Системность и самоорганизация философия реферат
Обновлено: 30.06.2024
Под системностью бытия понимается тот факт, что все существующее не является хаотичным скоплением отдельных, никак не связанных друг с другом предметов, явлений, процессов. Мир представляет собой сложную систему, со стоящую из многих подсистем и элементов, находящихся в многочисленных структурных связях.
Система - это ограниченное множество элементов, находящихся в устойчивых взаимосвязях. Под элементом понимают объект, который при определенном подходе к системе рассматривается как далее неразложимая ее часть (хотя при другом подходе он может рассматриваться как система). Так, планета Земля может рассматриваться и как элемент Солнечной системы, и как система, состоящая из элементов. Сложные системы включают в свой состав ее части - подсистемы. Например, культура как сложная система состоит из трех подсистем: материальной, социальной и духовной культуры. Совокупность связей, обеспечивающая упорядоченность элементов системы, ее самоорганизацию, относительную устойчивость, называется структурой. Эти категории широко применяются в современной науке, особенно при анализе сложных систем.
Свойством Вселенной и всех ее элементов является не только системность, но и самоорганизация, направленность материи и усложнение ее структур. Проблема самоорганизации материальных систем в XX веке становится одной из центральных проблем науки. Существенный вклад в решение этой проблемы вносит системный и информационный подходы.
Философское понятие материи нельзя отождествлять с частнонаучными представлениями о ее строении и свойствах: материя как предмет философского исследования определяется через противопоставление сознанию, а предмет естествознания - это устойчивые свойства объектов и сохраняющиеся связи между ними. Предмет естествознания, иначе говоря, определяется через противопоставление изменению. (Последнее, конечно, не означает, что естествознание не изучает изменение; однако в процессах изменения оно стремится выявить прежде всего те или иные инварианты).
Пространство и время как всеобщие формы бытия.
Важнейшими формами бытия материи являются пространство и время. Пространство есть категория для обозначения протяженности и структурности всех материальных объектов. Время есть категория для обозначения длительности существования и последовательности смены состояний всех материальных объектов.
Что же касается невозможности восприятия пространства и времени нашими органами чувств, то точно также нельзя увидеть или потрогать ни материю, ни движение, ни другие им подобные абстракции, отвлеченные от чувственно воспринимаемых вещей. Можно ли увидеть в лесу дерево? Принципиально нет! Увидеть можно конкретную березу, елку, дуб и т.д., но дерево как таковое, дерево вообще увидеть нельзя. Ибо это всего лишь понятие, в котором от массы объектов отвлечены их общие признаки. Но сей факт никак не отменяет объективно-реального существования, как конкретных деревьев, так и их общих свойств. Та же история и с понятиями пространства и времени. Понятие времени увидеть нельзя, а вот последовательность смены состояний материальных объектов (молодой - старый), что оно, собственно, и означает, вполне доступна нашим органам чувств. Так что признание объективности пространства и времени ныне считается более обоснованной позицией, нежели настаивание на их субъективности. Другие свойства пространства и времени можно подразделить на универсальные (всеобщие) и специфичные (всеобщность которых находится под вопросом).
К универсальным свойствам пространства и времени относятся:
их неразрывная связь друг с другом;
связь с движением материи;
Специфичными характеристиками рассматриваемых форм бытия материи являются: •трехмерность пространства и одномерность времени;
•однородность и изотропность пространства и анизотропия времени;
•непрерывность пространства и времени на макроуровне.
Характеристика этих свойств пространства и времени как неуниверсальных не означает, однако, что где-то опытным путем найдены исключения. Но вся логика развития естествознания последнего столетия свидетельствует о том, что подобные открытия - не за горами. К примеру, существуют сильные подозрения, что на глубинных этажах микромира пространство и время прерывны.
На это уже был дан по крайней мере частичный ответ в предшествующих главах.
Есть, таким образом, формально-логические противоречия, которые должны быть исключены из употребления.
Но существуют и возможны противоречия в наших суждениях, отражающие противоречие самой действительности. В этом случае говорят о диалектическом противоречии. Наличие подобных противоречий служит предпосылкой развития реальных природных и общественных систем, отражаясь в нашем знании, они также стимулируют его развитие.
