Герман Хакен: пути разработки теории синергетики

Преимущество  физики заключается в том, что  эта наука изучает течение  природных процессов в точно  установленных рамками опыта  условиях. Постулировав, что процессы протекают совершенно единообразно, физика оказалась в состоянии сформулировать универсальные законы природы. Некоторые из этих законов хорошо знакомы нам по повседневной жизни. Например, если нагреть один конец металлического стержня, то вскоре обнаружится, что температура изменилась по всей его длине, причем температура обоих концов станет по происшествии некоторого времени одинаковой.

Обратного же процесса — чтобы один конец стержня вдруг сам по себе стал горячим, а другой также вдруг стал холодным — не наблюдалось еще никогда.

Если соединить два сосуда, один из которых наполнен газом, а второй пуст, а затем убрать разделяющую их перегородку, то газ из первого сосуда тотчас же устремится во второй сосуд, пока наконец газом не окажутся равномерно заполнены оба сосуда . И опять-таки обратного этому процесса — то есть такого, при котором молекулы газа вдруг собрались бы все в первом сосуде, — никогда не наблюдалось. Если мы едем на автомобиле и начинаем тормозить, то машина в конце концов останавливается, а тормозные колодки и покрышки колес нагреваются. Однако никому еще не удавалось сдвинуть с места автомобиль, нагревая его тормоза и покрышки.

Очевидно, что  все эти процессы могут протекать  только в одном направлении; обратное течение процесса невозможно, а потому все они называются необратимыми.

К концу XIX века гениальному  австрийскому физику Людвигу Больцману (1844-1906) удалось найти ответ на вопрос, почему процессы в природе протекают в определенном направлении. Ответ этот гласил: все процессы в природе движется в сторону увеличения во Вселенной неупорядоченности.

Что такое неупорядоченность? В данном случае значение физического термина не так уж далеко от смысла слова, которым мы пользуемся в повседневной жизни — ≪непорядок, отсутствие порядка, беспорядок≫. Допустим, беспорядок в комнате школьника. Беспорядок связан с множеством возможностей для каждого предмета оказаться там или сям; вот именно поэтому в отсутствие порядка так трудно бывает отыскать какую-то определенную вещь. Если же все предметы находятся именно там, где для них предусмотрено место, то состояние такой прибранной комнаты мы называем порядком.

Таким образом, возможно только одно состояние порядка, в отличии от состояния беспорядка.

Также, принцип Больцмана гласит, что природа стремится к таким состояниям, при которых имеется наибольшее количество осуществимых вариантов. Как раз так и поступает Природа с молекулами газа: двигаясь со скоростью 460 метров в секунду (скорость молекул кислорода при комнатной температуре), они безостановочно проносятся перед нами, осуществляя все новые и новые варианты распределения. Природа похожа на карточного игрока, который с необычайной скоростью перемешивает у нас на глазах колоду, и мы оказываемся уже не в состоянии проследить за какой-либо отдельной картой. Упомянутое движение молекул и само является неупорядоченным: его называют также тепловым движением. Но ведь мы уже сказали, что синергетика – это наука о взаимодействии, которое неизбежно ведет к установление в системах полного порядка… Связь хаоса с синергетикой станет ясна, как только мы обратимся к понятию «параметр порядка».Ранее на ряде примеров было показано, что синергетическая система часто может управляться не одним-единственным, а сразу несколькими параметрами порядка. Скажем, возникновение в жидкости гексагональных ячеистых структур возможно лишь в результате сотрудничества трех различных параметров порядка: все они представлены волнами, образующими равносторонние треугольники. В других случаях — допустим, в ходе эволюции — различные параметры порядка могут уже не сотрудничать друг с другом, а напротив, конкурировать. Макроскопические свойства синергетических систем, таким образом, могут быть описаны через взаимодействие либо конкуренцию параметров порядка.

Вспомним поведение  нагреваемой снизу жидкости: коррелирующие  друг с другом в фазе хаотического движения три параметра порядка  вынуждают систему совершать колебания, переходя от одного типа движения к другому. На некотором временном интервале один из параметров порядка доминирует и порабощает два других, предписывая им подчинение его собственному типу движения; спустя какое-то время этот параметр порядка теряет свое господство, положением завладевает следующий параметр порядка, и «игра» продолжается. Следует особо отметить, что  так называемая «смена власти» происходит абсолютно не регулярно, т. е. хаотично. Сегодня нам известно, что при наличии большого количества коррелирующих параметров порядка следует ожидать хаотического движения, поэтому хаотическими следует признать и те случаи, которые прежде отбрасывались либо как следствие ошибки в измерениях, либо как противоречащие теоретическим положениям тогдашней науки.

