Синергетика как новый метод

Детерминированный, или динамический хаос — понятие и направление исследова­ния в синергетике, которое возникло как переоценка смысла и роли хаоса, обнаружение возможностей его саморегуляции, соотношение порядка и хаоса. Конструктивная роль хаоса проявляется в самоорганизующихся системах прежде всего в том, что он необходим для выхода системы на один из аттракторов и что он лежит в основе объединения простых структур в сложные, механизма согласования темпов их эволюции. Важнейшим момен­том, как мы видим, стала переоценка роли и самого понимания хаоса в процессе эволюции сложноорганизованных нелинейных систем. Конструктивная роль хаоса проявляется в це­лом ряде форм, прежде всего как условие для перехода на новый аттрактор, увеличение разнообразия, необходимые для запуска процессов самоорганизации. Хаос как своего рода «поле возможностей» лежит также в основе объединения различных структур, согласова­ния темпов их эволюции и усложнения организации, установления общего темпа развития процессов - синхронизации, а также служит предпосылкой переключения, смены режи­мов, перехода к новым структурам, спадам и подъемам, колебательным режимам нели­нейных систем.
Какую роль играет хаос в социальном развитии? Уже в научной среде хаос пред­стает как возможность разнообразия научных идей и концепций, отрицание догматизма или лишь временное его принятие, а также поддержка нетрадиционных, «безумных» идей и гипотез, противоречащих устоявшимся теориям, признанным фактам и критериям науч­ности.

Известный исследователь в области систем Э.Ласло обращает внимание на так называемый «эффект бабочки», открытый метеорологом Э.Лоренцем, состоящий в том, что в состоянии хаоса малейшее изменение, сравнимое со взмахом крыльев бабочки, «усиливается и изменяет динамику всей системы. Такая перестройка динамики не обязательно является отрицательным фактором: су­ществует множество примеров хаоса, и некоторые из них носят созидательный характер. Например, нейронные сети головного мозга постоянно находятся в хаотическом состоянии. Вследствие этого они могут реагировать на самые слабые, самые незначительные изменения на входе в систему. Ког­нитивные состояния, необычно близкие к хаосу, могут способствовать творческому подъему: уче­ные и люди искусства, поэты и пророки рождают самые тонкие идеи и обретают величайшее вдох­новение в казалось бы неупорядоченных «превращенных» состояниях — находясь в медитации, во сне или в трансе или переживая наиболее тяжелые периоды своей жизни. Хаос таит в себе опас­ность и надежду. <… _> .> Общество также время от времени переходит в хаотическое состояние. Речь идет не о состоянии анархии, а о сверхчувствительности — прелюдии изменения. Находясь в хаоти­ческом состоянии, общество становится чувствительным к любой слабой флуктуации, к каждой но­вой идее, к каждому новому образу мысли и действия. 
Но особенно значимо это понятие при исследовании природы рынка как формы самоорганизующего и устойчивого развития в обществе. Рынок товаров, услуг, научных и технических идей, стратегий действия - это хаос, обладающий конструктивным потен­циалом в развитии общества, хотя и не решающий всех его проблем. И здесь можно вспомнить пример, который уже приводился ранее, - оценка Ф.Хаеком роли рынка, его стихии в «расширенном порядке человеческого сотрудничества», которое обеспечивает социальную эволюцию не из «одного центра» и «управляющего супермозга», но в процес­се самоорганизации подключая «хаос» и стихию новой информации, все многообразие личностей, индивидуального знания, мышления и деятельности.
