Штучне може бути детермінованим і зворотним. Природне ж неодмінно містить елементи випадковості і незворотності. Це зауваження приводить нас до нового погляду на роль матерії у Всесвіті. Матерія – вже не пасивна субстанцiя, описувана в рамках механiстичної картини свiту, їй також властива спонтанна активнiсть. Вiдмiннiсть нового погляду на свiт вiд традицiйного така глибока, що, як вже згадувалося в передмовi, ми можемо з повною пiдставою говорити про новий дiалог людини з природою.

Два нащадки теорiї теплоти по прямiй лiнiї — наука про перетворення енергії з однiєї форми в іншу i теорiя теплових машин — спiльними зусиллями привели до створення першої „некласичної науки” — термодинамiки. Жоден з внескiв в скарбницю науки, внесених термодинамiкою, не може порiвнятися по новизнi iз знаменитим другим початком термодинамiки, з появою якого у фiзику вперше ввiйшла „стрiла часу”. Введення односторонього направленого часу було складовою частиною бiльш широкого руху захiдноєвропейської думки. ХIХ столiття по праву може бути названо столiттям еволюцiї: бiологiя, геологiя i соцологiя стали надавати в ХIХ ст. все бiльше уваги вивченню процесiв виникнення нових структурних елементiв, збiльшення тяжкостi. Що ж стосусться термодинамiки, то в її основі лежить вiдмiннiсть мiж двома типами процесiв: зворотними процесами, не залежними вiд напряму часу, i незворотними процесами, залежними вiд напряму часу. З прикладами зворотних i незворотних процесiв ми познайомимося надалi. Поняття ентропії для того i було введене, щоб вiдрiзняти зворотні процеси вiд незворотних: ентропiя зростає тiльки в результатi незворотних процесiв.

Протягом ХIХ ст. в центрi уваги знаходилося дослiдження кiнцевого стану термодинамiчної еволюцiї. Термодинамiка ХIХ ст. була рiвноважною термодинамiкою. На нерiвноважнi процеси дивилися як на другоряднi деталi, обурення, дрiбнi неiстотнi подробицi, не заслуговуючi спецiального вивчення. В даний час ситуацiя повнiстю змінилася. Нинi мі знаємо, що оддалiк рiвноваги можуть спонтанно виникати новi типи структур. В сильно нерiвноважних умовах може скоюватися перехiд вiд безладдя, теплового хаосу, до порядку. Можуть виникати новi динамічнi стани матерiї, що вiдображають взаємодiю даної системи з навколишнiм середовищем. Цi новi структури ми назвали дисипативними структурами, прагнучи пiдкреслити конструктивну роль дисипативних процесiв в їх освiтi.

В нашiй книзi наведенi деякi з методiв, розроблених останнiми роками для опису того, як виникають i еволюцiонують дисипативнi структури. При викладi їх ми вперше зустрiнемося з такими ключовими словами, як „нелінійність”, „нестiйкiсть” „флуктуація”, що проходять через всю книгу, як лейтмотив. Ця трiада почала проникати в нашi пгляди на свiт i за межами фiзики i хiмiї.

При обговореннi протилежностi мiж природними i гуманiтарними науками ми процитували слова Ісаї Берлiна. Специфiчне i унiкальне Берлiн протиставляв тому, що повторюється i загальному. Чудова особливiсть розглянутих нами процесiв полягає в тому, що при переходi вiд рiвноважних умов до сильно нерiвноважних ми переходимо вiд того, що повторюється i загального до унiкального i специфiчного.

Дiйсно, закони рiвноваги мають велику спiльнiсть: вони унiверсальнi. Що ж до поведiнки матерії поблизу стану рiвноваги, то йому властива «повторюванiсть». В той же час оддалiк рiвноваги починають дiяти рiзнi механiзми, вiдповiднi можливостi виникнення дисипативних структур рiзних типiв. Наприклад, оддалiк рiвноваги ми можемо спостерiгати виникнення хiмiчного годинника — хiмiчних реакцiй з характерною когерентною перiодичною змiною концентрацiї реагентiв. Оддалiк рiвноваги спостерiгаються також процеси самоорганiзацiї що приводять до утворення неоднорiдних структур — нерiвноважних кристалiв.

Слiд особливо пiдкреслити. що така поведiнка сильно нерiвноважних систем досить несподiвана. Дiйсно, кожний з нас iнтуїтивно уявляє собi, що хімічна реакцiя протiкає приблизно таким чином: молекули «плавають» у просторi, стикаються i, перебудовуючись в результатi зiткнення, перетворюються на нові молекули. Хаотичну поведiнку молекул можна уподiбнити картинi, яку малюють атомiсти, описуючи рух танцюючих в повiтрi порошинок. Але у разi хiмiчного годинника ми стикаємося з хiмiчною реакцiєю, що протiкає зовсiм не так, як нам пiдказує iнтуїцiя. Дещо спрощуючи ситуацiю, можна стверджувати, що у разi хiмiчного годинника всi молекули змiнюють свою хiмiчну тотожність одночасно, через правильнi промiжки часу. Якщо уявити собi, що молекули початкової речовини i продукту реакцiї забарвленi вiдповiдно в синiй i червоний кольори, то ми побачили б, як змінюється їх колiр в ритмi хiмiчного годинника.

Ясно, що таку перiодичну реакцiю неможливо описати, виходячи з iнтуїтивних уявлень про хаотичну поведiнку молекул. Виник порядок нового, раніше невiдомого типу. В даному випадку доречно говорити про нову когерентнiсть, про механiзм «комунiкацiї» між молекулами. Але зв’язок такого типу може виникати тiльки в сильно нерiвноважних умовах. Цікаво відмітити, що подібний зв'язок широко поширений в світі живого.Його існування можна прийняти за саму основу визначення біологічної системи.

Необхідно також додати, що тип диссипативної структури в значній мірі залежить від умов її утворення. Істотну роль у відборі механізму самоорганізації можуть відігравати зовнішні поля, наприклад, гравітаційне поле Землі, чи магнітне поле.

Ми починаємо розуміти, яким чином, виходячи з хімії, можливо побудувати складні структури, складні форми, у тому числі і такі, які здатні стати попередниками живого. В дуже нерівноважних явищах достовірно встановлено вельми важливу і несподівану властивість матерії: надалі фізика з виправданою підставою може описувати структури як форми адаптації системи до зовнішніх умов. Зі свого роду механізмом передбіологічної адаптації ми зустрічаємося в найпростіших хімічних системах. На антропоморфній мові можна сказати, що у стані рівноваги матерія „сліпа” тоді як в сильно нерівноважних умовах вона набуває здатність сприймати відмінності в зовнішньому світі (наприклад, слабкі гравітаційні і електричні поля) та „враховувати” їх в своєму функціонуванні.

Зрозуміло, проблема виникнення життя і зараз лишається вельми складною, і ми не очікуємо в недалекому майбутньому якого-небудь простого її вирішення. Проте при нашому підході життя перестає протистояти „звичайним” законам фізики, боротися проти них, щоб уникнути передбачуваної долі — загибелі. Навпаки, життя постає перед нами як своєрідний прояв тих самих умов, в яких знаходиться наша біосфера, у тому числі нелінійності хімічних реакцій і сильно нерівноважних умов накладених на біосферу сонячною радіацією.