Интересным  является тот факт, что хаос является необходимым условием появления новой организации, нового порядка, новых систем, т.е. — развития. Связь между эволюционирующими системами осуществляется через хаотическое, неравновесное состояние этих систем. Развивающиеся системы всегда открыты и обмениваются энергией и веществом с внешней средой, за счёт чего и происходят процессы локально упорядоченности и самоорганизации. В неравновесных условиях относительная независимость элементов системы уступает место корпоративному поведению элементов: вблизи равновесия элемент взаимодействует только с соседними, вдали от равновесия — «видит» всю систему целиком и согласованность поведения элементов возрастает.

Следует сказать, что в природе возможны события, обладающие в некотором  роде двойственным характером. С одной  стороны, эти события (например динамические процессы) подчиняются законам, не менее  «железным», чем законы механики, или даже самим законам механики.

С другой же стороны, такие события не чужды  случайности и непредсказуемости. Для обозначения совершенно новой  группы явлений было выбрано слово  «хаос». Слово это хорошо знакомо  нам из повседневной жизни. Достаточно вспомнить хотя бы о всем известном хаосе дорожного движении, о безнадежной неразберихе, царящей на магистралях, забитых вереницами машин. Эта картина — воплощение самой сути слова «хаос» в том смысле, в котором оно используется сегодня учеными. Каждая из машин, участвующих в этой сутолоке, оказывается на своем месте в полном соответствии со строгими законами механики, и все же наблюдателю это зрелище представляется совершеннейшей путаницей, хаосом, в котором положение отдельных машин выглядит следствием случайного распределения.

Детерминированный хаос, который поначалу рассматривался всего лишь как случайно проявляющаяся странность, сегодня предстает перед нами как стереотип поведения многих систем, исследуемых синергетикой. То есть даже хаос согласно синергетике возникает и протекает по выясненным учеными правилам.

Социальная синергетика

Синергетика также важна и в общественной жизни. Не так давно даже появилось  отдельное направление в науке, называемое социальной синергетикой. Возьмем как пример рыночные отношения, рынок. Именно из хаоса столкновений на рынке (в широком его понимании) многочисленных производителей и торговцев, действующих независимо друг от друга и в собственных интересах, и формируется причудливая связь закономерных отношений в функционировании и развитии общества. Из явного беспорядка, хаоса рыночного производства и обмена образуется достаточно прочная ткань современного общества.

Специфика социальной синергетики, состоит в  том, что в отличие от физической и биологической синергетики  она исследует общие закономерности социальной самоорганизации, т. е. взаимоотношений социального порядка и социального хаоса. Понятия порядка и хаоса, как известно, имеют давнюю историю. Однако обычно они употребляются в некотором "интуитивном" смысле без чётких определений. Тем не менее, в первом приближении эти понятия могут быть определены следующим образом. Под "порядком" обычно подразумевается множество элементов любой природы, между которыми существуют устойчивые ("регулярные") отношения, повторяющиеся или в пространстве или во времени или в том и другом. Повторяемость во времени означает повторяемость ("регулярность") тех движений и изменений, которые претерпевают указанные элементы. Соответственно "хаосом" обычно называют множество элементов, между которыми нет таких устойчивых (повторяющихся) отношений (1). Поскольку самоорганизация есть качественное и притом структурное изменение некоторой объективной реальности, постольку синергетика является теорией развития. Однако синергетическое понимание развития вносит в это понятие нечто существенно новое. Дело в том, что традиционная теория развития (диалектическая концепция Гегеля и Маркса) рассматривала развитие как процесс перехода от одного порядка к другому порядку.

Хаос  при этом или вообще не учитывался или рассматривался как некий побочный и потому несущественный продукт закономерного перехода от порядка одного типа к порядку другого (обычно более сложного) типа. Для синергетики же характерно превращение хаоса в такой же закономерный этап развития, как и порядок; причём в отличие от древних наивных представлений о рождении "космоса" (порядка) из первичного хаоса и о последующем превращении этого "космоса" снова в хаос, синергетика рассматривает процесс развития как закономерное и притом многократное чередование порядка и хаоса (так называемый "детерминированный хаос").

Синергетическая концепция хаоса существенно  отличается и от тех интерпретаций  этого понятия, которые абсолютизируют хаос (современный деконструктивизм): если развитие есть закономерное чередование порядка и хаоса, то это значит, что хаос обладает, вообще говоря, творческой силой (способностью) рождать новый порядок. При этом существенно то, что с синергетической точки зрения рождение нового порядка из хаоса не вынуждается какой-то внешней (по отношению к данной реальности) силой, а имеет спонтанный характер. Вот почему синергетика является теорией самоорганизации (а не теорией организации).

Синергетическая концепция хаоса существенно  отличается и от тех интерпретаций  этого понятия, которые абсолютизируют хаос (современный деконструктивизм): если развитие есть закономерное чередование порядка и хаоса, то это значит, что хаос обладает, вообще говоря, творческой силой (способностью) рождать новый порядок. При этом существенно то, что с синергетической точки зрения рождение нового порядка из хаоса не вынуждается какой-то внешней (по отношению к данной реальности) силой, а имеет спонтанный характер. Вот почему синергетика является теорией самоорганизации (а не теорией организации).

