учеб.-метод. пособие / А.С. Балакшин, И.Н. Борисов.
advertisement
Федеральное агентство морского и речного транспорта Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Волжская государственная академия водного транспорта Кафедра философии и социальных наук А.С. Балакшин, И.Н. Борисов Синергетика Учебно-методическое пособие для студентов всех специальностей технического вуза Нижний Новгород Издательство ФГОУ ВПО «ВГАВТ» 2008 УДК 1 Б20 Рецензент – доктор философских наук, профессор Э.Ф. Звездкина. Балакшин, А.С. Синергетика : учеб.-метод. пособие / А.С. Балакшин, И.Н. Борисов. – Н. Новгород : Изд-во ФГОУ ВПО «ВГАВТ», 2008. – 44 с. В данном учебно-методическом пособии по дисциплине «Концепции современного естествознания» рассматриваются специфика становления, функционирования и развития синергетики как ведущего направления современной науки. Предназначается для студентов высших технических учебных заведений и всех интересующихся проблемами синергетики. Работа рекомендована к изданию кафедрой философии и социальных наук (протокол № 7 от 26.02.2008 г.). © ФГОУ ВПО «ВГАВТ», 2008 2 Введение Синергетика – многомерный феномен в современном научном знании. Это – особое направление научных исследований сложности, нелинейности и хаоса. Синергетика как наука изучает возникновение новых свойств в сложных нелинейных системах. Развитие нелинейной динамики и синергетики влечет за собой глубокие изменения в концептуальной сетке, посредством которой мы постигаем мир. Возникает новое синергетическое видение мира, которое является эволюционным и нелинейным. Синергетика может служить в качестве новой нетрадиционной методологии в исследовании будущего. С ее позиций может быть дано научное обоснование современному взгляду на открытое, желаемое и достижимое будущее. Она притязает на развитие такого теоретического подхода, который глубоко проникает в общие закономерности самоорганизации и эволюции систем, имеет мощный эвристический потенциал, широко охватываемые и далеко идущие области применения и важные философские следствия. Синергетика дает нам знание о том, каково поведение сложных нелинейных систем в природе и обществе и каким образом мы должны их изучать, чтобы постигнуть эту сложность, справиться с ней. Исходя из сказанного рассмотрим основные сущностные черты становления и функционирования феномена «синергетика». Синергетика Каждому историческому периоду в развитии науки свойственны свои специфические идеалы научного знания и методологические подходы к осмыслению действительности. Однако концептуальный анализ логики развития научного знания показывает, что реальность более сложна и многоаспектна, чем ее отражение в структуре теоретического знания. Научное знание, даже самое развитое, воспроизводит не объективную реальность саму по себе, а лишь те связи и отношения, которые позволяют познать наличные эмпирические, логические, математические и экспериментальные средства. Наука – сложная, открытая нелинейная система. Эти идеи нашли наиболее полное отражение в новой теории, которую одни исследователи называют синергетикой, другие – теорией диссипативных структур, третьи – теорией катастроф. 3 До возникновения синергетики человек преимущественно ориентировался на поиск стабильных, устойчивых, равновесных состояний. Эти состояния находили отражение в понятиях «закон», «порядок», «системность» и т.д., которые были целью познавательного процесса. Последнее нашло наиболее полное воплощение в идеале классической науки, стремившейся к построению научной картины мира, основанной на законах линейной механики. Классическая механика формировалась как уточнение макроскопического опыта и здравого смысла. Она исходила из ряда методологических принципов, казалось, непосредственно извлеченных из самой реальности. Это такие принципы, как наличие в мире жесткой причинно-следственной связи, позволяющей предсказывать поведение системы со сколь угодно любой точностью, познаваемость любых, даже самых сложных подсистем мира. Такие идеи стали исходными не только во многих философских учениях, но и в классической механике, и в культуре в целом. Неклассическая наука привела в движение онтологию и категориальный аппарат познания, изменив представления о причинности, закономерности, случайности, реальности. Новая парадигма, основанная на идеях синергетики, идет дальше. Она ставит под сомнение сложившиеся онтологические представления о порядке, системности, беспорядке. В работах классической позитивистской социологии понимание процесса самоорганизации и ее механизмов было направлено на поиски стабильности, но О. Контом и Г. Спенсером уже отмечались узлы случайностей, меняющих поведение системы. Внимание к процессам самоорганизации заметно усилилось после появления работ Г. Зиммеля, Р. Даррендорфа, К. Боулдинга, для которых изучение поведения социальных систем в состоянии неупорядоченности, стихийности и неустойчивости стало одной центральных тем их исследований. Хотя складывавшееся понимание самоорганизации – это как бы «предвидение» синергетической трактовки самоорганизации, акцентирующей внимание на неравновесном состоянии системы, в отличие от позитивистской социологии, лишь констатирующей состояние нестабильности. В последнее время все глубже раскрываются исходные положения науки о самоорганизации. Основоположником всеобщей организационной науки является наш соотечественник А.А. Богданов, ученый-энциклопедист, философ, математик, социолог, экономист, врач – по базовому высшему образованию, разработавший всеобщие принципы науки тектологии. 4 Тектология или всеобщая организационная наука – явление в научной истории уникальное. Уникальна она своим вторжением в мир научной специализации и первой попыткой междисциплинарной организации науки в целом. Уникальна она и тем, что почти за полвека до появления теории систем, кибернетики, синергетики обосновала многие их положения, представленные позднее в неклассических и постнеклассических понятиях. Организованность и дезорганизованность – ключевые понятия тектологии. Состояние организованности характеризуется, исходя из биологического понимания организма как «целого, которое больше суммы своих частей». В этом положении раскрывается фактически эффект синергии, когда сумма соединенно действующих активностей превышает сумму внутренних (между частями) и внешних (средовых) сопротивлений. Если имеет место обратное соотношение, то есть активности комплекса не преодолевают сумму сопротивлений (противоположных воздействий), то такое образование является дезорганизованным. Если же активности только уравновешивают имеющиеся сопротивления – воздействия, то это – нейтральный комплекс. Указанные состояния описываются в тектологии также понятиями «ассимиляции» и «дезассимиляция» (буквально – «уподобление – разуподобление»). Первое означает усвоение элементов из внешней среды, при котором они, входя в состав данного комплекса, образуют в нем группировки, «подобные» другим его группировкам, уподобляются им; второе – разусвоение элементов, их потерю в окружающую среду. Для организованного комплекса свойственен перевес ассимиляции над дезассимиляцией, т.е. накопление активностей, что особенно важно для него в условиях неблагоприятно изменяющейся среды. Дезорганизованность будет характеризоваться обратным соотношением – перевесом дезассимиляции над ассимиляцией, что ведет к потере активностей и, соответственно, снижению сопротивляемости к внешним воздействиям. Равенство в соотношении этих процессов характеризует равновесной комплекс, сохраняющийся только при условии неизменности среды, чего в природе не бывает [1, с. 198, 201]. Вопреки бытующему мнению, что тектология – наука о равновесно организованных системах, вполне очевиден ее интерес к организационной динамике. Хотя А.А. Богданов и указывает неодно5 кратно на то, что тектологической практике важно знать условия порядка и способы его сохранения, он в то же время однозначно подчеркивает, что тектология выражает организационно-динамическую точку зрения. Эта точка зрения, по утверждению автора, «есть и наиболее общая: равновесие всегда только частный случай движения» [1, с. 124]. Соответственно этому, раскрытие основных положений тектологии идет по указанной выше схеме – от формирования систем, к механизмам динамического равновесия, до кризисов и выхода из них. Образование комплексов (систем) раскрывается в положениях о конъюгации, ингрессии и дезингрессии. В предельно кратком представлении их смысл заключается в следующем. Конъюгация (соединение элементов) – первичный момент, порождающий возникновение, изменение, развитие и разрушение организационных форм, то есть по сути – первооснова самоорганизации. Процесс конъюгации обеспечивается связью элементов по принципам однородности, сходства, однонаправленности движения, дополнительности и др., а также в результате их комбинаций, образующих «цепную связь». Ингрессия (движение внутрь) – способ соединения элементов системы посредством вводных комплексов, когда эти элементы непосредственно соединиться не могут, несмотря на повторяющиеся контакты. Соединение наступает с помощью посредника, способного конъюгировать как с одной, так и с другой стороной. Интересен механизм парного посредничества, когда один посредник соединяем с одной стороной, а напарник – с другой, и оба посредника соединены друг с другом. Процесс, противоположный по значению ингрессии, тектологией определяется понятием «дезингрессия». С помощью этого понятия описывается процесс дезорганизации, без которого не бывает организационного движения: одно организуется за счет дезорганизации другого. В общем представлении, дезингрессия – это нейтрализация соединений, разрушение связей между частями комплекса (системы). Однако разрыв связей не всегда ведет к дезорганизации. Есть части, которые по разным причинам не нужны целому и даже ослабляют его, снижают его организованность. Разрыв связей с ними и удаление их из комплекса не есть дезорганизация, а соответственно не является и дезингрессией. Дезингрессия – это раз6 рушение таких связей, которые ответственны за эффект целостности – синергию частей. Дезингрессирующая система не дает этого эффекта, в ней «целое меньше суммы своих частей». Это – дезорганизация. Не говоря уже о тотальном разрушении связей, ведущии к полному распаду системы. С явлением дезингрессии связано действие тектологического «закона наименьших сопротивлений». В первую очередь разрушаются ослабленные связи: «где тонко там и рвется». Процесс формирования систем и поведение (взаимодействие) их частей находятся под организационным контролем. Закономерное сохранение или уничтожение – это есть первая схема универсального регулирующего механизма. В тектологии этот механизм обозначается как «подбор». Универсальность схем подбора определяется тем, что она применима ко всякому комплексу, ко всякой его части во всякий момент, то есть она имманентно включена в процесс организации. Подбор подразделяется на два вида – консервативный и прогрессивный. Консервативный подбор – это сохранение нужных частей, связей, процессов, необходимых для сохранения целого, удержания его в равновесии. Однако точного сохранения не существует, а сохранение приблизительно означает лишь малые изменения – в сторону перевеса ассимиляции или дезассимиляции. Эта схема действует в условно равновесных или деградирующих системах и ее трудно отнести к развивающимся системам. Прогрессивный подбор действует в двух направлениях. Одни системы в условиях внешних изменений стремятся к повышению своей устойчивости за счет активизации, т.е. подбора и присоединения дополнительных активностей. Это, по А.А. Богданову, положительный подбор. Другие, наоборот, достигают устойчивости путем освобождения от активностей, которые, дестабилизируют их. Здесь проявляется отрицательный подбор. В «чистом» виде указанные виды и типы подбора действуют только в конкретных моментах. В целом же и в отношениях систем с внешней средой, и во внутренних регуляциях, они, как правило, включены все в различных соотношениях и комбинациях. На этой основе сформулировано положение о двойном регулировании или принцип бирегулятора. Положение тектологии о положительном и отрицательном подборе явилось исходным для раскрытия в после7 дующем значения обратных положительных и отрицательных связей в теории гомеостазиса и адаптации, широко используемой и в настоящее время в теории систем, кибернетике, информатике и других научных направлениях. Важное место в раскрытии структурных связей в формирующихся и сложившихся системах занимает положение тектологии об эгрессии и дегрессии. Явление эгрессии связано с концентрацией активности. Дегрессия – процесс фиксации этих активностей, образовании форм, обеспечивающих эту фиксацию. Эгрессивные центры – высокоактивные образования – играют роль факторов, притягивающих к себе, группирующих вокруг себя или «выстраивающих» определенном порядке другие элементы с меньшей способностью к концентрации активностей – (сравните с одним из синергетических понятий аттрактора как фактора, привлекающего множество). При этом единоцентрие обусловливает жесткость, малоподвижность структуры. Многоцентрие – наоборот, придает им пластичность, приспосабливаемость к изменением, но в то же время делает их более уязвимым по отношению к внешним воздействиям. Дегрессию обеспечивают малоактивные, но плотно соединенные образования («скелетные формы»). Их основное значение в защите эгрессивных центров. Они образуют физические границы систем и их жесткие структурные соединения (в организмах – кожа, кости, соединительная ткань). Вершиной тектологии. поднимающейся в современные постнеклассические высоты общей теории самоорганизации, является учение о кризисах. В этом учении, которому посвящен третий том «Тектологии», завершающий этот труд А.А. Богданова, раскрывается по существу самоорганизационный процесс в существенно неравновесных (далеких от равновесия) условиях. И это не предвосхищение синергетики, а в буквальном смысле – введение в ее предмет. Основная идея тектологии – всеобщность организации как процесса образования комплексов (систем). Понятие «всеобщность» характеризует единство этих процессов во всем сущем, начиная от неорганического микромира, простейших организмов – до человечества и вселенной. Признать иное – это, по утверждению автора, «внести произвол в мировоззрение» [1, с. 79]. Предметом тектологии является выявление общего в механизмах организационных процессов, на основе которого разрабатыва8 ются методы организации в социальной практике. Проблема, актуализирующая этот поиск, связана с неупорядоченностью социальной жизни с осмыслением опыта ее организации. Тектология решила четыре основные научные задачи: 1) доказала необходимость выхода науки на междисциплинарный уровень и раскрыла доминирующую роль в достижении этой цели организационной науки; 2) заложила основы системного подхода к исследованию состояний организованности и процессов организации; 3) определила универсальные механизмы саморегуляции процессов упорядочения; 4) установила значение предельно неравновесных состояний (кризисов) в трансформациях систем. Решение этих задач определило путь развития общей теории самоорганизации. Эстафету интеграции разделившихся в результате дифференцирования научных направлений приняла общая теория систем. После опубликования в середине XX века трудов Л. Берталанфи началось бурное развитие этого научного направления практически во всех областях науки. Второй крупной научной ветвью, питавшейся от тектологических корней и также внесшей существенный вклад в развитие междисциплинарных научных связей и общей теории самоорганизации является кибернетика, основоположником которой признан Н. Винер, обобщивший методы познания сложных динамических высокоорганизованных систем. Ее зарождение связано с кризисом управления сверхсложными техническими системами. Н. Винер предвидел развитие кибернетики именно в направлении теории самоорганизующихся систем. Он писал, что «реакция нелинейных систем на случайные входы дает нам ключ к способности физиологических процессов организовываться в определенную синергетическую деятельность» [2, с. 19–20]. Необходимо отметить, что понятие «самоорганизующаяся система» ввел в 1947 году кибернетик У. Эшби. В выработке современной концепции самоорганизации существенное значение имели открытия, полученные при решении специальных проблем в различных областях науки. Важное место в формировании синергетики занимают математическая теория устойчивости, разработанная А. Ляпуновым и А. Пуанкаре; теория нелинейных колебаний, созданная школами Л. Мандельштама и А. Андронова. В 1963 году Э. Лоренцом открыто явление «странного аттрактора», в котором система движется от одной точки к другой 9 детерминированным образом, но траектории движения в конце концов настолько запутываются, что предсказать движения системы в целом становится невозможным, смесь стабильности и нестабильности характеризовала явление, получившее наименование динамического хаоса. Работы Э. Лоренца, Д. Рюэля и Ф. Такенса изменили научное представление об обязательной причинности (детерминизме) изменений в движении и акцентировали значение стохастичности (случайности, вероятности). Понятие «самоорганизация» выступает фундаментальным понятием современного научного анализа. Обобщая наиболее интересные и глубокие определения данного феномена отечественными исследователями [3, с. 164–165; 4, с. 30; 5, с. 9–19], отметим следующее. Самоорганизация отражает качества, присущие какой-либо одной выделенной единице мирового порядка, не локальному подразделению биологического или социокультурного мира, а множеству явлений и процессов Вселенной, доступных рациональному анализу. Под самоорганизацией понимается совокупный эффект спонтанного взаимодействия огромного числа элементов или элементарных частиц, ведущий к образованию между ними устойчивых связей и появлению в результате этого более сложного единства – новой системы, способной развиваться исходя из своих внутренних потенций, при адекватном реагировании на внешние воздействия. Использование понятия «самоорганизация» предполагает существование неравновесности системы, т.е. такого её состояния, когда в ней существуют различные полюсы противоречий и разнонаправленных тенденций. Подобные полюсы и тенденции служат источником изменений как внутри системы, так и вне её. Обращение к понятию «самоорганизация» акцентирует внимание исследователя на механизмах внутреннего саморазвития, саморегулирования системы и появления в ней новых свойств и качеств – в этом проявляется креативность системы. Начиная с 70-х гг. проблемами самоорганизации занимается брюссельская школа И. Пригожина, разработавшая теорию неравновесной термодинамики, которая описывает необратимый процесс перехода от одного неравновесного состояния к другому с понижением энтропии и повышением уровня организации. Образующиеся при этом структуры названы диссипативными. Отсюда наименование нового научного направления, связанного с именем И. Пригожина – «теория диссипативных структур». 10 Одновременно в Германии Г. Хакеном обращено внимание на то, что при накачке лазера световой энергией в определенный момент хаотические вначале колебания его атомов сменяются более упорядоченными и когерентными (согласованность). Такого рода взаимодействия, приводящие к кооперативному поведению элементов системы, Г. Хакен назвал синергетическими, то есть согласованными, совместными. Итог дальнейших его исследований в этом направлении выразился в науке, которую автор назвал синергетикой (греч. «совместное действие», «согласованно действующий») (6). Как теория диссипативных структур, так и синергетика исследуют процессы формирования структур «вдали от равновесия» и составляют остов современной общей теории самоорганизации. В связи с тем, что понятие «синергетика» емко выражает сущность самоорганизации, понятия «общая теория самоорганизации» и «синергетика» употребляются как синонимы. Поскольку теория самоорганизации раскрывает иную картину, по сравнению с той, которая лежала в основаниях классической науки, отличную и от квантово-релятивистской (картины неклассического естествознания первой половины XX века), синергетика все чаще предстает в современных философских работах как новая научная парадигма. Несмотря на то, что синергетика стремительно осваивается в научном пространстве и активно поддерживается научной общественностью, отношение к ней многих ученых остается неоднозначным, нередко – и отторгающим. В этом нет ничего ни необычного (вспомним критику тектологии), ни тревожного. В этом отношении важно еще одно свойство синергетики – она своеобразный катализатор процесса научного поиска. И не будет ничего удивительного в том, что в ускорении этого поиска сформируется иная научная парадигма. Итак, синергетика исследует процессы самоорганизации. Как же определяется самоорганизация с современных, синергетических оснований? Сам процесс самоорганизации раскрывают следующие ключевые положения синергетики. Открытость – исходное условие самоорганизации. Понятие открытости связано с представлением об отношениях системы или элементов системы с внешней средой, которую составляют другие системы или элементы и продукты их взаимодействия. Открытыми 11 отношения считаются тогда, когда имеется свободный многосторонний обмен веществом, энергией и информацией. Системы, не способные к обмену, определяются как закрытые. Абсолютно закрытых систем в природе нет. Каждая система реагирует на внешнее воздействие и что-то отдает среде, хотя бы в виде продуктов своего распада. К условно закрытым системам относятся строго отграниченные образования с жесткими внутренними и внешними связями, ограниченные в поведении и действиях столь же жестким регламентом. Синонимы закрытости – ограниченность, несвобода. Согласно второму закону термодинамики, в закрытой системе энтропия (мера беспорядка) может только возрастать, то есть порядок со временем уменьшается и, наконец, исчезает. Соответственно, к саморазвитию такая система не способна. Она стремится только к самосохранению, но и эта возможность уменьшается по мере неизбежного разупорядочения. Неустойчивость – состояние готовности системы к изменениям в момент выбора их направления. В синергетике часто для иллюстрации состояния неустойчивости используется модель маятника. Свободно качающийся маятник постепенно уменьшает амплитуду колебания и останавливается в критической нижней точке (абсолютное равновесие). Если подавать на маятник энергию порциями или установить пределы колебаний, это будет модель закрытой системы, находящейся в подвижном равновесии. Если приток энергии увеличивать (дополнительный груз к тянущей гирьке) и устранить ограничитель, – маятник придет во вращательное движение и при прекращении подачи энергии может остановиться в перевернутом положении, т.е. в верхней точке круга движения (неустойчивое равновесие). Для выведения маятника из абсолютного равновесия и увеличения амплитуды колебаний около нижней, точки устойчивости требуется достаточно выраженное усилие. В состоянии неустойчивого равновесия он готов упасть вправо или влево при малейшем воздействии или даже случайных тепловых колебаний материала маятника. В точке неустойчивого равновесия даже замкнутая система (как в нашем примере) действительно открыта и высокочувствительна к малым сигналам. Такие точки неустойчивости и открытости являются и точками выбора (вправо или влево). В синергетике они называются точками бифуркаций (буквально двузубая вилка – по 12 числу альтернатив, которых в других моделях может быть и больше). Таким образом, открытость, неустойчивость и бифуркация характеризуют момент перехода системы в новое качество. Нелинейность – неэквивалентность прошлого будущему системы. Линейные отношения – это эквивалентность сигнала и ответа на него. Они характерны для линейных систем, в которых действуют принципы суперпозиции, т.е. представление о том, что аддитивность причин приводит к аддитивности следствий или упрощенно – результат пропорционален усилиям. Такие отношения наблюдаются вблизи точки статического равновесия. Чтобы одним движением выкатить шар со дна углубления на его склон и затем на перевал к другому углублению, необходимы значительные усилия, пропорциональные крутизне склона. Если его раскачивать, то при достаточном размахе линейные колебания становятся нелинейными, возвращающая сила начинает убывать и шар выскакивает из углубления на перевал (в точку неустойчивого равновесия). Нелинейность нарушает принцип суперпозиции: результат суммы воздействий не равен сумме их результатов, то есть незначительными усилиями можно осуществить большие преобразования. Отсюда, в отличие от линейной экстраполяции, сложность прогнозирования нелинейного поведения системы. Динамическая иерархичность (эмерджентность – от английского emergent – внезапно возникающий; от латинского emergo – появляюсь, возникаю) – основной принцип прохождения системой точек бифуркации и формирования нового порядка. Этот принцип описывает возникновение нового качества системы по горизонтали, то есть на одном уровне, когда медленное изменение параметров порядка мегауровня приводит к бифуркации неустойчивости системы на макроуровне и перестройке его структуры. Включение в схему микроуровня позволяет описать процесс исчезновения и рождения в точке бифуркации макроуровня. В этой точке коллективные переменные, параметры порядка макроуровня возвращают свои степени свободы в хаос микроуровня, растворяясь в нем. Затем в непосредственном взаимодействии мега- и микроуровней рождаются новые параметры порядка обновленного макро уровня. Процесс рождения параметров порядка: «управляющие сверхмедленные параметры мегауровня» + «короткоживущие переменные микроуровня» = параметры порядка, структурообра13 зующие «долгоживущие переменные мезо- и макроуровня». Мгновение между прошлым и будущим – точка бифуркации на микроуровне является целой эпохой перемен-трансформаций. Именно здесь происходит выбор альтернатив развития макроуровня [см. 7, с. 82–88]. Необратимость изменений как фактор развития и становления. Возникновение новых параметров порядка – события, которые не имеет обратного движения. Соединившиеся в кооперации элементы обретают новые качества и их разъединение ведет также к новым качественным изменениям, т.е. исходное (до первичного соединения) качество невозвратимо (закон расхождения Богданова). Процесс самоорганизации – это движение только в одном направлении – вперед. Это не значит, что вновь сформировавшаяся система будет в «лучшем» состоянии по сравнению с прежним. Она становится тем, чем она может быть, переживая определенное событие или серию возникающих во времени событий. В этом смысл самоорганизации как процесса становления. Итак, синергетика – междисциплинарное направление научных исследований, ставящее своей задачей познание общих закономерностей и принципов, лежащих в основе процессов самоорганизации в системах самой разной природы: физических, химических, биологических, природных, технических, социальных [cм. 3, с. 164]. Новое научное направление постепенно становится ядром постнеклассической научной картины мира, с новой онтологией и методологическим инструментарием. Синергетика, утверждая всеобщность нелинейности, критически пересматривает сложившуюся линейную модель научного и социального прогресса. Она уже привела к расширению наших знаний и также наших незнаний о мире (имеет смысл различать не только типы знания, но и разные типы незнания). В этой связи интересен вопрос о методологических интенциях синергетики, её отношении к прежней социокультурной традиции вообще и системным представлениям в особенности. Во-первых, синергетика нацелена, по словам И. Пригожина, не на существующее, а на возникающее, например, на моменты возникновения порядка из хаоса. Для этого в ней постулируются несколько типов хаоса: равновесный, динамический, неравномерный, турбулентный и статистический, а также специально вводится термин «бифуркация» – точка ветвления, в которой открываются не14 сколько возможных путей развития и нет ничего предопределенного. Тем самым усиливается отход от классической модели бытия. Неклассическая картина реальности, выросшая на основе релятивистской и квантовой механики, сузила границы классического детерминизма. Вместе с тем, неклассическая наука утвердила новый тип научности на основе вероятностных представлений. Постнеклассическая наука, опираясь на результаты синергетики, теории диссипативных структур, дает новую интерпретацию детерминизма, поскольку в нестабильном и неравновесном состоянии малые воздействия могут привести к большим следствиям. Это принципиальное положение имеет метафизический подтекст: мир теряет некий выделенный центр. Оказывается, что в мире нет тех универсальных законов, которые делали возможным его познание в классическом и неклассическом смысле. Но именно универсальность причинно-следственных связей служила ведущим представителям эпохи Просвещения онтологическим основанием их убеждения в грядущей победе разума, всеобщей рациональности. Таким образом, идея о том, что мир не имеет центра и универсальных причинных целей, связывающих все сущее, провоцирует радикальную переоценку ряда ценностей не только в науке, но и в области философии. Во-вторых, в сравнении с предшествующей наукой синергетика позволяет увидеть мир из «другой системы координат», поскольку принимает за исходные открытость, нестабильность, неравновесность, нелинейность. Линейность, стабильность, равновесность оказываются моментами этой нестабильности и неравномерности. Тем самым категориальная сетка, выступающая методологическим основанием нового постнеклассического мира, становится принципиально иной. Уже одно перечисление базовых, системообразующих понятий данной научной области (нелинейность, самоорганизация, открытость, сложность, бифуркация, когерентность, аттрактор, хаос и другие) свидетельствует о её принципиальном отличии не только от классической, но и от неклассической модели бытия. Ведь новый язык заставляет мыслить по-другому, создает другой, более сложный мир. Вот почему новая междисциплинарная сфера научного знания стала сразу оказывать влияние на философию, и, в первую очередь, на философию постмодернизма. 15 Актуализация нелинейной методологии связана с особенностями современной эпохи, ведь «нестабильность, изменчивость социального калейдоскопа парадоксальным образом становится чуть ли не наиболее устойчивой характеристикой современности. Происходит интенсивная трансформация общественных институтов, изменение всей социальной, культурной среды обитания человека и параллельно – его взглядов на смысл и цели бытия» [8, с. 119]. Современный, постнеклассический этап развития научного знания характеризуется следующими основными положениями: – всякая открытая система имеет внутренний (генетический) потенциал саморазвития, который реализуется в условиях взаимодействия системы со средой (обменом веществ, энергией и информацией) путем выбора одного из возможных вариантов развития; – траектория эволюции системы состоит из двух принципиально различных участков – отрезков устойчивого развития, на которых доминируют причинно-следственные связи (детерминизм), и точек бифуркации, в которых происходит случайный (непредсказуемый) выбор системой одной из возможных линий дальнейшей эволюции; – если развитие любой системы многовариантно, то можно полагать, что история любой системы – это история нереализованных (отвергнутых) возможностей (путей) ее эволюции; – эволюция систем имеет циклический характер и протекает от некоего хаотического состояния, в котором постепенно вызревают «центры конденсации» нового порядка, через его становление, стабилизацию, накопление, дестабилизирующего потенциала (противоречий) к новому деструктивному (хаотическому) состоянию, в котором снова вызревают предпосылки нового упорядочивания системы, но уже на более высоком уровне (спираль развития). Речь здесь идет о «детерминированном хаосе», о хаосе как конструктивном, созидательном начале, который может быть различным, обладать разной степенью упорядоченности и различной структурой. Он может содержать зародыши будущих структур, перемежающихся с уже отжившими, уходящими в прошлое, а также зародыши структур, которые станут основными в будущем, что возрождает представления восточной философии о хаосе как субстанции, в которой в непроявленном виде «заложены» всевозможные формы и сущности» [9, с. 67]; 16 – «связанная с разупорядоченностью неустойчивость движения позволяет системе непрерывно прощупывать собственное пространство состояний, создавая тем самым информацию» [10, с. 224]. В таких случаях система действует как своего рода селектор, отбрасывающий большинство случайных состояний и сохраняющий лишь те из них, которые совместимы с законами ее существования. Этот выбор, порождающий информацию, образует процесс эволюции системы, как цепь последовательных событий, в которой можно обнаружить некие тенденции, но нет цели. «Цель эта имеет разветвление, тупиковые ветви, ведущие в никуда, возвраты, петли, но ее общая тенденция – прогресс, т.