Итак, не всякое противоречие (или то, что мы называем противоречием) имеет отношение к развитию. Далеко не достаточно одной лишь констатации различия и противоположности, чтобы рассматривать их в качестве источника или стимула развития. Должна быть констатация относительно противоположных сторон, тождественных в том или ином отношении, относящихся к одному предмету, в одно и то же время. Именно такое понимание диалектического противоречия следует из концепции Гегеля, если дополнить ее признанием возможности противоречий в объективных вещах, а также противоречий между идеями и материальным миром.
Здесь следует искать ответ на вопрос о причинах развития. Нечто новое в действительности появляется именно в силу наличия внутренних противоречий в вещах и явлениях, т.е. противоречий в рамках тождества, единства, целостности предмета.
Важной стороной марксистской диалектики было признание того, что всем предметам и явлениям действительности свойственны противоположные стороны и тенденции. Признание противоположностей в объективных явлениях и процессах (наряду с противоречиями в познании и духовном мире) придавало новую жизненную силу диалектике, открывало пути для дальнейшего ее движения. Не все направления этого движения в равной степени оказались разработанными в дальнейшем. Важным было уже то, что наличие противоположностей во внутренней структуре каждого явления признавалось неотъемлемым свойством любой системы.
Уходит из поля зрения, казалось бы, несущественный оттенок диалектической мысли: само по себе существование противоположностей не влечет за собой противоречия, а следовательно, и развития. Противоречиво лишь единство противоположностей. Противоречие несет в себе именно тождество противоположных сторон. В этом смысле источником развития следует считать, строго говоря, именно единство противоположностей, причем естественное, неразрывное в данных условиях, месте и времени.
Итак, позвольте еще раз обозначить нашу позицию, повторив, что источник, движущая сила, стимул развития — это противоречие. Но противоречие состоит именно в единстве противоположностей.
Явления и процессы сопоставлялись как противоположные и взаимоисключающие при полном иногда невнимании к их тождеству, единству, в рамках которого они только и выступают как альтернативные. Парадоксально, но факт — в самой диалектике нарушалась диалектика, когда одна из сторон абсолютизировалась в ущерб другой. Также, как и при рассмотрении движения (равно как и других универсальных свойств действительности), противоречия выступают как абсолютные в смысле своей универсальности, т.е. настолько, насколько наши знания позволяют их считать универсальными, но и относительны во всех прочих отношениях. И прежде всего в том смысле, что противоречия всегда развертываются в рамках определенного тождества и никак иначе.
В обществе антагонизмы, всегда связанные с субъективными факторами, действительно чреваты серьезными социальными или даже межличностными конфликтами, угрозами жизни людей, имеют по сути разрушительный характер. Это связано, например, с действиями преступных элементов, особо тяжкими преступлениями, когда человек или группа бросает вызов всему обществу.
Противоречия между классами, группами людей, находящимися между собой в отношении производства и обмена деятельностью, политических, этнических и других формах социальных связей, всегда таят в себе возможность обострения, выражающегося в классовой борьбе, войнах и восстаниях. Последствия этих антагонизмов, как показывает история, могут быть наиболее разрушительными и губительными для многих тысяч и даже миллионов людей. Различия в финансовом, имущественном, правовом отношениях составляют объективную почву для подобного рода противоречий. Однако их чрезмерное обострение всегда имеет субъективные предпосылки в способах управления обществом, в идеологических и политических методах решения назревших проблем.
Проблема самоорганизации материальных систем в XX веке становится одной из центральных проблем науки. Существенный вклад в решение этой проблемы вносит системный и информационный подходы. Терминология, выработанная в этих областях исследования, приобрела общенаучный характер в описании и объяснении процессов самоорганизации. Но обе эти области исследования имеют дело в основном с материальными системами уже достаточно высокого уровня организованности: биологические системы, социальные, технические и т.д. Процессы самоорганизации в неживой природе остаются вне интересов этих подходов.
