авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 || 3 | 4 |

«Министерство образования и науки Российской Федерации ГОУ ВПО «Оренбургский государственный педагогический университет» КАФЕДРА теоретической физики и ...»

-- [ Страница 2 ] --

Принцип подчинения: при переходе на новый уровень организации всё множество параметров неравновесной системы подстраивается под ограниченное число «п а р а м е т р о в п о р я д к а» новой системы, управляющих её функционированием.

Принцип возрастания энтропии: в замкнутой системе энтропия только возрастает, и система приходит в состояние хаоса (термодинамического равновесия). В системе нарушается установленный порядок. Энтропия (S) – мера порядка в системе: чем выше S, тем меньше порядка.

Принцип эволюции: в неравновесной системе (процессе) внутренние силы всегда изменяются так, чтобы энтропия уменьшалась. На микроуровне возникают новые структуры более высокой организации, ведущие к совершенствованию системы на последующих уровнях развития.

Обобщённая идея принципов – всё новое в природе возникает в процессе развития неустойчивых с о с т о я н и й, спонтанно, своими собственными силами. Справедливо отметить, что синергетика освободила смысл понятия «нестабильность» (неустойчивость) от негативного оттенка.

Следует понимать, что неустойчивость далеко не всегда «зло», досадная неприятность. Она может выступать условием стабильного и динамичного саморазвития. Системы только в состоянии неустойчивости способны спонтанно организовывать себя и развиваться, и только в состояниях, далёких от равновесия, возникает сложность. Именно устойчивость и равновесие – тупики эволюции. Неустойчивость означает развитие через бифуркацию, через случайность [5, с.49].

научно обосновывает, какое действие эффективно в Синергетика открытой неравновесной системе:

• слабое, но резонансное действие эффективно, тогда как сильное, пересыщенное энергией прямое воздействие неэффективно и может нанести вред;

• для эффективного управления необходимо топологически правильно организованное влияние (в нужной форме, точно по времени и в нужном месте), т.е. определенная «конфигурация» воздействия;

• малое локальное действие может вызвать нелинейные (неоднозначные, непредсказуемые) обширные результаты;

• для всякой сложной открытой системы существует дискретный набор возможных действий, связанных с эволюционным движением;

ОНС • в состоянии нестабильности в может установиться всепроникающая связь разных уровней организации: тогда происходит «прободение» уровней или туннельный переход к любым уровням иерархии.

базовым «Порядок через флуктуацию» является механизмом самоорганизации, но есть и другие способы «включения» процесса самосовершенствования в системе.

Один из реальных путей — переключение в критические моменты противоположных режимов HS LS и связанных с ними процессов — интеграции дезинтеграции и автономизации частей, возобновления связей «растекания по старым следам» [3, 4, 5].

Другой механизм качественного преобразования целого — изменение пространственной конфигурации, или топологии начального воздействия на одну и ту же среду. Интенсивность самого влияния не изменяется. Примерами могут служить работа ЭВМ, конечные автоматы в технике, функционирование «жизни». Важно, что такой характер воздействия в одной неравновесной среде позволяет возникнуть разным структурам-аттракторам, выводящим соответствующие части системы на разные пути эволюции. Возможно, по такому пути усложнялась живая клетка. В начале - химически неоднородная среда, позже - сложно структурированная, с разнообразием состава и функций частей.

Разные начальные воздействия (внутренние и внешние), их пространственно-временное состояние объективно приводят к развитию с разной скоростью, сдвигу моментов обострения и даже разному направлению HS- и LS-режимов у одновременно живущих структур. Это ведёт к их обособлению, повышению самостоятельности, в конечном итоге усиливает иерархичность системы и уровень её организации. Ярким примером подобного механизма появления нового свойства может служить изменение каталитических свойств белка (фермента) при пространственной перестройке его макромолекулы.

Условием возникновения процессов самоорганизации может быть превышение критических значений управляющих параметров. В таком случае происходит качественное изменение режима эволюционного движения системы, и она попадает в область притяжения другого аттрактора. Примеры подобного способа самоорганизации демонстрируют работающий лазер, ядерный взрыв, резонансные процессы и фазовые переходы в физико химических средах. Теория эволюции Вселенной также предполагает, что в ходе её развития происходило количественное изменение параметров мира, приведшее к изменению физических условий и качественных закономерностей, определивших возникновение в определённый момент Homo saрiens.

Возможность сверхбыстрого развития процессов самоорганизации за конечное время обнаружена у открытых систем с положительными нелинейными обратными связями. Такие связи, как известно, ведут к раскачиванию, уходу системы от равновесия и приводят к режиму «с обострением» [3, 5, с. 66—69]. Данный механизм применим к автокаталитическим процессам разной природы. Особенно продуктивен этот подход при изучении автокатализа в химии — воспроизводство самого себя неким реагентом в ходе химической реакции (его количество нелинейно нарастает). Автокаталитические процессы исследуются и в биологии (биохимический цикл жизнедеятельности клетки). В социологии режиму «с обострением» соответствует экономический принцип «деньги — к деньгам».

Объёмная нелинейная обратная связь вызывает ускоренный, самоподстёгивающийся рост некоторых параметров по всему пространству среды. Тогда среда способна макроскопически реагировать на малые, случайные события микроуровня. В математическом смысле режим «с обострением» означает асимптотическое изменение параметров вплоть до бесконечных значений при достижении определённого значения управляющего параметра P0 (рис. 10).

K - параметр К системы P0 - критическое значение некоторого параметра 0 Po P Рисунок 10. Математический смысл «режима с обострением».

На практике не наблюдается бесконечного роста в случае асимптотической неустойчивости. Характерные величины изменяются в несколько раз и приводят к качественным изменениям в системе. Затем происходит гашение процесса, т.е. возвращение к стабильному состоянию.

Модельные задачи «на обострение» с использованием математического аппарата синергетики решаются в разных областях науки: работа лазера, термоядерный синтез, кавитация, коллапсы и другое. Перспективен этот подход в области химической кинетики, метеорологии, экологии, эпидемиологии, экономики и других исследованиях.

К настоящему времени построена теория направленного морфогенеза — спонтанного нарастания сложности в открытых нелинейных средах, способных получать, перемещать и создавать информацию. Этот путь реализуют живая природа и технические информационные системы.

Привлекателен он многократным сокращением временных затрат и материальных ресурсов. Его сущность — резонансное возбуждение желаемых и реализуемых на данной среде структур. Рассмотрим его механизм на примере развития живого организма.

Рост живого организма теоретически можно представить последовательностью автономных актов самоорганизации [3, 6]. Сам организм — иерархия автономных самоорганизующихся подсистем, управляемых с верхнего уровня иерархии (ЦНС). Эти «высшие» сигналы не имеют характера жестких команд, а лишь влияют на процессы самоорганизации более низких уровней и предопределяют их переходы от одного устойчивого режима функционирования к другому. К примеру, на уровне метаболизма клетки управление процессом обмена веществом и энергией осуществляется циклически, с помощью слабых воздействий — ферментативных биохимических реакций. Они влияют на выбор того или иного пути дальнейшего функционирования, поскольку происходит синтез определённых белков и их упорядочение в макромолекулы. Наличие нескольких равноценных продолжений связано со случайным изменением последовательности белков при синтезе по схеме: мутации накопление «дефекта» при воспроизводстве клеток макроскопические изменения в организме.

отрицательные.

В норме обратные связи в организме — Биохимический уровень жизнедеятельности через иммунную систему связан с центральной нервной системой. Понятно, что иерархически построенные системы, тем более самоорганизующиеся, не могут иметь жёстких связей между своими компонентами. Их связи — вероятностные, статистические.

Чтобы избежать хаотизации системы, как случилось бы при жестком обмен динамическом управлении, между подсистемами происходит информацией. Более того, информация не только участвует в обмене между разными иерархическими уровнями, преобразуется в новые формы, но и воспроизводится самой живой системой. Иначе была бы невозможна на вероятностном фоне высочайшая степень координации между отдельными частями системы, согласованность действий, которые демонстрирует любой Информация составляет генетически существенный живой объект.

атрибут «жизни». Благодаря ДНК информация не только перемещается по каналам связи, но и выполняет роль среды, дающей основания частям живой системы действовать кооперативно [5]. С помощью ДНК и механизма памяти природа научилась многократно сокращать время выхода на новые матричного дублирования.

структуры путём Взаимодействия живого организма (ОНС) со средой при помощи генетической информации ведут к образованию новой информации, её накоплению и совершенствованию.

Особый класс составляют активные или самовозбудимые среды (ЭВМ, биологические, химические, физические среды). В них возникает определённый тип регулярного поведения элементов системы:

автоколебания, гексагональные ячейки, вихри и другие виды пространственной и временно'й самоорганизации. Возбудимая среда — это сеть элементов, в которой внешнее воздействие создаёт динамические структуры — волны возбуждения и торможения. Сами элементы среды могут находиться в трёх состояниях: покой — возбуждение — релаксация (восстановление исходного состояния). Однократное внешнее воздействие создаёт в активной среде бесконечно долго действующий источник автоволн (рис. 11б).

Рисунок 11. Автоволны в активной среде.

Они движутся в двух- и трёхмерных средах с постоянной скоростью, без затухания, сохраняя форму и амплитуду, которые зависят только от свойств самой среды, а не начальных условий. Встроенные источники автоволн при изменении параметров среды переводят её из ждущего режима в автоколебательный. Это свойство использует живая природа. Возникшие автоволны не отражаются от препятствий, потеря на диссипацию компенсируется подводом энергии. Элементы среды подстраиваются под частоту самого высокого источника автоволн (эффект синхронизации).

За счёт неоднородностей активной среды может возникнуть множество источников колебания, что приводит к хаотизации режима. Возникает состояние динамического хаоса. Нарушение фронта автоволны ведёт к образованию спиральных волн (рис. 11а). Скорость их вращения, форма, шаг спирали — постоянны и определяются только характеристиками среды. Они не подавляют друг друга, но взаимодействуют. Существование спиральных автоволн — фундаментальное свойство активных сред. Примерами автоволн могут быть метеорологические смерчи, вихри, торнадо;

распространение нервного электрического импульса по нейрону;

механизм регулярного сокращения сердечной мышцы;

волна горения в среде;

обработка информации в коре головного мозга и другое.

Перечисленные механизмы включения самоорганизации и усложнения открытых систем природа выбирает в соответствии с возможностями и характеристиками самого объекта.

3.3. Примеры самоорганизации в природных и социальных системах В настоящее время большие надежды связываются с синергетическим подходом в решении по-новому сложных проблем из разных областей знания.

Физика: теория неравновесных процессов (гидродинамика, теплопроводность, сверхпроводимость), полупроводники, фазовые переходы, термоядерные реакции, работа лазера, взрывные процессы.

Техника: деформация и разрушение материалов, теория прочности, флаттер (разрушение конструкций в результате резонанса частей), управление сложными автоматизированными системами, работа современных средств связи, создание материалов с заданными свойствами.

Химия: колебательные химические реакции, процессы горения, автокатализ, теория предбиологической эволюции органического вещества, новая область исследования – эволюционная химия.

Биология: абиогенное происхождение жизни, активность биологических сред, физиология и морфогенез живого организма, динамика численности популяций, теория универсального эволюционизма.

Информатика: архитектоника ЭВМ, самоорганизация промежуточных вычислений, разработка стохастических вероятностных программ, проблема надёжности систем из ненадёжных элементов, проблемы искусственного интеллекта, модель ассоциативной памяти, устройства по обработке и передвижению информации, синергетический компьютер.

Экономика и социология: прогноз развития общества, экономические кризисы и пути выхода из них, планирование социального развития, проблемы демографии и будущего человечества, механизмы управления экономикой.

Рассмотрим на конкретных примерах проявление самоорганизации в природных и социальных структурах, которые были обнаружены или нашли своё объяснение в рамках синергетики.

Ячейки Бенара. Это пример диссипативной структуры в форме шестигранных ячеек. Она возникает при равномерном подогреве тонкого слоя жидкости (масла) снизу. Вихревая циркуляция жидкости перестраивается в регулярную структуру в форме сот при достижении температуры выше критической. В 80-е гг. при астрономических измерениях была открыта крупномасштабная ячеистая структура Вселенной (размеры ячеек порядка 108 парсек). Причиной появления названных структур на макро- и мегауровнях называется самоорганизация материи. Ячейки Бенара — пример стационарной структуры (рис.12).

«Химические часы». В автокаталитической реакции Белоусова — Жаботинского (БЖ) наблюдается интересное явление. При окислении лимонной кислоты смесью бромата калия и сульфата церия (с добавлением красителя) возникает периодическая временна'я структура: с периодом около четырех минут регулярно меняется цвет раствора: красный синий.

Колебания цвета обусловлены диффузией реагентов, а не температурой среды, и поддерживаются, пока обеспечивается необходимая концентрация реагирующих веществ, подводится энергия извне. Если раствор для реакции БЖ налить тонким слоем (1 мм) и возбудить в нём колебания, то возникает пространственная структура самоорганизации — спиральные волны (рис. 11). Их центрами являются микронеоднородности среды. Для того, чтобы одновременно изменить свой цвет, молекулы должны «каким-то образом» поддерживать связь между собой. Отсюда следует, что система должна вести себя как единое целое. Налицо эффект когерентного, кооперативного поведения элементов в химических системах. Следует подчеркнуть, что самоорганизация в неживых системах не создаёт принципиально новых элементов. Происходит лишь перераспределение элементов среды в пространстве и времени.

В биологических системах в ходе самоорганизации могут возникать качественно новые элементы, возможен самопроизвольный отбор, причём с каждым новым этапом эволюции процессы самоорганизации быстро усложняются.

Рисунок 12. Ячейки Бенара.

Работа сердечной мышцы. Пульсации сердечной мышцы обеспечивает синусный узел — встроенный источник автоволн возбуждения с частотой ~ Гц. При инфаркте его очаг становится центром автоволн с бо'льшей частотой и подавляет синусный узел. Сокращения сердечной мышцы прекращаются, остаются хаотические фибрилляции отдельных участков сердца. При полной остановке сердца используют дефибрилляцию током высокой частоты, восстанавливающим активность синусного центра. В сердечную мышцу встроено несколько «запасных» центров автоволн с несколько меньшей частотой. Они начинают работать при поражении главного синусного центра.

Распространение нервного импульса по нейрону без затухания. Ранее этому факту не было разумного объяснения с учётом того, что скорость движения импульса от 1 до 100 м/с, длина нейрона в среднем 1,5 м, а удельное электрическое сопротивление нервного волокна 107 Омм. Это автоволновой процесс. Автоволны, как структура самоорганизации нервного волокна, передвигаются без потери энергии и искажений. Величина и длительность импульса (порядка 1 мкс) не зависят от природы и силы нервного возбуждения. Каждый активный элемент нейрона после возбуждения возвращается в исходное состояние и готов к приёму нового сигнала. Один импульс — одна единица информации. Информация кодируется в интервалах следования5 [4].

Обработка информации в коре головного мозга. Механизм работы мозга ещё достаточно не изучен. Ниже предлагается синергетическая модель процессов в коре головного мозга при восприятии. Кора головного мозга образована сетью переплетённых нервных клеток, электрически связанных в местах контакта — синапсах. В коре распространяются импульсы возбуждения автоволновой природы. Передача сигнала осуществляется не прямо (как в сердечной мышце), а через посредство синапсов, для возбуждения которых необходима пространственная суммация (накопление) сигналов. В основе работы мозга лежит взаимосвязь между автоволнами возбуждения и торможения, охватывающими значительные области мозга.

Рисунок 13.

Области притяжения аттракторов в динамической системе, действующей как ассоциативная память.

При восприятии передача сигналов от органов чувств ведётся не локально (и не по параллельным каналам), а сразу же на входе хаотизируется и далее развивается как процесс самоорганизации. Причем состояния-аттракторы процессов в коре мозга предполагаются типа «странных», фрактальной структуры. Как выяснилось, распознавание образов у человека вовлекает до 105 двигательных единиц состояний (у робота их максимально — 10). По одновременно действующим каналам Кринский В. И. и др. Автоволны М.: Знание, 1984. – (Сер. «Физика», № 10) ассоциативной памяти «просматриваются» колоссальные объёмы информации и выполняется множество операций (рис. 13). А в ЭВМ пока последовательный перебор реализуется и упорядочение данных по выбранным критериям. К тому же мозг построен из менее надежных элементов, чем ЭВМ (частота срабатывания нейрона ~103 с–1, скорость импульса всего ~10 м/с). Исходя из чего, можно предполагать, что мозг работает по вероятностной, стохастической программе, а хаотизация внутреннего состояния позволяет расширить поле поиска, уравновесить главное — неглавное, существенное — несущественное перед «лицом смутной, неделимой цели» [3].

В экспериментах также выяснено, что память о единичных событиях не локализована в отдельных нейронах или их группах, поскольку информация сохраняется при повреждении значительных участков мозга. Была предложена «голографическая модель памяти». Суть её в следующем.

Известно, что оптическую информацию можно полностью восстановить по малому участку голограммы. Мозг хранит и перерабатывает информацию, вероятнее всего, в образах, но они не подобны действительности (в виде «картин»), а представляют собою некоторые пространственно-временные структуры активности нейронов — своего рода «образное автоволновое моделирование». Так и напрашивается аналогия с записью информации на голограмму!

Спиральные автоволны депрессии были сфотографированы на сетчатке глаза цыплёнка [Кринский В.И., 1984, С.23], что можно считать доказательным фактом. Обнаружение вращающихся спиральных автоволн в тканях мозга служит подтверждением единства автоволновых процессов самоорганизации в неживой и живой природе.

Сегодня физические автоволновые процессы в сверхпроводящей среде ВТ. функциональная начинают внедряться в элементы Развивается электроника, составляющая техническую базу моделирования обработки информации по типу работы мозга.