е. повышение сложности, упорядоченности и разнообразия. Начало каждого события – создание новой информации – это скачок в развитии; далее следует адаптация – этап повышения ценности информации, сопровождающийся потерей ее новизны и увеличением сложности. Это приводит к обострению чувствительности систем к внутренним и внешним флуктуациям, разрушающим организацию системы, переводящим ее в хаотическое состояние. Затем – снова выход из хаоса, снова событие-информация как случай, запоминаемый системой, вернее, множеством систем, развивающихся по множеству путей» [9, с. 74]; – целенаправленное управление социальными системами возможно только на стационарных участках траектории; в точках бифуркации (развилках истории), когда система выбирает среди равновероятных продолжений единственную траекторию своей дальнейшей эволюции, господствует случайность, которая в человеческой истории всегда персонифицирована, т.е. связана с импульсом, исходящим от некой личности, который (импульс) в конечном счете определил выбор системой своего дальнейшего пути развития. Можно ли прогнозировать направление качественного скачка в состоянии системы, выбор ею в точке бифуркации одной из возможных траекторий дальнейшей эволюции? Очевидно, что сделать это принципиально невозможно, ибо такой выбор – случайный процесс, не поддающийся предсказанию. Но, как об этом уже говорилось, случайность при этом реализуется в рамках определенной закономерности – случайный выбор происходит из некоего набора возможных состояний (траекторий), согласующихся с внутренними законами существования данной системы. 17 Закономерен и такой вопрос: от чего зависит возникновение на траектории эволюции системы точек бифуркации, провоцирующих качественный скачок в ее развитии? Это может быть обусловлено как неким внешним (со стороны среды) воздействием на систему, так и внутренними причинами. В частности, высказывается предположение, что толчком для появления Homo sapiens стало некое внешнее воздействие, о характере которого трудно делать обоснованные предположения. Примером внутренней причины качественного изменения состояния системы может служить эволюционно возрастающая ее сложность, которая, достигнув некоего порогового значения, вызывает ее коренную перестройку, в результате которой система приобретает новые непредсказуемые особенности. Синергетическая картина мира, таким образом, несет в себе образ мира, «сотканного из чередований и взаимопереходов хаоса и порядка, организации и дезорганизации, равновесия и неравновесности, необходимости и случайности, динамизма и гомеостаза» [11, с. 71]. Именно включение случайности как важнейшего элемента эволюции систем, одного из фундаментальных начал отличает новый взгляд на мир от традиционных на него воззрений. Включение случайности в структуру эволюции приводит к более глубокому ее пониманию как фактора, придающего черты неповторимости эволюционным процессам. «Если бы исчезла случайность, исчезла бы и необратимость, а значит, направленное развитие (эволюция), и вместе с ними исчез бы феномен информации» [9, с. 66]. Итак, « ...мир нестабилен. Но это не значит, что он не поддается научному изучению, – утверждает нобелевский лауреат И.Р. Пригожин. – Признание нестабильности – не капитуляция, напротив – приглашение к новым экспериментальным и теоретическим исследованиям, принимающим в расчет специфический характер этого мира... Вырисовываются контуры новой рациональности, к которой ведет идея нестабильности... Реальность вообще не контролируема в смысле, который был провозглашен прежней наукой» [12, с. 46]. Несмотря на то, что развитие синергетики в значительной степени связано с разработкой определенных разделов естественных наук (таких, как нелинейный анализ, неравновесная термодинамика, теория хаоса, фрактальная геометрия и т.д.), для философии и социально-гуманитарных наук она открывает новые возможности 18 постижения социальных процессов и проблем, непосредственно связанных с человеком. Это позволяет считать, что основным для синергетики является не предметность как таковая, а фокусирование внимания на проблемах, возникающих в разного рода системах. Такое понимание синергетики подразумевает необходимость создания коммуникативного канала, активное функционирование которого будет направлено на интеграцию естественнонаучной и гуманитарной культуры. Поэтому синергетическое движение развивается как формирование языка междисциплинарного общения, ориентированного на диалог [см.: 13, с. 33–35]. Его «необходимость продиктована тем, что неопределенность и относительность – и это показало развитие нелинейной динамики – существуют не только в мире физических явлений и химических процессов, но и в живых организмах и социальных системах, проявляются в культурно-историческом развитии человечества. Значит, теория самоорганизации изначально предполагает междисциплинарность и интегративность для их исследования. Отличие самоорганизации социокультурных систем от самоорганизации природно-биологических систем связано с присутствием человека, а именно, наличием второго искусственного мира, целеориентированных организаций, духовных ценностей, а также рациональной управленческой деятельности. Между миром и человеком, а также между людьми возникает диалог особого типа – синергетический. Подобный диалог характеризуется повышенной креативностью, т.е. он порождает новые смыслы и новые коммуникативные связности, которые до него существовали. Нельзя забывать, что «человек не просто часть мира, осознающая целое и способное включить в себя это целое на идеальном уровне. Сознание человека, ставшее планетарным фактором, определяет то, что процессу самоорганизации должен быть придан целенаправленный характер и вместо позиции антропоцентризма либо космоцентризма способствовать утверждению синергизма человека и Космоса [14, с. 32]. Для того, чтобы процессу самоорганизации придать целенаправленный характер, человек как вид должен выработать в своей культурной программе развития соответствующие цели, осознать, кто он откуда и куда идет, придать смысл собственному существованию, выработать программу развития и соответствующий образ человечности. Именно поэтому духовнотеоретическая деятельность становится приоритетной, особенно в 19 переломные и кризисные эпохи при осмысливании итогов ушедшего в историю тысячелетия. От того какие, какие культурные нормы и образцы, модели поведения, приоритеты развития будут предложены в качестве ориентиров человеческой деятельности, будет зависеть и дальнейшее становление человека как творческого существа, определяющего и дальнейшую судьбу мира. Контрольные вопросы 1. Назовите два фундаментальных вопроса синергетики. 2. В чём заключается эволюционность мира согласно II закону термодинамики? 3. Назовите объекты изучения синергетики. 4. Дайте определение самоорганизации. 5. В чём особенность синергетического подхода в исследовании сложных систем? 6. В чём заключается смысл двух великих революций в естествознании XX в. 7. Чем характеризуется понятие аттракторов? 8. Каков физический смысл бифуркации? 9. Дайте определение понятию «фрактали». 10. Перечислите спиральные структуры самоорганизации. 11. Каково соотношение «вызовов» истории и точек бифуркации? 12. В чём смысл синергетического прогнозирования? Библиографический список 1. Богданов, А.А. Тектология. Всеобщая организационная наука. В 2-х кн. Кн.1. М. : Экономика, 1989 / переиздание по: А.А. Богданов Всеобщая организационная наука (тектология): В 2-х кн. Л. – М., 1925. 2. Винер, Н. Мое отношение к кибернетике: ее прошлое и будущее / Н. Винер. – М. : Мысль, 1969. 3. Аршинов, В.И. Синергетика / Современная научная картина мира. Словарь. – М. : Наука, 1997. – С. 164–165. 20 4. Егоров, В.С. Философский реализм / В.С. Егоров. – М. : РАГС, 1997. 5. Князев, Е.Н. Синергетика как направление универсализма в современном научном знании // Синергетика. Философия. Культура. – М. : Изд-во РАГС, 2001. – С. 9–19. 6. Хакен, Г. Синергетика / Г. Хакен. – М.: Мысль, 1980. 7. Буданов, В.Г. Концепции современного естествознания / В.Г. Буданов, О.П. Мелехова. – М. : Наука, 1999. 8. Неклесса, А. Эконокана, или Эпилог истории. Размышления у дверей третьего тысячелетия / А. Неклесса, П. Пакс // Новый мир. – 1999. – № 9. – С. 119. 9. Мелик-Гайказян, И.В. Информационные процессы и реальность / И.В. Мелик-Гайказян. – М. : Наука, 1997. – С. 66. 10. Николис, Г. Познание сложного. Введение / Г. Николис, И.Р. Пригожин. – М. : «Мысль», 1990. 11. Василькова, В.В. Порядок и хаос в развитии социальных систем (Синергетика и теория социальной самоорганизации) / В.В. Василькова. – СПб. : Петрополис, 1999. 12. Пригожин, И.Р. Философия нестабильности / И.Р. Пригожин. // Вопросы философии – 1991. – № 6. 13. Аршинов, В.И. Синергетическое движение и язык / В.И. Аршинов, Я.И. Свирский. // Самоорганизация и наука: опыт философского осмысления. – М. : АРГО, 1994. 14. Самохвалова, В.И. Человек и судьба мира / В.И. Самохвалова. – М. : Наука, 2000. 15. Капица, С.П. Синергетика и прогозы будущего / С.П. Капица, С.П. Курдюмов, Г.Г. Малинецкий. – М. : Наука, 1997. – 285 с. 16. Князева, Е.Н. Основания синергетики. Режимы с обострением, самоорганизация, темпомиры / Е.Н. Князева, С.П. Курдюмов. – СПб. : Алетейя, 2002. – 414 с. 17. Пригожин, И. Порядок из хаоса: Новый диалог человека с природой / И. Пригожин, И. Стенгерс. – М. : Прогресс, 1986. – 432 с. 18. Хакен, Г. Информация и самоорганизация: Макроскопический подход к сложным системам / Г. Хакен. – М. : Мир, 1991. – 240 с. 21 ПРИЛОЖЕНИЯ ПРИЛОЖЕНИЕ 1 Глоссарий Аттракторы – это структуры (и цели), по направлению к которым протекают процессы самоорганизации в нелинейных средах. Бифуркация – ветвление решений нелинейного дифференциального уравнения. Диссипативность – своеобразное макроскопическое проявление процессов, протекающих на микроуровне. Нелинейные системы – это системы, характеризующиеся обратной положительной связью, где система влияет на свою среду таким образом, что в среде вырабатываются условия, которые в свою очередь обусловливают изменения в самой этой системе. Открытые системы – это системы, которые поддерживаются в определённом состоянии за счёт непрерывного притока извне и (или) стока вовне вещества, энергии или информации. Параметры порядка – макроскопические переменные, которые определяют поведение микроскопических частей системы в силу принципа подчинения. Самоорганизующиеся системы – системы, которые обретают определённую пространственную, временную или функциональную структуру без специфического воздействия извне. Синергетика – наука, ориентированная на исследование принципов построения организации, её возникновения, развития и самоусложнения. Система – множество элементов, находящихся в отношениях и связях друг с другом, образующих определённую целостность, единство. Точки бифуркации – переломные моменты самоорганизации системы. Флуктуация – случайное отклонение системы от её закономерного состояния. Фрактали – объекты, которые обладают свойством самоподобия (или масштабной инвариантности). Хаос (в синергетике) – многоликое материальное начало, которое не только разрушает и само является продуктом разрушения, но и способствует созиданию нового. 22 ПРИЛОЖЕНИЕ 2 Теория самоорганизации (синергетика) 1. Синергетика как наука И.Р. Пригожин, И. Стенгерс Пригожин Илья Романович (1917–2003), бельг. физик и физикохимик, один из основоположников термодинамики неравновесных процессов, ин. ч. РАН (1982). Стенгерс Изабелла – сотрудник группы Пригожина в Брюссельском университете. Наше видение природы претерпевает радикальные изменения в сторону множественности, темпоральности и сложности. Долгое время в западной науке доминировала механическая картина мироздания. Ныне мы сознаём, что живём в плюралистическом мире. Существуют явления, которые представляются нам детерминированными и обратимыми. Таковы, например, движения маятника без трения или Земли вокруг Солнца. Но существуют также и необратимые процессы, которые как бы несут в себе стрелу времени. Например, если слить две такие жидкости, как спирт и вода, то из опыта известно, что со временем они перемешаются. Обратный процесс – спонтанное разделение смеси на чистую воду и чистый спирт – никогда не наблюдается. Следовательно, перемешивание спирта и воды – необратимый процесс. Вся химия, по существу, представляет собой нескончаемый перечень таких необратимых процессов. Ясно, что помимо детерминированных процессов, некоторые фундаментальные явления, такие, например, как биологическая эволюция или эволюция человеческих культур, должны содержать некий вероятностный элемент. Даже учёный, глубоко убеждённый в правильности детерминистических описаний, вряд ли осмелится утверждать, что в момент Большого взрыва, т.е. возникновения известной нам Вселенной, дата выхода в свет нашей книги была начертана на скрижалях законов природы. Классическая физика рассматривала фундаментальные процессы как детерминированные и обратимые. Процессы, связанные со случайностью или необратимостью, считались досадными исключениями из общего правила. Ныне мы видим, сколь важную роль играют повсюду необратимые процессы и флуктуации. 23 Хотя западная наука послужила стимулом к необычайно плодотворному диалогу между человеком и природой, некоторые из последствий влияния естественных наук на общечеловеческую культуру далеко не всегда носили позитивный характер. Например, противопоставление «двух культур» в значительной мере обусловлено конфликтом между вневременным подходом классической науки и ориентированы во времени подходом, доминировавшем в подавляющем большинстве социальных и гуманитарных наук. Но за последние десятилетия в естествознании произошли разительные перемены, столь же неожиданные, как рождение геометрии или грандиозная картина мироздания, нарисованная в «Математических началах натуральной философии» Ньютона. Мы всё глубже осознаём, что на всех уровнях – от элементарных частиц до космологии – случайность и необратимость играют важную роль, значение которой возрастает по мере расширения наших знаний. Наука вновь открывает для себя время. Описанию этой концепции революции и посвящена наша книга. Революция, о которой идёт речь, происходит на всех уровнях: на уровне элементарных частиц, в космологии, на уровне так называемой макроскопической физики, охватывающей физику и химию атомов или молекул, рассматриваемых либо индивидуально, либо глобально, как это делается, например, при изучении жидкостей или газов. Возможно, что именно на макроскопическом уровне концептуальный переворот в естествознании прослеживается наиболее отчётливо. Классическая динамика и современная химия переживают в настоящее время период коренных перемен. Если бы несколько лет назад мы спросили физика, какие явления позволяет объяснить его наука и какие проблемы остаются открытыми, он, вероятно, ответил бы, что мы ещё не достигли адекватного понимания элементарных частиц или космологической эволюции, но располагаем вполне удовлетворительными знаниями о процессах, протекающих в масштабах, промежуточных между субмикроскопическим и космологическим уровнями. Ныне меньшинство исследователей, к которому принадлежат авторы этой книги и которое с каждым днём всё возрастает, не разделяют подобного оптимизма: мы лишь начинаем понимать уровень природы, на котором живём, и именно этому уровню в нашей книге уделено основное внимание. 24 Для правильной оценки происходящего ныне концептуального перевооружения физики необходимо рассмотреть этот процесс в надлежащей исторической перспективе. История науки – отнюдь не линейная развёртка серии последовательных приближений к некоторой глубокой истине. История науки изобилует противоречиями, неожиданными поворотами. Значительную часть нашей книги мы посвятили схеме исторического развития западной науки, начиная с Ньютона, т.е. с событий трёхсотлетней давности. Историю науки мы стремились вписать в историю мысли, с тем чтобы интегрировать её с эволюцией западной культуры на протяжении последних трёх столетий. Только так мы можем по достоинству оценить неповторимость того момента, в который нам выпало жить. В доставшемся нам научном наследии имеются два фундаментальных вопроса, на которые нашим предшественникам не удалось найти ответ. Один из них – вопрос об отношении хаоса и порядка. Знаменитый закон возрастания энтропии описывает мир как непрестанно эволюционирующий от порядка к хаосу. Вместе с тем, как показывает биологическая или социальная эволюция, сложное возникает из простого. Как такое может быть? Каким образом из хаоса может возникнуть структура? В ответе на этот вопрос ныне удалось продвинуться довольно далеко. Теперь нам известно, что неравновесность – поток вещества или энергии – может быть источником порядка. Но существует и другой, ещё более фундаментальный вопрос. Классическая или квантовая физика описывает мир как обратимый, статичный. В их описании нет места эволюции ни к порядку, ни к хаосу. Информация, извлекаемая из динамики, остаётся постоянной во времени. Налицо явное противоречие между статической картиной динамики и эволюционной парадигмой термодинамики. Что такое необратимость? Что такое энтропия? Вряд ли найдутся другие вопросы, которые бы столь часто обсуждались в ходе развития науки. Лишь теперь мы начинаем достигать той степени понимания и того уровня знаний, которые позволяют в той или иной мере ответить на эти вопросы. Порядок и хаос – сложные понятия. Единицы, используемые в статическом описании, которое даёт динамика, отличаются от единиц, которые понадобились для создания эволюционной парадигмы, выражаемой 25 ростом энтропии. Переход от одних единиц к другим приводит к новому понятию материи. Материя становится «активной»: она порождает необратимые процессы, а необратимые процессы организуют материю. <...> Пригожин И., Стенгерс И. Порядок из хаоса: Новый диалог человека с природой. М., 1986, С. 34–37. Е.Н. Князева, С.П. Курдюмов Князева Елена Николаевна – доктор философских наук, ведущий научный сотрудник Института философии РАН. Курдюмов Сергей Павлович (р. 1928) – член-корреспондент РАН (1984), директор Института прикладной математики им. М.В. Келдыша РАН. «Сложность» – одно из ключевых слов, специфицирующих синергетические исследования. Наряду с понятиями «самоорганизация», «нелинейность», «открытость» и «хаос», синергетика концентрирует внимание на исследовании сложности. Синергетика есть познание и объяснение сложного, его природы, принципов организации и эволюции. <...> Согласно классической термодинамике и её Второму началу, эволюционность мира заключается в процессах упрощения организации, деградации структур и образований мира, возрастания энтропийных, хаотических элементов. В своём крайнем выражении эти представления доводятся до гипотезы о тепловой смерти Вселенной. Синергетика, в основу которой положена неравновесная термодинамика, изучает главным образом противоположные процессы: путь к сложному, рождение сложного и его нарастание, процессы морфогенеза. Процессы хаотизации и упрощения организации исследуются синергетикой лишь как необходимые эволюционные стадии функционирования сложного и восхождения к более сложному. Изучению модели морфогенеза была посвящена работа А. Тьюринга, опубликованная ещё в 1952 году. Как возникает сложное? Почему формообразования и структуры самоорганизации природы именно такие, скажем, спиральные или решетчатые (правильные гексагональные решётки? Как возможна смена форм, усложнение формообразований в мире? Как осуществ26 ляется процесс морфогенеза? Как возможна цепная реакция усложнения? (Именно над этим вопросом билась мысль А. Тьюринга и последующих исследователей). По каким принципам строится сложная структура из простых, целое из частей? Как происходит сборка сложного в мире? Специалисты в области теории самоорганизации сложных систем, пожалуй, не прошли на сегодняшний день и половины пути в поисках ответов на эти вопросы. Г. Николис и И. Пригожин в своей книге «Познание сложного» пытаются проникнуть в природу сложности как таковой, исследовать поведение сложных систем независимо от того, идёт ли речь о молекулах, биологических или социальных системах. В качестве ингредиентов сложного поведения, с их точки зрения, можно рассматривать «неравновесность, обратные связи, переходные явления, эволюцию». Несколько ниже они выражают это более детально: «возникновение бифуркационных переходов вдали от равновесия и при наличии подходящих нелинейностей, нарушение симметрии выше точки бифуркации, а также образование и поддержка корреляций макроскопического масштаба». <...> К. Майнцер, который с 1997 г. является президентом Немецкого общества по изучению сложных систем и нелинейной динамики (почётным председателем этого общества избран профессор Г. Хакен), также обсуждает различные аспекты современной теории сложных нелинейных систем и их приложений. Описание сложного, как показывает он, невозможно без представления о нелинейности и современных нелинейных моделей. В условиях современного мира линейное мышление, до сих пор доминирующее в некоторых областях науки, становится принципиально недостаточным и даже опасным. «Наш подход предполагает, что физическая, социальная и ментальная реальность является нелинейной и сложной, – приходит к выводу Майнцер. – Этот существенный результат синергетической эпистемологии влечёт за собой серьёзные следствия для нашего поведения. Стоит ещё раз подчеркнуть, что линейное мышление может быть опасным в нелинейной сложной реальности... Наши врачи и психологи должны научится рассматривать людей как сложных нелинейных существ, обладающих умом и телом. Линейное мышление может потерпеть неудачу в установлении правильных диагнозов... Мы должны помнить, что в политике и истории монокаузальность может вести к догматизму, отсутствию толерантности и фанатизму... Подход к изучению сложных систем 27 порождает новые следствия в эпистемологии и этике. Он даёт шанс предотвратить хаос в сложном нелинейном мире и использовать креативные возможности синергетических эффектов». <...> В нашей научной школе пока не удалось описать морфогенез как переход от простых структур к сложным. Решается более простая задача: установлено, какие базовые математические модели содержат сложный спектр нестационарных структур-аттракторов. Иначе говоря, достигнут прогресс в понимании, какие открытые нелинейные среды (системы) обладают сложным спектром аттракторов, при каких режимах эволюционных процессов это возможно, какие собственные параметры сред для этого необходимы (точнее, каким должно быть соотношение диффузионных, рассеивающих и наращивающих неоднородности в среде факторов, связанных с нелинейностью источников), каково число возможных структураттракторов для определённых открытых нелинейных сред. Рассматриваются также условия их возбуждения в среде и эволюции во времени. Князева Е.Н., Курдюмов С.П. Основания синергетики. Режимы с обострением, самоорганизация, темпомиры. – СПб., 2002, С. 50–54. 2. Самоорганизующиеся системы Г. Хакен Хакен Герман (р. 1927) – немецкий физик и математик, с 1960 г. профессор теоретической физики Университета Штутгарта, до 1997 г. директор Института теоретической физики и синергетики Института Штутгарта, с 1997 г. почётный профессор, глава Центра синергетики в этом институте. Автор понятия «синергетика». Как уже упоминалось, существует определённое различие между системами, созданными человеком, и системами, возникшими в результате самоорганизации. В нашей книге мы будем заниматься исследованием самоорганизующихся систем. Следует заметить, однако, что различие между системами, созданными человеком, и самоорганизующимися системами не является чётко выраженным. Например, люди могут создавать такие системы, что при наличии определённых ограничений их специфическая функция будет осу28 ществляться путём самоорганизации. Типичным примером такой системы может служить лазер. Устройство лазера с его зеркалами позволяет атомам активной среды испускать излучение особого рода. Совершенно очевидно, что когда-нибудь возникнет необходимость в создании самоорганизующихся компьютеров, самопрограммирующихся на основе самоорганизации. Для дальнейшего полезно иметь какое-нибудь подходящее определение самоорганизации. Мы называем систему самоорганизующейся, если она без специфического воздействия извне обретает какую-то пространственную, временную или функциональную структуру. Под специфическим внешним воздействием мы понимаем такое, которое навязывает системе структуру или функционирование. В случае же самоорганизации система испытывает извне неспецифическое воздействие. Например, жидкость, подогреваемая снизу, совершенно равномерно обретает в результате самоорганизации макроструктуру, образуя шестиугольные ячейки. В нашей книге основное внимание будет уделено самоорганизации особого рода, а именно так называемым неравновесным фазовым переходам. Как известно, системы в состоянии теплового равновесия могут претерпевать определённые переходы из одного состояния в другое при изменении какого-нибудь параметра, например температуры. Так, при нагревании льда он плавится и переходит в новое состояние – жидкость, а именно превращается в воду. При дальнейшем нагревании воды, она при определённой температуре, закипает и переходит в пар. Таким образом, одни и те же микроскопические элементы, а именно отдельные молекулы, могут образовывать совершенно разные микроскопические состояния, между которыми существуют резкие переходы. При этих переходах возникают качественно новые свойства, например, механические свойства льда резко отличаются от механических свойств газа. <...> Третий подход к формулировке универсальных законов, применимых к сложным системам, – синергетический. В этой области мы изучаем системы, которые могут путём самоорганизации образовывать пространственные, временные и функциональные структуры. В физике синергетика занимается изучением систем, далёких от теплового равновесия. Типичными примерами служат подогреваемая снизу жидкость или лазеры. Химические и биологические 29 системы также допустимо рассматривать как физические системы и применять к ним синергетический подход. Но синергетика имеет дело и с другими системами, например с такими, изучением которых занимаются экономисты и социологи. В синергетике мы сосредоточиваем внимание на качественных макроскопических изменениях, которые сопровождаются появлением новых структур или функций. Ограничение количественными макроскопическими изменениями – цена, которую приходится платить, чтобы найти общие принципы. Мы напомним читателю общие принципы синергетики в гл. 2. Затем мы увидим, что в физике синергетика начинается с микроскопической формулировки, например, с микроскопических уравнений состояния. В других случаях, в частности, в биологии и химии, более уместен мезоскопический подход, при котором мы начинаем с подходящих подсистем, например с адекватных свойств целой клетки в биологии. Предполагается, что на рассматриваемую систему наложены внешние связи, такие, как вполне определённое количество энергии, подводимой к системе. При изменении этого управляющего параметра может возникнуть неустойчивость, и система переходит в новое состояние. В синергетике показано, что в такой точке потери устойчивости неустойчивыми становятся, вообще говоря, небольшое число коллективных мод, которые служат параметрами порядка, описывающими макроскопическую структуру. В то же самое время эти макроскопические переменные, т.е. параметры порядка, определяют поведение макроскопических частей системы в силу принципа подчинения. Так возникновение параметров порядка и их способность подчинять позволяют системе находить свою структуру. При изменении управляющих параметров в широком диапазоне системы могут проходить через иерархию неустойчивостей и сопровождающих их структур. Синергетика – область, весьма далёкая от завершения, и мы делаем в ней лишь самые первые шаги. За последние 10–20 лет было показано, что поведение многочисленных систем подчиняется общим законам синергетики, и я убеждён, что в будущем будет обнаружено много новых тому примеров. С другой стороны, не следует упускать из виду и возможность открытия как новых частных закономерностей, так и ещё более общих законов. 30 Как мы уже упоминали, термодинамика занимается рассмотрением систем, находящихся в тепловом равновесии, тогда как синергетика изучает системы, далёкие от теплового равновесия. Но здесь складывается весьма своеобразная ситуация. С одной стороны, мы всегда можем погрузить открытую систему в объемлющую её замкнутую систему. Например, Земля представляет собой открытую систему, так как она получает солнечную энергию и, остывая ночью, отдаёт энергию в космическое пространство. Но, приняв Солнце и, скажем, часть Вселенной за целую систему, мы можем рассматривать эту систему как замкнутую, к которой применимы законы термодинамики. Но, с другой стороны, любую открытую систему можно рассматривать в пределе, когда потоки энергии или вещества стремятся к нулю, и мы в конечном счёте имеем дело с замкнутой системой. Следовательно, общие законы термодинамики должны изучаться как предельные случаи из общих законов синергетики. Хакен Г. Информация и самоорганизация: Макроскопический подход к сложным системам. – М., 1991, С. 28–29, 31–33. И. Пригожин, И. Стенгерс От каких предпосылок классической науки удалось избавиться современной науке? Как правило, от тех, которые были сосредоточены вокруг основополагающего тезиса, согласно которому на определённом уровне мир устроен просто и подчиняется обратимым во времени фундаментальным законам. Подобная точка зрения представляется нам сегодня чрезмерным упрощением. Разделять её – означает уподобляться тем, кто видит в зданиях лишь нагромождение кирпича. Но из одних и тех же кирпичей можно построить и фабричный корпус, и дворец, и храм. Лишь рассматривая здание как единое целое, мы обретаем способность воспринимать его как продукт эпохи, культуры, общества, стиля. Существует и ещё одна вполне очевидная проблема: поскольку окружающий нас мир никем не построен, перед нами возникает необходимость дать такое описание его мельчайших «кирпичиков» (т.е. микроскопической структуры мира), которое объясняло бы процесс самосборки. 31 Предпринятый классической наукой поиск истины сам по себе может служить великолепным примером той раздвоенности, которая отчётливо прослеживается на протяжении всей истории западноевропейской мысли. Традиционно лишь неизменный мир идей считался, если воспользоваться выражением Платона, «освещённым солнцем умопостигаемого». В том же смысле научную рациональность было принято усматривать лишь в вечных и неизменных законах. Всё же временное и преходящее рассматривалось как иллюзия. Ныне подобные взгляды считаются ошибочными. Мы обнаружили, что в природе существенную роль играет далеко не иллюзорная, а вполне реальная необратимость, лежащая в основе большинства процессов самоорганизации. Обратимость и жёсткий детерминизм в окружающем нас мире применимы только в простых предельных случаях. Необратимость и случайность отныне рассматриваются не как исключение, а как общее правило.<...> В наши дни основной акцент научных исследований переместился с субстанции на отношение, связь, время. Столь резкое изменение перспективы отнюдь не является результатом принятия произвольного решения. В физике нас вынуждают к нему новые непредвиденные открытия. Кто бы мог ожидать, что многие (если даже не все) элементарные частицы окажутся нестабильными? Кто бы мог ожидать, что с экспериментальным подтверждением гипотезы расширяющейся Вселенной перед нами откроется возможность проследить историю окружающего нас мира как единого целого? К концу XX в. мы научились глубже понимать смысл двух великих революций в естествознании, оказавших решающее воздействие на формирование современной физики: создания квантовой механики и теории относительности. Обе революции начались с попыток исправить классическую механику путём введения в неё вновь найденных универсальных постоянных. Ныне ситуация изменилась. Квантовая механика дала нам теоретическую основу для описания нескончаемых превращений одних частиц в другие. Аналогичным образом общая теория относительности стала тем фундаментом, опираясь на который мы можем проследить тепловую историю Вселенной на её ранних стадиях. По своему характеру наша Вселенная плюралистична, комплексна. Структуры могут исчезать, но могут и возникать. Одни 32 процессы при существующем уровне знаний допускают описание с помощью детерминированных уравнений, другие требуют привлечения вероятностных соображений. Как можно преодолеть явное противоречие между детерминированным и случайным? Ведь мы живём в едином мире. Как будет показано в дальнейшем, мы лишь теперь начинаем по достоинству оценивать значение всего круга проблем, связанных с необходимостью и случайностью. Кроме того, мы придаём совершенно иное, а иногда и прямо противоположное, чем классическая физика, значение различным наблюдаемым и описываемым нами явлениям. Мы уже упоминали о том, что по существовавшей ранее традиции фундаментальные процессы было принято считать детерминированными и обратимыми, а процессы, так или иначе связанные со случайностью или необратимостью, трактовать как исключения из общего правила. Ныне мы повсюду видим, сколь важную роль играют необратимые процессы, флуктуации. Модели, рассмотрением которых занималась классическая физика, соответствуют, как мы сейчас понимаем, лишь предельным ситуациям. Их можно создать искусственно, поместив систему в ящик и подождав, пока он не придёт в состояние равновесия. Искусственное может быть детерминированным и обратимым. Естественное же непременно содержит элементы случайности и необратимости. Это замечание приводит нас к новому взгляду на роль материи во Вселенной. Материя – более не пассивная субстанция, описываемая в рамках механистической картины мира, ей также свойственна спонтанная активность. Отличие нового взгляда на мир от традиционного столь глубоко, что, как уже упоминалось в предисловии, мы можем с полным основанием говорить о новом диалоге человека с природой.<...> Пригожин И., Стенгерс И. Порядок из хаоса: Новый диалог человека с природой. – М., 1986, С. 47–50. 3. Закономерности самоорганизации Е.Н. Князева, С.П. Курдюмов Синергетика вводит в научный оборот свой собственный, особый язык. Это – язык таких понятий, как аттракторы и бифуркации, фрактали и детерминированный хаос. Как сделать этот язык до33 ступным для каждого образованного человека? В частности, как перекинуть мост между концептуальным миром специалиста в какой-либо научной дисциплине, использующего модели синергетики, и тем концептуальным миром, в котором живёт философметодолог? Здесь встаёт непростая задача – представить синергетические идеи в виде образов культуры, соотнести их с имеющейся концептуальной и визуальной сеткой всякого культурного человека. При этом важно не исказить эти идеи и не утерять того богатого мировоззренческого содержания, которое за ними стоит. <...> Наиболее корректно истолковать аттракторы как аналоги II-го начала термодинамики для открытых нелинейных сред. II-e начало термодинамики говорит о том, куда идут процессы в закрытых системах и (часто) в системах, близких к равновесию: они идут к тепловому хаосу, к состоянию с наибольшей энтропией. Этот путь эволюции называют «термодинамической ветвью». Аттракторы эволюции открытых нелинейных сред показывают, куда эволюционируют процессы в такого рода средах. Мы связываем аттракторы с математическим аппаратом, развитым А. Пуанкаре ещё в начале века. Пуанкаре ставил задачу устойчивости термодинамической ветви при небольших отклонениях от этого состояния и решал её посредством обыкновенных нелинейных дифференциальных уравнений (прослеживающих процесс лишь во времени). А Тьюринг решал эту задачу, используя уравнения в частных производных, где существенно и временное, и пространственное описание процесса. Аттракторы характеризуют, как правило, их изображениями в фазовом пространстве, так называемыми фазовыми портретами. В данной же книге под аттракторами понимаются реальные структуры в пространстве и времени, на которые выходят процессы самоорганизации в открытых нелинейных средах. Структуры-аттракторы выглядят как цели эволюции. В качестве таких целей могут выступать как хаотические состояния, так и различные типы структур, имеющих симметричную, правильную архитектуру и возбуждаемых в среде в некотором смысле резонансно. Возбуждение симметричных структур маловероятно при случайных флуктуациях, а требует или вмешательства человека, его научных знаний и умений, или наличия трафарета резонансного возбуждения в виде генного аппарата, спирали ДНК, перенесения копий, распознавания и считывания их, строительства по плану. 34 Итак, понятие «аттрактор» близко к понятию «цель». Наличие цели раскрывается в самом широком, внеантропологическом смысле как целеподобность, направленность поведения открытой нелинейной системы, как наличие «конечного состояния» (разумеется, относительно конечного, завершающего лишь некоторый этап эволюции) системы. Под «аттрактором» в синергетике понимают относительно устойчивое состояние системы, которое как бы притягивает к себе всё множество «траекторий» системы, определяемых разными начальными условиями. За аттракторами стоят визуальные образы неких «каналов» («конусов» или «воронок»), которые свёртывают, втягивают в себя множество «траекторий» от непосредственного «жерла» таких «воронок». Понятие «аттрактор» можно соотнести с эйдосами Платона – идеями как первообразами, уподобиться и подражать которым стремятся вещи видимого мира, а также с идеальными формами Аристотеля, а применительно к человеческой психике – с архетипами Юнга. В психологии это – явные или скрытые установки, которые преддетерминируют поведение человека, строят его из потребного будущего состояния вещей. На уровне математического описания бифуркация означает ветвление решений нелинейного дифференциального уравнения. Физический смысл бифуркации таков: точка бифуркации – это точка ветвления путей эволюции открытой нелинейной системы. Поэтому саму нелинейную систему можно определить как такую, которая «таит» в себе бифуркации. Ещё раз подчеркнём в связи с этим, что здесь описываются бифуркации при разной топологии воздействия на одну и туже открытую нелинейную среду. А подавляющее большинство исследователей лишь меняют константы в уравнениях для среды (системы), в результате чего режимы становятся неустойчивыми и возникают бифуркации. То есть они получают бифуркации при изменении самой среды, – а не как результат внутреннего, имманентного развития процессов в заданной среде. То, что называется в синергетике бифуркацией, также имеет глубокие аналогии в культуре. Фактически представления о бифуркации содержатся уже в сказаниях и мифах народов мира. Когда сказочный рыцарь или добрый молодец стоит, задумавшись, у придорожного камня на развилке дорог, и выбор пути определяет его дальнейшую судьбу, то это является, по сути, наглядно-образным представлением бифуркации в жизни человека. <...> 35 Наглядные представления бифуркаций, а в более общем плане – развиваемую здесь модель поля путей развития самоорганизующихся систем, можно соотнести с одним из древнейших архетипических образов человечества – образом мирового древа. Этот образ присутствует в мифологии практически всех народов Востока и Запада в самых различных культурно-исторических вариантах: «древо жизни», «древо познания», «древо восхождения», «столп мира», «генеалогическое (родословное) древо» и т.д. и т.п. Мировые древа – это различные версии модели организации мира, в которой интегрируются пространственные противоположности (верх – низ, небо – подземное царство). В этой модели снимаются и временные различия: прошлое, настоящее и будущее представляются синхронно, будь то в образе родословных связей (предки – нынешнее поколение – потомки) или в каком-либо ином. То есть пространственно, конфигурационно, развёртывается в настоящем все возможности временного хода событий. <...> Эволюцию биологических видов также нередко представляют в виде эволюционного дерева. Оно наглядно демонстрирует поле ветвящихся путей эволюции живой природы. Прохождение через точки ветвления – сделанный «выбор» – закрывает другие, альтернативные пути, и открывает новые перспективы, делая тем самым эволюционный процесс необратимым. Эволюционное дерево в биологии, по существу, аналогично диаграмме бифуркаций в синергетике. В социальных науках при изображении «лестницы» государственного устройства и управления, иерархических структур власти и социальных отношений – пирамид власти – также издавна применялись и сохраняют значение по сей день схемы, уподобляющиеся образу мирового древа. <...> Фрактали, фрактальные объекты (или множества) – ещё один любопытный феномен, изучаемый в синергетике. Фракталями называют такие объекты, которые обладают свойством самоподобия или, как ещё говорят, масштабной инвариантности. Это означает, что малый фрагмент структуры такого объекта подобен другому, более крупному фрагменту или даже структуре в целом. Установлено, что природа довольно часто выражает себя во фрактальных формах, так сказать, пишет фрактальные узоры. Фрактали с наибольшей очевидностью можно усмотреть в формообразованиях живой природы. «В качестве одного из биологических примеров 36 фрактального объекта указывают на лёгкие человека, в которых каждый бронх разветвляется на более мелкие бронхи, а те в свою очередь на ещё более мелкие, причём каждое разветвление идентично по конфигурации, но отличается от других размером» (С.В. Петухов). <...> Можно обнаружить укоренённость этого вновь открытого образа вещей в существующих образах культуры. В первую очередь можно сослаться на философские представления о монадности элементов мира. Каждая монада, по Лейбницу, отражает как в зеркале тотальные свойства мира в целом. Это же образ присутствует в принципе восточной мудрости: «Одно во всём и всё в одном». «Когда поднимается одна пылинка, в ней содержится вся земля. Когда распускается один цветок, раскрывается целый мир», – так гласит древнее чаньское изречение. Известны сентенции типа «какова семья, таков и общество», «каков человек, таков и социум». Согласно предположению академика М.А. Маркова, существует, возможно, элементарная частица, называемая фридмоном, которая заключает в себя мегамир. <...