Г. Хакен и И. Пригожин делают акцент, прежде всего, на процессуальности материальных систем. Все процессы, протекающие в различных материальных системах, могут быть подразделены на два типа: во-первых, это процессы, протекающие в замкнутых системах, ведущие к установлению равновесного состояния, которое при определенных условиях стремится к максимальной степени неупорядоченности или хаоса, и, во-вторых, это процессы, протекающие в открытых системах, в которых при определенных условиях из хаоса могут самопроизвольно возникать упорядоченные структуры, что и характеризует стремление к самоорганизации. Основными характеристиками первого типа процессов является равновесность и линейность, главными характеристиками второго типа процессов, в которых проявляется способность к самоорганизации и возникновению диссипативных структур, является неравновесность и нелинейность. Природные процессы принципиально неравновесны и нелинейны; именно такие процессы синергетика рассматривает в качестве предмета своего изучения. Постулирование универсальности неравновесных и нелинейных процессов позволяет ей претендовать на статус общеметодологической дисциплины, сопоставимой с теорией систем и кибернетикой.
Можно утверждать, что именно синергетика на настоящий момент является наиболее общей теорией самоорганизации. Она формулирует общие принципы самоорганизации, действительные для всех структурных уровней материи, на языке математики описывает механизмы структурогенеза, в ее рамках способность к самоорганизации выступает как атрибутивное свойство материальных систем.
Н. Винер считает правильной с научной и мировоззренческой точек зрения концепцию тепловой смерти Вселенной. Она была разработана еще в середине прошлого столетия специалистами по термодинамике В.Томпсоном и Р. Клаузиусом.
В основании этой теории лежит попытка экстраполяции второго начала термодинамики или закона возрастания энтропии на всю Вселенную. Энтропия является физической величиной, характеризующей процессы превращения энергии. Согласно закону возрастания энтропии при реальных термодинамических процессах энтропия замкнутой системы возрастает. Закон возрастания энтропии определяет течение энергетических превращений: все они в замкнутых системах происходят в одном направлении. Достижение термодинамической системой состояния с максимальной энтропией соответствует достижению состояния теплового равновесия. Это означает, что в системе, предоставленной самой себе, рано или поздно происходит выравнивание температур и тепловая энергия как бы деградирует в качественном отношении. Она теряет способность превращаться в другие формы энергии.
Распространение действия второго начала термодинамики на всю Вселенную ведет к выводу, что со временем все виды энергии перейдут в тепловую, а последняя, в силу выравнивания температур, потеряет способность превращаться в другие виды энергии и Вселенная придет в состояние теплового равновесия, выход из которого естественным путем невозможен. Наступление состояния теплового равновесия будет означать тепловую смерть Вселенной. Теория тепловой смерти Вселенной не отрицает количественного сохранения энергии, но отрицает качественную неуничтожимость энергии и движения.
При всей своей внешней логичности и ссылках на фундаментальные законы физики теория тепловой смерти ведет к парадоксальным выводам. Вселенная существует бесконечно долгое время и в принципе должна бы уже давно достигнуть состояния теплового равновесия. Однако мы наблюдаем в мире существование многообразия видов энергии и движения, что с точки зрения сторонников теории тепловой смерти Вселенной является необъяснимым фактом. Выход может быть предложен двоякий: можно допустить, что наша Вселенная либо существует конечное время, недостаточное для достижения состояния теплового равновесия, либо она много раз достигала такого состояния, но некоторая, пока неизвестная науке сила, время от времени выводила из него Вселенную. Оба эти предположения ведут к идее сотворения мира или вмешательства в ход физических процессов сверхъестественных сил.
Современная наука накопила много данных, свидетельствующих о несостоятельности этой концепции с естественнонаучной точки зрения.
Прежде чем подвергать критике теорию тепловой смерти Вселенной с позиций естествознания, следует напомнить, что, хотя сторонники этой теории апеллируют ко второму началу термодинамики, недопустимо отождествлять теорию тепловой смерти Вселенной с законом возрастания энтропии. Закон возрастания энтропии — хорошо обоснованный закон физики и критике не подлежит. Теория же тепловой смерти Вселенной — мировоззренческая концепция, которая базируется не столько на втором начале, сколько на попытке его экстраполяции на всю Вселенную, что предполагает ряд произвольных допущений о структуре Вселенной. Естественнонаучная критика этой теории направлена не против самого второго начала термодинамики, а против правомерности его экстраполяции на всю Вселенную.