имеет интересный механизм Популяция коллективных амёб выживания, основанный на самоорганизации. Они живут как отдельные клетки. При недостатке пищи быстро объединяются в многоклеточный организм. Для этого наиболее голодная группа клеток становится источником спиральных автоволн. Эти амёбы испускают специальное вещество — морфоген, который распространяется по спирали и синхронизирует движение остальных клеток, они начинают двигаться по спирали. В центре спирали вырастает плодовое тело на ножке. До исчерпания пищи оно успевает дать споры. Если условия резко ухудшаются, и нет времени для образования единого организма, возникает несколько мелких плодовых тел. Популяция не погибает.

Самопостроение биологических объектов, процесс морфогенеза.

Организм человека имеет ~ клеток. Точного плана его структурообразования нет. На такое количество образующихся клеток первичная плодовая клетка вместить информацию генетически не может.

Следует вывод: в управлении ростом живых организмов полностью детализованная программа отсутствует! «Сценарий» развития является гибким, приспособляющимся к вариативным условиям среды.

Самопостроение биологических объектов, наращивание новых структур идёт на основе диссипативных процессов «выедания», затухания «ненужного» в хаотизированной среде [3]. На ранних стадиях развития организма в исходно неоднородной ткани зародыша возникают диссипативные структуры, становящиеся центрами возбуждения автоволн. Автоволновой процесс приводит к неравномерному распределению биохимических регуляторов генетической активности (морфогенов), обеспечивая главное условие самоорганизации — неравновесность среды. Как известно, при развитии конкретного органа в ДНК его клеток активируется морфогенами только та часть ДНК, которая имеет отношение к построению данного органа, и блокируется – вся остальная. Таким образом, сама неравновесность среды задаёт дальнейший план образования разных структур и их функций в рамках целого. Поскольку единого сценария нет, всё зависит от меняющихся условий среды, что и обеспечивает выбор оптимального из вариантов [3, 4].

Демографическая проблема роста народонаселения. Классической кривой роста населения Земли считалась экспонента. Но в 60-е годы был установлен фундаментальный факт: население планеты растёт в режиме с обострением. Это квадратичная нелинейность вида: dN/dt = aN2, где а — управляющий параметр. Эмпирически построенная кривая роста населения вплоть до наших дней хорошо согласуется с теоретической кривой и поразительно устойчива. Мировые катаклизмы в истории человечества, связанные с большими людскими потерями (античные войны, массовые эпидемии в Средневековье, стихийные бедствия, первая и вторая мировые войны), не изменили тенденции роста. Все потери не выходят за пределы пороговых флуктуаций и не приводят к срыву внутри модели, нарушению общего закона роста. Внутренняя устойчивость гиперболического роста численности людей указывает на глубинную связь демографической модели с характеристиками мира как глобальной системы. Естественно искать параметры порядка, отражающие общий характер поведения системы. Пока эти параметры не выделены, можно только предполагать, что в их число могут входить, например, средний возраст жизни человека или интегральное число людей за всю историю планеты. По теоретическим подсчётам С.

Капицы общее число людей за всю историю человечества составило ~ млрд. человек.

Из анализа синергетической модели роста населения вытекают два важных следствия. Первое — появляется конечное время обострения t0, когда предполагается переход к точке сингулярности, т.е. бесконечного роста численности. Расчёты дают «точку сингулярности» к 2025 г. На графике (рис. 10) этот факт отражает асимптотическое приближение кривой роста населения к вертикальной прямой, проходящей через р0. Второе — асимптотическая неустойчивость рассматривается в синергетике как новый тип странного аттрактора [5, с. 75]. В режиме с обострением неустойчивость такого типа приводит к фазовому переходу с появлением двух сценариев дальнейшего хода событий. Или распаду структуры, или выходу на новый аттрактор, другой режим функционирования (переход с LS режима на HS). Для поворота с режима роста населения на режим замедления и стабилизации нужны «потрясения» системы, она должна пройти через хаос, чтобы сгенерировать новую структуру, добыть новую информацию, создать инновацию. Современный уровень развития цивилизации как раз определяется состоянием приближения к «моменту обострения». Пока ещё есть время сознательно изменить ситуацию в пользу человечества. Тем более, что в начале 90-х гг. наметилась тенденция стабилизации численности населения планеты и есть перспектива перехода с неуправляемого роста народонаселения к 30 – 50 гг. XXI века стабилизации численности на уровне ~ 12 -13 млрд. человек (рис. 14).

Рисунок 14. Демографический переход.

Рассмотренные примеры представляют идею самоорганизации на разных уровнях существования окружающего нас мира. Более того, в рамках синергетического межнаучного подхода интегрируются не только области знания, но и разные сферы культуры. Это делает синергетику диалогичной.

Диалогизм синергетики гармонирует с мировоззренческими установками современной науки, базирующейся на системном подходе, принципах дополнительности, неопределённости и соответствия, многозначных логиках. Он способствует продуктивному использованию аппарата синергетики в исследованиях массовой психологии, пониманию сущности человеческой культуры, механизма творчества, являющего собой «интеллектуальный хаос. И опять, можно завершить мысль строчками из стихов: «Когда бы знали, из какого сора растут стихи, не ведая стыда,…»

(А. Ахматова).

Синергетика не охватывает все виды самоорганизации и не претендует, по выражению Климонтовича [2], на роль «ключа от ларца со всеми ключами».

Она не произвела открытий, поскольку не является разделом науки. Это новый способ мировидения, межнаучная концепция в единстве основных понятий самоорганизации - принципа подчинения - параметров порядка диссипативных структур - неравновесных фазовых переходов. Синергетика указывает путь сразу во многих направлениях и имеет «точки опоры» внутри различных научных областей исследования бесконечно сложной реальности.

Вопросы самоконтроля 1. Что означает термин «синергетика»? В чём смысл его названия?

2. Дайте определение основным понятиям синергетики: открытая неравновесная система, флуктуация, диссипативная структура, бифуркация, аттракторы, параметры порядка, темпомир, эволюция, стрела времени.

3. В чём сущность самоорганизации, в каких системах и при каких условиях она возможна?

4. При каких условиях и как «собственными силами» система может создавать новые структуры и свойства?

5. Почему для сложной открытой системы существует множество альтернативных путей развития?

6. Как можно эффективно управлять развивающимся объектом? Что значит «управлять, не управляя»?

7. Как следует понимать с позиций синергетики древнекитайское изречение: «Слабое побеждает сильное»?

8. На каком уровне и как возникают диссипативные структуры? Что это даёт системе?

9. Что такое фрактал? Основное свойство фракталов. Примеры фракталов в природе.

10. Роль бифуркации. Возможно ли предсказать её исход?

11. Аттракторы. Типы аттракторов. Всегда ли система приходит к выбранному аттрактору?

12. Чем отличаются бифуркационный и эволюционный этапы саморазвития систем?

13. Может ли будущее открытой неравновесной системы определять её настоящее?

14. Означает ли синергетический подход отрицание детерминизма?

15. Может ли сверхсложная, хаотизированная на уровне элементов среда описываться небольшим числом фундаментальных идей (параметров)?

16. Что означает утверждение синергетики: развитие канализовано, ограничено определёнными «рамками»?

17. В чём состоит новизна понимания роли хаоса в синергетике?

18. Перечислите основные механизмы самоорганизации открытых неравновесных систем (ОНС).

19. Как понимать цикличность процессов в мире? Что такое темпомир?

Инь-ян в синергетике. Синергетическая стрела времени.

20. Приведите примеры самоорганизации в природе, технике, обществе.

Рекомендуемая литература 1. Аршинов В.И., Свирский Я. Философия самоорганизации: новые горизонты // Общественные науки и современность. 1993. № 3. С.59 – 70.

2. Климонтович Н. Ю. Без формул о синергетике. Минск: Вышэйшая школа, 1986.

3. Князева Е. Н., Курдюмов С. П. Синергетика как новое мировоззрение // Вопросы философии. 1992, № 12. С. 3—20.

4. Князева Е. Н., Курдюмов С. П. Антропный принцип в синергетике // Вопросы философии. 1997, № 3. С. 62—79.

5. Князева Е. Н., Курдюмов С. П. Основания синергетики.

Синергетическое мировидение. М.: КомКнига, 2005.

6. Пригожин И., Стенгерс И. Порядок из хаоса: новый диалог человека с природой. М.: Прогресс, 1986.

7. Рузавин Г. И. Синергетика и диалектическая концепция развития // Философские науки. 1989. № 5. С. 11—21.

8. Хакен Г. Синергетика: Введение в теорию самоорганизующихся систем. М.: Мир, 1985.

§ 4. Изменение познавательных установок при синергетическом подходе в различных областях знания и деятельности человека.

Рассматривая идеи синергетики, в основном, на материале естественных наук, резонно задуматься над вопросом, насколько правомерен перенос синергетических моделей по горизонтали (из одной области знания в другую) и по вертикали (от моделей в конкретной научной области до общетеоретических и междисциплинарных выводов? Специалисты в области синергетики утверждают, такой подход правомерен. Установлено, что синергетические модели применимы к таким системам как человеческий мозг, сознание, социальная общность;

они объясняют рост городов, процесс формирования общественного мнения, долговременные циклы в экономике и многое другое. НО есть ограничения. Синергетические модели в гуманитарной области, политике, социологии создаются применительно к массовым (коллективным) процессам. В духовной и идеологической сферах следует учитывать факторы сознания и воли человека, способные не только поддерживать, но и противодействовать макротенденциям по принципу «знаю, как должно делать, но поступаю наоборот».

