Синергетика как учение о самоорганизации систем

1. Синергетика как учение о самоорганизации систем.

 

Синергетика – от слова sinergus – совместно действующий. Изучает  связи между элементами структуры, а также поведение открытых диссипативных  нелинейных систем, далеких от состояния  равновесия. Понятие синергетики  введено профессором Г.Хакеном. В 1977 г выходит его труд под названием «Синергетика»¹. С тех пор эта наука интегрировалась в самые различные отрасли научного знания. В результате были созданы различные научные школы, среди которых ведущее значение принадлежит брюссельской школе лауреата Нобелевской премии И. Пригожина². Именно И.Пригожиным разработана теория диссипативных структур, на сущности эволюции которых базируется синергетика. Он же стоял у истоков учения о детерминированном хаосе.

Важнейшим понятием синергетики  является представление о системе. Н.Н.Моисеев вкладывает в ее понятие  любую совокупность взаимодействующих  элементов. Несмотря на тривиальность  такого подхода к понятию системы, оно предполагает нетривиальные  следствия.

Общепринятое понятие  системы (от греч. сỳstema– целое, составленное из частей; соединение) связано с  представлением о множестве элементов, находящихся в отношениях и связях друг с другом, образующих определенное единство. Выделяют материальные и  абстрактные системы.

Материальные системы. Подразделяются на неживые (физические, химические, геологические  и т.д.) и живые системы (простейшие биологические системы, организмы, популяции, виды, экосистемы). В особый класс живых систем относят социальное общество.

Абстрактные системы –  это понятия, гипотезы, теории, научное  знание о системах, лингвистические, антропологические, логические и другие.

В современной науке исследование систем разного рода производится в  рамках системного анализа.

Любой объект изучения представляет собой систему. Этот факт имеет глубокое значение для научного познания. И  он был понят еще в античные времена и являлся объектом изучения классического рационализма.

Сегодня синергетика, охватывающая самые разные направления научного знания, представляет собой скорее не теорию, а научную парадигму, новое  мировоззрение в рамках мироустройства и его самоорганизации⁵.

Самопроизвольное, не связанное  с действием внешних регулярных полей, упорядоченное поведение  в неравновесной системе есть следствие развития в ней определенного  вида неустойчивости, когда движения отдельных подсистем системы  становятся стохастическими (случайными). Возможность возникновения во всей системе упорядоченного движения зависит  от характера коллективного взаимодействия подсистем. Система самоорганизуется, если стохастические и коллективные эффекты уравновесятся. В этом случае система попадает в состояние  динамического равновесия, в котором  стохастические, неустойчивые движения всех подсистем, согласованы между  собой, благодаря их коллективному  взаимодействию. Таким образом, явление  самоорганизации следует рассматривать  как коллективный процесс в неравновесной  системе.

Самоорганизация (термин введен английским кибернетиком У.Эшби в 1947 г) – процесс, в котором по каким-то причинам самопроизвольно создаётся, воспроизводится или совершенствуется организация сложной динамической системы. Свойства самоорганизации  известны в различных природных  и социальных объектах.

По Г.Хакену самоорганизующейся называют систему, которую она без  специфического воздействия извне  обретает пространственную, временную  или функциональную структуру. Под  специфическим воздействием понимается такое состояние, которое навязывает системе структуру или функционирование. В случае же самоорганизующихся систем они испытывают извне неспецифическое  воздействие.

При этом под изменчивостью  понимается вечно присутствующие во внутреннем состоянии системы случайность  и неопределенность, которые могут  всегда подвернуться во времени и  спровоцировать уход от достижения ею равновесия в непредсказуемое время, через непредсказуемость ситуации.

Наследственность (как «память» системы) в синергетике понимается более широко, чем в теории эволюции. Она скорее означает то, что настоящее  и будущее любой системы зависит  от его прошлого.

В синергетике закреплено понятие бифуркации (от лат. слова bifurcus – раздвоенный, вилка) – как процесс внезапного и случайного (революционного) перехода системы из одного состояния в другое, из устойчивого – в неустойчивое.

В природе заложен этот универсальный механизм раздвоения (бифуркации) всего, что возникает  в ней. Положительное – отрицательное, частица – античастица, мужчина  – женщина, истина – ложь, хищник – жертва и т.д. При этом между  ними не может существовать границы, которая бы отделила левое от правого, горячее от холодного, справедливость от несправедливости…

Таким образом, в синергетике  ход эволюционного процесса реализуется  по схеме:

- начальный этап характеризуется медленным развитием системы, элементы которого можно каким-то образом предсказать;

затем коллективные внутренние силы, как аддитивный приводят систему в критическое состояние, провоцируют ее к хаотичности поведения. В этом случае стабильные параметры системы резко меняются;

- выход из критического состояния системы непредсказуем, он случаен, скачкообразен;

новое состояние системы  после бифуркации определяется периодом нового длительного ее развития, пока не наступят новые коллизии в ней  по принципу самоорганизации и т.д.

В этом как раз и проявлена  направленность эволюции через стадию стационарную, нестационарную, бифуркационную, новую стационарную и т.д. Подобное должно происходить и во вселенной.

Бифуркация играет главную  роль в ее эволюции, приводя систему  к новизне, новому уровню организации  материи, новой сложности. Эволюция, таким образом, – это непрерывный  процесс перехода к сложности, а  сложность – к ускорению хода эволюции, поскольку в сложных  системах процесс спокойного развития короче, чем у простых систем (больше параметров изменения как внутренних, так и внешних). В этом смысле эволюция по И.Пригожину ⁹ не может пойти вспять, она необратима. Как необратима стрела времени. Направленность же эволюции связана с ее усложнением через самоорганизацию систем, структур, живого, неживого, самой вселенной.

Процесс самоорганизации  универсален и может рассматриваться  в качестве всеобщего закона эволюции Природы. Механизмы, которые управляют законом самоорганизации, относят к «механизмам сборки». Зная эти механизмы, можно вычленить управляющие параметры систем, чтобы предугадать направление их изменения или искусственно перевести их в новое состояние. Момент перевода старого состояния в новое, может определяться триггером (спусковым механизмом).

В некоторых случаях свойства развивающихся систем можно предугадать, опираясь на принцип минимума диссипации энергии.

В своих работах 1980–1990-х  гг Моисеев Н.Н. высказывал предположение, что дарвиновские принципы эволюции есть лишь частное проявление более  общих закономерностей развития, свойственные всем процессам в Универсуме, в том числе и процессам  самоорганизации¹⁰. Поиск более общих законов развития Природы привел ученого к необходимости создания учения об универсальном эволюционизме, основанном на современных подходах синергетики.

Непрерывность же изменения  структуры определяется разрушением (уничтожением) старых и возникновением новых структур. А многообразие расхождения  ветвей событий в ходе эволюции не дает возможности обмена информацией  между канувших в лету событий, разделивших  эти ветви.

Новое, возникающее из старого, обладает неповторимыми свойствами и качествами. Связь новых и новейших событий проявляется лишь в действии единых законов в Природе, которые одинаковы в любых пространственно-временных и материальных связях – законах сохранения.

Режим детерминированного хаоса  связан с определением предельной траектории в ограниченной области физического  пространства, к которому стремится  процесс (колебание маятника) или  система.

В этой связи, можно говорить о том, что динамический хаос состоит  из структур, которые сменяют друг друга по истечении времени перемешивания, и тогда явление самоорганизации  следует рассматривать как рождение структуры из хаоса структур. Структуры  динамического хаоса могут отличаться не только разнообразием, но и симметрией форм.

То есть в динамическом хаосе есть определенная гармония, что существенно отличает его  от истинного хаоса, который не связан с какими – либо динамическими  процессами.

Динамическая неустойчивость движения выражается в сильной расходимости близких в начальный момент траекторий. Следствием ее является перемешивание  траекторий, наличие которых и  позволяет перейти от полного  описания на основе уравнений движения всех частиц к более простым уравнениям для функций, сглаженных по объему перемешивания. В этом случае система частиц заменяется сплошной средой.

 

«« « ^ » »»

¹ Хакен Г. Синергетика.-М.:1980

² Пригожин И., Стенгерс И. Порядок из хаоса.-М.:1986.

⁵ Чернавский Д.С.Синергетика и информация: Динамическая теория информации. М.: Наука,2001.

⁹ Пригожин И., Стенгерс И. Время, хаос, квант.– М.: 1994.

¹⁰ Моисеев Н.Н. Алгоритмы развития. – М., Наука, 1987

 

1. Общая характеристика современной зарубежной философии.

 

               В ХХ веке выдвигается целый ряд смелых и новых идей, удачно конкурирующих с «классической» философией.

Во-первых, это идея изучения жизни отдельного человека и важности ее анализа. Во-вторых, идея, что у  человека есть не только «разум» и  «сознание», но и «подсознание» («бессознательное»), которое вместе с интуицией становится в центр исследований современной  антропологии. В-третьих, сознание и  разум отдельного человека, и общественное сознание не понимается теперь как  независимые структуры. Напротив, объявляется, что они оказываются объектом манипуляции со стороны различных  сил: государств, партий и т.д. В-четвертых, активно проводится идея существования и взаимодействия двух не пересекающихся линий человеческого знания – научного и философского, имеющих своим конечным продуктом «научную истину» и «философскую правду».

Это дало возможность возникновения  принципиально новой философской  картины мира и нового стиля мышления. Например, социально-экологический  тип мышления и картины мира, определяющие современную науку и культуру.

Новая картина  мира поставила в центр истории человека, а не безликие силы. Культурное развитие человека отстало от энергетических и технических возможностей общества. Выход видится в развитии культуры и формировании новых человеческих качеств. Новыми качествами (основой нового гуманизма) являются: глобальность мышления, любовь к справедливости, отвращение к насилию. Это позволило сформулировать и новые задачи человечества:

·   сохранение культурного наследия;

·   создание мировой сверхгосударственной общности;

·   сохранение естественной среды обитания;

·   увеличение эффективности производства;

·   правильное использование ресурсов природы;

·   развитие интеллектуальных, сенситивных, соматических способностей человека.

Философия ХХ века представляет собой сложное духовное образование. Ее плюрализм объясняется как  развитием науки и практики, так  и развитием предшествующей философии XIX века.

Философия ХХ в. предстает  в различных направлениях. Среди  них такие, как идеализм и материализм, антропоцентризм и натурализм, рационализм  и иррационализм, сциентизм и  антисциентизм.

Сциентизм – философско-мировоззренческая  ориентация, связанная с обоснованием способности науки решить все  социальные проблемы. Сциентизм лежит  в основе многочисленных теорий и  концепций технологического детерминизма, концепций неопозитивизма (прежде всего  философии науки).

Антисциентизм  не отрицает силы воздействия науки на общественную жизнь и человека. Это влияние истолковывается ими как негативное. Антисциентизм подвергает пересмотру такие понятия, как истина, рациональность, социальное согласие и т.д.

Эти два направления развития философии ХХ в. органически связаны  с рационализмом и иррационализмом, антропологизмом и натурализмом. Рационализм и иррационализм  в ХХ  столетии предстают как философское осмысление важнейших средств познания мира, управления человеческой деятельностью и воздействия на развитие общества.

Основными моделями современного философского мышления, философскими школами и течениями являются позитивизм, структурализм, неотомизм, экзистенциализм, «философия жизни», психоанализ, герменевтика.

Позитивизм.

Рационалистическое направление  в зарубежной философии представлено позитивизмом. Основные принципы философии  позитивизма были сформулированы О. Контом в курсе «Позитивной философии» и является той философской моделью  мышления, которая легла в основу многочисленных философских позитивистских теорий и концепций в XIX – XX в.в. Важным в учении О. Конта является предложенная им классификация наук, главным принципом  в которой является следующий: «все науки находятся в тесной взаимосвязи  и сродстве».

Научное знание и отдельные  науки обладают различной степенью глубины постижения мира и общности. О. Конт вводит иерархию в систему  наук: первой стоит математика, за ней  следуют астрономия, физика, химия  и биология. Научную систему завершает  социология, задачей которой является организация человеческой общественной жизни. Решающим фактором, определяющим процесс общественного развития является прогресс знания и науки. Под  научным знанием О. Конт понимает только знание естественных наук, гуманитарные науки заменяются «естественной» социологией.