День четвертый
Быть или не быть – вот в чем противоречие
После нескольких погожих дней солнце закрылось тучами, и занятия продолжаются в классе. Пожалуй, это даже к лучшему, потому что сегодня понадобятся плакаты, которые заранее развешены по стенам. Слово – адвокату МПиО.
– Я хочу обратить ваше внимание на то, что все изобретатели телефона работали методом проб и ошибок, – начинает Боря, – и почти одновременно изобрели телефон. Значит, нельзя говорить о том, что МПиО виноват в запаздывании изобретений! Тогда снимается одно из обвинений в его адрес!
– Да, в данном случае запаздывания не произошло, – вынужден признать Игорь. – Но тогда налицо другое преступление МПиО – злостное распыление сил, неэкономное использование людских ресурсов! Ведь если бы эти люди не дублировали друг друга, сколько других вещей, не менее полезных, чем телефон, они могли бы придумать!
История телефона не уникальна. Многие крупные изобретения были сделаны независимо в разных странах. И происходит так благодаря тому, что существуют законы развития, заставляющие на определенном этапе изобретать телефон, автомобиль, самолет… Аналогично развивается и наука, не случайно многие законы и эффекты в физике носят двойное название: закон Бойля-Мариотта, уравнение Клапейрона-Менделеева, эффект Нернста-Эттингсхаузена. А как часто Нобелевские премии вручают двум или трем ученым, независимо получившим близкие результаты!
Попытки выявления законов развития в разных областях науки делались с древности, но без особого успеха – уж очень сложный, нелинейный мир нас окружает. Нелинейность какой-то системы означает, что происходящие в ней процессы способны менять саму систему, причем эти изменения изменяют протекающие в системе процессы, а это опять изменяет систему и т. д. В нелинейных системах полезные процессы могут вызывать вредные явления, а вредные явления могут оказывать и какие-то полезные действия. Могут возникать кризисы и цепные реакции, происходит полезная или вредная самоорганизация, самые разные неожиданные, непредсказуемые эффекты и т. п. Развитие таких систем трудно предвидеть, в таких системах не всегда действует привычная нам логика.
Развитие нелинейных систем изучается специальной наукой «синергетикой». Одно из ее важнейших понятий – «детерминированный хаос» – типичное для сложных нелинейных систем состояние. Детерминированный хаос – сочетание двух, казалось бы, несовместимых характеристик:
• Хаос – это набор несвязанных, неорганизованных, неуправляемых элементов, то есть беспорядок, неразбериха.
• Детерминированность означает наличие порядка, организации, некоторых четких структур, определенная последовательность действий и т. п.
Детерминированный хаос – частично организованная структура, в которой действуют различные законы и правила, но в которой всегда есть место для случайностей, инициативы, изменений, развития… Самым характерным примером детерминированного хаоса является любая жизнь – от мельчайшей бактерии до человека. Жизнь не может существовать при полном хаосе, но и в строго организованном, жестком кристалле тоже не может быть жизни. Характерный признак таких структур – существование противоречий.
Одной из сокровенных тайн древних жрецов была «Тайна двойного». Доверяли ее лишь тем, кто прошел суровые испытания, доказал твердость духа и воли.
– Осирис – темный бог! – шептал неофиту[7] старший жрец.
Это было непонятно и жутко. Осирис ведь бог добра и света! В том-то и заключалась страшная тайна: добро может обернуться злом, а зло – добром. Яд змеи может лечить, а лекарство – отравить человека. Мы называем такую ситуацию «противоречием». Так с понятия противоречия начиналась диалектика. Это слово придумал греческий философ Сократ – так он называл искусство вести беседу, спор, направленный на выявление истины путем противоборства, борьбы противоположных мнений. Стихийные диалектические идеи были развиты у древних философов Демокрита, Эпикура, Лукреция. Они считали, что появление любой вещи из атомов – это диалектический скачок, потому что вещь несет в себе новое качество, которого не было у составляющих ее атомов.
Важнейший вклад в создание классической диалектики внес в начале 18-го века немецкий философ Гегель, впервые представивший весь природный, исторический и духовный мир в беспрерывном движении, преобразовании и развитии. Читать его книги очень тяжело, все кажется ужасно запутанным, очень сложный язык. Гегель – гений, он полуинтуитивно «нащупал» некоторые важные особенности нелинейного мира и пытался о них рассказывать, не имея подходящего языка, терминов, примеров, математического аппарата – всего того, что наука «наработала» за последующие 200 лет. Попробуйте представить, что вам надо объяснить, как работает телевизор или компьютер Архимеду или Ньютону, ничего не знающим о строении вещества, электричестве, математической логике и т. п. Задача Гегеля была еще сложнее!
Мы начинаем игру:
– Сегодня пасмурная погода. Это хорошо, потому что мы будем заниматься в классе.
– Заниматься в классе – это плохо, – подхватывают знакомую игру старички, – потому что можно заснуть в удобной позе!
– Заснуть во время занятий – это хорошо, потому что будешь бодрым во время конкурса знатоков вечером.
– Быть бодрым во время конкурса плохо, потому что в полудреме приходят самые неожиданные идеи.
– Приходят неожиданные идеи – это хорошо, они помогут победить.
– Победить – это плохо, потому что другие могут обидеться… К игре подключились и новички. Суть ее проста.
В любом деле есть плохие и хорошие стороны, нужно уметь их находить и постигать тем самым «тайну двойного». Чтобы взлетать и садиться при небольшой скорости, у самолета должны быть большие крылья, так как подъемная сила крыла сильно зависит от его размеров. Но, для того чтобы лететь со сверхзвуковой скоростью, крылья должно быть малого размера. Это типичный пример противоречия – к крыльям самолета предъявляются два противоположных требования: они должны быть большими и быть малыми. А какие противоречия, например, связаны со школьным портфелем?
– Портфель должен быть большим, чтобы вмещать много книг, и должен быть маленьким, чтобы не занимать много места! – отвечают ребята без особых затруднений.
– А какие еще противоречия можно увидеть в окружающем нас мире?
– Дождь должен идти, чтобы был урожай, и его не должно быть, чтобы можно было загорать!
– Домашние задания нужны, чтобы усваивать материалы, и их не должно быть, чтобы было больше времени на отдых! Ясно, что противоречий вокруг нас великое множество.
Допустим, мы хотим увеличить скорость самолета. Что для этого нужно?
– Поставить более мощный двигатель!
– Верно. Но такой двигатель будет и более тяжелым, потреблять больше горючего, на него уйдет больше металла. Попытка выиграть в одном – в скорости привела к проигрышу в другом. Так происходит в любой области человеческой деятельности: технике, науке, спорте, искусстве – везде, где возникает необходимость что-то улучшить, усовершенствовать, приходится сталкиваться с противоречиями. Противоречие – результат развития и его двигатель.
– Результат развития – это понятно, – с сомнением тянет Миша, один из самых «проницательных» новичков, – но двигатель… Ведь противоречие мешает развитию, тормозит его. Мы хотим что-то улучшить, а оно не дает!
Отличный вопрос. Что же делать с противоречиями? Один из путей – компромисс, примирение противоположных требований. Так появляется портфель каких-то средних размеров, самолет с крыльями среднего размера, которые обеспечивают неплохую скорость и достаточно безопасный взлет и посадку. Но наступает момент, когда скорость нужно увеличить еще больше, а поступиться безопасностью посадки нельзя. Противоречие становится острым, развитие останавливается. А остановка в развитии – это смерть для любой системы. И вот тогда – «через невозможное – вперед!». Противоречие разрешается в результате качественного изменения системы, создания принципиально новой конструкции. Тогда самолет, например, приобретает крыло с изменяемой геометрией. При взлете и посадке крылья перпендикулярны к корпусу самолета, а по мере достижения высоких скоростей они разворачиваются и самолет становится стреловидным. Теперь вопрос к ребятам:
– Приходилось ли вам встречаться с техническими решениями, напоминающими самолет с изменяемой геометрией крыла? Ребята озадаченно молчат. Нужно помочь.
– Например, стул должен быть низким, чтобы на нем было удобно сидеть высокому человеку, и должен быть высоким, чтобы было удобно сидеть человеку небольшого роста. Теперь сразу трое вспомнили вращающийся стул пианиста, и аналогичные решения посыпались:
