движениями; Улам, говоривший о синергии, в форме непрерывного сотрудничества
между компьютером и оператором; И. Забуский, пришедший к выводу о необходимости
единого синтетического подхода к нелинейным математическим и физическим
задачам. Однако притом, что имеется неформальная связь явлений, названных
«Синергетика», по существу содержания предшественники Г. Хакепа говорили лишь о
частных примерах.
Практически изначально (от Г. Хакена) синергетика нашла содержание для себя и
привнесла новые идеи: в теорию лазеров и термодинамику неравновесных
процессов, и теорию нелинейных колебаний и автоволновых процессов; в теорию
бифуркации и теорию структурной устойчивости; в теорию катастроф. Претерпело
развитие понятие хаоса, вошел в обиход термин детерминированный хаос, имеющий
конкретный физико–математический смысл. Значительно расширилась область
применения синергетики в связи с развитием теории фракталов. В русле
синергетики нашли интерпретацию и свое решение задачи из областей физики,
кинетической химии, биологии, геологии, материаловедения и др. Следует
отметить распространение самим Г. Хакеном идей синергетики на биологические
явления: переходы между паттернами в биологии и возможности исследования
биологической эволюции как процесса самоорганизации в сложной системе. В
контексте синергетики проводятся сегодня социальные и гуманитарные
исследования, также исследования применительно к человекомерным системам и
антропной сфере.
С синергетикой устойчиво ассоциируются такие физические объекты и явления
как: аттракторы, бифуркация, самоорганизация (когерентная, континуальная и в
других смыслах и интерпретациях), хаос и детерминированный хаос, открытие
системы в неравновесном состоянии, фракталы, диссипативные процессы. Вместе с
тем, сегодня нельзя говорить о сложившейся категориальной схеме и о
целостности концепции синергетики.
В связи с распространением идей синергетики на широкий круг явлений, полезно
оценивать, в какой мере то или иное действие такого рода является
доказательным научно–обоснованным шагом, а в какой это ни к чему не
обязывающий взгляд по аналогии. Действие авторитета становится здесь в ряде
случаев не обязывающим, а разрешающим. Рискуя быть непонятым, выскажем
суждение, которое но форме может быть воспринято как критика в адрес Г.
Хакена, хотя, очевидно, какая–либо критика изначально неправомерна и
бессмысленна. В конечном счете, сегодня более всего важен результат —
вызванный резонанс, широкое движение взаимосотрудничества ученых и
специалистов в направлении исследования явления самоорганизации. Вместе с
тем, совершенно необходимо критическое отношение к конкретным оценкам и
суждениям. Речь идет о том, что в работах Г. Хакена рассматриваются, с одной
стороны, физические объекты и системы, имеющие строгое математическое
описание. С другой стороны — рассматриваются, например, биологические
макросистемы, на которые принципы и выводы, полученные для физических систем
можно переносить лишь условно, по аналогии. Формулы и диаграммы, будучи
символами точного знания, являются для биологических систем образными
метафорами.
Можно было бы высказать сожаление, что сам Г. Хакен является в этом примером
для многих из своих последователей. Однако и здесь мы имеем парадоксальное
явление. Именно снятие строгих ограничений, возможность примерить к различным
неформализованным областям знания принципов синергетики и критериев
самоорганизации, оказалось плодотворным и стало позитивным фактором.
Необходимо, вместе с тем, отдавать себе отчет в том, что в рассмотрении
биологических систем мы имеем Г. Хакена — не физика теоретика, но мыслителя,
а иногда даже художника.
Иллюстрацией к сказанному являются слова Г. Хакена о применении понятия энтропии
к биологическим системам, где, как пишет Г. Хакен, «возникает в некотором
смысле новый тип информации, связанный с коллективными переменными или
параметрами порядка. «Это навело нас на мысль», — пишет Г. Хакен, — «назвать ту
часть информации, которая относится к параметрам порядка и отражает
коллективные свойства системы, синергетической информацией. Что же
касается самих параметров порядка, то они обретают новый смысл, превращаясь в
носителей информации — «информаторов» [7]».
