Синергетика, будучи, наукой о процессах развития и самоорганизации сложных систем произвольной природы наследует и развивает универсальные, междисциплинарные подходы своих предшественниц: тектологии А.И. Богданова, теории систем Л. фон Берталанфи, кибернетики Н.Винера. Однако, ее язык и методы опираются на нелинейную математику и результаты естественных наук, изучающих эволюцию сложных систем, существенно обогащая наши представления о сложном.
В последнее время все чаще слышны окрики: нельзя применять синергетические модели в социогуманитарном знании; не существует никакой междисциплинарной методологии; а исследования в этих сферах лишь отвлекают людей от занятий «нормальной» дисциплинарной наукой, обнадеживают пустыми обещаниями, уводят грантовские средства на сомнительные проекты; гуманитарная сфера бесконечно сложнее ваших естественнонаучных моделек и физикам надо учиться у гуманитариев в понимании сложного, а не наоборот; нет диалогу философов и синергетиков, все уже сказано Гегелем, и классиками диамата; пора объявить синергетику лженаукой, и т.д. и т.п..
Так и просится добавить хрестоматийное: «запретить синергетику, продажную девку постмодернизма!». Причем, ни один из аргументов этой критики не оригинален и многократно обсуждался в работах самих синергетиков в рамках рефлексии по поводу путей ее развития, хотя и не в таком агрессивно-невежественном стиле. Дело, вероятно, в политической реакции части научного истеблишмента озабоченного экспансией синергетики в их сферы влияния, и возможностью перераспределения финансовых потоков и приоритетов отечественной науки, нарушением статус-кво в период грядущих реформ Академии. Т
ак было в 1996 году сразу после первого «Московского синергетического форума» с участием крупнейших синергетиков мира. Так было и в 2003-2004 годах, непосредственно перед проведением второго не менее масштабного форума в Академии Государственной службы при президенте РФ «Стратегии динамического развития России: единство самоорганизации и управления». Так продолжается и сейчас якобы под флагом философской дискуссии, но с игрой в одни ворота.
Именно поэтому, нам кажется необходимым вернуться к истокам, разобраться, где правда и где ложь и поразмыслить о безусловных ценностях, проблемах и болезнях роста синергетики, о ее методологии
НЕМНОГО ИСТОРИИ
Совершим теперь краткий экскурс в историю. Синергетика, будучи, наукой о процессах развития и самоорганизации сложных систем произвольной природы наследует и развивает универсальные, междисциплинарные подходы своих предшественниц: тектологии А.И. Богданова, теории систем Л. фон Берталанфи, кибернетики Н.Винера. Однако, ее язык и методы опираются на нелинейную математику и результаты естественных наук, изучающих эволюцию сложных систем, существенно обогащая наши представления о сложном.
История методов синергетики связана с именами многих выдающихся ученых ХХ века. Прежде всего, это великий французский математик, физик и философ Анри Пуанкаре, который уже в конце XIX века заложил основы методов нелинейной динамики и качественной теории дифференциальных уравнений. Именно он ввел понятия аттракторов (притягивающих множеств в пространствах состояний открытых системах), точек бифуркаций (значений параметров задачи, при которых появляются альтернативные решения, либо теряют устойчивость существующие), неустойчивых траекторий и динамического хаоса в задаче трех тел небесной механики (притяжение Земля-Луна-Солнце).
В первой половине ХХ века большую роль в развитии методов нелинейной динамики играла русская и советская школа математиков и физиков: А.М. Ляпунов, Н.Н. Боголюбов, Л.И. Мандельштамм, А.А. Андронов, А.Н. Колмогоров, А.Н. Тихонов. Эти исследования стимулировались в большой мере решением стратегических оборонных задач: создание ядерного оружия, освоение космоса. Западные ученые также использовали первые оборонные ЭВМ при обнаружении неравновесных тепловых структур: модель морфогенеза (А.М.Тьюринга) и уединенных волн — солитонов (Э.Ферми). Этот период можно назвать «синергетикой до синергетики», т.к. сам термин еще не использовался.
В 60-70 годы происходит подлинный прорыв в понимании процессов самоорганизации в самых разных явлениях природы и техники. Перечислим некоторые из них: теория генерации лазера Г.Б. Басова, А.М. Прохорова, Ч. Таунса; колебательные химические реакции Б.П. Белоусова и А.М. Жаботинского — основа биоритмов живого; теория диссипативных структур И. Пригожина; теория турбулентности А.Н. Колмогорова и Ю.Л. Климонтовича. Неравновесные структуры плазмы в термоядерном синтезе изучались Б.Б. Кадомцевым А.А. Самарским, С.П. Курдюмовым. Теория активных сред и биофизические приложения самоорганизации исследовались А.С. Давыдовым, Г.Р. Иваницким, И.М. Гельфандом, Молчановым А.М., Д.С. Чернавским. В 1963 году происходит эпохальное открытие динамического хаоса, сначала в задачах прогноза погоды (Э. Лоренц), затем теоретически, начинается изучение странных аттракторов в работах Д. Рюэля, Ф. Такенса, Л.П. Шильникова.
Для странных аттракторов характерна неустойчивость решения по начальным данным, знаменитый «эффект бабочки», взмах крыльев которой может радикально изменить дальний прогноз погоды — образ динамического хаоса. Создаются униваерсальная теория катастроф (скачкообразных изменений состояний систем) Р.Тома и В.И. Арнольда и развиваются ее приложения в психологии и социологии; теория автопоэзиса живых систем У. Матураны и Ф. Вареллы. Круг этих методов и подходов в изучении сложных систем Герман Хакен и назовет в 1970 году синергетикой (теорией коллективного, кооперативного, комплексного поведения систем), предварительно эффективно применив их в теории генерации лазера.
В 80-90 годы продолжается изучение динамического хаоса и проблемы сложности. В связи с созданием новых поколений мощных ЭВМ, развиваются фрактальная геометрия (Б.Мандельброт), геометрия самоподобных объектов (типа облака, кроны дерева, береговая линия), которая описывает структуры динамического хаоса и позволяет эффективно сжимать информацию при распознавании и хранении образов. Были обнаружены универсальные сценарии перехода к хаосу М. Фейгенбаума, Ив. Помо. В 1990 году открыт феномен самоорганизованной критичности. Его можно исследовать, рассматривая кучу песка (П. Бак). Сходящие лавинки воспроизводят распределения Парето по величинам событий для биржевых кризисов, землетрясений, аварий сложных технических комплексов и т.д.
Сегодня синергетика быстро интегрируется в область гуманитарных наук, возникли направления социосинергетики и эволюционной экономики, применяют ее психологи и педагоги, развиваются приложения в лингвистике, истории и искусствознании, реализуется проект создания синергетической антропологии.
Тем не менее, такой рост вширь иногда сводится лишь к декларациям о намерениях, поскольку междисциплинарность в современной науке предполагает взаимосогласованное использование образов, представлений методов и моделей дисциплин как естественнонаучного и технического, так и социогуманитарного профиля. Это в свою очередь, предполагает, помимо всего прочего, существование единой научной картины мира.
В то же время сейчас такой общенаучной (междисциплинарной) единой картины мира (в смысле самосогласованной целостности), строго говоря, нет. Существуют ее отдельные фрагменты, именуемые специальными картинами мира, дисциплинарными онтологиями такие, например, как: физическая, биологическая, космологическая картины мира, репрезентирующие предметы каждой отдельной науки. Синергетика и пытается навести мосты между этими картинами, создать единое поле междисциплинарной коммуникации, сформировать принципы новой картины мира.
МНОГООБРАЗИЕ ФУНКЦИЙ СИНЕРГЕТИКИ В КУЛЬТУРЕ
Функционирование синергетики в культуре естественно рассматривать в трех аспектах ее взаимодействия с обществом:
- синергетика как картина мира;
- синергетика как методология;
- синергетика как наука.
В рамках освоения картины мира происходит первое, а иногда и единственное, знакомство с понятиями синергетики и ее возможностями. Как правило, происходит на обыденном языке, на слабо формализованном, зачастую метафорическом, популярном уровне. Здесь обращение идет к наглядности, к здравому смыслу, аналогии, эстетическому чувству и безусловному доверию авторитету творцов новой парадигмы. Именно так укореняется наука в обыденном сознании в популярных изданиях, именно так выглядят вводные главы книг Германа Хакена и Ильи Пригожина. Для пытливого ума это всегда радость встречи с новым взглядом на мир окружающих нас вещей и событий. Это всегда мастерски, зажигательно умел передать аудитории С. П. Курдюмов.
Принципиально важно, что новое понимание реальности скрыто не столько в мирах физики элементарных частиц или глубинах Вселенной, но растворено в повседневности встреч со сложностью нашего мира, изменчивого мира «здесь и сейчас», что вновь наполняет жизнь очарованием тайны, ключи от которой теперь доступны каждому. Именно этим можно объяснить такой интерес к синергетике у широкой аудитории, доступность ее принципов и домохозяйкам и академикам. Кстати, с этим связана и возможность эффективного преподавания синергетики, как школьникам, так и искушенным профессионалам. Для каждого можно найти свой горизонт понимания, формализации и приложений. Кроме того, принципы синергетики справедливы как в естественных, так и в гуманитарных науках и есть надежда, что это дает ключ к решению проблемы двух культур.
Согласно И. Пригожину и И. Стенгерс, пафос рождающегося на наших глазах мировидения — это призыв к «новому диалогу человека с природой», понимаемого целостно, эволюционно. В новой картине мира человек должен думать не просто о выживании, а осознать свою роль и ответственность в единстве сотворчества с природой, научиться законам коэволюции с ней. Для этого ему предстоит лучше понять и мир и себя, свой природный и социальный генезис, законы мышления; отрефлектировать, как он понимает, моделирует реальность. Поэтому синергетика это еще и наука о человекомерных системах, постнеклассическая наука по терминологии В. Степина.
Вместе с тем, доступность принципов синергетики, несомненные успехи в естественнонаучных приложениях и кажущаяся простота их реализации в любых сложных системах породили сегодня моду на синергетику. Болезнь опасную, но неизбежную для любого междисциплинарного направления, всегда допускающего некую долю профанного сознания, размывающего общенаучные нормы и ценности.
Всякая болезнь есть процесс адаптации-дезадаптации, в данном случае к социальной среде, хотя, взаимно, и среда проникается синергетическим мировидением. С одной стороны, это хорошо, такое испытание закаляет, возникает иммунитет, устойчивое методологическое ядро, но могут быть и осложнения, вплоть до исчезновения самого подхода, растворения в обыденном сознании и отдельных дисциплинах, чего бы нам хотелось избежать. Дело в том, что такие расхожие термины как бифуркация, аттрактор, самоорганизация, фрактал стали обиходными в гуманитарной и околонаучной среде. Понимаемые метафорически, интуитивно они создают благодатную почву для двух конкурирующих процессов.
- Во-первых, позитивный процесс — метафора, являясь в картине мира одним из первичных каналов творческой, в том числе и междисциплинарной коммуникации, повышает уровень ожиданий, мотивационный фон для эффективного применения строгой конструктивной синергетической методологии в междисциплинарных обменах и проектах. Подчеркнем, что это лишь первый эвристический шаг, явно недостаточный для научных заключений!
- Во-вторых, негативный процесс — зашумление пространства междисциплинарных коммуникаций произвольными, псевдо синергетическими ассоциациями и метафорами, дальше которых дело не идет, дискредитирует продуктивный потенциал синергетики в глазах научной общественности и может, в конечном счете, быть причиной ее незаслуженного и преждевременного забвения обществом.
Эти два процесса были типичны и для других междисциплинарных направлений: общей теории систем и кибернетики. Мода на них прошла, хотя они и сегодня развиваются как науки мемориальной фазы, в смысле Л.Гумилева, но никто не связывает с ними спасительных надежд нашей цивилизации. Приведу поучительный пример о гибели кибернетического общественного движения в СССР в семидесятые годы, со слов Д.С.Чернавского, бывшего в то время заместителем председателя Комитета по кибернетике академика АН СССР А.М. Берга, — «Кибернетика погибла, когда с легкой руки доктора Эшби, кибернетиком смог называться человек не обязательно владеющий математикой».
Не ожидает ли и синергетику та же участь? И в чем ее принципиальное отличие от своих предшественниц, есть ли у нее иммунитет от превратностей и капризов моды, владеет ли она эликсиром бессмертия, как скажем математика?
На наш взгляд, такие механизмы выживаемости и перманентной востребованности у синергетики есть. Заключаются они в следующем:
- Во-первых, это ее человекомерность и адаптивность, в данном случае моделирование задач актуальных для человеческой культуры в каждый конкретный период, и учет антропного характера процессов познания и принятия решений.
- Во-вторых, ее методы имеют генетическую связь с математикой, вечной наукой, результаты которой в определенном смысле не подвластны времени.
- В-третьих, открытость ее методов к пополнению новыми квазиуниверсалиями, обнаруженными в частных дисциплинах, и не только естественнонаучных.
- В-четвертых, ее преемственность: синергетика относится к своим междисциплинарным предшественницам, теории систем и кибернетике, согласно принципу соответствия: опираясь на них, включая их методы в свой инструментарий, но, вместе с тем, и указывая область их применимости. Так, например, относится современная квантовая релятивистская физика к физике Ньютона, новая парадигма к старой парадигме.
- В-пятых, особая междисциплинарная толерантность к новым методам и гипотезам, их самоценность для синергетики. Наряду с девизом «подтвердить или опровергнуть», девиз принятый в дисциплинарной науке для проверки гипотез, добавляется совершенно иной: «найти область применимости» данного метода, найти адекватный ему контекст. Акцент переносится так же с явления на средства его исследования и описания.
- В-шестых, самоприменимость синергетики, поскольку ее развитие есть сложный эволюционный процесс в пространствах постнеклассической науки и культуры.
- В-седьмых, философская диалогичность и рефлексивность. Имеется в виду восприимчивость в диалогах с философскими традициями разных направлений, времен и народов, с целью рефлексии своих оснований и принципов.
Синергетика человекомерных систем сегодня в эпоху антропологического поворота создает особый метауровень культуры, рефлексивный инструментарий анализа ее развития — синергетическую методологию, методологию междисциплинарной коммуникации, и моделирования реальности. Методологию открытую, возможно, как говорит В.М. Розин, методологию с ограниченной ответственностью, адаптивную, но не панметодологию, как у Г.Щедровицкого.
В самой синергетике можно выделить несколько параллельно существующих пластов ее бытия в современной культуре, расположенных по степени возрастания уровня абстрактности:
- поддисциплинарный — профанное сознание обыденных практик;
- дисциплинарный — процессы индивидуального творчества и развития дисциплинарных знаний и объектов исследования;
- междисциплинарный — процессы междисциплинарной коммуникации и перенос знания в диалогах дисциплин, педагогике и образовании, при принятии решений;
- трансдисциплинарный — процессы сборки, самоорганизации и функционирования больших междисциплинарных проектов, междисциплинарных языков коммуникации, природа возникновения междисциплинарных инвариантов, квазиуниверсалий, коллективный разум, сетевое мышление.
- Наддисциплинарный — процессы творчества, становления философского знания, развития науки и культуры.
В каждом из этих слоев коммуникативных практик синергетика имеет особые традиции применения. Эти традиции вполне научны и методологически развиты на дисциплинарном уровне, особенно для естественнонаучных дисциплин. Сегодня бурно развиваются применения синергетической методологии и на междисциплинарном уровне. На остальных уровнях ее приложения возникли недавно, и осмысливаться в основном пока в языке синергетической картины мира.
Таким образом, синергетика являет себя и как социальный мегапроект, объединяющий своей методологией представления различных аспектов бытия культуры.
ФИЗИК, ЛИРИК, МАТЕМАТИК: ПРОБЛЕМЫ МЕТАЯЗЫКА
Синергетика, как часть общенаучной картины мира, возникает на волне моды, опъянения головокружительными перспективами, впрочем, это характерно для социальной прививки любой науки. Все может кончиться похмельем несбывшихся иллюзий, а может возникнуть принципиально иное понимание мира. Для второго исхода синергетика как наука должна рефлектировать формы своего бытия в обществе с целью адаптации к его потребностям. Для синергетики эта рефлексия жизненно необходима, т.к. одна из основных ее задач есть создание пространства и принципов междисциплинарной коммуникации. Это не разовая задача, но непрерывное живое делание в обратных связях культуры и науки, особый метауровень взаимодействия двух культур.
Речь идет об особой методологии, ядро которой должно быть гарантом преемственности научных ценностей, с одной стороны, и открытости к инновациям с другой. Такая открытая адаптивная методология становления и есть методология синергетики. Она призвана реализовать, укоренить принципы синергетики в общественном сознании, адаптировать их для непрофессионалов уже не на уровне метафор, а конструктивных принципов, помогающих понимать и моделировать реальность. Она должна создать общее поле встречи и метаязык диалога синергетиков, математиков и людей иных профессий, иных дисциплин, в том числе и гуманитарных. Метаязык фиксирует, насколько это возможно, тезаурус синергетики в терминах обыденного языка, сводя метафоризацию к минимуму; тогда, как принципы синергетики позволяют осуществлять мягкое моделирование реальности в этом тезаурусе.
Проблема размывания связана с тем, что большой процент людей говорящих от имени синергетики (в основном гуманитарии), плохо знакомы с синергетикой как наукой. Обычно это происходит не от пренебрежения, а по объективным причинам — нет должной математической подготовки, нет учебников. Ими используется стихийный тезаурус синергетической картины мира, допускающий слишком большой произвол метафоризации. Затем его переносят в свои дисциплинарные картины реальности, чего совершенно недостаточно для целостного описания, не говоря уже о модельном представлении задач этих дисциплин. Для моделирования реальности недостаточно перевода онтологий с языка на язык, надо еще знать модельные образцы и правила их сборки, что рассыпано в специальных главах книг для профессионалов.
Возникает вопрос: можно ли научить гуманитария модельному мышлению, системно-синергетическому подходу, который только и может быть основой диалога естественника и гуманитария, поскольку естественника учить гуманитаристике еще дольше? На первый взгляд нельзя! Как показывает опыт, естественники могут стать гуманитариями, получая второе образования, а вот гуманитарии физиками и математиками никогда, видимо, формальные науки надо изучать смолоду.
То есть почти никогда. И.Пригожин был таким исключением — в юности готовился к карьере пианиста, учился на историко-археологическом факультете, но ушел на физический факультет, всю жизнь любил философствовать и посвятил ее, по собственному признанию, введению концепции исторического времени в естествознание. Быть может, поэтому синергетика так близка гуманитариям. Мы знает, что, став нобелевским лауреатом по физической химии, И.Пригожин не перестал быть ярким гуманитарием.