В настоящее время естественнонаучная критика теории тепловой смерти Вселенной опирается на несколько доводов. Второе начало термодинамики было сформулировано для замкнутых изолированных систем. Кроме того, статистическая трактовка закона возрастания энтропии обязательно предполагает, что система должна состоять из сколь угодно большого, но конечного числа частиц. Только при этих условиях можно говорить о возрастании энтропии как переходе от менее вероятных к более вероятным состояниям системы. Но Вселенная не является изолированной системой, и она состоит из бесконечного числа частиц. Последнее означает, что все состояния в ней одинаково равновероятны и понятие термодинамического равновесия для ее характеристики оказывается неприменимым. Отсюда следует, что в основе рассматриваемой теории лежит неправомерная экстраполяция второго начала термодинамики с конечных замкнутых систем на бесконечную Вселенную.
По мнению многих ученых, решающий довод против теории тепловой смерти Вселенной следует из релятивистской термодинамики, которая учитывает действие во Вселенной гравитационных полей. Гравитационные поля имеют переменный характер, зависят от координат и времени и выступают в качестве внешних условий протекания во Вселенной термодинамических процессов. Термодинамическая система достигает состояния термодинамического равновесия, только если она находится в стационарных (не зависящих от времени) условиях. В силу наличия внешних нестационарных условий, в качестве которых выступают гравитационные поля, возрастание энтропии во Вселенной не ведет к достижению ее термодинамического равновесия. В свете данных релятивистской термодинамики теория тепловой смерти Вселенной теряет доказательный характер и обнаруживает свою несостоятельность.
Разрабатываемая в наше время концепция самоорганизации (синергетика) также убеждает нас в наличии природных сил антиэнтропийного характера.
Материя неуничтожима и в количественном, и в качественном отношениях. Все те формы движения и уровни структурной организации материи, которые уже известны (а наука, несомненно, обнаружит еще новые), заключены в самой материи, внутренне ей присущи, связаны между собой и способны при определенных условиях переходить друг в друга. Материя неотрывна от движения, от разнообразия, от самоорганизации.
§ 2. Системность. Уровни структурной организации
Подобно движению, пространству, времени, отражению системность представляет собой всеобщее, неотъемлемое свойство материи, ее атрибут. Будучи характерной чертой материальной действительности, системность фиксирует преобладание в мире организованности над хаотичными изменениями. Последние не отделены резко от оформленных образований, но включены в них и подчиняются в конечном счете действию электромагнитных, гравитационных, других материальных сил, действию частных и общих законов. Неоформленность изменений в одном каком-либо отношении оказывается упорядоченностью в другом. Организованность присуща материи в любых ее пространственно-временных масштабах.
Материя бесконечна структурно и в масштабах микромира. Ныне все больше подтверждений получает кварковая модель структуры ад-ронов, что ведет к преодолению представления о бесструктурности элементарных частиц (протонов, нейтронов, гиперонов и др.).
Материя во всех своих масштабах обладает формообразующей активностью. Бесструктурной материи нет.
Рассмотрим теперь конкретней общую организацию материи. Это предполагает, что формы движения материи и ее виды (или состояния) уже известны.
В науке широко используется представление о структурных уровнях материи, конкретизирующих формы движения и виды материи.
Структурные уровни материи образованы из определенного множества объектов какого-либо класса и характеризуются особым типом взаимодействия между составляющими их элементами. Критерием для выделения различных структурных уровней служат следующие признаки: пространственно-временные масштабы (элементарные частицы имеют размеры 10 (-14 степени) см, атомы — 10 (-8 степени), молекулы — 10 (-7 степени) см и т.п.); совокупность важнейших свойств и законов изменения; степень относительной сложности, возникшей в процессе исторического развития материи в данной области мира.
Неорганическая природа предстает как имеющая такую последовательность структурных уровней: субмикроэлементарный — микроэлементарный (уровень элементарных частиц и полевых взаимодействий) — ядерный — атомарный — молекулярный — уровень макроскопических тел различной величины (здесь имеется ряд специфических подуровней) — планеты — звездно-планетные комплексы — галактики — метагалактики.