«Группа исследователей в университете Бремена под руководством Х.-О. Пайтгена прово­дит исследования экономических явлений в обществе с помощью теории детерминированного хаоса и фрактальной геометрии. Поведение экономического рынка и динамика биржевых торгов (рост курса акций и внезапный, непредсказуемый, происходящий время от времени крах, резкое падение биржевых индексов) являются существенно нелинейными. События, происходящие на бирже, по­добны азартным играм в кости или на рулетке. События организованы людьми, решения продать или купить определенные акции принимаются каждым игроком индивидуально и в зависимости от конкретных обстоятельств и соображений. Но несмотря на это, наблюдается самоподобная, фрак­тальная динамика в изменении цен на акции. Ученые …. установили, что картина динамики бирже­вых индексов в периоды 60 дней, 60 недель и 60 месяцев обладает свойством подобия, масштабной инвариантности» (Князева Е.Н., Курдюмов С.П. Основания синергетики. СПб., 2002. С. 349).
Под аттрактором (греч. attrahere - притягивать) понимается относительно устой­чивое состояние системы, которое как бы притягивает к себе многообразные пути и траек­тории динамических систем, направляет их эволюцию к определенной «цели» (использу­ется образ воронки). Всякая сложная система таит в себе возможность бифуркаций,т.е. разветвлений, расхождения путей развития системы в различные стороны, точка бифурка­ции - это точка разветвления путей эволюции открытой нелинейной системы, которая оказывается на перепутье и должна осуществлять выбор. Фракталы — объекты, обладаю­щие свойствами самоподобия, повторения структур с увеличением размеров. Примерами этому могут служить геометрия деревьев, листьев, лепестков цветов, разветвления брон­хов в легких человека; в обществе как системе примером подобия может служить органи­зация разных уровней управленческих структур - от городских, районных до федераль­ных.
По мнению ведущих отечественных исследователей, в целом синергетику как но­вую научную парадигму и нелинейный стиль мышления можно охарактеризовать сле­дующими позициями:
- относительно эволюции систем -
всякое явление -эволюционная необратимая стадия какого-либо процесса, содержащая информацию о его прошлом и будущем, допускающая многовариантность, тупиковые ветви, отклонения, которые могут быть тем не менее совершеннее современно­го состояния; развитие происходит благодаря неустойчивости; новое появляется в ре­зультате бифуркаций как случайное и непредсказуемое;
- относительно структуры и управления системами -
системы являются зависимыми от процессов на вышележащих или нижеле­жащих уровнях, в нелинейном мире малые причины могут порождать большие следствия; человеческие действия обречены на провал, если они не учитывают потенции среды и структур-аттракторов; управление сложными системами успешно лишь как нелинейное, с учетом особенностей и тенденций их эволюции, а также эффективности малых воздейст­вий.
В классической науке, где рассматривались замкнутые системы, все процессы по­нимались как стремящиеся к равновесному состоянию с наибольшей энтропией - опреде­ленной степенью хаоса. Как показали исследования в области неравновесной динамики, в определенных классах открытых нелинейных сред складывается иная ситуация - потенци­ально существуют возможности возникновения из хаоса различных новых форм органи­зации и структур, соответствующих внутренним тенденциям самой среды. Неравновесная среда в соответствии с ее потенциалом и направлением эволюции определяет возможный спектр новых форм и структур не только на основании прошлого и настоящего, но как бы из будущего. За этим стоят, по-видимому, возможность понимания и в определенной сте­пени предвидения тенденций эволюции и изменения сложных самоорганизующихся сис­тем в единстве с окружающей средой, а, с другой стороны, - осознание своего рода «пра­вил запрета» для построения систем в данной среде.
Принципы синергетики применимы к сложным эволюционирующим природным системам, культуре и ее развитию, социальным системам и процессам, развитию науки и вненаучного познания, «механизмам» творческого мышления, к системе образования. Очевидно, что синергетический подход, обладающий значительным эвристическим и ме­тодологическим потенциалом, начинает охватывать все сферы познания природного и со­циального бытия, естествознания и гуманитарных наук. Его универсальность объясняется тем, что синергетика, как и кибернетика, системный подход, теория катастроф и другие подобные методологические концепции, - это вновь разработанные способы осмысления и интерпретации эмпирических фактов, методов и теорий, накопленных в самых разных областях научных и вненаучных знаний и форм деятельности. Специалисты в этой облас­ти настаивают на том, что синергетика не образ мира, но стиль, образ мышления о нем.