И, все же, что значит научить? Научить гуманитариев в полной мере применять формальные методы, наверное, не удастся, а вот понимать синергетические принципы построения моделей реальности наверняка можно, что вполне достаточно для диалога с естественником или математиком в рамках междисциплинарных проектов.
Наряду с энтузиазмом синергетиков от естествознания, которые обычно знают методы синергетики, но не знают гуманитарной специфики, мы встречаем весь спектр реакций самих гуманитариев: начиная от восторгов немногих неофитов, далее к умеренному оптимизму гуманитарных синергетиков, обычно философов, социологов, и кончая угрюмо-скептической, либо агрессивно не приемлющей реакцией большинства.
Причем, и в среде естественников отношение к синергетике совсем не однородно. Для большинства физиков синергетические модели совершенно не связываются с идеями междисциплинарности, физик обычно не знаком с этим поприщем, но ассоциируются с конкретными физическими задачами теории фазовых переходов, турбулентности, лазера, где они и рождались. Физик всегда может при необходимости привлечь нужный раздел математики для моделирования природы, диалог физика и математика всегда был продуктивен и взаимно полезен.
По крайней мере, со времен Галилея «книга природы пишется языком математики», с другой стороны целые разделы математики возникали из потребностей теоретической физики, например теория обобщенных функций. Пафос модельного универсализма так же давно пережит физиками в связи с теорией колебаний, пронизывающей все разделы физики. Именно поэтому можно услышать от многих физиков сомнения, что же принципиально нового дает им синергетика?
В действительности, сама физика в лице синергетики получает энциклопедию методов и моделей нелинейной динамики, разбросанных ранее по различным ее разделам, она активно вводится сегодня в образование физиков, но не только в этом дело. Физика экспериментальная уже давно является поставщиком высоких и сверхвысоких технологий, которые затем становятся know how современной техники. То же самое сегодня можно говорить о физике теоретической, технологиях моделирования, культуре моделирования заключенной в синергетике, которая становится средством теоретизации наук естественных и гуманитарных.
Сразу возникают вопросы к синергетикам. Не кажется ли Вам, что это возрождение физикализма, и почему Вы оттеснили математиков? Действительно, раз имеет место моделирование, почему же не прикладная математика, почему вместо нее какие-то посредники?
Ответ заключается в том, что, не «вместо», но «вместе». Прикладная математика, конечно, остается базой математического моделирования, подчеркнем — математического. Однако, математик-прикладник в процессе моделирования подобен чемпиону по стендовой стрельбе по тарелочкам, приглашенному на охоту, и он конечно великолепен в своем жанре, но лишь в завершающей фазе моделирования, когда система уже выбрана и уравнения уже написаны, и их надо решать, исследовать — выстрел будет безупречен. Однако вслушиваться в природу, выслеживать, приманивать зверя, загонять его, т.е. вычленять существенные элементы и связи реальности и писать модельные уравнения, корректировать их — это искусство физика, а не задача математика. И именно этому искусству может научить синергетика специалистов других дисциплин.
Показательна так же встреча математиков с физикой, когда ее преподают на третьем курсе мехмата МГУ уже «продвинутым» студентам-математикам. Курс физики очень сложен для них и вовсе не уравнениями математической физики, они кажутся элементарными, но самой постановкой проблемы, пресловутым «физическим смыслом». Математика это скорее наука, отражающая идеальные формы мышления о природе, но не отражающая модельно саму природу, как это делает физика. Таким образом, физик несет особую модельную культуру мышления, он посредничает между реальностью и виртуальными мирами математика.
Вот почему нужны посредники. Это могут быть физики, математики-прикладники (они скорее решают модели, а не создают), а в более широком контексте — синергетики. Дело в том, что физика еще надо склонить моделировать в чуждых ему областях знаний, изучать их, и тут проявляется особая проблема междисциплинарной коммуникации, философской рефлексии и коллективной экспертизы, тут и рождается синергетическая методология. Иногда можно услышать мнение, что такими посредниками могут быть методологи. На мой взгляд, это далеко не так.
- Во-первых, еще крупнейший методолог ХХ века Г.Щедровицкий говаривал на своих семинарах — «не надо быть методологом, надо быть просто хорошим физиком»
- Во-вторых, высокий уровень философско-методологической культуры помноженный на знание принципов синергетического моделирования и предметного знания и дает образ идеального синергетика; так, что методологу тоже многое придется осваивать.
Итак, задача синергетика, с одной стороны, избежать крайностей наивного физикализма и редукционизма при переносе моделей естествознания в гуманитарную сферу, с другой сохранить конструктивность модельного подхода в диалоге с новой реальностью в новых, зачастую неопределенных условиях.
ПРИНЦИПЫ СИНЕРГЕТИКИ
Несколько общих слов о выборе методологических принципов.
- Во-первых, принципы синергетики могут находиться в отношении кольцевой причинности, т.е. могут быть определяемы друг через друга, что не является порочным логическим кругом, но герменевтическим кругом, с которым мы часто сталкиваемся при описании развивающихся систем. Например, понятие гена нельзя определить без обращения к понятию организма, составной частью которого он является. Такова же природа парадокса «курицы и яйца», такова же природа многих синтетических принципов синергетики.
- Во-вторых, принципов не должно быть слишком много. Человек, их использующий, просто не сможет одновременно уследить за их соблюдением в реальной модельной деятельности.
Приводимые ниже принципы возникли при обобщении опыта многолетнего авторского преподавания синергетики в самых различных аудиториях. Это расширенный предметный блок принципов синергетики впервые предложенных автором в 1995. Математические, логические и философские блоки принципов так же обсуждались Аршиновым В.И., Будановым В.Г., Войцеховичем В.Э.
Любой эволюционный процесс выражен чередой смен оппозиционных качеств — условных состояний порядка и хаоса в системе, которые соединены фазами перехода к хаосу (гибели структуры) и выхода из хаоса (самоорганизации). Из этих четырех стадий лишь одну стабильную мы относим к Бытию, гомеостазу системы, зачастую она наиболее протяженная по времени, остальные три так или иначе связаны с хаосом и относятся к Становлению или кризису. Условность такого разбиения связана с тем, что во всяком порядке есть доля хаоса и, наоборот, в хаосе можно найти элементы порядка, проблема в мере их смешивания.
Относительную кратковременность глубоких кризисов можно объяснить мерами эволюционной безопасности природы, длительный кризис резко истощает адаптационные возможности системы, и она погибает, исчезает ее системная целостность. Поэтому природа «предпочитает» эволюционировать мелкими шагами, нежели сразу из глины творить человека. В синергетике достаточно развиты универсальные методы и язык описания этих стадий, но прежде следует наметить основные подходы. В простейшем варианте можно предложить 7 основных принципов синергетики: два принципа Бытия, и пять Становления.
Два принципа Бытия: 1-гомеостатичность, 2-иерархичность.
Они характеризуют фазу «порядка», стабильного функционирования системы, ее жесткую онтологию, прозрачность и простоту описания.
- Гомеостатичность. Гомеостаз это поддержание программы функционирования системы в некоторых рамках, позволяющих ей следовать к своей цели. Согласно Н. Винеру всякая система телеологична, т.е. имеет цель существования. При этом, от цели-эталона-идеала (реальной или воображаемой) система получает корректирующие сигналы позволяющие ей не сбиться с курса. Эта корректировка осуществляется за счет отрицательных обратных связей (доля сигнала с выхода системы подается на вход с обратным знаком), подавляющих любое отклонение в программе поведения, возникшее под действием внешних воздействий среды. Именно так большую часть времени ведут себя все живые системы, например: теплокровные поддерживают температуру тела постоянной в широком диапазоне внешних температур; автопилот самолета, сверяясь с гирокомпасом, выдерживает курс и высоту самолета, несмотря на воздушные ямы и порывы ветра. Цель-программу поведения системы в состоянии гомеостаза в синергетике называют аттрактор (притягиватель). В пространстве состояний системы аттрактор является некоторым множеством, размерности меньшей, чем само пространство, к которому со временем притягиваются близлежащие состояния. Область притяжения аттрактора называется его бассейном. Подчеркнем, что аттракторы существуют только в открытых диссипативных системах, т.е. рассеивающих энергию, вещество, информацию и описывают финальное поведение системы, которое обычно намного проще переходного процесса.
Этот принцип объединяет многие идеи кибернетики, системного анализа и синергетики. - Иерархичность. Наш мир иерархизован по многим признакам. Например, по масштабам длин, времен, энергий. Это означает, например, что базовые структуры Вселенной принимают не все возможные значения энергий, но с относительным шагом примерно в 100 раз, начиная от кварков и кончая живыми организмами (лестница Вайскопфа).
Основным смыслом структурной иерархии, является составная природа вышестоящих уровней по отношению к нижестоящим. То, что для низшего уровня есть структура-порядок, для высшего есть бесструктурный элемент хаоса, строительный материал. То есть Космос предыдущей структуры служит Хаосом последующей, и мы говорим: нуклоны образованы кварками, ядра нуклонами, атомы — ядрами и электронами, молекулы атомами, общество людьми. Существуют и не материальной иерархии: в языке (слова, фразы, тексты), в мире идей (мнения, взгляды, идеологии, парадигмы), в уровнях управления.