3. Идентификация синергетики
К выработке определения синергетики мы подойдем как к задаче идентификации. С
одной стороны имеются некоторые определения и суждения о синергетике, с
другой — разнообразное содержание, которое специалисты относят к области
синергетики. К тому, что говорилось о контактах специалистов, надо добавить и
то, что специалисты разных профилей выделяют в качестве главных признаков
синергетики то, что характерно именно их специализации. В одном случае, это
когерентные взаимодействия, в другом, фрактальность структуры, также,
прогрессивная эволюция или бифуркационные явления и другое. Группы
специалистов разных направлений полагают, что синергетика более всего
соотносится с тем, чем они занимаются: нелинейная динамика, лазерная физика,
теория диссипативных структур, материаловедение и другое.
Ряд авторитетных авторов высказывается о синергетике как о новой научной
парадигме. Например в работе [8] говорится: «Предельно краткая
характеристика синергетики как ноной научной парадигмы включает в себя три
основные идеи: нелинейность, открытость диссипативность». Более общей является
следующая трактовка [9]: «Синергетика является теорией эволюции и
самоорганизации сложных систем мира, выступая в качестве современной
(постдарвиновской) парадигмы эволюции».
Заслуживающим внимания представляется следующее определение:
«Синергетика — (от греч. synergetikos — совместный, согласованный,
действующий), научное направление, изучающее связи между элементами структуры
(подсистемами), которые образуются в открытых системах (биологических,
физико–химических и других) благодаря интенсивному (потоковому) обмену
веществом и энергией с окружающей средой в неравновесных условиях. В таких
системах наблюдается согласованное поведение подсистем, в результате чего
возрастает степень ее упорядоченности, т. е. уменьшается энтропия
(самоорганизация). Основа синергетики — термодинамика неравновесных
процессов, теория случайных процессов, теория нелинейных колебаний и волн».
Через многие разночтения просматривается фундаментальная проблема — проблема
связи и соотношения понятий синергетики, самоорганизации, системы, развития и
эволюции. То, что синергетика понимается многими исследователями, включая и ее
основоположника Г. Хакена, как учение о самоорганизации, является непреложным
фактом. В отношении самоорганизации Г. Хакен пишет [7]
: «Полезно иметь какое–нибудь подходящее определение самоорганизации. Мы
называем систему самоорганизующейся, если она без специфического воздействия
извне обретает какую–то пространственную, временную и функциональную структуру.
Под специфическим воздействием мы понимаем такое, которое навязывает системе
структуру или функционирование. В случае же самоорганизации система испытывает
неспецифическое воздействие. Например жидкость, подогреваемая снизу, совершенно
равномерно обретает в результате самоорганизации макроструктуру, образуя
шестиугольные ячейки».
Сказанное можно дополнить, например, следующим определением [1]:
«Самоорганизация, целенаправленный процесс, в ходе которого создается,
воспроизводится или совершенствуется организация сложной динамической
системы».
Уникальным представляется анализ самоорганизации в связи с прогрессивной
химической эволюцией каталитических систем, выполненный А.П. Руденко
[4]. Речь идет, прежде всего, о дифференциации организации и
самоорганизации, континуальной и когерентной самоорганизации, о направлениях
перехода от хаоса к порядку в направлении равновесного и неравновесного
упорядочения, также о направленности энергопотоков в том и другом случаях.
Аргументация и классификация, приведенные в [4],
исчерпывающи. В дальнейшем изложении мы будем опираться на приведенные в этой
работе результаты.
4. Синергетика и самоорганизация
В определенной части своего смысла синергетика и такие понятия как
самоорганизация, саморазвитие и эволюция имеют общность, которая позволяет
указать их все в качестве результатов синергетического процесса. В
особенности самоорганизация устойчиво ассоциируются сегодня с синергетикой.
Однако такие ассоциации имеют двоякое значение. С одной стороны, эффект
самоорганизации является существенным, но, тем не менее, одним из
компонентов, характеризующих синергетику, с другой — именно этот компонент
придает выделенный смысл всему понятию синергетики и, как правило, является
наиболее существенным и представляющим наибольший интерес.
