Критика синергетики и синергетиков

Чтобы разрешить возникшее  глубокое противоречие между классической термодинамической эволюцией, с  одной стороны, и эволюцией биологической и социальной, с другой, - физики вынуждены были отказаться от упрощенных понятии и схем и вместо них ввести понятия об открытых системах и необратимых процессах. Благодаря этому оказалось возможным развить новую нелинейную и неравновесную термодинамику необратимых процессов, которая стала основой современной концепции самоорганизации.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

        

 

 

         

 

                  

               Самоорганизация как основа эволюции

 

Несмотря на то, что идеи эволюции, начиная от космогонической гипотезы Канта - Лапласа и кончая эволюционной теорией Дарвина, получили широкое признание в науке, тем не менее, они формулировались скорее в интуитивных, чем теоретических терминах. Поэтому в них трудно было выявить тот общий механизм, посредством которого осуществляется эволюция. Как отмечалось выше, главным препятствием здесь служило резкое противопоставление живых систем неживым, общественных -природным. В основе такого противопоставления лежали слишком абстрактные, а потому неадекватные понятия и принципы классической термодинамики об изолированных и равновесных системах. Именно поэтому эволюция физических систем связывалась с их дезорганизацией, что противоречило общепринятым в биологических и социальных науках представлениям об эволюции. Чтобы разрешить возникшее глубокое противоречие между классической термодинамической эволюцией, с одной стороны, и эволюцией биологической и социальной, с другой, физики вынуждены были отказаться от упрощенных понятии и схем и вместо них ввести понятия об открытых системах и необратимых процессах. Благодаря этому оказалось возможным развить новую нелинейную и неравновесную термодинамику необратимых процессов, которая стала основой современной концепции самоорганизации.

 

 

 

 

 

   

 

 

 

 

  Структурные компоненты процесса самоорганизации

 

Структурными компонентами, посредством которых осваивается  информация, являются:

1. Механизм управления, представленный в том или ином виде и отвечающий за получение, оценку, переработку информации и формулирование информационной программы ответного действия.
2. Канал обратной связи.

 

Свойства  самоорганизующейся системы.

 

К свойствам процесса самоорганизации  относятся следующие:

1. Самоорганизующаяся система охраняет состояние термодинамического равновесия.
2. Негаэнропийный характер самоорганизующейся системы обеспечивается использованием информации.
3. Самоорганизующаяся система обладает функциональной активностью, выражающейся в противодействии внешним силам.
4. Самоорганизующаяся система обладает выбором линии поведения.
5. Целенаправленность действий.
6. Гомеостаз и связанная с ним адаптивность системы.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 Самоорганизация в различных видах эволюции

 

Теория диссипативных  структур, возникшая на основе исследования простейших физико-химических систем, оказалась способной объяснить  многие эволюционные процессы, происходящие в биологических, экологических  и даже социально-культурных системах. Разумеется, на этом пути встречается  немало трудностей и проблем, которые  ждут своего конкретного разрешения. Но главное ее преимущество состоит  в том, что новая парадигма  помогает взглянуть на мир и составляющие ее системы с точки зрения их возникновения  и развития без привлечения каких-либо мистических сил вроде пресловутой "жизненной силы" или еще  более ранней "энтелехии".                                                                                                                 Попытка приписать качественно  отличным от неорганических систем живым  системам особые сверхприродные, а потому необъяснимые рациональным способом свойства или качества по сути дела устанавливает непроходимые границы между ними. В результате этого устраняется возможность установления какой-либо связи между неживой и живой природой, неодушевленным и одушевленным миром, а тем самым ликвидируется какая-либо попытка взглянуть на весь окружающий мир с точки зрения его эволюции. Учение о диссипативных структурах может раскрыть механизмы эволюции в конкретных видах эволюции, начиная от простейших систем неживой природы и кончая сложными формами эволюции в биологических, социально-экономических и культурно-исторических системах                

 

 

 

 

 

                              

 

 

                                    

                               Начала синергетики

 

• Ч. Шеррингтон называл синергетическим, или интегративным, согласованное воздействие нервной системы при управлении мышечными движениями (согласованное действие сгибательных и разгибательных мышц - протагониста и антигониста).