Живая природа также структурирована. В ней выделяются уровни: биологических макромолекул — клеточный уровень — микроорганиз-менный — органов и тканей — организма в целом — популяционный — биопенозный — биосферный. Общая основа жизни — органический метаболизм (обмен веществом, энергией и информацией с окружающей средой) — специфицируется в каждом из выделенных уровней. Как отмечают М.М. Камшилов и А.И. Филюков, на уровне организмов обмен веществ означает ассимиляцию и диссимиляцию при посредстве внутриклеточных превращений; на уровне экосистемы (биоценоза) он состоит из цепи превращений вещества, первоначально ассимилированного организмами-производителями при посредстве организмов-потребителей и организмов-разрушителей, относящихся к разным видам; на уровне биосферы происходит глобальный круговорот вещества и энергии при непосредственном участии факторов космического масштаба.
Социальная действительность в структурном аспекте представлена уровнями: индивидов — семьи — различных коллективов (прежде всего производственных) — социальных групп — классов — национальностей и наций — государств и системы государств — общества в целом. Структурные уровни социальной действительности находятся в неоднозначно-линейных связях между собой (пример — уровень наций и уровень государств). Переплетение разных уровней в рамках общества порождает представление о господстве случайности и хаотичности в социальной действительности. Но внимательный анализ обнаруживает наличие в нем фундаментальной структурности — главных сфер общественной жизни, каковыми являются материально-производственная, социальная, политическая и духовная сферы, имеющие свои законы и свои структуры. Все они определенным образом субординированы в составе общественно-экономической формации. Эти формации структурированы, в том числе в плане изменений, обусловливая генетическое единство общественного развития в целом.
Структурное многообразие, т. е. системность, является способом существования материи.
Наряду с представлением об элементах в представление о любой системе входит и представление о ее структуре. Структура — это совокупность устойчивых отношений и связей между элементами. Сюда включается общая организация элементов, их пространственное расположение, связи между этапами развития и т.п.
По своей значимости для системы связи элементов (даже устойчивые) неодинаковы: одни малосущественны, другие существенны, закономерны. Структура прежде всего — это закономерные связи элементов. Среди закономерных наиболее значимы интегрирующие связи (или интегрирующие структуры). Они обусловливают интегри-рованность сторон объекта. В системе производственных отношений, например, имеются связи трех родов: относящиеся к формам собственности, к обмену деятельностью и к распределению. Все они существенны и закономерны. Но интегрирующую роль в этих отношениях играют отношения собственности (иначе формы собственности). Интегрирующая структура является ведущей основой системы.
Конечно, для целей исследования бывает возможно и необходимо временно абстрагироваться от материальных элементов и сосредоточить усилия на анализе структур. Но одно дело — временное отвлечение от материального субстрата, а другое — абсолютизация этой односторонности, построение на таком отвлечении целостного мировоззрения.
Материальные системы, существующие в природе или обществе, неравнозначны по многим параметрам, и прежде всего по характеру связей между элементами, по степени интегрированности элементов и структур. При самом общем подходе здесь можно разграничить два класса образований — суммативные и целостные.
Примеры суммаций — терриконы угольных разработок, штабель досок и т.п. Об этих совокупностях нельзя сказать, что они бессистемны, хотя их системность слабо выражена и близка к нулю; трудно определить, что выступает в них в качестве элементов; элементы обладают значительной автономностью по отношению друг к другу и к самой системе; связи между ними внешние, несущественные, преимущественно случайные; качество системы практически равно сумме качеств (или свойств) ее составных компонентов, взятых изолированно друг от друга.
По степени взаимозависимости частей и целого неорганичные системы различны: есть системы, в которых целое больше зависит от частей, чем части от целого, и есть системы, в которых зависимость частей от целого более значительна. Неорганичные системы подразделяются на нефункциональные (например, кристаллы) и функциональные (например, машина).
В функциональных механических системах имеется комплекс самостоятельно сосуществующих элементов. Внешний характер связей, взаимодействия частей заключается в том, что они не вызывают изменения внутреннего строения, взаимного преобразования частей. Взаимодействие частей совершается под действием внешних сил, по определенному извне техническому назначению. Любая часть в машине выполняет определенную функцию и зависит от целого, от других частей, от их взаимодействия. Выход из строя даже единичных частей может повлечь за собой дезорганизацию функций (в ЭВМ — серьезные ошибки в расчетах) или остановку всей машины в целом. В связи с этим большое значение приобретает проблема обеспечения работы механизмов с большей надежностью, что является предметом специальной теории надежности системы.