Не только результаты, а и условия, причины и движущие силы самоорганизации имеют
альтернативы. Так, в рассмотрении И.Р. Пригожина применительно к диссипативным
структурам речь идет о когерентной самоорганизации, альтернативой для которой
является континуальная самоорганизация индивидуальных микросистем,
разработанная и предложенная А.П. Руденко [4]. В
[4] показано, что теоретическое обоснование явления самоорганизации
неравновесных открытых систем, равно как и процесса неравновесного
упорядочения, было дано И.Р. Пригожиным и А.П. Руденко практически в одно время
независимо друг от друга. Главным достоинством «континуальной» самоорганизации,
предложенной А.П. Руденко, является то, что именно такой подход позволяет
провести рассмотрение связи самоорганизации и саморазвития. В соответствии с
развитыми взглядами сущность прогрессивной эволюции состоит в саморазвитии
континуальной самоорганизации индивидуальных объектов. Показывается, что
способностью к саморазвитию и прогрессивной эволюции с естественным отбором
обладают только индивидуальные микрообъекты с континуальной самоорганизацией и
что именно прогрессивная химическая эволюция способна быть основанием для
возникновения жизни.
Итак, исходя из существующих традиций, опираясь на основополагающий замысел Г.
Хакена и формулировку [1], можно предложить следующее
определение:
СИНЕРГЕТИКА — (от греч. synergetikos — совместный, согласованно действующий) —
научное направление, изучающее процессы образования и массовых
(коллективных) взаимодействий объектов (элементов, подсистем):
(1) происходящие в открытых системах в неравновесных условиях; (2)
сопровождающиеся интенсивным обменом веществом и энергией подсистем с системой
и системы с окружающей средой; (3) характеризуемые самопроизвольностью
(отсутствием жесткой детерминации извне) поведения объектов (подсистем),
сочетающейся с их взаимосодействием и (4) имеющие результатом упорядочение,
самоорганизацию, уменьшение энтропии, также эволюцию систем.
Расширенная формулировка, включающая «нефизическое» содержание:
Представляется целесообразным отклонится от стремления к определению именно
синергетики и констатировать то, чем реально занимаются специалисты в связи с
исследованиями по синергетике. В связи с этим предлагается следующее
определение:
Синергетическая концепция самоорганизации
1. Объектами исследования являются открытые системы в неравновесном
состоянии, характеризуемые интенсивным (потоковым, множественно–дискретным)
обменом веществом и энергией между подсистемами и между системой с ее
окружением.
Конкретная система погружена в среду, которая является также ее субстратом.
2. Среда — совокупность составляющих ее (среду) объектов, находящихся в
динамике. Взаимодействие исследуемых объектов в среде характеризуется как
близкодействие — контактное взаимодействие. Среда объектов может быть
реализована в физической, биологической и другой среде более низкого уровня,
характеризуемой как газоподобная, однородная или сплошная. (В составе системы
реализуется дальнодействие — полевое и опосредствованное (информационное)
взаимодействие.)
3. Различаются процессы организации и самоорганизации Общим признаком для них
является возрастание порядка вследствие протекания процессов, противоположных
установлению термодинамического равновесия независимо взаимодействующих
элементов среды (также удаления от хаоса по другим критериям).
(Организация, в отличие от самоорганизации, может характеризоваться,
например, образованием однородных стабильных статических структур.)
4. Результатом самоорганизации становится возникновение, взаимодействие,
также взаимосодействие (например, кооперация) и, возможно, регенерация
динамических объектов (подсистем) более сложных в информационном смысле, чем
элементы (объекты) среды, из которых они возникают. Система и ее составляющие
являются существенно динамическими образованиями.
5. Направленность процессов самоорганизации обусловлена внутренними
свойствами объектов (подсистем) в их индивидуальном и коллективном
проявлении, а также воздействиями со стороны среды, в которую «погружена»
система.
6. Поведение элементов (подсистем) и системы в целом, существенным образом
характеризуется спонтанностью — акты поведения не являются строго
детерминированными.
7. Процессы самоорганизации происходят в среде наряду с другими процессами, в
частности противоположной направленности, и могут в отдельные фазы
существования системы как преобладать над последними (прогресс), так и
уступать им (регресс). При этом система в целом может иметь устойчивую
тенденцию или претерпевать колебания к эволюции либо деградации и распаду.
Самоорганизация может иметь в своей основе процесс преобразования или распада
структуры, возникшей ранее в результате процесса организации.
Приведенное развернутое определение является если и не вполне совершенным, то
все–таки необходимым шагом на пути конкретизации содержания, которое
относится к синергетике, и выработки критериев для создания моделирующей
самоорганизующейся среды.
О соотношении синергетики и самоорганизации следует вполне определенно
сказать, что содержание, на которое они распространяются, и заложенные в них
идеи неотрывны друг от друга. Они, однако, имеют и различия. Поэтому
синергетику как концепцию самоорганизации следует рассматривать в смысле
взаимного сужения этих понятий на области их пересечения.