Рассмотрим примеры того, как синергетический подход изменяет познавательные установки в разных областях знания.

Философия На уровне философии, в настоящее время начинает формироваться синергетическая научная картина мира (НКМ). Она предстаёт как совокупность конкретных моделей самоорганизации в разных областях естественнонаучного и гуманитарного знания. Грандиозная задача, требующая межнаучного подхода на основе синергетических принципов и закономерностей. Объектами философии, как известно, предстают реальность и познающий её человек, определяющий связь бытия и сознания.

Синергетика сформировала своё отношение к реальности и познающему её человеку, сформулировала свои онтологические постулаты. Принципы бытия – иерархичность и гомеостатичность. Принципы становления открытость, нелинейность, динамичность, наблюдаемость. Главная форма бытия – не ставшее, а становящееся;

не статичность, а динамика;

основа становления - переходные, временные образования. Существуют две крайности становления: хаос и порядок.

Ключевой идеей синергетических представлений в НКМ выступает у н и в е р с а л ь н ы й э в о л ю ц и о н и з м (УЭ). УЭ – это понимание нашей Вселенной как единого целого, однажды возникшего, развивающегося непрерывно по единым для природы и общества принципам и закономерностям. Ведущим принципом универсального эволюционизма является принцип коэволюции природы и человека: природа и человечество должны взаимодействовать так, чтобы не подавлять развитие друг друга [8].

Какие проблемы внесены синергетикой в НКМ?

1. Наличие в самоорганизующихся системах (СОС) особых структурных компонентов - информационных кодов, - фиксирующих внутри них ценную для системы информацию. Это - генетический аппарат в живых системах и культура – в обществе. Что им подобно в неживых системах? Пока ответа нет… 2. По-новому ставится проблема искусственного и естественного.

Реализация одного из возможных сценариев развития предстаёт искусственно инициированным и, в то же время, результатом естественного саморазвития.

3. К изучению сложности любой природы обязателен междисциплинарный подход. Синергетика при этом и работает как межнаучный метод познания.

4. Для СОС операции деятельности перестают быть внешними относительно процесса развития, а составляют внутренний момент, включённый в самоё развитие.

Человек в этой деятельности может быть и субъектом, и объектом, т.е.

«творить себя». У него меняется способ мышления (тип рациональности):

классическая наука - абстрагирование от деятельностной природы субъекта (аналитико-синтетическое мышление);

неклассическая наука - учёт деятельности самого человека, невозможность вычленить его из самой системы (системное мышление);

постнеклассическая наука (синергетика) - включается социокультурная обусловленность науки и самого субъекта научной деятельности, формируется синергетическое мышление.

Синергетическое мышление является недуальным, и основывается на взаимосвязи, единстве всех процессов внутри себя и в окружающем мире.

Человек с синергетическим мышлением воспринимает отдельный факт или событие в непрерывности некоего общего процесса. Личная активность в формировании своего самосознания и о б ъ ё м н о г о восприятия действительности заключается, прежде всего, в преодолении дуальности мышления («или то, или другое», как выражение однозначности, линейного детерминизма). Формируется осознание общности со всем миром, непрерывности переходов в восхождении к целостности («и то, и другое – в определённых условиях»). Конечно, важнейшим познавательным началом синергетического мышления является идея о креативной, конструктивной роль хаоса в эволюции сложных систем. «Это - и способ выхода на относительно устойчивые структуры эволюции, и механизм переключения жизненно важных циклов функционирования сложных систем, и «клей», который связывает части в единое и устойчиво эволюционирующее целое, и механизм адаптации к изменчивым условиям окружающей среды, в том числе, – способ обновления сложной организации в природе, социуме и человеческом разуме» [5, C.103].

Другая ведущая идея: и живое, и неживое подвержено ритмам жизни (по аналогии с древневосточным принципом «инь - ян»). Каждая сложность живёт в своём темпомире, а объединение частей в целое происходит путем синхронизации их темпомиров посредством диффузионных, диссипативных процессов, являющихся макроскопическим проявлением хаоса. При этом параметры порядка, характеризующие поведение системы на макроскопическом уровне, и движение частей этой системы на микроскопическом уровне взаимно обусловливают друг друга. Части порождают параметры порядка, которые обратно воздействуют на части и определяют их поведение. Так что нельзя установить, что здесь является первичным, а что - вторичным. Потому и говорят о петлях обратной связи, цикличной причинности, между элементами системы и свойствами системы как целого.

Синергетика даёт путь разрешения традиционной философской проблемы духа и тела: что первично и что вторично? Дух и тело человека находятся в отношениях взаимной, циклической детерминации. (Г. Хакен:

«… дух и материя являются только двумя сторонами одной и той же медали.

Дух - как бы является параметром порядка, а нервные клетки – частями, подчинёнными ему. И, напротив, в результате циклической причинности коллективное поведение нервных клеток определяет параметр порядка». Синергетике 30 лет. Интервью с профессором Г. Хакеном (Проведено Е.Н. Князевой) // Вопросы философии, № 3, 2000, С.58.

Физика В рамках неравновесной термодинамики разработана модель самоорганизации «с источниками и стоками» (см. § 3.2). Согласно этой модели «источники» создают на микроуровне при поддержке среды диссипативные структуры (волны схождения, LS – режим, есть спектр структур-аттракторов). А «стоки» на макроуровне их размывают (волны расхождения, HS - режим). Налицо необычная познавательная ситуация:

новое возникает на микроуровне, практически, невидимо для нас, и человек пока не научился этим процессом управлять, только - сама природа. А размывается новое уже видимо, на макроуровне. Это неравенство условий не позволяло понять, что только их взаимодополнение, совместное действие совершенствует среду. В синергетике сформулирован фундаментальный принцип поведения самоорганизующихся систем (СОС): в процессе жизнедеятельности системы происходит периодическое чередование стадий эволюции и инволюции;

взрыва активности и пассивности, cхождения к центру и разбегания, интеграции и дезинтеграции системы. Сама нелинейность обеспечивает в СОС смену режимов LS и HS. Всюду существуют петли процессов HS LS. Смену режимов LS и HS можно рассматривать в качестве математического аналога принципа «инь - ян».

Смена режимов позволяет сформулировать парадоксальное следствие – взаимопроникновение темпомиров друг в друга (а не простое сосуществование рядом, параллельность). Прошлое «просачивается» в настоящее, равно как и будущее тоже проникает, пронизывает настоящее.

Иными словами, «завтра» и «вчера» могут быть проявлены в «теперь» [5, С.160]. При колебаниях инь – ян (прорывах к новому и возвратах к старому) разные темпомиры могут где-то пересекаться, т.е. на определённых стадиях развития мы можем вступить в связь с другими темпомирами прошлого (праорганизацией) и будущего (сверхорганизацией). А на других стадиях эта связь, практически, полностью прерывается. Раз есть перекрытие темпомиров в некоторый момент, то оно должно происходить и в определённых точках пространства! Тогда могут быть времена (стадии развития), когда мы близко подходим к другому темпомиру и интенсивно с ним взаимодействуем… Неограниченно отдалённое будущее, по мнению Е.Н. Князевой [5, С.

160], не бесконечно удалено от нас, но может проявиться на промежуточной стадии, непосредственно влияя на нас, например, во время сна без сновидений (?). Потому не так уж бессмысленны выражения «назад в будущее» и «вперёд в прошлое».

Химия В конце 1970-х гг. начала формироваться эволюционная химия. Были открыты новые химические объекты – элементарные открытые каталитические систем (ЭОКС).

В них происходила самоорганизация, т.е. самопроизвольный синтез органических соединений более сложных и высокоорганизованных в сравнении с исходными. Современные представления о начале жизни на Земле связаны с теорией саморазвития ЭОКС (А.П. Руденко, конец 1960-х гг.): химическая эволюция предшествовала биологической эволюции и представляла собою саморазвитие каталитических систем, где эволюционировал к а т а л и з а т о р. В ходе химической эволюции поддерживались только те изменения катализаторов, которые усиливали их активность. Катализаторы с меньшей активностью в ходе естественного отбора угнетались и не выживали. В результате формировался единый комплекс более мощных катализаторов, иерархически связанных между собой, способный производить в целом комплекс разнообразных органических веществ. Эволюционная химия стала теоретической базой перехода от хемогенеза к биогенезу.

Теория ЭОКС предложила объяснение первого этапа химической Главным механизмом организации вещества в неживой природе.

автокаталитическое саморазвития материи в ней признаётся самовоспроизведение органического вещества при непрерывном расширении и самосовершенствовании сети катализаторов (ферментов).