 

• С. Улам был непосредственным участником одного из первых численных экспериментов на ЭВМ первого поколения (ЭНИВАКе) и понял всю важность и пользу «синергии, т. е. непрерывного сотрудничества между машиной и ее оператором», осуществляемого в современных машинах за счет вывода информации на дисплей.

 

• И. Забуский к середине 60-х годов, реалистически оценивая ограниченные возможности как аналитического, так и численного подхода к решению нелинейных задач, пришел к выводу о необходимости единого синтетического подхода. По его словам, «синергетический подход к нелинейным математическим и физическим задачам можно определить как совместное использование обычного анализа и численной машинной математики для получения решений разумно поставленных вопросов математического и физического содержания системы уравнений».

 

Все вышеприведенные начала объединяет тот факт, что во всех случаях речь идет о согласованности действий.

 

 

 

           

 

 

          

                 Междисциплинарность синергетики

 

Системы, составляющие предмет  изучения синергетики, могут быть самой  различной природы и содержательно  и специально изучаться различными науками, например, физикой, химией, биологией, математикой, нейрофизиологией, экономикой, социологией, лингвистикой. Каждая из наук изучает "свои " системы своими, только ей присущими, методами и формулирует результаты на "своем" языке. При существующей далеко зашедшей дифференциации науки это приводит к тому, что достижения одной науки зачастую становятся недоступными вниманию и тем более пониманию представителей других наук. В отличие от традиционных областей науки синергетику интересуют общие закономерности эволюции сисистем любой природы. Отрешаясь от специфической природы систем, синергетика обретает способность описывать их эволюцию на интернациональном языке, устанавливая своего рода изоморфизм двух явлений, изучаемых специфическими средствами двух различных наук, но имеющих общую модель, или, точнее, приводимых к общей модели. Обнаружение единства модели позволяет синергетике делать достояние одной области науки доступным пониманию представителей совсем другой, быть может, весьма далекой от нее области науки и переносить результаты одной науки на, казалось бы, чужеродную почву. Следует особо подчеркнуть, что синергетика отнюдь не является одной из пограничных наук типа физической химии или математической биологии, возникающих на стыке двух наук. По замыслу своего создателя профессора Хакена, синергетика призвана играть роль своего рода метанауки, подмечающей и изучающей общий характер тех закономерностей и зависимостей, которые частные науки считали "своими". Поэтому синергетика возникает не на стыке наук в более или менее широкой или узкой пограничной области, а извлекает представляющие для нее интерес системы из самой сердцевины предметной области частных наук и исследует эти системы, не апеллируя к их природе, своими специфическими средствами, носящими общий характер по отношению к частным наукам. Физик, биолог, химик и математик видят свой материал, и каждый из них, применяя методы своей науки, обогащает общий запас идей и методов синергетики. Как и всякое научное направление, родившееся во второй половине ХХ века, синергетика возникла не на пустом месте. Ее можно рассматривать как преемницу и продолжательницу многих разделов точного естествознания, в первую очередь теории колебаний и качественной теории дифференциальных уравнений. Именно теория колебаний с ее "интернациональным языком", а впоследствии и "нелинейным мышлением" (Л.И. Мандельштам) стала для синергетики прототипом науки, занимающейся построением моделей систем различной природы, обслуживающих различные области науки. А качественная теория дифференциальных уравнений, начало которой было положено в трудах Анри Пуанкаре, и выросшая из нее современная общая теория динамических систем вооружила синергетику значительной частью математического аппарата.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

      

 

 

 

 

 

           

      Синергетическая концепция самоорганизации

 

1) Объектами исследования  являются открытые системы в  неравновесном состоянии, характеризуемые  интенсивным обменом веществом  и энергией между подсистемами  и между системой с ее окружением.

2) Среда - совокупность составляющих ее объектов, находящихся в динамике. Взаимодействие исследуемых объектов в среде характеризуется как близкодействие - контактное взаимодействие. Среда объектов может быть реализована в физической, биологической и другой среде более низкого уровня, характеризуемой как газо-подобная, однородная или сплошная.

3) Различаются процессы  организации и самоорганизации. Общим признаком для них является возрастание порядка вследствие протекания процессов, противоположных установлению термодинамического равновесия независимо взаимодействующих элементов среды. Организация, в отличие от самоорганизации, может характеризоваться, например, образованием однородных стабильных статических структур.