5. Заключение (общенаучный и общественный контекст синергетики)
В настоящее время общая методология науки переживает период, который
совмещает в себе черты эволюции и кризиса. Современная наука, значительно
укрепив свою базу за прошедшее столетие, может позволить себе более
либеральный подход к включению в сферу своего рассмотрения содержания, не
имеющего строгой объективной основы. Позитивный смысл этого действия
заключается во включении в поле внимания существующих фактов и практик,
реально нуждающихся в интеллектуальном анализе. Однако ввиду фактической
неготовности науки к исследованию этого содержания объективными методами,
процесс сопровождается появлением «нетрадиционных» и «неклассических» наук,
симбиозов научного и ненаучного знания и других явлений, которые естественны
сами по себе для человеческой познавательной деятельности, но далеки от
именно научного знания. Важно то, что при этом происходит наработка подходов
к малоисследованному, реально существующему содержанию. Можно указать,
например, на крайне актуальную задачу объективного исследовании субъективной
реальности, на подступах к которой трудятся психологи, нейрофизиологи и
разработчики систем виртуальной реальности и компьютерной анимации. Сама
постановки задачи выглядит терминологически противоречивой. Однако это
реальная, крайне важная задача, в основе решения которой лежит изучение и
осмысление процессов самоорганизации в нейробиологической, информационной и
понятийной средах.
Современная наука достаточно сильна накопленным потенциалом научного знания и
имеет определенную устойчивость ввиду зависимости финансовых и
интеллектуальных вложений в нее со стороны общества от практической
полезности получаемых результатов. Тем не менее, смешение научного знания с
элементами обывательского доверия и даже мистики может ослаблять в какой–то
мере науку как форму общественного сознания. Сказанное имеет для синергетики
значение, поскольку в нее более, чем в другие области происходит «слив»
невостребованной обществом познавательной активности. Эта роль своеобразного
отстойника имеет, очевидно, свои плюсы и минусы. Необходимо лишь отметить,
что существующая ситуация должна ясно осознаваться авторитетными учеными,
руководителями и спонсорами.
В заключении отметим следующее. Проблематика, содержание, методы исследований
и результаты, относимые к синергетике характеризуются неоднозначными оценками
и неопределенностью. Вместе с тем, синергетика как научное направление
исследований является востребованной обществом. Значительное количество
результатов исследований в разных областях знания соотносится исследователями
с синергетикой. Контекст синергетики дает возможность плодотворно
взаимодействовать ученым разных специализаций на языке системного осмысления
и поиска новых решений. Приведенные определения синергетики, полученные
преемственным образом, могут конструктивно применяться при решении конкретных
задач. Можно предположить, что в связи с существующими и грядущими
результатами в кинетической химии, нейробиологии, транспьютерном
нейрокомпьютинге и в других областях сформируется более определенный
теоретический и аксиоматический базис синергетики, благодаря чему, в
частности, и критика в ее адрес станет более конструктивной и продуктивной.
Несомненно, при всем том, что синергетика полноценно «работает» сегодня как
категория научного знания.
Литература
1. Большой энциклопедический словарь. М.: Советская энциклопедия, 1991.
2. Хакен Г. Синергетика. М.: Мир, 1980.
3. Данилов Ю.А., Кадомцев Б.Б. ЧТО такое синергетика? //
Нелинейные волны. Самоорганизация. М.: Наука, 1983.
4. Руденко Л.П. Самоорганизация и прогрессивная химическая
эволюция открытых каталитических систем // Синергетика. Труды семинара. Том 7.
М.: Изд–во МГУ, 1999.
5. Карпинская Р.С. Природа биологии и философия биологии //
Природа биологического познания. М.: Наука, 1991.
6. Величковский Б.М. Современная когнитивная психологии. М.:
Изд–во МГУ, 1982.
7. Хакен Г. Информация и самоорганизация. М.: Мир, 1991.
8. Белавин В.А., Курдюмов C.П. Глобальный демографический
кризис: опасности и надежды //Синергетика. Труды семинара. Том 2. М.: Изд–во
МГУ, 1999.
9. Князева Е.В., Курдюмов С.П. Синергетика об условиях
устойчивого равновесия сложных систем // Синергетика. Труды семинара. Выпуск 1.
М.: Изд–во МГУ, 1998.
Страницы: 1, 2
|