Чтобы выжить в окружающей среде, полипептиды (белки) и полинуклеотиды (нуклеиновые кислоты) стали объединяться в комплексы – гиперциклы, - стабильные самовоспроизводящиеся химические макромолекулярные системы, способные автономно существовать, размножаться и совершенствоваться. Гиперциклы могли расти, вовлекать в единый химический процесс всё большее число нуклеотидов и пептидных цепей. Гиперциклы имели циклическую иерархию, где компоненты кооперировали, взаимоподдерживали друг друга, а не конкурировали и вытесняли слабых. Автокаталитический гиперцикл – min. требование для возникновения макромолекулярной химической среды, способной накапливать, сохранять и обрабатывать генетическую информацию, поддерживать гомеостаз внутренним механизмом обмена веществ. Эти качества перешли к живой системе в г о т о в о м виде. Важный вывод:

«жизнь» начиналась на химическом уровне, а на биологическом – она развивалась. Три фактора определили естественную самоорганизацию неживого вещества – в живое:

автокатализ органического вещества;

неравновесность первичной физико-химической среды планеты;

кооперативные действия макромолекулярных систем.

Можно в контексте сказанного провести образное сравнение:

синергетика служит «катализатором» познания и потому не заменяет базовых наук, а стимулирует развитие знания в их рамках.

Биология автокатализ – воспроизводство веществом самого себя в присутствии катализатора.

живой организм – открытая, С синергетической точки зрения саморегулируемая, самовоспроизводящаяся система, далёкая от равновесия, проходящая необратимый путь индивидуального и видового развития.

Математик Дж. фон Нейман логически доказал, что возможно построение «универсальной машины», способной воспроизводить другие машины и самоё себя. Для этого у неё должны быть следующие функциональные части:

А – рабочий механизм построения машин (автоматическая линия по сборке);

IS - инструкции (что делать), записанные на некотором носителе информации;

В – устройство копирования инструкций. Машина должна состоять из большого числа элементов. Общая формула машины: S = A + B + ( IS + FC), где FC- факторы внутреннего и внешнего влияния. Это - «в е ч н ы й автомат».

Природа реализовала идею «вечного автомата» в живом организме: IS – гены;

В – информационная ДНК, FC – внешние и внутренние факторы влияния среды. Эту модель принято называть «биохимической машиной».

Чтобы статистические закономерности функционирования организма выполнялись с большой надёжностью, он должен иметь многоатомную структуру. Биологический организм состоит из множественных структурно функциональных звеньев, связанных в единую многоуровневую сеть, где информационная составляющая каждой отдельной клетки влияет как на все остальные субформы (ткани, органы и т. д.), так и на организм в целом.

Основой структурно-системной организации, функционирования и управления является фрактал. Это означает, что и человеческий организм обладает свойством самоподобия на разных уровнях системной иерархии, что свидетельствует о «голографичности» его информационных систем.

Механизмом для обеспечения устойчивости информационного взаимодействия частей организма служит синхронизация их собственных колебательных процессов, имеющих электромагнитную природу. В рамках синергетики начинаешь понимать, что природа, используя возможности фрактальных структур, исключительно эффективно сконструировала человеческий организм. Электрическая активность сердца - рекурсивный (фрактальный) процесс. То же можно сказать и об иммунной системе, лёгких, печени, почках, вестибулярном аппарате и др. - все это фрактальные структуры. В целом, человека можно рассматривать как информационную самоподобную структуру, пронизывающую физическое тело, и представленную нелинейными фракталами, причем, в основе их конструкции, как правило, лежит золотое сечение. Фракталы разветвляющиеся структуры, составленные из простых элементов, могут быть описаны с помощью небольшого объема информации. Возможно, несложные рекурсивные преобразования, которые формируют фрактальные структуры, заложены в генетическом коде человека. К примеру, ДНК не может во всех подробностях определять строение бронхов, бронхиол, альвеол или пространственную структуру дыхательного «древа», однако она в состоянии запрограммировать на повторение (рекурсию) процессы расширения и разветвления. Именно таким путем природа, вероятно, достигает своих целей.

Особенно важно то, что человеческий мозг рекурсивен по природе. Даже сам процесс мышления - результат взаимодействия стабильности и хаоса, линейной и нелинейной активности. Теоретически работа мозга - мышление, память, процесс обдумывания и самосознания - все должны быть фрактальны и в структуре, и функционировании (т.е. построены в подобии частей целому, на одних закономерностях, механизмах независимо от масштаба).

Учитывая сказанное, разумно выдвинуть предположение о том, что любой продукт взаимодействия людей должен быть тоже фракталом по своей структуре.

В целом, принципиальное отличие живой материи от неживой состоит в все объекты находятся в постоянном следующем. В живой природе состоянии на грани хаоса и порядка, и именно это её неустойчивом принципиальное свойство позволяет живым организмам адаптироваться к непрерывно изменяющимся внешним условиям окружающей среды.

Неживая материя таким свойством не обладает. Объекты неживого мира (физические системы) могут находиться в состоянии устойчивого равновесия как угодно долго, но, в конечном итоге, самопроизвольно переходят в хаотизированное состояние и разрушаются.

Живой организм для существования в изменчивой среде должен обладать элементами хаотического поведения. Можно предположить, что и искусственные системы, способные адекватно взаимодействовать с меняющимся окружением, должны быть в той или иной степени тоже хаотичными (иначе не будут реагировать на слабые воздействия).

самоорганизация В природе составляет альтернативу жёсткому естественному отбору, конкуренции, отторжению слабых, неприспособленных. Саморазвитие основано на кооперации элементов системы, взаимной поддержке, совместной эволюции частей целого.

Синергетическое правило «дефект затрат» (при объединении структур разной сложности требуется меньше затрат ресурсов и энергии для функционирования и развития целого) звучит социально: «Вместе мы сильнее!»

Медицина Синергетика пытается построить новый подход «с человеческим лицом»

к здоровью индивидуальному и коллективному. [5, С.73] Динамический хаос в функционировании организма говорит о здоровье! Суть синергетического лечения – воздействие на ключевые зоны организма больного в строго определённых точках, вызывающих б и ф у р к а ц и и, которые подталкивают систему на эволюционную траекторию, ведущую к аттрактору – норме.

Лечение приобретает метафорический образ «пути к себе», «открытия заново»8.

себя Это внутренний процесс, основанный на уважении способности тела (и духа!) к самоисцелению, поиски внутренних условий и создание внешней благоприятной среды для выхода на состояния– аттракторы здорового будущего. Эффективны малые (слабые), но регулярные воздействия: закаливание, правильный режим питания и деятельности, гомеопатия, аутотренинг, акупунктура, медитация.

Эффективнее не «бороться с болезнью», а помочь собственному организму найти внутренние силы и «ввести их в действие» в направлении здорового состояния. Ф. Капра подчёркивает, что в будущей – холистической – медицине «доктор должен уважать способность тела к самоисцелению, а не пытаться господствовать над процессом исцеления».9 Лечение и излечение предстают при таком подходе как «синергетическое приключение» больного, при котором в самом человеке обнаруживаются скрытые установки на благоприятное и здоровое будущее [там же, С.74].

Самоорганизующиеся сети Это понятие возникло недавно для обозначения сильно неоднородной, топологии сетевой связей элементов в сложных природных и социальных системах (метаболические сети и белковые взаимодействия в клетках, пищевые связи в экосистемах, структура Интернета, сеть авиалиний и др. транспортных коммуникаций, биржевые операции, объединения групп людей по разным признакам и т.п.) В таких сетях небольшое число узлов содержит очень большое число связей, а огромное число узлов – лишь несколько связей. Их особенность – Аршинов В. Синергетика как феномен постнеклассической науки. М.: ИФ РАН, 1999, с. 179.

Капра Ф. Уроки мудрости. Разговоры с замечательными людьми. М.:, 1996, с. 165.

Топология – пространственная конфигурация объекта или воздействия.

кластерная, негомогенная структура. В кластерах все его элементы связаны между собой прочными, трудно разрушаемыми связями, а связь с другими кластерами – более подвижная, вероятностная.

Самоорганизующиеся сети (СоС) принадлежат к числу универсальных критических (т.е. в норме сильно хаотизированных) явлений, их структура ф р а к т а л ь н а, они способны к эволюционному росту и самосовершенствованию. Главное свойство СоС: если две сети находятся в критическом состоянии и связаны между собой, то благодаря фундаментальному свойству – к р и т и ч е с к и х ф л у к т у а ц и й Рисунок 15.Типы связи.

элементов в сетях Во а). Случайная сеть. б). Самоорганизующаяся сеть распространяться на дальние расстояния (скейлинг-эффект) - изменения в одной части сети сказываются на свойствах другой. Появляется возможность быстрого обмена информацией даже между наиболее удалёнными областями. Приведём примеры самоорганизующихся сетей:

поверхности южных морей из-за синхронного 1.Свечение взаимодействия фитопланктона на больших площадях (или колоний светлячков в ночном лесу).

2.Феномен «тесного мира». (Напомним известную поговорку: «Мир тесен!»). Социолог С. Милграм (США, 1967 г.) предположил: каждого человека можно связать с другим человеком на земном шаре цепочкой из знакомых. Это свойство социальной коммуникации получило название «шесть ступеней разделения». Социологические исследования подтвердили, что люди действительно сгруппированы в малые кластеры, обычно слабо связанные с другими такими же [5].