Все отмеченные классы и типы систем (суммативные и целостные, целостно-неорганичные и целостно-органичные) одновременно сушествуют в трех сферах материальной дейтсвительности. Между ними нет непроходимой грани, наоборот, эти грани подвижны, а конкретные материальные системы одного типа или класса способны переходить в системы другого типа или класса. Так, под влиянием гравитационных и других интегративных сил суммативные системы в неорганической природе способны приобретать характер целостных систем, а впоследствии, в результате роста энтропийных процессов, превращаться в суммативные или бессистемные образования. В социальной области важное значение приобретает содействие интегративным процессам, направленным на ускорение научно-технического прогресса (например, содействие интегрированию в новую целостность общественных, естественных и технических наук), и одновременно активизация усилий по преодолению негативных для прогресса общества системных образований. Знание о возможности превращения систем одного типа в системы другого типа (или класса) нацеливает на изучение механизмов такого перехода в общефилософском и частнонаучном аспектах, что может принести пользу как в отношении воздействия человека на природу, так и в отношении воздействия на социальную действительность.
Материя располагает дееспособность к самоорганизации - это непредсказуемый переход публичной неравновесной системы от меньшей ступени к более сложной и упорядоченной. Самоорганизация отличается от процесса организации тем, что сущность представленного хода разъясняется природой самой системы. Другими словами, организация, будто система - самоорганизующаяся, ежели она без вспомогательных воздействий находит пространственную или функциональную структуру. Самоорганизацию как явление, свойственное открытым системам, изучает наука-синергетика.
Синергетика - научное направление, которое исследует процессы взаимодействия, коллаборации, эволюции сложных и динамичных систем. Термин был введен Германом Хакеном в начале 1970 года. Конечно, некоторые сообщества упрекали, возражали этому направлению. Критики утверждали, что синергетика - пустое понятие, которое излишне математизировано и представляет собой один из видов физики, развивающейся экстенсивно. Через несколько лет все сомнения развеялись, и синергетика стала общепризнанным направлением.
Наименование теории Г.Хакен объяснял это так, что он искал такое слово, которое бы объединяло совместную деятельность, то есть общую энергию. Заметим, что синергетика-это особый язык, посредством которого можно описать жизнь сложных систем.
Очевидно, что системы, которые существуют в природе, безоговорочно не похожи на те, которые созданы человеком.
Системы, в естественной среде, характеризуются устойчивостью к внешним воздействиям, способностью развиваться и расти. А системы, которые созданы человеческим трудом, часто имеют свои особенности: резкое ухудшение функционирования и ошибки в управлении.
Можно сделать вывод, что необходимо заимствовать опыт построения организации, накопленный природой и использовать его в своей деятельности.
Задачи синергетики.
Задача первая: выяснение закономерностей построения организации и возникновение порядка. В отличие от кибернетики, большое внимание уделяется принципу построения и развития организации.
Наличие решения вопросов в различных областях от физики и химии до экономики и экологии, создание и поддержание организации, формирование упорядоченности - это либо цель деятельности, либо ее значимый шаг.
Вторая важная задача для синергии - найти ответ. Необходимость решения ряда задач науки и техники, анализа сложных процессов различной природы с использованием новых математических методов.
Дисциплина поиска математических моделей физики связана с линейными уравнениями. По порядку это уравнения, в которых неизвестные включены только в первой степени. Но на самом деле они описывают процессы, протекающие одинаково при различных внешних воздействиях. При увеличении интенсивности воздействия изменения остаются количественными и новые качества не возникают.
Тем не менее, ученым и по сей день часто приходится иметь дело с явлениями, когда более интенсивные внешние воздействия приводят к качественно новому поведению системы. Здесь нам нужны нелинейные математические модели, а их анализ. Это дело намного сложнее, но оно необходимо, чтобы решить множество проблем.
Это приводит к появлению широкого фронта изучения нелинейных явлений, к попыткам сформировать унифицированные комбинации, которые будут применимы к большинству систем. Именно такие подходы используются в синергетике.
