АЛЬТЕРНАТИВЫ В ЭВОЛЮЦИИ СЛОЖНЫХ

Научно-теоретический журнал «Научные проблемы гуманитарных исследований» Выпуск 3 - 2012 г.
УДК 101.1
АЛЬТЕРНАТИВЫ В ЭВОЛЮЦИИ
СЛОЖНЫХ САМОРАЗВИВАЮЩИХСЯ СИСТЕМ
И. М. Мендохова
ALTERNATIVES IN THE EVOLUTION OF
COMPLEX SELF-DEVELOPING SYSTEMS
I. M. Mendokhova
Статья посвящена проблеме многовариантности и альтернативности эволюции
сложных саморазвивающихся систем.
This article is about the problem of diversity and alternativeness of the evolution of complex
self-developing systems.
Ключевые слова:
самоорганизация, саморазвитие, бифуркация, флуктуация, синергетика, эволюция,
сложные системы.
Keywords:
self-organization, self-development, bifurcation, fluctuations, synergetic, the evolution,
complex systems.
Сложные саморазвивающиеся системы в своей эволюции выводят на
представление об определенном спектре возможностей будущего. Этот спектр носит
дискретный характер, поскольку поле возможностей, открывая множество альтернативных
путей развития в будущее, вместе с тем имеет и определенные ограничения, вытекающие
как из фундаментальных законов мироздания, так и из механизмов и возможностей их
реализации. Поэтому количество возможных переходов определяется особенностями
развивающейся системы и условиями ее взаимодействия с внешней средой.
Проблема будущего в плане «выбора» одной из альтернатив в дискретном спектре
возможностей в эволюции сложноорганизованной системы, является центральной в
парадигме «самоорганизации и саморазвития». Прежде чем непосредственно перейти к
данной проблеме, необходимо сделать ряд уточнений.
Первое представление об эволюции сложноорганизованной системы
подразумевает определенное направление этой эволюции – ее «цель». В свете
«парадигмы самоорганизации», представленной различными концепциями в
постнеклассической науке, направление эволюции описывается новой, нетрадиционной
методологией, в частности синергетикой. «Синергетика, – указывают Е. Н. Князева
и С. П. Курдюмов, – может быть использована в качестве новой, нетрадиционной
методологии прогнозирования (исследования будущего)… Синергетику можно
рассматривать в качестве некой платформы: если стоять на этой платформе, то
можно найти нечто определенное в открытом и неопределенном будущем, которое
нас ожидает, можно понять не только принципиальные пределы предсказуемости, но
277
Научно-теоретический журнал «Научные проблемы гуманитарных исследований» Выпуск 3 - 2012 г.
и увидеть элементы неограниченно отдаленного будущего в сегодняшних сложных
эволюционных структурах в мире, и тем самым обрести некоторую уверенность
в нашем изменчивом, неустойчивом, подверженном кризисам мире» [1]. Мы
относимся критически к этой методологии. Наше возражение касается того, что в
ее основе лежат модели самоорганизующихся процессов в нелинейных средах. Но
самоорганизация как одномоментный акт (или даже каскад таких актов) не определяет
направления эволюции сложноорганизованной системы. Самоорганизация лежит
в истоке эволюционного процесса, является основой эволюции и ее ведущим
механизмом, но не может определять направление эволюции, если под эволюцией
понимать направленное развитие мироздания, в частности нашей Вселенной. И
тут мы солидарны с позициями В. Эбелинга и Р. Файстелья, с одной стороны, и
А. Болдачева – с другой.
Эволюцию в природе и обществе мы рассматриваем как бесконечную цепь
процессов самоорганизации, – пишут В. Эбелинг и Р. Файстель. Воспользовавшись
гегелевской метафорой, можно вместо цепи представлять себе и спираль, состоящую
из циклов самоорганизации. Каждый цикл включает в себя несколько стадий:
- из-за изменения внутренних или внешних условий относительно
устойчивое эволюционное состояние становится неустойчивым;
- неустойчивость запускает процесс самоорганизации, порождающий новые
структуры;
- результатом самоорганизации становится возникновение нового
относительно устойчивого эволюционного состояния, которое может оказаться
началом следующего цикла.
В действительности описанные цепи (или спирали) образуют объединенные
в сложнейшую сеть системы. Динамика отдельных циклов самоорганизации
нелинейна; переходы от цикла к циклу носят характер бифуркаций и в определенном
смысле представляют собой аналогию фазовых переходов в термодинамике [2].
С точки зрения А. Болдачева, синергетика, так же как и принцип отбора,
отражает лишь механизм реализации эволюционных процессов, и, безусловно, не
может повествовать нам об их причинах и направленности, и, конечно же, не может
претендовать на роль общей теории эволюционирующих систем [3].
Второе представление связано с первым и является его конкретизацией,
а оно, с нашей точки зрения, достаточно адекватно рассмотрено Р. Ровинским [4].
По его мнению, проблема направленного развития занимает особое место в
методологии синергетического исследования. Давно замечено, что в Природе
наблюдаются процессы нарастания сложности и упорядоченности развивающихся
открытых неравновесных систем. В качестве примера приводится возникновение
на определенном этапе эволюции биосферы Земли многоклеточных организмов.
Впоследствии среди таких организмов стали постоянно протекать процессы
цефализации, приведшие к появлению на Земле разумного начала.
Подобного рода процессы и соответствующие наблюдения за ними приводят
к представлению о направленном развитии высокоорганизованных открытых систем.
Развитие данных систем и является примером «исторической эволюции», время от
времени прерываемой кризисными этапами с выходом в качественно новые состояния
с более высоким уровнем сложности и организованности, чем на предшествовавшем
квазистабильном этапе.
278
Научно-теоретический журнал «Научные проблемы гуманитарных исследований» Выпуск 3 - 2012 г.
Направленное развитие есть проявление целенаправленного движения
системы. Самоорганизация же при подходящих условиях может осуществить
единичный акт перевода системы из более простого в более сложное состояние. Однако
направленный процесс эволюции состоит из последовательности многих одиночных
актов усложнения со строгой согласованностью всей их последовательности.
Случайное возникновение всей серии отдельных актов самоорганизации, ведущих к
направленному развитию, не может состояться без участия информации о будущих
состояниях системы.
Направленное
историческое
развитие
характерно
для
многих
высокоорганизованных систем, составляющих разномасштабную иерархию структур
Мегамира. В этом смысле можно с уверенностью говорить о развитии биосферы,
Земли, Солнечной системы.
Обнаружение программного развития земных организмов явилось
основанием для осмысления того, что необходимое согласование последовательных
актов самоорганизации возможно при условии существования информации о будущих
состояниях развивающейся системы. Здесь уместны слова И. Пригожина о том, что
вне равновесия материя прозревает, придав прозрению смысл наличия необходимой
информации в сочетании с самоорганизацией [5].
В постнеклассической науке проблема будущего сложноорганизованной
эволюционирующей системы связывается с понятием «аттрактора», как будущим
состоянием системы. Самоорганизация, лежащая в основе эволюционного процесса
как локализации самоструктурирования нелинейной среды, есть по существу выход
на аттрактор.
Модельные (математические) представления, на которых отработаны
основополагающие результаты исследований по структурам-аттракторам, составили
основу современного этапа развития исследовательской программы по синергетике
школы Самарского – Курдюмова.
Представление о структурах-аттракторах эволюции связано с тем, что
попадание в поле ее притяжения неизбежно приводит к эволюционированию системы
(среды) к этому относительно устойчивому состоянию (структуре). Выход на эту
структуру имеет место с определенного класса начальных возмущений системы
(среды).
Структуры-аттракторы, направленности или цели относительно просты
по сравнению со сложным (запутанным, хаотическим, неустоявшимся) ходом
промежуточных процессов в этой среде. Выход на относительно простые,
симметрические структуры-аттракторы означает свертывание сложного. На
этом основании появляется возможность прогнозирования, учитывая: а) «,,цели”
процессов (структуры-аттракторы); б) общие тенденции развертывания процессов в
целостных системах (средах) и в) преследуемый человеком идеал» [6].
Сама же последовательность в эволюционном процессе протекает как переход
от неравновесного состояния к равновесному (квазиравновесному), определяемому
спектром структур-аттракторов как спектр возможностей, открывающих направление
эволюции.
От чего же будет зависеть выбор пути эволюции, какие факторы влияют на
определение этого выбора?
279
Научно-теоретический журнал «Научные проблемы гуманитарных исследований» Выпуск 3 - 2012 г.
Если подходить строго детерминистически, то выбор всецело должен
определяться историей, а точнее, предысторией системы как начальных условий.
Но в рассматриваемых сильно неравновесных системах, за счет флуктуаций,
происходит как бы «забывание» начальных условий, «потеря системной памяти», то
есть исчезновение различия между прошлым и будущим системы. В этом состоянии
система как бы «колеблется» перед выбором будущего, «прощупывает» собственное
пространственное состояние, «блуждает» по полю путей развития. Нелинейность и
бифуркация в данном случае выступают своеобразными механизмами формирования
у системы множества возможностей (путей) эволюции. Различие же в начальных
условиях, отмечают Г. Николис и И. Пригожин, ведет к тому, что «система может
оказаться в областях притяжения различных режимов (читай аттракторов. –
И. М.), что равносильно включению разных типов эволюции, различных вариантов
истории. Тот факт, что из многих возможных регистрируется некоторый конкретный
исторический вариант, совсем не обязательно является отражением усилий некоторого
,,составителя глобального плана”, пытающегося оптимизировать какую-то всеобщую
функцию – это может быть простым следствием устойчивости и жизнеспособности
данного конкретного поведения» [7].
Однако альтернативность формирующихся путей эволюции, присущая
каждому из уровней сложных самоорганизующихся систем, все же не означает полного
отсутствия некоторой «необходимости», «преддетерминированности» эволюционного
процесса. Выбор одного из возможных путей происходит под действием механизмов
отбора. Из поля возможностей отбираются и реализуются лишь те структуры, которые
удовлетворяют определенным условиям (целям) – принципам отбора. Вместе с тем,
хотя отбор и выступает наподобие «набора фильтров», которые из всего множества
возможных состояний пропускают только определенные, он не является лишь конечным
этапом, итогом перехода системы через точки бифуркации. Механизмы отбора включены
в действие уже на этапе локализации возможных структур, стоков структур-аттракторов.
Следовательно, сам отбор формирует и допускает множество возможных состояний, но в
какое именно состояние перейдет система, будет зависеть от тех случайных флуктуаций в
момент, когда пороговое состояние достигнет критического значения. Всю совокупность
механизмов, включенных в процесс самоорганизации, вплоть до возникновения новой
системы, можно определить как механизмы детерминации будущего.
Таким образом, самоорганизация в эволюционном процессе – это целая гамма
взаимообусловленных и взаимодействующих механизмов. Бифуркации принадлежат
этому классу механизмов, которые создают и реализуют возможности развития.
С позиций синергетического подхода 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 перехода на новый уровень
организации. Достаточного уровня сложности системы сами способны спонтанно
создавать такие состояния, которые порождают новые возможности.
В самой синергетике под бифуркацией понимается чаще всего не точка,
область, а целый период кризисного этапа в эволюции сложноорганизованной
системы, при котором завершается квазистабильный, «детерминированный»,
однозначный эволюционный путь предшествующего развития и наступление периода
нестабильности.
280
Научно-теоретический журнал «Научные проблемы гуманитарных исследований» Выпуск 3 - 2012 г.
Сам процесс реального развития, на каждом уровне организации реализуя
целую палитру взаимодействующих механизмов, как своеобразный «кооперативный
эффект (процесс)», осуществляет общую тенденцию эволюции универсума.
Поэтому без всестороннего исследования природы бифуркаций и того, что вносят
механизмы бифуркации в эволюционный процесс, в составе целого, невозможно
осуществление перехода от одного синергетического уровня описания на другой.
Здесь мы сталкиваемся, в более общем случае, с диалектикой части и целого. Для
того чтобы связать между собой различные уровни описания, на основе взаимосвязи
целого и части, необходимо осмысление эволюции сложной организации как
сугубо нелинейного процесса. «,,Нелинейность”, – указывают Е. Н. Князева и
С. П. Курдюмов, – фундаментальный концептуальный узел новой парадигмы. Можно
даже, пожалуй, сказать, что новая парадигма есть парадигма нелинейности» [8].
Процессы линейного характера обычно связывают с описанием стабильных,
предсказуемых поведений систем, что с физической точки зрения означает достижение
некоторого минимального значения активности системы или приближение к
минимальному производству энтропии. Вместе с тем состояние, к которому
эволюционирует система, будет неравновесным, ибо в ней процессы диссипации
происходят со скоростями, отличными от нулевой. Стало быть, в стационарном
состоянии система постоянно увеличивает энтропию окружающей среды, насколько
это возможно (или совместимо) с наложенными на систему связями (граничными
условиями). В линейной области ситуация остается, по существу, такой же, как и в
равновесной. Хотя производство энтропии не обращается в нуль, оно тем не менее
не мешает необратимому изменению отождествляться с эволюцией к состоянию,
полностью выводимому из общих законов. При эволюции к равновесному система
«забывает» начальные условия. И каковы бы они ни были, система рано или поздно
перейдет в состояние, определяемое граничными условиями. В результате реакция
такой системы на любое изменение граничных условий становится предсказуемой.
Совершенно иная ситуация возникает в нелинейных процессах. Сильно
неравновесная система может эволюционировать к некоторому стационарному,
точнее квазистационарному, состоянию, но относительно характера его устойчивости
мы уже не можем судить на основе общих закономерностей данной области явлений.
Это обусловлено тем, что нелинейное состояние может неоднозначно реагировать на
различные типы возмущений, создаваемых как внешней средой (среда сама может
качественно изменяться, что ведет к неоднозначным последствиям), так и самой
системой. Определенные флуктуации вместо того, чтобы, скажем, затухать, как это
происходит в системах с линейным характером, напротив, усиливаются, заставляя
систему эволюционировать к новому состоянию, принципиально отличному от
стационарных состояний с минимумом производства энтропии. Такой механизм
эволюционного процесса назван принципом «усиления флуктуации». Следовательно,
с методологической точки зрения верно то, что в сильно неравновесной области не
существует универсального закона, из которого можно было бы вывести заключение
относительно поведения всех без исключения систем. Каждая сильно неравновесная
система требует особого рассмотрения. На современном этапе познания мы можем
говорить лишь о необходимых условиях самоорганизации, о достаточных пока речь
не идет.
281
Научно-теоретический журнал «Научные проблемы гуманитарных исследований» Выпуск 3 - 2012 г.
В заключение отметим, что глобальный цивилизационный кризис настоящего
времени, проявляющийся во многих областях человеческой деятельности, обусловлен
рядом существенных причин. В первую очередь это вступление человечества в
«эпоху бифуркаций» – коренных видоизменений, порождаемых взаимодействием
многих социокультурных процессов на критической границе самоистребления.
Однако самоорганизационные процессы формирующегося нового информационного
общества с преобладанием ноосферных механизмов могут стать, по мнению
ученых, гарантами относительно мягкого сценария выхода из планетарного кризиса.
Но, так или иначе, цивилизационный кризис характеризуется гибелью многих
параметров порядка, ростом объема информации и коммуникативных связей, и, как
следствие, данный кризис порождает фрагментарность восприятия мира, проблему
самоидентификации как личности, так и социальных групп, напряженность
в межнациональных отношениях, отношениях человека и природы, культуры
естественно-научной и культуры гуманитарной. В данной связи современное
образование должно перейти от традиционных функций передачи знаний и
социального опыта к опережающей, превентивной функции подготовки человека к
жизни в эпоху кризисов.
ПРИМЕЧАНИЯ:
1. Князева Е. Н., Курдюмов С. П. Структуры будущего: синергетика как
методологическая основа футурологии [Электронный ресурс]. URL: http://spkurdyumov.
narod.ru/knyazis.htm.
2. Эбелинг В., Файстель Р. Хаос и Космос: синергетика эволюции С. 56–
57 [Электронный ресурс] // Razym.Ru: электронная библиотека. URL: http://razym.ru/
naukaobraz/nauchnopopul/125614-ebeling-v-faystel-r-haos-i-kosmos-sinergetika-evolyucii.
html.
3. Болдачев А. Терминология и мифы эволюционизма [Электронный ресурс].
URL: http://globevolution.narod.ru/terminology.html.
4. Ровинский Р. Мировоззренческие перемены в физической науке второй
половины XX в. [Электронный ресурс] // Светоград: газ. мечтателей и реалистов. URL:
http://old.svetgrad.ru/2010/03/mirvl.php.
5. Князева Е. Н., Курдюмов С. П. Синергетика как новое мировидение: диалог
с И. Пригожиным // Вопр. философии. 1992. № 12.
6. Там же.
7. Николис Г., Пригожин И. Познание сложного. М., 1990. С. 279–280.
8. Князева Е. Н., Курдюмов С. П. Указ. соч. С. 9.
282