно, в определённый период и до определённого предела.

Огромную роль в этом процессе играет разнообразие жизни. Казалось бы делись пополам, отпочковывайся или как там ещё и будет всем рай, снижение энтропии и баланс системы. Тем не менее, это не так. Если все организмы будут сконструированы по одному лекалу, то велика вероятность того, что при наступлении неблагоприятных условий вся популяция погибнет, и это поставит крест на негэнтропийных процессах. Вот поэтому для поддержания равновесия мать природа озаботилась разнообразием. Теперь при изменениях климата, катаклизмах, недостатка питательной базы и прочих неблагоприятных условий вымрет только часть живых организмов, позволив остальным не только существовать дальше, но и в результате приспособления измениться и адаптироваться под вновь возникшие обстоятельства. Таким образом многообразие - залог выживания. Однообразие — прямой путь к упадку и деградации.

Получается, что основной вопрос выживания сводится к адаптации при изменении внешних условий. Поэтому в результате эволюции мы имеем не только разнообразие видов, но разнообразие особей.

Однако если всё многообразие видов начнёт перекрёстное спаривание не только внутри вида, но и со своими видовыми соседями то, в конце концов, мы получим снова некий единый вид живых организмов, который снова будет подвержен угрозе уничтожения при изменении внешних условий. Снова получим единообразие. Поэтому природа и наложила табу на спаривание ужа и ежа.

То же самое можно сказать и о населении нашей планеты: если будет активное смешение рас, что может привести к образованию на планете единой однородной расы, то это самый скорый путь к вымиранию человечества. Нет иного врага для жизни, кроме единообразия. Поэтому, скорее всего, и создала природа нашей планеты такое разнообразие рас, народов и народностей. Кто-нибудь да выживет в случае катастрофических изменений условий для жизни. Ни в коем случае нельзя допустить тотального расового смешения — превращения населения Земли в этакий «плавильный котёл». Это самое верное средство для вымирания человеческой популяции.

Однако как обеспечить разнообразие особей в отдельном взятом виде живых организмов? Именно разнообразие особей в популяции?

Вот здесь природой и был «запущен» механизм разделения особей по половому признаку, то есть появились «ОН» и «ОНА». Почему так?

Ответ на этот вопрос, как ни странно, лежит в плоскости физики, а не в смысле l'amour — как это можно было изначально предположить.

Эта тема находится в канве основного закона Вселенной — всё и вся в этом мире стремится к равновесию, балансу, гармонии. Но в данном случае к равновесию стремится не влюблённая пара для продолжения рода (или имитации этого увлекательного занятия), а энтропийные процессы.

Природа, чтобы повысить жизнеспособность клеток или организмов, постоянно дополняет одну особь другою. Для этой цели одноклеточные существа, когда их жизнеспособность понизится в однообразной обстановке, сливаются два в одно, и только этим путём возвращается в полной мере способность их к размножению - «бессмертие» их протоплазмы. Такой же смысл имеет и половое скрещивание высших растений и животных: здесь также соединяются жизненные элементы двух различных существ, чтобы получился более совершенный (в смысле приспособления именно к существующим условиям внешней среды) зародыш третьего.

Что мы имеем в результате этого. Смешение мужского и женского генома, вследствие чего потомство не похоже на своих родителей и несёт уже свой, индивидуальный геном. В результате смешения генома рождается что-то новое, неповторимое, несущее в большинстве случаев именно те свойства, которые способствуют выживанию в данных экологических условиях. При смене внешних условий будет востребованы иные свойства наследников. В результате чего и достигается разнообразие особей внутри популяции.

На этом данную тему можно было бы закончить, однако возникла необходимость поговорить о многообразии особей немного в ином ракурсе.

Природа наделила нас ещё одним средством неповторимости. Я говорю о различиях людей по морфологическому строению мозга. Риторический вопрос нет - нет да и возникающий у каждого: отчего происходят непрекращающиеся склоки, раздоры, войны среди людей? Ответ прост. В силу особенностей морфологии головного мозга, воспитания, образования каждая особь уникальна. Нам сложно понять друг друга порой не в силу аргументов убеждения, а в силу того, что в голове может банально не оказаться субстрата нейронов для понимания. Почему одни слушают с удовольствием классическую музыку, а другим она не интересна? Вполне возможно, что слуховые области мозга у одного человека весят десять грамм, у другого сто. Первому просто нечем эту музыку слышать. Нет субстрата нейронов для восприятия и обработки звуков.

Мало того что мы эволюционируем как биологический вид, мы ещё эволюционируем по конструкции мозга. В каждую историческую эпоху востребованы люди с тем или иным устройством мозга и, соответственно, с теми или иными задатками и качествами. В настоящее время, например, востребованы IT специалисты. На переломе XIX и XX веков были востребованы инженеры. В средние века — святая инквизиция для отлова ведьм. Этим и объясняется различие менталитета людей, например, в России, США или Европе. Мы не понимаем друг друга потому, что эволюция мозга у людей в этих странах происходила по-разному в различных социально экономических условиях. И теперь имеем то, что имеем. Я не хочу сказать, что кто-то плохой, а кто-то хороший. Мы просто разные.

Опять же стремление сделать всех «одинаковыми», в смысле идеологии, тоже тупиковый путь. Мы это проходили при строительстве «коммунизма». Так или иначе, население всё же разделилось на партийную номенклатуру и прочий народ. На имеющих доступ к материальным благам и всех прочих, этих благ жаждущих и доступа не имеющих.

В глобальном масштабе в результате эволюционных процессов мы имеем разнообразие видов, разнообразие особей внутри вида и дополнительное внутривидовое разнообразие по устройству мозга.

Это значит, что если окружающая среда меняется (например, климат или состав питательной среды), то мутации, которые ранее были невыгодными для выживания организма, могут стать полезными и способствовать его адаптации. В сущности, энтропия в данном случае выступает как фактор изменения условий окружающей среды, на который организмы должны реагировать.

Выводы простые.

Однополое существо в однообразных условиях жить может, однако при изменении внешних условий шансы выжить сокращаются. При наличии полового дуализма положительные способности к выживанию появляются в результате привнесения в потомство различных индивидуальных качеств, присущих каждому родителю, способных адаптировать популяцию к новым условиям. Если это удаётся - популяция выживает. Нет - вымирает, как динозавры. Это справедливо как для растений, так и для животных. В конечном итоге это способствует приведению системы в равновесное состояние.

Отмечу отдельно, что когда я писал - «природа», я имел в виду не общепринятое смысловое значение этого слова. В этом случае под «природа сотворила» или «природа наделила», я подразумеваю действие процессов приведения в равновесие экосистемы в целом. Именно благодаря этим процессам и происходят те метаморфозы, которые мы потом с интересом изучаем и рассуждаем о них. Как то: зарождение жизни, появление человека, разума в конце концов.

Посему при глобальном изменении климата часть населения может исчезнуть, останутся из всего нашего многообразия особи, наиболее приспособленные к вновь возникшим условиям. Как в биологическом смысле, так и по устройству мозга.

Как говорится - ничего личного: это всего лишь приведение в равновесие биосферы нашей планеты.

Несколько слов об эволюции homo sapiens

Основной инстинкт человека как, впрочем, и всего живого на Земле - стремление покрыть метровым слоем всю поверхность планеты своими телами, то есть размножение.

Как уже говорилось выше, это будет происходить до тех пор, пока в среде обитания есть пригодные для построения новых тел молекулы и атомы, обеспечивающие процесс негэнтропии. То есть их структурирование из хаотичного состояния в упорядоченное.

Одновременно с этим увеличение человеческой популяции ведёт к возрастанию хаоса в ней. В свою очередь снижению энтропии в социуме способствуют возникшие религии с их заповедями, а в мирском сообществе возникновение законодательства вообще, и, в частности, различных кодексов — гражданский, уголовный, строителя коммунизма и т. п.

Для успешного размножения нужно питание и выбор наиболее качественного генетического материала. С точки зрения самца это привлекательные и плодовитые самки, способные позаботиться о потомстве. С точки зрения самок - добытчик, способный обеспечить пищей своё потомство и самку. Поэтому в стае животных непрерывно происходит борьба за привлечение внимания наиболее перспективных особей, называемая иначе доминированием. У доминирующего вожака стаи на выбор все самки. У самок есть стремление занять место рядом с вожаком, поскольку, как правило, это самый подходящий генетический материал.

Существует мнение, что человек в настоящем всего лишь переходный процесс от животного к некоему «Человеку — 2.0», и именно в дальнейшей эволюции надо искать его будущее. Было придумано даже такое определение: трансгуманизм. Это философское и научное движение, продвигающее использование достижений науки и технологии для улучшения умственных и физических возможностей человека. Цель движения — устранить те аспекты человеческого существования, которые трансгуманисты считают нежелательными: страдания, болезни, старение и смерть.

Согласно концепции трансгуманизма, использование современных технологий, таких как генная инженерия, крионика, искусственный интеллект и нанотехнологии, может расширить человеческие возможности и улучшить условия жизни. Трансгуманисты видят будущее, в котором ответственное применение подобных технологий позволит людям замедлить, обратить вспять или вовсе устранить процесс старения, добиться увеличения продолжительности жизни человека и улучшить его когнитивные и сенсорные способности

Однако размышляя над эволюцией человека в свете энтропийных процессов, мы приходим к совершенно иным выводам.

Можно сколько угодно дискутировать о целях и смысле нашей жизни, однако всегда нужно иметь в виду, что все социальные явления можно полностью понять лишь в свете биологической эволюции. Напомню ещё раз, что эволюция — это скрытые от нашего взора процессы негэнтропия, которые, в свою очередь, есть процессы приведения системы в равновесное состояние.

Но чтобы хоть как-то представить себе дальнейшую эволюцию человека, нужно поставить диагноз тому, что есть. Без всяких пожеланий того, что нам бы хотелось в себе видеть.

В человеке настоящего биологическая природа подавляет.

«Святая троица» инстинктов: питание, размножение и доминирование никуда не исчезнет. Наибольшее внимание нужно обратить именно на доминирование. Напомню, что это инстинктивное желание подняться на верх пищевой цепочки с целью наилучшего доступа к пище и особям противоположного пола. То есть совершенно непонятно, каким образом, на каком уровне трансгуманисты собрались искоренять (подправлять) человеческие инстинкты.

Тщеславие, стяжательство, агрессия, страх и все прочие, так называемые «грехи» – это основные черты человеческого характера на сегодняшний день, потому что это факторы, способствующие доминированию и выживанию. Это нужно принять, как должное.

Далее. С развитием научно-технического прогресса (НТП) с биологической природой человека ничего не происходило и ничего далее не произойдёт, потому что существует и в дальнейшем не изменится основная доктрина нашей цивилизации, а именно: соревновательный принцип. А в основе этого принципа опять же лежат процессы снижения энтропии системы. Связать как можно большее количество свободных элементов в устойчивые структуры, то есть борьба за ресурсы. Под ресурсами здесь следует понимать весь их спектр — пищевые, финансовые, полезные ископаемые.

Никуда не исчезнет парадигма непрерывного увеличения потребления, поскольку население растёт, следовательно его нужно обеспечивать питанием, машинами и технологиями.

Современное производство нацелено только на удовлетворение основных инстинктов человека. Производство продуктов питания, строительство, как средство защитить наши нежные тела от неблагоприятных условий погоды и создания благоприятной среды для зачатия и выращивания потомства. Ну, или для имитации зачатия. Транспорт - для доставки всего и вся к процессам производства пищи и строительства. Причём всё это происходит в увеличивающихся масштабах. Поскольку растёт население (то есть всё то же желание покрыть метровым слоем планету своими телами) и, следовательно, всем нужно питание, жилища и так далее. В свою очередь увеличение материальной составляющей в нашей жизни запускает опять же тот самый процесс снижения энтропии, поскольку происходит упорядочивание, связывание в устойчивые структуры неживой природы, в качестве которых выступают строительные материалы или природные ресурсы в самом общем случае. Правда в результате этой безудержной деятельности происходит неконтролируемое выделение тепла. Но, естественно, до определённого предела, когда мы наконец почувствуем, что движемся по тупиковому пути.

Для конкретного человека НТП, это удовлетворение его всё более возрастающих потребностей. А это не что иное, как стяжательство - приобретение сверх некоего минимума, необходимого для существования. Это накопление, а значит, запас впрок. Запасы нужны опять же от страха за своё будущее и доминирования. Доминирование и страх - движущая сила выживания.

Поэтому ни о какой эволюции человека нынешнего к «Человеку — 2.0» будущего не может быть и речи. Самое главное - не просматривается никакого механизма, чтобы повернуть развитие современного общества в сторону разумного. Высокоразвитая цивилизация должна вести весьма разумную и экономную линию в вопросах взаимодействия с окружающей средой. Неограниченного простора действий не предвидится, поэтому цивилизация вынуждена установить иерархическую последовательность показателей качества жизни, ценностей и целей, на достижение которых она готова тратить ресурсы энергии и окружающей среды.

Биологическую природу, заложенную на инстинктивном уровне, никаким трансгуманизмом не изменить. Дело в том, что за эти инстинкты отвечает не геном человека, который планируется «подправить», а случайным образом сформированная морфология мозга.

За счёт чего эволюционирует живое? Что есть причина, спусковой крючок механизма запуска негэнтропии? Давайте поговорим об этом подробнее в следующей главе.