Ключевые положения синергетики
В отличие от других наук, которые, возникали на основе двух ранее существовавших наук и характеризовались проникновением метода одной науки в другую, синергетика опирается на внутренние точки. Например, физики, микробиологи, химики, математики видят свои собственные задачи, и каждый из них применяет свой собственный метод науки, обогащая общий запас мыслей и методов этой науки.
Эту особенность синергетики подробно описал Хакен, будто данная конференция, как и все предыдущие, показала, что существуют удивительные аналоги между поведением абсолютно разных систем. С этой точки зрения данная конференция служит примером существования новой области науки - синергетики. Конечно, синергетика не существует сама по себе, но она связана с другими науками по крайней мере, двумя путями. Во-первых, изучаемые синергетикой системы относятся к компетенции разных наук. Во-вторых, многие другие науки воплощают свои идеи в синергетику. Можно сделать вывод: синергетика как наука делает первые шаги и существует сразу в нескольких версиях, которые отличаются названиями и степенью общности.
Когда Г. Хакена попросили назвать ключевые положения синергетики, он перечислил их в следующем порядке:
1. Изучаемые системы строятся из нескольких идентичных или неидентичных частей, которые друг с другом взаимодействуют.
2. Эти системы нелинейные.
3. Увидев физические, химические и биологические системы, мы говорим об публичных системах, которые не близки от теплового равновесия.
4. Эти системы подвержены внутренним и внешним колебаниями.
5. Системы могут быть нестабильными.
6. Совершаются качественные изменения.
7. В этих системах создаются новые качества.
8. Возникают пространственно-временные структуры.
9. Структуры могут быть либо упорядоченными, либо хаотичными.
В этих десяти позициях Хакену действительно удалось в очень лаконичной форме выразить основное содержание синергетики. Рассмотрим это содержание для полноты картины.
Содержание синергетики
Хакен в первую очередь подчеркивает, что части систем взаимодействуют друг с другом для того, чтобы появились новые системы. Обычно они думают так: сложное возникает из простого, но это так. Логика Хакена идет немного в другую сторону. Фундаментальный системный фактор - это не хаос, а динамика.
Важнейшее понятие синергетики - нелинейность. Синергетика фокусируется на изучении нелинейных математических соотношений, требуемые значения в степенях не равны 1. Линейность делает движение бесспорным и абсолютным. Нелинейность отражает разнообразие и нестабильность, бифуркации.
Точка бифуркации - это состояние максимального хаоса в неравновесном процессе. Из-за хаоса дальнейшее развитие процесса имеет много возможных путей от зоны ветвления. Её можно сравнить с положением шара на выпуклой поверхности, например, сферической, которая достаточно нестабильна.
Любой удар может вывести шарик из неустойчивого состояния, после этого он начнет катиться вниз, но по какой именно траектории он пойдет от точки бифуркации, предположить точно невозможно. Это так называемый случайный процесс.
Имея дело с открытыми нелинейными системами, синергетика утверждает, что мир возникает в результате спонтанных и самоорганизующихся механизмов. В их основе лежит равномерная симметрия форм живой и неживой природы.
Синергетика имеет дело с публичными системами, которые совсем далеки от равновесия. Открытость системы показывает наличие в ней источников и стоков, например, информация.
Чтобы сформировать систему, необходим соответствующий динамический источник. К примеру, без снабжения энергией организмы вымирают; любая социальная система, которая обесточена с точки зрения информации, безжизненна. Когда наступает равновесие, самоорганизация прекращается.
Самостоятельные системы подвержены колебаниям, потому что во время колебаний система движется к стабильной конструкции. Нелинейные уравнения обычно описывают колебательные процессы. Эта теория колебаний важна в радиотехнике и в системных процессах.
Если параметры системы достигают критических значений, то система переходит в состояние нестабильности. Благодаря этим изменениям и возникают новые качества. Новое возникает быстро, однако развитие идет через неустойчивость и часто посредством малых возбуждений.
Одним из больших открытий было открытие Лоренцем сложного поведения по отношению к простой динамической системе. При конкретных значениях параметров траектория системы вела себя настолько сложно, что внешний наблюдатель мог принять ее характеристики как случайные.
Синергетика, как показал И. Пригожин во многих своих работах, позволяет нам понять два самых главных фактора существования нашего окружения. Это время и необратимость. Во-первых, необратимость играет важную роль, а во-вторых, необходимо заново открыть для себя понятие времени. Можно посмотреть на суть проблемы.
В свое время теория Чарльза Дарвина послужила хорошим толчком для раскрытия исследований в области развития природных систем. Эволюционная концепция заставила даже физиков посмотреть на свой предмет с другой стороны, да и в принципе природу в целом. Дело в том, что биологи и физики придерживались совершенно противоположных взглядов на эволюцию природы.
В биологии время необратимо, его стрела идет от рождения человека к его смерти, но нет связи между необратимостью и временем, как в термодинамических системах. Живые существа более упорядочены, чем неживые.
В термодинамике при выравнивании температур энтропия в замкнутой системе всегда возрастает. По мнению Л. Больцмана, термодинамическое время необратимо и это стрела времени.
Однако в классической механике время считается обратимым. Прямое и обратное течение времени эквивалентны. Всегда считалось, что для описания движения достаточно задать начальные условия. А это, прежде всего координаты и скорость. Тогда по законам механики можно будет определить положение движущегося тела в любой момент будущего и прошедшего времени. Иными словами, фактор времени здесь не сыграл большой роли.
Несмотря на это, возникает непонятная ситуация: в одной физической теории, а именно в механике, время считается обратимым, а в другой, в термодинамике, время, наоборот, признается необратимым. Такая непоследовательность вызывает подозрение у ученых, они стремятся преодолеть эти противоречия.
Пригожин приходит к выводу, что время всегда необратимо, а сама необратимость связана только с самоорганизацией систем и составляет основу эволюции. Открытие времени вынуждает человечество с новым взглядом проанализировать свое будущее.
Аналогично этому, кибернетике Винера предшествовала нейрокибернетика Ампера, которая обладала непрямым подходом к "Науке управления в кибернетических системах", синергетика Хакена обладала собственными "предшественниками" согласно имени: синергетика Ч. Шеррингтона, Со. Улана и Забуского.
Английский физик Ч.Шеррингтон разработал концепцию нервной системы. Он называл синергетическим согласованное воздействие нервной системы при управлении мышечными движениями.
В случае если учесть нелегкость систем, изучаемых синергетикой Хакена, то становится ясно, что синергетический подход И.Забуского займет заслуженное место среди прочих средств и методов.
Синергетические понятия дают возможность оценить характер эволюции и развития человека. Таким образом, мы приходим к большому выводу:
Во-первых, неудивительно, что давно взорвался протовакуум, потому что находился в неравновесном состоянии и скатился в состояние аттрактора, которое сопровождалось расширением и охлаждением Вселенной.
Во-вторых, всем известно, что живые организмы способны сохранять свою устойчивость. Именно этот процесс происходит благодаря обратным отрицательным связям.
В-четвертых, с синергетических позиций эволюция мира привела к становлению человека как биологического вида. Это представляется вполне закономерной характеристикой.
В-пятых, возникновение политических, экономических и религиозных составляющих также укладывается в картину синергетических представлений.
Мировоззренческая сила синергетического подхода такова, что он используется в качестве междисциплинарного средства для описания всех сложных систем.
Синергетика позволяет с новых позиций понять время и необратимость. Стратегия человечества должна предполагать его коэволюцию с природой. Синергетика очерчивает возможности людей согласно по познанию нелинейных открытых систем и выработке новой стратегии поведения.
Синергетика дает представление о возможностях и ограничениях нашего познания. «Мы не должны отступать, ибо пережим, как и отказ от воздействия, могут толкнуть систему из одного хаотического состояния в другое. Мы должны быть смелыми – в соответствии с условиями нелинейности и сложности эволюции.
Список литературы
1. [Найдыш В.М. Концепции современного естествознания: Учебник. — Изд. 2-е, перераб. и доп. – М.: Альфа-М; ИНФРА-М, 2004. — 622с]
2. [Карпенко С.Х. Концепции современного естествознания: Учебник для вузов. - М.: Академический проспект; Фонд "Мир"]
4. [Северцов А.С. Теория эволюции.(м.:ВЛАДОС,2005)]
5. [Аршинов В.И.. Синергетика как феномен постнеоклассической науки, М. ИФРАН, 1999 ]
Читайте также: