Russian
| English
"Куда идет мир? Каково будущее науки? Как "объять необъятное", получая образование - высшее, среднее, начальное? Как преодолеть "пропасть двух культур" - естественнонаучной и гуманитарной? Как создать и вырастить научную школу? Какова структура нашего познания? Как управлять риском? Можно ли с единой точки зрения взглянуть на проблемы математики и экономики, физики и психологии, компьютерных наук и географии, техники и философии?"

«КОГЕРЕНТНОСТЬ И ИНФОРМАЦИЯ В ПРОЦЕССАХ САМООРГАНИЗАЦИИ» 
В.А. Шевлоков

Опубликовано в: Философия и синергетика

Альтернативность формирующихся путей эволюции (структур-аттракторов), присущая каждому из уровней самоорганизующихся систем, всё же не означает полного отсутствия необходимости, некоторой предде-терминированности эволюционного процесса. Выбор одного из возможных путей происходит под действием механизмов отбора (естественного — в природном и биологическом развитии и целевого в социальном). «Отбор, — пишут Г.Николис и И.Пригожин, — позволяет декодировать информацию и тем самым допускает переход с одного уровня на другой» . Стало быть, из поля возможностей отбираются и реализуются лишь те структуры, которые удовлетворяют принципам отбора. Вместе с тем, хотя отбор и выступает на подобие «набора фильтров», которые из всего множества возможных состояний, пропускают только строго определенные, он не является конечным этапом, итогом перехода системы через точки бифуркации. Механизмы отбора включены в действие на этапе локализации возможных структур на стоках структур-аттракторов. Здесь, по-видимому, имеют место механизмы стабилизационного типа при локальных бифуркациях, о которых говорит К.Уоддингтон .

Следовательно, сам отбор формирует и допускает множество возмож-ных состояний (структур), но в какое именно перейдет система, будет зависеть от тех случайных флуктуаций в момент, когда пороговое состояние достигнет критического значения. Иллюстрацию данного положения, на основе информационного подхода, можно найти у Г. Хакена на относительно простом примере «выбора» (отбора) из двух возможных. «В зависимости от флуктуации, — отмечает он, — внутри самой системы последняя может переходить в одну из двух устойчивых точек (в один из двух аттракторов). В этом случае приходящий сигнал содержит информацию в обычном смысле слова, который неоднозначен, и эта неоднозначность снимается флуктуацией системы. Если говорить не строго, то можно сказать, что исходная информация удваивается, так как после получения сигнала система может прейти в любой и двух аттракторов» .

Однако в критической точке оказывается принципиально невозможным предсказать каком именно направлении будет эволюционировать система: к «хаосу» — понижению уровня организации, полному разрушению или «порядку» — сложному, более высокому уровню организации. Чем данный про-цесс будет определяться, какие механизмы здесь работают?

Ответы на эти вопросы вызывают пристальный интерес к критическим режимам — точкам бифуркациям, как со стороны исследователей фазовых переходов, так и представителей самых различных областей научного позна-ния, исследующих переходные процессы к новому уровню организации сложного. Вот как представляет данную проблему Г.Николис: «В окрестности точек перехода феноменологический анализ, основанный главным обра-зом на теории бифуркаций, должен быть дополнен информацией о поведении флуктуаций». Следовательно, от природы нелинейности и характера флуктуаций, во многом будут зависеть типы бифуркаций, происходящих в системе. Соответственно им, бифуркации могут приводить:

  • к возникновению многих стационарных состояний без изменения пространственной и времен-ной симметрии,
  • к нарушению временной симметрии из-за появления пре-дельных циклов,
  • к нарушению пространственной симметрии из-за возник-новения структур» .

После тщательного анализа проблемы на примерах систем, в которых происходят химические реакции с диффузией Г. Николис при-ходит к важному выводу о том, что несмотря на возможность развития по-следовательной теории возмущений для неравновесных явлений перехода, всё же нерешенными остаются важные задачи математического характера (например, для понимания механизма бифуркаций, нарушающих симметрию, необходимо обобщить теорию возмущений на неоднородные флуктуации в системах, зависящих от двух и более параметров и др.), что ведёт пока ещё к необходимости феноменологического способа описания для многих типов бифуркаций.

Таким образом, всю совокупность механизмов, включающих в процесс самоорганизации (а к ним принадлежат и бифуркации), вплоть до возникновения новой организации можно было определить, как механизмы (принципы) «детерминации будущим» (конечно, здесь мы далеко от мысли отождест-влять эти механизмы с телеологическим принципом «causa finalis» — принци-пом «конечных причин»).

Сходные идеи применительно к неравновесным термодинамическим системам были выражены: Л.Онсагером в форме принципа минимума потенциала рассеяния, школой И.Пигожина — сначала в принципе минимума про-изводства энтропии, а затем — избыточного ее производства; Г.Хакеном — в принципе максимума информационной энтропии. Попытку более общей трактовки данных принципов на основе эмпирического обобщения предпринял Н.Н.Моисеев. «Мне кажется, — писал он, — что особую роль в мировом эволюционном процессе играет «принцип минимума диссипации энергии». Сформулирую его следующим образом: если допустимо неединственное состояние системы (процесса), а целая совокупность состояний, согласных с законами сохранения и связями, наложенными на систему (процесс), то реализуется то состояние, которому соответствует минимальное рассеяние энергии, или, что то же самое, минимальный рост энергии» .