> Итак, мы видим, что синергетика тянет за собой целый шлейф образов культуры. Она резонирует со старыми и придаёт новые смыслы давним представлениям, идеям и символам. Она подчас вносит рациональные истолкования даже в архаические образы. Ещё одной доступной и эвристичной визуализацией сложных синергетических идей может быть, на наш взгляд, образ порождающего вихря. Это – образ не без поэтического оттенка, именно поэтому он общедоступен. В то же время вихрь – один из самых простых и наглядных типов структур самоорганизации, спиральных структур. Таковы структуры при термоконвекции; структуры, возникающие в некоторых видах химических реакций; вихревые формообразования и в атмосфере Земли (циклоны и антициклоны), и в космических масштабах (структуры спиральных галактик, какой является и наша Галактика – Млечный Путь); формы раковин улитки или моллюска, рогов некоторых животных, перьев птиц. В вихре есть некое порождающее начало, ибо в самом процессе рождения структуры заложена случайность. Структура инициируется случайностью. Или, иначе, через случайность формообразований рождается новое. Это понятно, поскольку вообще всё, что рождается само (а именно таковы, ex definitio, структуры, возникающие в процессах самоорганизации), наверное, рождается через 37 малое, через случайное. Но эта первоначальная случайность свёртывается, снимается затем посредством механизмов резонансного возбуждения, генетического аппарата, биологической и социальной памяти, передачи из поколения в поколение инвариантов культуры. Возникающая структура, таким образом, первоначально вырастает из случайностей, из малых движений. Иными словами, структура строится на некоторой хаотической подложке. Макроскопическим проявлением этого хаоса являются диссипативные процессы, а именно: вязкость в течении жидкости, теплопроводность в самых различных процессах, конечная проводимость и т.д. И эти диссипативные процессы, распространяясь в пространстве и выедая всё «лишнее», порождают структуры. <...> Мелкомасштабные вихри – это, вообще говоря, уже макроструктуры по отношению к процессам рассеяния, диссипации и соответствующим им на микроуровне хаотическим движениям атомов. Такого рода микровихри, в свою очередь, можно рассматривать как причины особых диссипативных процессов в макромасштабах среды с отрицательной вязкостью. На этих вихрях как на элементах среды строится некоторая новая среда – среда с более высокой нелинейностью. Предполагается, стало быть, что турбулентные вихри малого масштаба могут играть роль хаоса для крупномасштабных вихрей. <...> Словом, с некоторой долей приближения и умозрения можно говорить о существовании вихреобразований, спиралевидных пульсаций разного порядка, на разных уровнях бытия. Спиральная структура в одном отношении есть вихрь порождающий – крупномасштабный вихрь, выросший, сложившийся на хаотической основе малых движений (вихрей порождающих). А в другом отношении – эта структура есть нечто порождающее: она в комплексе со своим окружением может служить хаотической подложкой, инициировать структурообразование на иных, более высоких уровнях вселенской организации. Всё это сливается, объединяется, интегрируется на различных уровнях бытия в некий единый и диалектичный режим движения универсума. Князева Е.Н., Курдюмов С.П. Основания синергетики. Режимы с обострением, самоорганизация, темпомиры. – СПб., 2002, С. 80–89. 38 4. Синергетика и прогнозы будущего С.П. Капица, С.П. Курдюмов, Г.Г. Малинецкий Капица Сергей Петрович (р. 1928) – вице-президент Российской академии естественных наук (РАЕН); профессор, заведующий кафедрой Московского физико-математического института с 1965 г. История – одна из самых удивительных вещей. Калейдоскоп империй, битв, царей, ничтожеств, авантюристов, величия, подлости, равнодушия. Поражает наличие похожих сценариев действий исторических лиц. Одни и те же амплуа, одни и те же сюжеты. Иногда просто кажется, что актёры играют один и тот же спектакль среди новых декораций. Начиная со времён Геродота, не утихают споры о сути истории. Плутарх полагал, что история должна давать нравственные примеры. Один из блестящих умов XX в., французский поэт Поль Валери считал, что «история – самый опасный продукт, вырабатываемый химией интеллекта. Свойства её хорошо известны. Она вызывает мечты, опьяняет народы, порождает в них ложные воспоминания, усугубляет их рефлексы, растравляет их старые язвы, смущает их покой, ведёт их к мании величия или преследования и делает нации ожесточившимися, спесивыми, невыносимыми и суетными». Однако в наше рациональное время всё чаще задаётся вопрос о смысле истории. В России его задают особенно часто, поскольку многие сограждане наконец поняли, что у них на глазах произошли перемены исторического масштаба. Как говорили на Востоке, изменился цвет времени. В размышления о смысле истории фундаментальный вклад был внесён в нашем веке британским историком Арнольдом Тойнби. Значение этого вклада признают как сторонники выдвинутой концепции, так и оппоненты. Он предложил рассматривать историю как рождение, развитие, расцвет и угасание нескольких слабо взаимодействующих цивилизаций. Предельно упрощённо идею этого подхода можно пояснить следующим примером. Разные народы, живущие в одном регионе, имеют дело со схожими проблемами. Например, на некоем этапе города-государства древней Греции столкнулись с нехваткой продовольствия. Это был вызов Истории. Стандартный ответ, которым воспользовались большинство городов-государств – создание колоний на новых землях. Такие воени39 зированные поселения имели много шансов на успех, поскольку жители колонизируемых территорий обычно значительно отставали по части вооружений и организации дела. Иной ответ предложила Спарта. Расширить свои владения не за морем, а в Греции, отвоёвывая земли у отлично вооружённых народов, живших на них веками. Но это требует совершенно другой морали, другой организации жизни. Для всем мужчинам надо есть вместе похлёбку из бычьей крови. Для этого детей с физическими недостатками придётся убивать. И это далеко не самые глубокие изменения в укладе жизни. И, наконец, свой ответ предложили Афины. Ставка на торговлю, на создание и доставку вещей, нужных другим народам. Ответ Афин оказался в этой ситуации наиболее удачным. Итак, судьбу цивилизации определяют ответы на вызовы истории. Сама История или всевышний экзаменуют цивилизации. У выдержавших экзамен появляется шанс пойти дальше. Взгляд Арнольда Тойнби покоряет ясностью и глубиной. Его концепция прекрасно объясняет судьбы разных народов. Однако она не даёт возможность что-либо предсказывать или хотя определять, брошен ли вызов, определяющий судьбу, или нет. Кроме того, образ «Матери-истории» (помните, у Владимира Маяковского: «Кто для матери-истории более ценен...»), так же как и Мирового духа, с гегелевских времён, утратил былую популярность. Наверное, это одна из главных причин, по которой математики и представители естественных наук всё чаще обращаются к проблемам истории. О некоторых идеях, родившихся на этом стыке дисциплин, мы и попробуем рассказать. <...> Одна из ключевых идей нелинейной науки, выдвинутая в начале века Анри Пуанкаре, по существу, пришла из истории. Что делает гуманитарий, когда пытается понять какое-то явление в истории? Он смотрит, что этим событиям предшествовало и к чему они привели. Он интересуется, что было аналогичного в других странах в другие эпохи. При этом особое внимание уделяется переломным эпохам и возникновению новых качеств. Это и называется «историческим подходом». Но именно так сейчас поступают в одном из разделов нелинейной науки – теории ветвления или бифуркаций (от французского la bifurcation – раздвоение). Суть бифуркации лучше всего иллюстрирует витязь на распутье, который стоит перед камнем с надписью «Направо пойти – женатому быть, налево пойти – коня потерять, прямо пойти – 40 буйну голову сложить» (правда, чью голову сложить, обычно не поясняется). В каком-то месте пути попадается развилка, где нужно принимать решения. Около развилки пути ещё очень близки, но дальше они ведут витязя к совершенно разным приключениям. <...> Замечательным результатом науки нашего века стало понимание того, что различных типов бифуркаций очень немного. Сложные системы, как это ни удивительно, очень часто претерпевают те же самые скачки, бифуркации, метаморфозы, что и простые. Оказалось, что движение жидкости в причудливом турбулентном потоке, «коллективные усилия» излучающих атомов, создающих лазерный луч, и изменения популяции насекомых определяются, по существу, одинаковыми законами. Их поведение похоже на оркестр, в котором, казалось бы, каждый участник мог бы вести свою партию, считая себя солистом, или доказывать свой суверенитет коллегам, но который прекрасно управляется дирижёром. Конечно, дирижёр ограничивает возможности каждого из оркестрантов. Зато у целого появляется совершенно новое качество – способность вести себя согласованно, просто, гармонично. Одна из удивительных вещей состоит в том, что во всех этих системах «дирижёра» никто не назначает. Он возникает в ходе самоорганизации, отбирающей из океана возможностей ничтожную толику и упорядочивающей поведение системы. <...> При таком подходе «вызовы истории» возникают именно тогда, когда система проходит точку бифуркации. Выбор, о котором пишет А. Тойнби, является ничем иным как способом пройти такую точку. Именно в точке бифуркации есть место для великих. Для тех, кто начинает, закладывает основы, выбирает новые пути, а не для тех, кто развивает, совершенствует, продолжает. Именно в точках бифуркации есть социальный заказ на выдающихся деятелей. Вдали от этих точек многое объективно предопределено и действия одного или нескольких лиц не могут кардинально изменить ситуацию. <...> Нельзя исключить, что будет создано эффективное средство, позволяющее получать серьёзный, достоверный прогноз будущих опасностей. Психологи утверждают, что важнейшим понятием в этой науке является понятие об опережающем отражении реальности. Не станут ли такие модели инструментом исследователя, политика, озабоченного будущим? 41 Наконец, знания о том, какую точку бифуркации нам предстоит пройти, на какие ветви мы можем попасть, и каков «коридор возможностей», могут оказаться полезными всем людям, которым небезразлично будущее. Если бы такие проекты позволили хотя бы несколько уменьшить влияние одного из самых опасных мифов массового сознания «Иного не дано», то и это было бы исключительно важно. Ведь будет не очень славно поставить витязю на перепутье единственную стрелку «К светлому будущему» («процветающей экономике» и т.п.), а на остальных путях поставить знак «проезд воспрещён» или аккуратно замаскировать их кустиками. быть может, нам всем пришла пора учиться искусству выбирать или хотя бы осознавать, что выбор есть. <...> Капица С.П., Курдюмов С.П., Малинецкий Г.Г. Синергетика и прогнозы будущего. – М., 1997, С. 64–67, 69, 70–71. 42 Оглавление Введение ………………………………………………………. Синергетика …………………………….…………………….. Контрольные вопросы ………………………………………... Библиографический список …………………………………... Приложение 1. Глоссарий ……………………………………. Приложение 2. Теория самоорганизации (синергетика)…… 43 3 3 20 20 22 21 Балакшин Александр Сергеевич Борисов Игорь Николаевич Синергетика Учебно-методическое пособие Корректор Д.В. Богданов Компьютерная вёрстка М.Е. Савинова Подписано в печать 19.05.08. Формат бумаги 6084 1/16. Гарнитура «Таймс». Ризография. Усл. печ. л. 2,67. Уч.-изд. л. 2,75. Тираж 250 экз. Заказ 122. Издательско-полиграфический комплекс ФГОУ ВПО «ВГАВТ» 603950, Нижний Новгород, ул. Нестерова, 5а 44