Синергетика – понятие новое, лишь недавно появившееся в словарях и энциклопедиях. В 1973 году – дата рождения этого направления – профессор Штутгартского университета немецкий физик Герман Хакен на конференции, посвященной процессам самоорганизации, сделал программный доклад, в котором объявил о новой, учрежденной им дисциплине – «синергетике». Еще одним основоположником синергетики является бельгийский физик, лауреат Нобелевской премии Илья Романович Пригожин.
Источник возникновения идей, которые можно назвать концепцией самоорганизации – это Античность. Как писал Аристотель: «Есть и такие философы, которые причиной и нашего Неба, и всех миров считают самопроизвольность: ведь они считают, что сами собой возникают вихрь и движение, разделяющие и приводящие в данный порядок Вселенную»[1].
Эти изыскания в различное время продолжили:
- христианский мыслитель Фома Аквинский, ищущий за иррациональностью строгую логику;
- его современник Раймунд Луллий, - астролог и арабист, пытавшийся создать первый в истории искусственный интеллект;
- испанский философ XYI века Людовик Молина, - богослов, рассматривающий свободную волю человека, говоря современным языком, как нелинейную систему с многовариантностью;
- Лейбниц, предпринявший попытку конструирования «универсального языка»;
- Тейяр де Шарден, трактующий в своем сочинении «Феномен человека» божественную благодать как энергию, и переносящий ее на мир материи и живых существ[2].
Этот список можно продолжать, вплоть до наших дней, внося в него много громких имен. Настоящее синергетики, фундаментальные положения этого направления, собственно, его название - это, конечно, Г. Хакен и И.Р. Пригожин. Их размышления над методологическими проблемами междисциплинарного направления и усилия по его популяризации послужили тому, что синергетику можно классифицировать как научную революцию, как кардинальный поворот в мировоззрении, последствия которого мы, по-видимому, в полной мере еще не осознаем.

Основоположники синергетики утверждают, что закономерности явлений самоорганизации не ограничиваются областью неживой природы: они распространяются на все материальные системы. Как отмечает Г.Хакен, принципы самоорганизации, изучаемые этой наукой, распространяются «от морфогенеза в биологии, некоторых аспектов функционирования мозга до флаттера крыла самолета, от молекулярной физики до космических масштабов эволюции звезд, от мышечного сокращения до вспучивания конструкций»[3].
Поэтому необходимо методологически обосновать правомерность переноса закономерностей неживой природы на мир биологических систем и социальный мир. Эта задача выполнима в том случае, если рассматривать преобразования информации как кибернетическую форму II начала термодинамики.
В традиционной науке распространение действия II начала термодинамики на всю Вселенную ведет к следующему выводу. Со временем все виды энергии перейдут в тепловую, которая в силу выравнивания температур, потеряет способность превращаться в другие виды энергии. Вселенная придет в состояние теплового равновесия, выход из которого естественным путем невозможен. Наступление состояния теплового равновесия будет означать тепловую смерть Вселенной. При этом отождествляется закон возрастания энтропии (рассеяния энергии, или меры беспорядочности физической системы) и теория тепловой смерти Вселенной.
Однако, теория тепловой смерти Вселенной – это прежде всего мировоззренческая концепция, которая базируется не столько на хорошо обоснованном законе физике (II начале термодинамики), сколько на попытке его переноса на всю Вселенную, которая не является замкнутой изолированной системой. Термодинамическая система достигает состояния термодинамического равновесия, только если она находится в стационарных (не зависящих от времени) условиях. Разрабатываемая в настоящее время концепция самоорганизации утверждает наличие в природе сил антиэнтропийного характера. В частности, синергетика рассматриваетпсихическое как опосредованную через перераспределение энергетических потоков степень уменьшения энтропии.
Сегодня развитие современной научной картины мира как формы синтеза достижений различных дисциплин протекает в русле идей глобального (универсального) эволюционизма. Он соединяет идеи эволюции и системного видения. Герман Хакен, выступая в 1982 году на конференции в СССР, говорил: «Информацию, перегруженную огромным количеством деталей, затемняющих существо дела, необходимо сжать, превратив в небольшое количество законов, концепций или идей. Синергетику можно рассматривать как одну из таких попыток».
Синергетика сегодня стоит не только перед проблемой создания своей дисциплинарной онтологии, которая выражается в соответствующих онтологических принципах, но и перед проблемой включения этих принципов в научную картину мира. Именно вокруг этой проблематики, по существу, разворачиваются дискуссии относительно места синергетики в системе научного знания.
Формирование теоретических оснований синергетики включает множество проблем. Они связаны с пониманием особенностей самоорганизующихся и саморазвивающихся систем, методологических принципов их анализа. Это проблема и нового смысла категорий, различного понимания части и целого, взаимодействия, причинности, пространства и времени. Для малых систембыло достаточно предполагать, что целое может быть описано свойствами частей и их взаимодействиями, что элементы вне целого и внутри него обладают одними и теми же свойствами. Причинность трактуется как жесткий лапласовский детерминизм (всякое состояние Вселенной есть следствие предыдущих и причина последующих ее состояний).
Сложные саморегулирующиеся системы имеют уровневую организацию, они включают в себя подсистемы со стохастическими (случайностными, вероятностными) взаимодействиями элементов и информационно-управляющий блок, с передачей информации от него к подсистемам и обратным связям, обеспечивающим воспроизведение системы как целого. Категории части и целого здесь изменяются – появляется идея системного качества, не сводимого к свойствам частей. Лапласовская причинность применяется ограниченно и дополняется идеей вероятностной причинности(состояние системы в данный момент однозначно определяется состоянием системы в предшествующий момент, однако способ описания состояния становится новым, вероятностным).
Открытые системы, обменивающиеся с внешней средой веществом, энергией, информацией, характеризуются иерархией уровневой организации элементов. По мере их развития появляются новые уровни и новая дифференциация системы на подсистемы. При этом каждый новый уровень оказывает обратное воздействие на уровни, сформировавшиеся ранее, видоизменяет их, - и система функционирует как новое целое.
Появление новых уровней организации и переход к новому типу гомеостазиса(гомеостазис - относительное динамическое постоянство состава и свойства внутренней среды) происходит через состояния динамического хаоса, появление точекбифуркации, в каждой из которых возникает «веер» потенциально возможных направлений развития системы. В настоящее время хаос рассматривается как фундаментальное свойство материи, обеспечивающее стабильные свойства вещества. Становление упорядоченных систем происходит из хаоса, т.е. порядок это частный случай хаоса.
Теперь уже недостаточно зафиксировать наличие особых свойств целого, не сводимых к свойствам частей (системное качество), необходимо проследить изменения системных качеств (появление новых управляющих параметров – «параметров порядка») в процессе развития системы. Наряду с лапласовской и вероятностной причинностью рассматривается целевая причинность – причинно-следственная связь, в которой действует цель (конечное состояние, финал процесса).
В синергетике начинают по-новому трактоваться причины и формы развития неживой материи и исторических процессов в экономической, политико-социальной и иных сферах человеческой жизнедеятельности. Возникает новое понимание случая как самостоятельного фактора биологической и социальной эволюции, признание его роли в самоорганизующихся процессах.
В процессе познания мира каждая наука пользуется различными методами, которые находятся в тесной связи с теорией. Метод – это прием, способ подхода к познанию и преобразованию действительности, сознательное использование ранее полученных знаний для объяснения новых фактов.
Один из основных философских методов познания – диалектический, соответствующий определенной концепции развития. По мнению некоторых исследователей, синергетика, как новая парадигма в методологии общественных наук, либо будет включать диалектику как частный метод – и то лишь для некоторых областей, - либо вообще заменит ее принципиально новыми подходами к действительности.
Приведенная таблица дает, по крайней мере, схематическое, представление о той глубине различий, которая уже возникла между диалектикой и синергетикой.