Проблема  взаимоотношений порядка и хаоса не сводится только к изучению взаимопереходов порядка в хаос и обратно. Исследование таких переходов является только одной стороной проблемы. Другая сторона состоит в анализе более тонкого и сложного вопроса, а именно: каким образом в результате таких переходов стирается само различие между этими аспектами реальности и осуществляется их синтез. Простейшей формой такого синтеза является понятие диссипативной структуры — концептуального фундамента синергетики. В отличие от равновесной структуры, диссипативная структура может существовать лишь при условии постоянного обмена со средой, в общем случае, веществом, энергией и информацией. В результате этого обмена она поддерживает свою упорядоченность (говоря физическим языком, низкую энтропию) за счёт усиления беспорядка во внешней среде (за счёт, так сказать, "сбрасывания" избыточной энтропии во внешнюю среду). Таким образом, синтез порядка и хаоса в понятии диссипативной структуры имеет два аспекта: а) её "порядок" существует лишь за счёт "хаоса", вносимого в среду; б) благодаря своему "порядку" она приобретает способность адекватно реагировать на хаотические воздействия среды и этим сохранять свою устойчивость; в её упорядоченном поведении появляются "хаотические" черты, но эти черты становятся необходимым условием её "упорядоченного" существования.

Полный  обмен веществом, энергией и информацией  характерен только для очень сложных  диссипативных структур, каковыми являются биологические и социальные структуры. Длительное время казалось, что в  неживой природе возможно устойчивое существование только равновесных структур. Выдающимся открытием XX в. Было обнаружение диссипативных структур в неживой природе, существующих за счёт обмена со средой веществом и энергией (гидродинамические ячейки Бенара, химические часы Белоусова и т. п.). Тем самым, было найдено промежуточное звено между равновесными структурами и информационными диссипативными структурами, благодаря чему понятие диссипативной структуры приобрело общенаучный характер.

1. Подобно  тому как можно различить статический (повторение только в пространстве) и динамический (повторение во времени) порядок, можно различить также статический (беспорядок в пространстве) и динамический (беспорядок во времени) хаос.

2. Отсюда  ясна полная необоснованность обвинений со стороны гуманитариев в адрес синергетического подхода к социальным явлениям: никакой "редукции" социальных закономерностей к природным при применении синергетического метода не происходит по той причине, что понятие диссипативной структуры имеет общенаучный характер.

Взаимосвязь порядка и хаоса  в развитии общества

Необходимо  отметить, что сама синергетическая  постановка о рождении «порядка из хаоса» соотносится с базовой  социологической проблемой рождения спонтанных общесоциологических закономерностей (исторического детерминизма) и «свободы воли» отдельных индивидов. Исторический процесс может трактоваться как результат подобного столкновения «свободы воль» на социальной ниве. Следует отметить, что хаос разных вправленных воль и желаний на микроуровне, как было показано ранее, порождает порядок, генеральную согласованность на микроуровне, при рассмотрении социологической системы в целом. Как показывает синергетический подход, спонтанные порядкообразование не возможно лишь в состоянии неустойчивости, когда социальная система становится чрезвычайно чувствительной к проявлению случайностей. В этой ситуации малая случайность может иметь радикальное значение для судьбы социального механизма в целом. Случайность малых воль (отдельных вроде бы незначительных событий) начинает играть самостоятельную социобразующую роль, переходит с микро на макро-уровень, имея в виду возможность коренных преобразований старых, устоявшихся социальных систем в принципиально новые (переход средневекового общества, разделенного на отдельные графства и княжества, к абсолютистским монархиям и от них - к демократическим государствам (конституционным монархиям и республикам).

Значение  случайностных процессов (хаоса) усиливается  в переходных эпохах, когда осуществляется бифуркационный перелом, рождаются новые структуры, меняется диспозиция социальных сил. Рождение нового порядка связано с возникновением временной неоднородности и новой пространственной распределенностыо участвующих сил и событий. Временная неоднородность указывает на один из возможных исторических путей, который становится более предпочтительным. Новая пространственная неоднородность предполагает появление новой социальной иерархии и социальных структур, то есть формирование системы управления, а также лидеров и элит принципиально отличающихся от прежних. Бывшие социальные лидеры перемещаются на периферию социальных предпочтений, либо переживают существенные трансформации, адаптируясь к новым обстоятельствам. В современных условиях едва ли можно появление лидеров - пассионариев, призывы которых, скажем, к новым воинам и революциям были бы подхвачены массами (типа Чингис - хана, Робеспьера, Ленина, Сталина, Гитлера).