Если Л.Онсагер, И.Пригожин и Г.Хакен распространяют свои принципы в основном на неравновесные термодинамические системы, то Н.Моисеев стремился вывести обобщенный принцип, который определял бы выбор оп-ределенного состояния из возможных для любых самоорганизующихся систем, что должно достигаться путем его интерпретации не только на не живые, но и на биологические и социальные системы. Таким обобщенным принципом, для Н.Н.Моисеева, выступает принцип «экономии энтропии», где принцип минимума диссипации энергии выступает всего лишь частным случаем.

Таким образом, самоорганизация — это целая гамма взаимообусловлен-ных и взаимодействующих механизмов. С позиций синергетического подхо-да, развитие характеризуется непрерывным процессом усложнения, а с ростом сложности соответственно увеличивается число таких состояний системы, в которых возникают критические точки — бифуркации, что ведет к возрастанию количества возможностей для перехода системы на новый уровень организации. При достаточном уровне сложности система сама способна создать такие состояния, которые порождают новые возможности.
Заключение

Поиск единого подхода к явлениям самоорганизации (эволюции универсума) в современном развитии синергетических исследований обуслов-лен, как мы видели, наличием общности механизмов, открываемых различ-ными концепциями самоорганизации. Однако единство подхода не означает единообразия средств и методов и, соответственно, единства способа описа-ния. Напротив, единство подхода есть выражение поиска, с одной стороны, единых («унифицирующих») принципов, с другой, — условий, позволяющих переходить от одного способа описания к другому как отображение, на осно-ве этих принципов, иерархических уровней сложного (эволюционного цело-го).

Чтобы найти единые принципы. Мы должны сосредоточить внимание на таких ситуациях, когда сложная система качественно изменяет свое макроскопическое поведение или, иначе говоря, когда она изменяет свою макро-скопическую пространственную, временную или пространственно-временную структуру . Выяснение причин, приводящих к таким качествен-ным изменениям, есть по существу обнаружение общих механизмов процессов самоорганизации. К таким механизмам относится и когерентность (как «сборка» сложного), рассмотренная нами во взаимодействии с другими механизмами в контексте информационных процессов, сопровождающих самоор-ганизацию.

С другой стороны, было выяснено, каким образом формируемый еди-ный подход находит свое отражение в синергетическом способе описания. В проведенном исследовании он представлен в форме дополнительности двух способов описания: силового — причинного и несилового — информационно-го, на основе близкодействующих и дальнодействующих связей (взаимодей-ствий). При этом переход с одного уровня описания на другой — с микроско-пического на мезо — и макроскопический, связан с «сильным сокращением информации», как синергетической информации по Г.Хакену.

Литература

Хакен Г. Интервью. 1985.
Моисеев Н.Н. Логика универсального эволюционизма и кооперативности // ВФ.1989. №8. С. 55.
Там же. С. 56.
Вернадский В.И. Философские мысли натуралистов. М.,1988.
Швейцер А. Культура и этика. М.,1973.
Тейяр де Шарден. Феномен человека. М.,1973.
Пригожин И., Стенгерс И. Порядок из хаоса: Новый диалог человека с природой. М.,1986. С. 232.
Bergson H. Creative Evolution. — L: Macmillan, 1911. P.94 — 95.
Шелепин Л.А. Теория когерентных кооперативных явлений — новая ступень физического знания// Физическая теория. М., 1980. С. 451.
Там же. С. 446.
Пригожин И., Стенгерс И. Порядок из хаоса. С. 240, 357.
Пригожин И., Николис Г. Познание сложного. С.15-20.
Там же. С. 15-18.
Там же. С. 18.
Фок В.А. Квантовая физика и классические идеализации // Диалектика и современное естествознание. М., 1970. С. 130 — 131.
Антипенко Л.Г. Принцип дополнительности и квантово-теоретический объект// Принцип дополнительности и материалистическая диалектика. М.,1976. С. 185.
Фок В.А. Живые контакты между физиками и философами способствуют развитию науки // Методологические проблемы науки. М.,1964. С. 234.
Пахомов Б.Я. Становление современной физической картины мира. М.,1985. С. 206.
Петров Б.Н., Гольденблат И.И., Уланов Г.М., Ульянов С.В. Проблемы управления релятивистскими и квантовыми динамическими системами. М.,1984. С. 280.
Хакен Г. Информация и самоорганизация: Макроскопический подход к сложным системам. М.,1991. С. 50.
Винер Н. Кибернетика. М.,1968. С. 55.
Хакен Г. Информация и самоорганизация. С. 12
Еитиро Намбу. Кварки. М.,1984.
Там же. С. 167 — 168.
Пригожин И., Николис Г. Познание сложного. С. 217.
Хакен Г. Информация и самоорганизация. С. 43.
Там же. С. 43.
Там же. С. 32.
Там же. С. 48 — 50.
Там же. С. 51 — 52, 54.
Переписка А.Эйнштейна и М.Борна // Эйнштейновский сборник. М.,1992.
Пригожин И. Переоткрытие времени // ВФ. 1989. № 8. С. 11 — 12.
Maxwell J.C. Science and Free Will. — In: Campbell L., Garnet W. The Live of Jaws Clarc Maxwell. — L.:Macmillan,1882. P. 443.
Князева Е.Н, Курдюмов С.П. Интуиция как самодостраивание // ВФ. 1994. №2. С. 111.
Пригожин И., Николис Г. Познание сложного. С. 169.
См. Waddington C.H. The Strategy of Genes. — L.: Allen & Unwin, 1957.
Хакен Г. Информация и самоорганизация. С. 38.
Николис Г. Некоторые аспекты теории флуктуации в неравновесных сис-темах// Синергетика. М., 1984. С. 30 — 31.
Моисеев Н.Н. Человек и ноосфера. М. 1990. С. 42.
Хакен Г. Информация и самоорганизация. С. 12.