3.Структура Интернета и Всемирной Паутины также обладает феноменом «тесного мира». Проведённые исследования (США, ун-т Нотр Дам) выявили, что среднее число «кликов», необходимых для перехода с одной Web-страницы на любую другую описывается формулой D ~ 0,35 + 2,06 log (N), где N~109 – число узлов в WWW, тогда D ~ 18 – 19 кликов.


4.Нейронные сети. Была исследована сеть из 282 нейронов червя нематода C.elegans. Она оказалось с довольно высокой степенью кластеризации по сравнению со случайной сетью того же размера.

Систематических исследований нейронной сети мозга человека пока не проведено, но есть данные, что эта сеть имеет высокий уровень кластеризации. Предполагают, что даже траектории движения глаза при рассматривании произведения живописи образуют самоорганизующуюся сеть, поскольку в изображении есть всегда области повышенного интереса, где образуется небольшое число узлов с очень большим числом связей. (К примеру, портрет Монны Лизы кисти Л. да Винчи). Но это пока гипотеза, требующая дальнейших исследований.

5.Сети в лингвистике. В 2001 г. была сконструирована сеть для английского языка, в которой узлами являются слова. Два слова считаются связанными, если в предложении появляются рядом. Было обнаружено, что такая сеть, состоящая из 440902 слов, имеет высокий коэффициент кластеризации С = 0,437 и два режима степенного закона распределения.

Слова с числом связей k 103 распределены с показателем степени = 1,56, а слова с 103 k 105 описываются степенным законом с = 2,7. Каково назначение человека? Антропный принцип Исторически сложилось 2 подхода к определению места человека в окружающем его мире. Техногенная (западная) культура рассматривает человека противостоящим Природе: вектор его развития направлен вовне, на Евин И.А. Искусство и синергетика. М.: Едиториал. УРСС, 2004. С. 42.

преобразование мира. «Человек – царь природы». Восточная система ценностей считает человека включённым в организм Природы: вектор человеческой активности ориентирован более вовнутрь, на самовоспитание, самоограничения, включение в традиции (китайский принцип «у-вей» недеяние). «Человек – неотъемлемая часть природы».

Главное наставление, которое способна дать человеку синергетика звучат так. Все в мире взаимосвязано;

ты не марионетка, но и не господин, ты активный узелок в сплетении эволюционных нитей универсума, тянущихся из бесконечной дали и уходящих в бесконечную даль [5].

Стратегия изучения самоорганизующихся систем породила перекличку между западной техногенной цивилизацией и древними восточными культурами – диалог культур. Диалог, как известно, - культуротворческий культуросодержащий и аспект жизни человека (В.С. Библер). В синергетическом смысле - это не просто вопросно–ответная, эвристическая беседа, а встреча позиций по сущностным проблемам, их обсуждение, что преобразует взгляды, интересы, мотивы конкретного человека.

Синергетическое мировидение отражает понимание того, что:

• природный мир, включая человека, - «живой организм», а не обезличенное «поле», которое можно перепахивать и переделывать;

• человекомерные системы требуют новой стратегии действия: не силового преобразования, а min. воздействия, основанного на чувстве резонанса ритмов мира (согласно принципу «у - вей»);

• необходимо открытие различных культур мира для диалога (замкнутые «на себя» культуры не развиваются, в конечном счёте, погибают);

• в стратегии деятельности возникает новый тип интеграции – истины и нравственности - выбор сценария развития из многих на основе не только знаний, но и нравственных запретов (сегодня главный из них «экологический императив»12).

императив – веление времени, табу, запрет.

Человек – познающий организует д и а л о г с природой, чтобы найти оптимальные сценарии развития мира, овладения способами его управления, научным прогнозированием будущего мира и цивилизации.

Сегодня неактуально «покорять природу», вмешиваться в неё огульно и средство безграмотно. Новые знания и этика нужны более как согласования действий человека с возможностями природы, тенденциями её саморазвития (это и есть экологический императив). Пора изменить тактику во взаимоотношениях с природой по принципу: «Природа знает лучше» (т.е. учиться у Природы!). Синергетика формулирует свои возможные практические правила природосообразного поведения человек 13:

Правило первое: “Неизвестно как откликнется”.

Правило второе: “Действуй в нужном месте и в нужное время”.

Правило третье: “Не получится того, чего и не может получиться”.

Правило четвертое: “Малым вызовешь большое, но большим не всегда добьешься и малого”.

Так каково же предназначение человека в существующем мире? Ответ на этот вопрос принято называть «антропным принципом». Антропный принцип (АП) – это научный подход к объяснению окружающего мира с точки зрения существования человека разумного. Сформулировано несколько вариантов антропного принципа разной степени общности:

АП:

Слабый вариант то, что ожидаем мы увидеть, должно соответствовать условиям, необходимым для нашего присутствия как наблюдателей (человек – «прибор» с ограниченными возможностями и видит то, что ему доступно).

Сильный вариант АП:

Вселенная должна быть такой, чтобы на определённом этапе эволюции допускать возникновение разумного наблюдателя. Иначе кто зафиксирует её существование?

Князева Е., Туробов А. Единая наука о единой природе. URL:

http://www.synergetic.ru (обр. 2.09.2010).

Сверхсильный вариант АП:

наблюдатель также необходим для Вселенной, как и Вселенная - для наблюдателя. Они взаимодополнительны. Л. Больцман : «Вселенная существует потому, что существую я». Вселенная и разум не существуют раздельно.

Возможно, сказано самонадеянно, но человечеству предназначается роль фактора, переводящего случайный характер эволюции своей Вселенной в целенаправленное развитие силой Разума.

Синергетическое расширение антропного принципа - это принцип существования сложного в мире, принцип рождения сложности и её нарастания [5, С. 61 - 69]. Остановимся на этом более подробно.

Из всего сказанного о синергетике понятно, что она занимается познанием сложного, его природы, принципов организации и эволюции. Эти проблемы находятся в стадии разработки, и формулировки АП в синергетике ещё нет. Но есть основания сформулировать гипотезу о распространении АП на условия проявления «сложности» в явлениях самоорганизации [5, C.62].

Всё сложное в мире построено избирательно, «эволюционный коридор в сложное очень узок».

Эволюционное восхождение по лестнице усложняющихся форм и структур означает реализацию всё менее вероятных событий. «Не какие угодно структуры и не как угодно, не при любой степени связи и не при каких угодно стадиях развития могут быть объединены в сложную структуру. Существует ограниченный набор способов объединения, способов построения эволюционного сложного» [там же, С. 70]. Чтобы возникла единая сложная структура, необходима определённая степень перекрытия входящих в неё более простых структур, соблюдение определённой топологии, «архитектуры перекрытия». В объединении должно присутствовать определённое «чувство меры».

Фактором объединения сложных социальных структур являются некий аналог хаоса (обменные процесс разного рода), флуктуации, диссипация, рынок (в обобщённом смысле). Тем самым получается, что хаос играет конструктивную роль не только в момент выбора дальнейшего пути эволюции, но и в процессах построения сложного эволюционного целого. Но только при создании топологически правильной компоновки из более простых структур происходит выход на новый, более высокий уровень иерархической организации – сверхорганизацию. При этом ускоряется развитие структур, интегрированных в сложную, объясняется «дефект затрат», ускорение эволюционного процесса.

В свете сказанного можно ещё раз обобщить конструктивную роль хаоса в процессах самоорганизации.

1. Хаос необходим для выхода системы на один из аттракторов, одну из возможных новых структур. К примеру, хаос в научной среде – увеличение разнообразия научных идей и концепций, поощрение «инакомыслия», «безумных идей» - необходимое условие динамичного развития науки.

2. Хаос лежит в основе механизма объединения простых структур в сложные, механизма согласования темпов их эволюции. Без хаоса структуры развивались бы в разных темпомирах. Их правильное (резонансное) объединение в единую сложную структуру происходит благодаря хаосу, проявляющемуся на микроуровне в форме диссипации, синхронизирующей скорости и темпы развития процессов в рамках нового целого.

3. Хаос может выступать как механизм переключения, смены режимов развития системы, переходов от одной относительно устойчивой структуры к другой. В частности, взаимного переключения режимов HS LS (cм. §3), противоположных по смыслу и дополняющих друг друга.

Возникшая сложная структура лишь относительно устойчива вдали от момента обострения. Вблизи момента обострения она имеет тенденцию к спонтанному распаду, т.к. становится чувствительной к малым флуктуациям, возмущениям. И тогда микрохаос прорывается на макроуровень, разрушая то, что сам строил, стимулирует появление макроскопического хаотического поведения. В этом проявляется деструктивная, разрушительная сторона хаоса. А в целом - основа объективного хаотического поведения разных объектов мира, даже хорошо организованных. Наличие моментов обострения (структура) подводит нас к поразительному выводу: организация существует потому, что живет ограниченное время! Внутри жизни подспудно заключена смерть. Иными словами, лишь смертное способно к самоорганизации, а значит и совершенствованию! Возможно, это один из законов эволюции [5, С. 140].