Всякий раз элементы, связываясь в структуру, передают ей часть своих функций, степеней свободы, которые теперь выражаются от лица коллектива всей системы, причем на уровне элементов этих понятий могло и не быть. Например, общественное мнение «высказывает» мифический среднестатистический субъект, и вполне может оказаться, что именно так никто не думает. Эти коллективные переменные «живут» на более высоком иерархическом уровне, нежели элементы системы. и в синергетике, следуя Г. Хакену, их принято называть параметрами порядка— именно они описывают в сжатой форме смысл поведения и цели-аттракторы системы. Описанная природа параметров порядка называется принципом подчинения, когда изменение параметра порядка как бы синхронно дирижирует поведением множества элементов низшего уровня, образующих систему, причем феномен их когерентного, т.е. взаимосогласованного, сосуществования иногда называют явлением самоорганизации. Подчеркнем принцип круговой причинности в явлениях самоорганизации, взаимную обусловленность поведения элементов любых двух соседних уровней.
Важным свойством иерархических систем является невозможность полной редукции, сведения свойств-структур более сложных иерархических уровней, к языку более простых уровней системы. Каждый уровень имеет внутренний предел сложности описания, превысить который не удается на языке данного уровня. Существуют зоны непрозрачности языка— семантического хаоса. Это есть еще одна причина иерархии языков, отвечающих иерархии уровней. Именно поэтому абсурдна попытка вульгарного редукционизма, сведения всех феноменов жизни и психики к законам физики элементарных частиц, лишь на том основании, что из них все состоит.
Выделенную роль в иерархии систем играет время, и синергетический принцип подчинения Хакена формулируется именно для временной иерархии. Представим нашу реальность бесконечной чередой структурных временных уровней-масштабов, от мыслимых сегодня, самых быстрых процессов в микромире до масштабов времени жизни Вселенной; впрочем, это может быть и мир нефизических явлений.
Рассмотрим теперь три произвольных ближайших последовательных временных уровня. Назовем их микро-, макро- и мега- уровнями соответственно. Принято говорить, что параметры порядка это долгоживущие коллективные переменные, задающие язык среднего макроуровня. Сами они образованы и управляют быстрыми, короткоживущими переменными, задающими язык нижележащего микроуровня. Последние ассоциируются для макроуровня с бесструктурным «тепловым» хаотическим движением, неразличимым на его языке в деталях. Следующий, вышележащий над макроуровнем, мегауровень образован сверхмедленными «вечными» переменными, которые выполняют для макроуровня роль параметров порядка, но теперь, в этой триаде уровней, их принято называть управляющими параметрами. Плавно меняя управляющие параметры можно менять систему нижележащих уровней, иногда эти изменения выглядят весьма бурно, кризисно.
Итак, на каждом уровне системы сосуществуют представления, идеалы, категории «хаоса» и «вечности», как атрибутов присутствия, дыхания соседних микро и мега уровней, как принцип открытости системы, принадлежности ее к иерархической цепи мироздания. Это древние архетипы, жившие в человеческой культуре всегда. Сами же переменные макроуровня —- параметры порядка, победившие хаос, задают онтологию, закон существования, порядок вещей, «порядок» бытия данного уровня.
При рассмотрении двух соседних уровней в фазе Бытия принцип подчинения гласит: долгоживущие переменные управляют короткоживущими, вышележащий уровень, нижележащим. Микроскопические движения беспорядочно снующих молекул складываются в осязаемый порыв ветра, который уносит их на огромные по сравнению с микроперемещениями расстояния. Миграционные потоки определяют распределение особей популяции или народонаселения, а культурная традиция воспроизводится во множестве семей на протяжении поколений.
В заключение подчеркнем, что принцип подчинения справедлив не всегда, его не стоит абсолютизировать. Не всегда удается указать способ возникновения параметра порядка, или управляющего параметра из переменных низшего уровня. Зачастую это формирование происходило очень давно и совсем не из этих переменных, и мы наблюдаем лишь наследованную иерархичность, либо кажущуюся. Например, большинство процессов на Земле тем или иным образом связаны с суточными, годовыми или лунными циклами; т.е. эти периоды являются управляющими параметрами для планеты, ее биосферы, хотя сами земные события никак не влияют на них. Здесь необходимо вернуться к общим корням возникновения Солнечной системы из газо-пылевого облака, когда материя будущей звезды и планет кружилась в едином хороводе, рассеивая энергию в столкновениях и сжимаясь к оси вращения и вблизи резонансных орбит. Это и был процесс рождения параметров порядка —- так постепенно формировались небесные тела, материя обособилась в планетах и далее активная диссипация-эволюция шла именно на них и на Солнце, а космические ритмы стали консервативным мемориалом ранней эпохи творения, эволюционными кодами нашей звезды. Итак, не всякий медленный параметр будет «главнее» любого быстрого. Мы получаем коэволюцию квазинезависимых иерархических систем: наш пульс и дыхание слабо зависят от времени года; дети когда-то вырастают и живут самостоятельно, образуют свои семьи, и клановые узы ослабевают с ростом числа поколений; некогда единая плотная Вселенная предстает перед нами разрозненными островками звездной материи; первые праязыки тонут в пестроте разноплеменных наречий; вымершие архаические организмы дали фантастическое разнообразие жизни. Все это свидетельства того, что иерархичность не может быть, раз и навсегда установлена, т.е. не покрывается только принципом Бытия, порядка. Необходимы принципы Становления— проводники эволюции.
Пять принципов Становления: 3—нелинейность, 4—неустойчивость, 5—незамкнутость, 6-динамическая иерархичность, 7— наблюдаемость.
Они характеризуют фазу трансформации, обновления системы, прохождение ею последовательно путем гибели старого порядка, хаоса испытаний альтернатив и, наконец, рождения нового порядка.
Начнем с первых трех принципов, «ТРЕХ НЕ», или «НЕ»—принципов, которых всячески избегала классическая методология, но которые позволяют войти системе в хаотическую креативную фазу. Обычно это происходит за счет положительных обратных связей, усиливающих в системе внешние возмущения. Выполнение этих принципов необходимо и достаточно для становления системы. - Нелинейность. Линейность — один из идеалов простоты и вожделение многих поколений математиков и физиков, пытавшихся свести реальные задачи к линейному поведению. Замечательно, что это всегда удается вблизи положения равновесия системы. Образы такого поведения всем хорошо знакомы: малые (гармонические) колебания маятника, или грузика на пружинке, а также равномерное или равноускоренное движение тел, известные нам со школы. Оказывается, что и высшая школа учит решать в основном линейные задачи (линейные дифференциальные уравнения), развивая у людей линейную интуицию, сея иллюзию простоты этого мира. Гомеостаз системы часто осуществляется именно на уровне линейных колебаний около оптимальных параметров, поэтому так важен простой линейный случай. Он экономит наши интеллектуальные усилия. Определяющим свойством линейных систем является принцип суперпозиции: сумма решений есть решение, или иначе —- результат суммарного воздействия на систему есть сумма результатов, так называемый линейный отклик системы, прямо пропорциональный воздействию. Напомним, что для линейных динамических систем можно складывать векторы начальных состояний и решения так же складываются, можно складывать правые части — источники и решения так же складываются.
Но представьте, что весь мир состоит из линейных систем. В нем просто будет очень скучно: атомы не смогут потерять ни одного электрона, значит не будет химических реакций; люди не смогут менять своих привязанностей, и, вообще, невозможно будет создать ничего нового, ничего синтезировать, ничего разделить.
Итак, нелинейность есть нарушение принципа суперпозиции в некотором явлении: результат суммы воздействий на систему не равен сумме результатов этих воздействий. Результаты действующих причин нельзя складывать.
Результат Суммы Причин ? Сумме Результатов Причин
В более гуманитарном, качественном смысле: результат непропорционален усилиям, неадекватен усилиям, игра не стоит свеч; целое не есть сумма его частей; качество суммы не тождественно качеству слагаемых, и т.д. Последнее, в частности, следует из того факта, что в системе число связей между ее элементами растет быстрее числа самих элементов.
Люди строят прогнозы, усваивая опыт, как правило, сознательно или бессознательно, линейно экстраполируя (продолжая) в будущее происходящее сейчас или бывшее в ближайшем прошлом. Зачастую ожидания не оправдываются — отсюда и поговорка «история учит нас, что ничему не учит», т.к. история безусловно нелинейный процесс и ее уроки не сводятся к выработке условного рефлекса на происходящее. Но это не значит, что надо отказаться от быстрого линейного прогнозирования, этого основного стандарта нашего мышления, просто надо знать область его применимости.
Любая граница целостности объекта, его разрушения, разделения, поглощения, предполагает нелинейные эффекты. Можно сказать, что нелинейность «живет», ярко проявляется вблизи границ существования системы. Упругое тело, например резинка, перед разрывом теряет упругость, становится пластичной. В общем случае, чтобы перейти от одного состояния гомеостаза к другому мы вынуждены попасть в область их совместной границы, сильной нелинейности. Барьер тем выше, чем сильнее притяжение и больше область гомеостаза. Поэтому проще сразу учиться плавать правильно, чем потом переучиваться. Радикальная перестройка системы находящейся вблизи глубокого гомеостаза требует больших усилий.
Органы чувств так же имеют нелинейные характеристики чувствительности, границы восприятия, иначе мы были бы всевидящими, всеслышащими сказочными существами (доступны все частоты и интенсивности вибраций и излучений), с таким избыточным объемом информации никакой мозг не справился бы. Кроме того, шкала чувствительности не линейная функция, а логарифмическая. Поэтому при увеличении интенсивности звука в 100 раз он кажется громче лишь в 2 раза, что позволяет нам слышать и шорох упавшего листа и удар грома, хотя их интенсивности отличаются в миллионы раз.Страницы: 1 2