4) Результатом самоорганизации  становится возникновение, взаимодействие, также взаимосодействие и, возможно, регенерация динамических объектов более сложных в информационном смысле, чем элементы среды, из которых они возникают. Система и ее составляющие являются существенно - динамическими образованиями.

5) Направленность процессов  самоорганизации обусловлена внутренними  свойствами объектов в их индивидуальном и коллективном проявлении, а также воздействиями со стороны среды, в которую «погружена» система.

6) Поведение элементов и системы в целом, существенным образом характеризуется спонтанностью - акты поведения не являются строго детерминированными.

7) Процессы самоорганизации  происходят в среде наряду  с другими процессами, в частности  противоположной направленности, и  могут в отдельные фазы существования  системы как преобладать над последними, так и уступать им. При этом система в целом может иметь устойчивую тенденцию или претерпевать колебания к эволюции либо деградации и распаду.

 

                   Механизм самоорганизации в природе

 

Фундаментальным принципом  самоорганизации является возникновение  и усиление порядка через флуктуации, т. е. случайные отклонения от некоторого характерного для данного состояния  системы среднего положения. Это  свидетельствует о том, что случайность  является неотъемлемым атрибутом эволюции, она вмонтирована в ее механизм. Роль флуктуаций состоит в усилении неравновесности, своеобразном раскачивании системы, приводящем ее в неустойчивое состояние. Естественно, что с точки зрения самоорганизации полезными являются флуктуации, направленные в сторону от состояния равновесия. В силу равновероятности флуктуаций для приведения системы в неустойчивое состояние нужен некий механизм усиления флуктуаций. Речь идет о механизме положительной обратной связи, срабатывающем в процессе раскачивания системы таким образом, что случайно возникающие отклонения накапливаются и усиливаются.

 

Процесс нарастания упорядоченности  системы имеет две качественно  различные фазы:

– стадия плавного эволюционного  развития, носящего практически линейный характер, подводящая систему к неустойчивому  критическому состоянию, называемому  точкой бифуркации;

– скачкообразный переход  системы в другое устойчивое состояние  с более высокой степенью упорядоченности.

 

Здесь следует обратить внимание на два существенных обстоятельства. Переход системы в новое устойчивое состояние из точки бифуркации неоднозначен: в силу нелинейности подобных процессов  существует несколько возможных  вариантов развития в виде различных  устойчивых состояний с более  высокой сложностью. Считается, что  в точке бифуркации путь эволюции системы разветвляется, и выбор  одного из возможных дальнейших путей  происходит опять случайным образом. На этой стадии выбор пути развития однозначно не определен, т. е. непредсказуем, а состоявшийся скачок – необратим. Существенно, что переход из одного устойчивого состояния в другое происходит через состояние неупорядоченности: начальная упорядоченность разрушается, и лишь затем возникает новая, т. е. на этой стадии развитие идет через хаос.

Следующая эволюционная стадия плавного развития стартует с момента  случайного перехода системы в новое  состояние. Таким образом, случайность  проявляется в этом процессе на двух уровнях: вначале на уровне флуктуаций, а затем на уровне скачка из точки  бифуркации.

 В этой связи можно  говорить о взаимодействии закономерности  и случайности в процессе эволюции  систем. При этом следует обратить  внимание на то, что понятие  эволюции при описании самоорганизации  используется в двух смыслах:  для характеристики периодов  плавного развития, сменяемых резкими,  революционными скачками, и для  обозначения совокупного процесса  развития, включающего обе эти  фазы.

Важным и пока еще мало изученным фактором самоорганизации  является неизменно подчеркиваемая информативность, способность эволюционирующей системы получать, хранить и использовать для своего развития информацию, в  том числе информацию о направлении  этого развития. Пожалуй, только наличием такой информативности можно  объяснить функционирование механизма  направленного, восходящего развития Вселенной и всех ее подсистем. Современной  науке удалось выяснить принцип  хранения и передачи информации в  природе пока лишь для одного случая – при реализации генного механизма  наследственности. Есть все основания  ожидать, что подобные механизмы  должны существовать и в других природных  системах для управления программами  их эволюции.