Тот же хаос может «спасти» сложную структуру от распада, если за счёт хаоса произошёл переход на другой, противоположный режим (HS-режим). В HS-режиме происходит не только «оживление» прежних следов, включение механизмов «памяти», встраивания прошлого в настоящее, но и установления общего темпа развития процессов – их синхронизация. Здесь уже хаос выступает как средство продления жизни сложной структуры, «средство борьбы со смертью».


В качестве примеров реализации хаоса-переключателя режимов можно назвать переходы между разгоранием и угасанием открытой нелинейной среды, возможно, - расширением и схлопыванием Вселенной, сном и бодрствованием, подъёмом и спадом творческой активности человека, подъёмом – спадом – стагнацией экономической и политической деятельности в социуме. Вероятно, такие колебательные режимы (и хаос в трёх лицах, их ведущий!) обеспечивают нелинейным системам динамическое самоподдерживание во временны'х масштабах их существования.

И в завершение о хаосе. Синергетика разрушает древнейший стереотип страха перед хаосом и позволяет увидеть его красоту и конструктивность.

Как ни странно звучит, но, по мнению ведущего синергетика страны Е.

Князевой, «малое и хаотическое – прекрасно, ибо открывают возможность рождения нового» [5, С.72].

Социология Социум, вне сомнения, можно рассматривать как глобальную, открытую, неравновесную систему, живущую по нелинейным, вероятностным законам. И изучать её сегодня начинают на основе общей теории социальной самоорганизации - социальной синергетики.

Самоорганизация современного человеческого общества проявляется в следующем:

• возрастает приоритет общечеловеческих ценностей и идеалов;

• идёт разоружение, нарастает стремление к миру и согласию народов;

• актуально природосбережение, переход к безотходным производствам;

• начата интеграция государств, их экономик, культур с одновременным возрастанием автономности, относительной самостоятельности субъектов - глобализация;

• намечается переход от антропоцентризма – к биоцентризму (главной ценностью признаётся сохранение жизни во всех её формах);

• наука переходит на новый уровень понимания мира – нелинейного, непрерывно становящегося, с многовариантным будущим, которое невозможно «просчитать» по законам линейной перспективы;

• жизненно необходимой становится интеграция гуманитарной и естественнонаучной ветвей культуры.

Современное состояние развития синергетического знания позволяет вести обоснованный поиск и построение моделей самоподдерживаемого и устойчивого развития стран и регионов в нашем нестабильном мире. В этом архисложном деле нужна кооперативность усилий философов, практиков, учёных – экономистов, социологов, политологов. Чем предлагает руководствоваться синергетика в моделировании развития сложных социальных систем и управления ими?

Сверхсложная, бесконечномерная, хаотизированная на уровне элементов социоприродная среда может описываться, как и всякая открытая нелинейная среда, небольшим числом идей, образов и, возможно, математических уравнений, которые определяют общие тенденции развёртывания в ней процессов. Важно найти параметры порядка мирового развития и структуры-аттракторы социального развития. Аттракторы эволюции относительно просты в сравнении с хаотическим, запутанным ходом промежуточных процессов. На основании этого знания и понимания, куда идут процессы, можно прогнозировать направление движения истории.

В роли социальных аттракторов социосистем разного уровня, возможно, могут выступать нравственные императивы, обобщённые показатели макроэкономики, уровень образования и культуры населения, коммуникативная связанность и др. параметры функционирования общества.

Не стоит рассчитывать на плавное и устойчивое развитие социума.

Эволюционные кризисы неизбежны и ведут к возможности распада сложных социальных структур вблизи момента их обострения. Рост народонаселения Земли в режиме с обострением усиливает общую и локальную неустойчивость развития социума. Этот же фактор определяет характер современной стадии цивилизационного развития: ускорение мировых процессов, возрастающую нестабильность, множество катастрофических ситуаций, от локальных до глобальных. Уже отмечалось, что параметры порядка демографического роста не определены и напрямую управлять численностью людей способов нет. Но можно надеяться, что рост экономического и культурного уровня, увеличение контактов, обмена между людьми, связей между Востоком и Западом как аналог диссипативного фактора на социальной среде приведёт к торможению демографических процессов и будет подавлять прирост населения до наступления сингулярной точки.

Одним из следствий роста населения с обострением наряду с колебаниями численности является определённая конфигурация пространственного расселения – возникновение «центров кристаллизации»

населения (типа ячеек Бенара) – роста городов и посёлков городского типа («волны сгущения» – LS-режим) и развития вокруг них инфраструктуры («волны разрежения» – HS-режим). Этот феномен получил название Кристаллера»

«решёток (по фамилии учёного, обнаружившего закономерность). Они хорошо видны с орбитальной космической станции (в Южной Германии и др. густонаселённых регионах) [5, С.83]. Сеть городов с хорошо развитой инфраструктурой даёт правильную гексагональную решётку (соты), которая и является структурой-аттрактором процессов урбанизации. Оптимальная плотность расселения - «квант урбанизации» ~ 100 – 300 тыс. жителей (Москва составляет ~ 40 квантов урбанизации).

Удивительно, но синергетика полагает, что развитие, в том числе и социосистем, определяется не столько прошлым, историей, традициями системы, сколько будущим, структурами-аттракторами эволюции. Если спланировать спектры целей саморазвития социальных систем, то, изменяя среду через внешние и внутренние воздействия, можно «подталкивать», выводить систему к нужному аттрактору. Пока задача получения спектров структур-аттракторов решена для отдельных частных случаев. Задача определения спектров крупных социоэкономических и геополитических структур – дело будущего. Можно ли изменить поле путей развития социума?

Социальные системы, как и любые сложные системы, имеют не один, а несколько альтернативных путей эволюции. Они определяются спектром структур-аттракторов социальных сред. Этот спектр не является сплошным, потому что не всё, что входит в намерения реформаторов, реализуемо в данной социальной среде (историей человечества многократно подтверждается). И для социума существуют «узкие коридоры» эволюции.

Встаёт задача управления развитием с целью выбора из возможного оптимального пути в более совершенное будущее. Перестроить спектр структур-аттракторов возможно, только перестроив саму социальную среду.

А перестроить социальную среду - значит изменить поведение каждого отдельного человека, семьи, коллектива, государства. Становится понятным значимость воспитания, образования, культуры, формирования общепланетарных норм морали и нравственности, и вместе с тем, опасность «промывания мозгов», зомбирования людей разными идеологизированными объединениями, рекламой, СМИ. Социальным системам нельзя навязывать пути их развития. Необходимо ориентироваться на естественные тенденции саморазвития, а реформатору научиться попадать в резонанс с ними. Нельзя игнорировать принцип необходимого разнообразия элементов и подсистем. Свёртывание разнообразия в обществе пагубно.

Потому так важно сейчас не утерять разнообразия народов и национальных культур, политических систем, экономических укладов, видового богатства жизненных форм. Сегодня (завтра будет уже поздно!) нужно действовать для их сохранения.

Социальная самоорганизация ведёт не только к большей связанности людей друг с другом, но и к повышению роли отдельного индивида в историческом процессе14.

Положение о том, что малое возмущение с микроуровня может прорваться на макроуровень и повлиять на всю систему, позволяет по-иному оценить роль личности в истории. Человек – не винтик, не «один из многих». В моменты неустойчивости социосистем разного уровня действия каждого отдельного человека могут повлиять на макросоциальные процессы, образцы поведения и даже привести к их смене. Можно вспомнить по этому поводу огромное количество конкретных примеров из разных сфер жизни общества, предоставляем эту возможность читателю. Понятна важность осознания каждым человеком огромной личной ответственности за судьбу всего общества. И при этом люди, их интересы, идеалы, деятельность, социальные объединения - разные! Когда же разнородное и разнонаправленное удаётся гармонизировать, то это - гарантия общественного прогресса.

Социальным процессам также свойственны дезинтеграция и частичный распад, переключение режимов, чередование стадий эволюции и инволюции, схождение к центру и расхождение – смена стадий по принципу «инь - ян» и надо понимать, что пока система жизнеспособна, за очередным спадом Пригожин И. Творящая натура // Эксперт, 2000, № 48.

обязательно наступит подъём, который может быть инициирован разумом и волею человека. Который должен осознавать, что новое может возникнуть из наличного непредсказуемо и невыводимо, но оно запрограммировано в виде спектра возможного. Новое — не всегда шаги только вперёд, но и назад.

Принципиально значимы социальные тенденции в обществе, особенно возникающие снизу, из масс. Велика роль разнообразия и множественности интересов, позиций, практических действий людей. Возможно, именно мера сложности функционирования общественной системы, величина «социального давления» на личность могут служить управляющими параметрами в неустойчивой, бифуркационной фазе развития. Эти выводы согласуются с изучением архаичных обществ (племён людей, затерянных в дебрях Африки и Южной Америки). Их можно отнести к самым устойчивым социальным структурам (естественный аттрактор?). Можно согласиться, что «…общественный прогресс питается своеволием и эгоизмом индивидов, хаотичностью, неповторимостью личностной окраски их устремлений» [9].

Разнонаправленность векторов индивидуального поведения, возможность их корреляции приводит на уровне системы к направляемому прогрессу.

В последней четверти ХХ века намечена тенденция человечества к глобальному единству. Примером может быть образование ЕС (Европейского Сообщества стран), стремление России к вступлению в ВТО, Киотский протокол о сокращении выбросов в атмосферу парниковых газов, движение антиглобалистов и «зелёных». Это не рядовая интеграция и модернизация, свойственная любым развивающимся структурам.

Глобализация как новый тип социальной самоорганизации в масштабах всей планеты характеризуется не только интеграцией социальных институтов и их деятельности, но и объединением знаний, идеалов, норм поведения, нравственных ценностей. Проявляется во всех ведущих сферах социальной жизни - экономической, политической, социокультурной, вовлекает все социальные слои и имеет характер случайных флуктуаций, хаотизирована [1, C.110] По мнению авторов, предельным результатом социальной самоорганизации является глобальный аттрактор (или суператтрактор – предел культурного развития человечества, способный к нейтрализации и компенсации любых неблагоприятных воздействий среды).

К нему стремятся все локальные аттракторы, и главное - можно подойти как угодно близко, но нельзя достичь в конечный исторический срок. Это значит, что у истории должен быть «конец», но движение к нему бесконечно [там же, С. 112].

Синергетика намечает новые подходы и в проблеме ускорения темпов эволюции социума. В наш бифуркационный период нет времени на постепенный, извилистый, методом проб и ошибок эволюционный путь к развитому рыночному обществу. Существует путь многократного сокращения временных и материальных затрат. Это путь резонансного возбуждения желаемых (и реализуемых на данной социальной среде) структур, близких к аттракторам эволюции. Возможен также путь направленного морфогенеза – спонтанного нарастания сложности в открытых нелинейных социальных средах с положительной обратной связью (по типу биологического морфогенеза и редубликации ДНК). Этому ещё предстоит научиться… Но законы включения простых структур в более сложные, коэволюции разновозрастных, имеющих разные темпы структур, – едины. Знание этих законов позволяет понять способы объединения стран, регионов, геополитических структур, развивающихся в разном темпе, находящихся на разных стадиях развития.

Экономика Нельзя строить мир по надуманной схеме. Механизм управления в своей сути н е придуман людьми, а сформировался в процессе эволюции живой природы (гомеостаз), и перешёл готовым на социальный уровень.

Механизмом запуска процессов самоорганизующегося и устойчивого развития в нашем обществе, может служить, вероятно, обобщённый рынок (рынок не только товаров и услуг, в том числе и образовательных, но политических платформ, научных и технических идей, стратегий деятельности). Рынок предстаёт аналогом хаоса на уровне элементов социальных подсистем. В экономических моделях (объединяющих простые структуры в эволюционирующие сложные структуры) рыночный хаос исполняет роль синхронизатора («клея»), выравнивающего темпы развития регионов, стран мирового сообщества, находящихся на разных уровнях развития.

Рыночный хаос может выступать и в роли переключателя с одного устойчивого режима на противоположный. Так переориентирование с долговременной плановой экономики на рыночную (переход с LS- на HS режим) привёл к развалу СССР, но бывшее тоталитарное общество движется, будем надеяться, через сегодняшний хаос к демократии и саморегулируемой экономике – более высокому уровню организации социума.

Структура нашей экономики (России) пока противоречит основным синергетическим принципам и ныне деградирует в соответствии с теорией катастроф. Волюнтаризм, авторитарность управления, отсутствие научно обоснованного системного подхода к содержанию, организации, деятельности приводит, в конечном итоге, к деградации и разрушению любой, даже внешне благополучной системы.

В настоящее время начинает развиваться новая область общественных наук – социоэкономика. Это область междисциплинарных исследований (экономика, социология, политология, право, философия, история, антропология и др.), изучающих взаимоотношения между экономикой и обществом на методологической основе синергетики. Взаимосвязи экономики и общества проявляются в следующем. Экономика «поставляет»

ресурсы для социального воспроизводства, а «воспроизведённые»

индивиды, действуя в этой экономике, в следующий момент времени приумножают национальное богатство, меняют правила игры, изменяются сами и создают экономические ресурсы для последующего воспроизводства более высокого уровня.

Социоэкономика даёт экономическую оценку последствий свободного выбора экономического поведения людей в условиях рынка на микро- и макро- уровнях. Микроуровень характеризует имеющиеся человеческие ресурсы (качественный состав и поведение социальных групп, их образование, квалификация, здоровье, тип семьи, статусы и пр.). Главное:

адаптация индивидов к новым условиям жизни, собственный выбор действий. Макроуровень: экономика погружена в общество, его культуру, систему власти, ценностей. Её нельзя считать самоподдерживающейся, свободно формирующейся системой. Актуален поиск наиболее эффективных стратегий государственной политики с учётом социальных и экономических параметров порядка. Как показала синергетика, существует фундаментальное различие между поведением параметров порядка и подчиненных частей с течением времени. Параметры порядка реагируют на возмущения извне медленно, а части – быстро, т.е. параметры порядка живут в синергетических системах параметры порядка дольше, чем части, но создаются отдельными частями системы.

внутри, Опираясь на эти свойства, Г. Хакен15 обоснованно выделяет кандидатами в социальные параметры порядка следующие образования:

язык нации живёт гораздо дольше любого человека, человек подчиняется языку и затем несёт его далее, совершенствуя;

государство, культура, законы, этика, мораль – им люди подчиняется как граждане страны и человеческие личности;

ритуалы, табу, мода – массовое сознание;

Г. Хакен. Можем ли мы применять синергетику в науках о человеке? Синергетика и психология. Тексты. Вып.2. Социальные процессы. Под ред. И.Н.Трофимовой – М., “Янус-К”, 1999.

научные парадигмы – научные работники, дипломированные специалисты, студенты;

значение слова - в лингвистических системах, особенно слова, имеющее двойной смысл (их значение становится уникальным только в контексте специфического предложения), понятие параметров порядка помогает понимать процесс исправления ошибок.

Для многих социальных и психологических процессов (общественные настроения, мода, процесс распознавания образов и др.) характерна конкуренция параметров порядка и упорядочивание системы за счет доминирования одного из них.

История Фундаментальный синергетический принцип поведения сложных систем, в том числе и социальных, – это периодическое чередование режимов убыстрения процессов и замедления, структурализации и стирания различий, смещения влияния от центра к периферии и обратно. Отметим, возвратное движение к старому, к культурным и историческим традициям, вероятно, является необходимым условием поддержания целостности, восстановления общего темпа развития компонентов сложной социальной структуры. Вся история человеческой цивилизации представляет собой такую сложную самоорганизующуюся систему, проявляющую общие синергетические закономерности.

В середине века Арнольд Тойнби,16 анализируя исторические судьбы цивилизации на протяжении 3000 лет, обратил внимание на поворотные точки истории (сегодня их называет бифуркациями, фазовыми переходами), через которые на несколько веков определялся ход развития огромных государств. Учёному удалось установить периодические переходы от среднего прогрессивного к среднему регрессивному развитию, циклы аналоги ритмов инь – ян в истории. «На большом количестве эмпирического А. Дж. Тойнби. Постижение истории. Сборник. Сост. А.П. Огурцов. М.: Прогресс, 1991 (Сокращённый вариант).

материала мы убедились, распад цивилизации, как и рост её, есть непрерывный кумулятивный процесс, …у этого процесса есть повторяющийся ритм …, и что основой чередующегося ритма является Вызов-и-ответ» (там же, С.474). (Вызовы природной и человеческой среды и ответы на них цивилизации – прим. И.Т.В.). Формула прогрессивного роста:

«Вызов, на который даётся успешный ответ, порождает новый вызов, на который следует успешный ответ, и так до надлома». Формулой же прогрессирующего распада будет: «Вызов, на который даётся безуспешный ответ, порождает другую, столь же безуспешную попытку и т.д., вплоть до уничтожения» (Тойнби А.Дж. Ч.3. Ритмы распада). А. Тойнби принадлежит и термин "альтернативная история" для нетрадиционного анализа, имеющего дело не с одной реализовавшейся полем траекторией цивилизации, государства или этноса, а с их возможностей. Сегодня нелинейное синергетическое мышление способствует превращению истории из преимущественно констатирующей, аналитической науки в теоретическую, осваивающую сослагательное наклонение и сценарный подход [9, С.92]. Это предполагает оценку действий исторических лиц и масс, во-первых, в их собственных культурно психологических координатах, а, во-вторых, в контексте альтернативных сценариев. Синергетически мыслящий исследователь уже не может оценивать то или иное решение, событие прямолинейным сравнением предыдущего и последующего состояний. Необходимо соотносить реальный ход последующих событий с вероятным их ходом при альтернативном решении. Конечно, такое мышление требует большей глубины понимания исторического материала, большей информированности и значительных интеллектуальных усилий, освобождённых от субъективизма и авторитарности.



Pages:     | 1 || 3 | 4 |
 





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.