Синергетика как новая парадигма кратко

Обновлено: 05.07.2024

Синергетика изначально заявлялась как междисциплинарный подход, так как принципы, управляющие процессами самоорганизации, одни и те же безотносительно природы систем.

Основное понятие синергетики — определение структуры как состояния, возникающего в результате поведения многоэлементной или многофакторной среды, не демонстрирующей стремления к усреднению термодинамического типа.

Синергетический подход в современном познании, основные принципы

* Наука имеет дело с системами разных уровней организации, связь между ними осуществляется через хаос

* Когда системы объединяются, целое не равно сумме частей

* Общее для всех систем: спонтанное образование, изменения на макроскопическом уровне, возникновение новых качеств, этап самоорганизации. При переходе от неупорядоченного состояния к состоянию порядка все системы ведут себя одинаково

* Неравновесность в системе является источником появления новой организации (порядка)

* Системы всегда открыты и обмениваются энергией с внешней средой

* Процессы локальной упорядоченности совершаются за счет притока энергии извне

* В сильно неравновесных условиях системы начинают воспринимать те факторы, которые они бы не восприняли в более равновесном состоянии

* В неравновесных условиях независимость элементов уступает место корпоративному поведению

* Вдали от равновесия согласованность поведения элементов возрастает. В равновесии молекула видит только своих соседей, вдали равновесия – видит всю систему целиком. Примеры: костная материя - коммуникация посредством сигналов, работа головного мозга.

* В условиях, далеких от равновесия, в системах действуют бифуркационные механизмы – наличие точек раздвоения продолжения развития. Варианты развития системы практически не предсказуемы.

Современная наука и синергетика объясняют процесс самоорганизации систем следующим образом.

1. Система должна быть открытой. Закрытая система в соответствии с законами термодинамики должна в конечном итоге прийти к состоянию с максимальной энтропией.

2. Открытая система должна быть достаточно далека от точки термодинамического равновесия. В точке равновесия система обладает максимальной энтропией и поэтому не способна к какой-либо организации: в этом состоянии достигается максимум её самодезорганизации. В состоянии, близком к равновесию, система со временем приблизится к нему и придет в состояние полной дезорганизации.

4. Возникновение самоорганизации опирается на положительную обратную связь. Функционирование различных автоматических устройств основывается на принципе отрицательной обратной связи, т.е. на получение обратных сигналов от исполнительных органов относительно положения системы и последующей корректировки этого положения управляющими устройствами. В самоорганизующейся системе изменения, появляющиеся в системе, не устраняются, а накапливаются и усиливаются, что и приводит в конце концов к возникновению нового порядка и структуры.

5. Процессы самоорганизации, как и переходы от одних структур к другим, сопровождаются нарушением симметрии. Так, мы уже видели, что при описании необратимых процессов пришлось отказаться от симметрии времени, характерной для обратимых процессов в механике. Процессы самоорганизации, связанные с необратимыми изменениями, приводят к разрушению старых и возникновению новых структур.

6. Самоорганизация может начаться лишь в системах, обладающих достаточным количеством взаимодействующих между собой элементов, имеющих некоторые критические размеры. В противном случае эффекты от синергетического взаимодействия будут недостаточны для появления коллективного поведения элементов системы и тем самым возникновения самоорганизации.

Язык синергетики: аттрактор (привлекательность) – целеподобность, направленность, конечный этап на определенном этапе эволюции или все вместе относительно устойчивое состояние системы, которое как бы притягивает к себе множество траекторий системы.

Бифуркация – это выбор пути.

Точка бифуркации – это точка ветвления путей системы (путей решений).

Фракталия (фрактальные объекты)- объекты, которые обладают свойством самоподобия или масштабной инвариантности.

(спиральные рукава галактики, спиральные ветви циклонов, спиральная форма раковин улиток)

(структура шестигранных ячеек в виде пчелиных сот) (структура перистых облаков и крупномасштабная структура вселенной)

Флуктуация – случайное отклонение мгновенных значений величины от их средних значений.

Как представитель неклассической науки, синергетика, принципиально изменив видение действительности, существенно расширила и обогатила язык методологии естествознания, а также кибернетики, системно-структурного и информационного подходов. Введены такие базовые понятия, как аттракторы, бифуркации, фрактали, детерминированный хаос, по-новому переосмыслены традиционные категории линейности—нелинейности, случайности, необходимости, детерминации, целостности, эволюции и другие. Самоорганизация предстала как многообразные процессы возникновения упорядоченных пространственно-временных структур в сложных нелинейных системах, находящихся в неравновесных, неустойчивых состояниях вблизи от критических точек, предшествующих бифуркации.

— 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.

Овладение синергетической методологией, ее принципами дает возможность по-новому увидеть и исследовать объекты науки в области естествознания и культуры, а также разных видов обучения, образования и других видов деятельности.

Если искать предельно краткую характеристику синергетики как научной парадигмы, то такая характеристика включила бы всего три ключевые идеи: самоорганизация, открытые системы, нелинейность . Синергетика изучает механизмы самоорганизации определенного класса систем (открытых и нелинейных) самой различной природы, начиная с физики и кончая социологией и загадками человеческого Я, системой его сознания и подсознания

Восток и Запад есть в каждой вещи.
Гегель

Современная наука быстрыми шагами идет
навстречу всем великим Истинам, изложенным
в восточной философии и скоро, очень
скоро они встретятся и протянут друг другу руки.
Е.И. Рерих

Взаимообогащаясь, культуры Востока и
Запада актуализируются, становятся
достоянием каждого Не разница
должна исчезнуть [между ними], а непонимание.
Т.П. Григорьева

I. Синергетика как новая парадигма. Диалог с И.Р. Пригожиным

Обрисуем концептуальное поле вокруг этих идей, поясняя при этом даже не столько их строгий естественнонаучный смысл, сколько ту мировоззренческую и культурологическую оболочку, которой они начинают обрастать

I. 1. Пламень созидающий

Даже относительно простые модельные нелинейные уравнения с нелинейными источниками и стоками (которые отражают особенности открытых систем) описывают очень сложное поведение: содержат большое число типов структур, к которым при разных начальных воздействиях идут процессы. Благодаря общности математического описания многих процессов различной природы мы усматриваем новый смысл в метафорических моделях мира древних мыслителей. Так, огонь уже тысячелетия назад считался одной из основных сил природы, наряду с водой, воздухом и землей. Образ огня или горения выступал в качестве объяснения законов развития мира.

Математические закономерности процессов горения и теплопроводности (диффузии) на современном этапе представляют одну из наиболее распространенных моделей, претендующую на выяснение многих парадоксальных процессов синергетики. Последние связаны с возникновением на активной (горючей) среде локализованных (несмотря на наличие теплопроводности) очагов горения (химических реакций) – диссипативных структур. Имеется в виду исследование образования и эволюции структур горения и тепла в открытых и нелинейных средах. Результаты на уровне математических теорем получены на ограниченном классе уравнений – на уравнениях параболического типа, то есть типа теплопроводности, квазилинейных, с источником, хотя некоторые выводы уже распространены на другие классы нелинейных уравнений в частных производных.

Следует подчеркнуть, что здесь рассматриваются диссипативные структуры существенно нестационарные, пульсирующие, усложняющиеся и деградирующие и т.д. За пределами нашего внимания в этой статье остаются другие, не менее важные и не менее интенсивно разрабатываемые поля исследований, а именно – стационарные структуры (также являющиеся аттракторами 2 процессов самоорганизации), бегущие волны , в первую очередь, солитоны . Кроме того, сама нестационарность может быть по-разному понята. Нестационарность – характеристика не только структур, но и состояний сред, в которых не успевает устанавливаться равновесие и которые описываются кинетическими уравнениями. Кинетические нелинейные методы также остаются вне нашего рассмотрения. То есть мы говорим о синергетике, изучая область нелинейных уравнений определенного класса.

Как правило, вызывает недоверие или даже шок то обстоятельство, что простые математические модели, причем модели определенного, ограниченного типа, могут содержать фундаментальные результаты, что заложенные в эти модели идеи могут выходить далеко за пределы их конкретного содержания. Разъясняя большую общность и фундаментальность данных результатов, стоит особо подчеркнуть прежде всего глубинную метафоричность образа горения. Это типичный образ быстроразвивающегося процесса вообще. Горение (или огонь) можно рассматривать, пожалуй, в качестве одного из архетипических символов – символа самовозобновляющегося и саморегулирующегося начала в универсуме.

Огонь вездесущ. А образ огня глубоко метафоричен. Человеческое тело ведь, по сути дела, представляет собой процесс горения, процесс непрерывного окисления и воссоздания, сохранения своей целостности, происходящий на открытой среде. Впрочем, любой физический организм являет нам пример более или менее длительного процесса горения, процесса уничтожения, выгорания, хотя бы частичного, среды и ее самовозобновления, самоподдержания, роста. Отождествление огня и жизни восходит к учению прославленного врача и натурфилософа эпохи Возрождения Парацельса. Он считал, что там, где есть огонь, есть и источник жизни, ее порождения и исцеления, поскольку огонь символизирует имманентно присущее бытию свойство становления.

Все эти образы огня в культуре созвучны с развиваемыми в данной статье синергетическими представлениями о формировании и эволюции структур горения в открытых и нелинейных средах. И, по большому счету, через эти представления просматриваются универсальные принципы эволюции нестационарных структур в целом.

I. 2. Свертывание сложного: представление о структурах-аттракторах эволюции

Через язык математического описания проступает фундаментальная общность процессов рождения, усложнения, видоизменения и тенденций к распаду структур в самых различных областях действительности. Структура – это локализованный в определенных участках среды процесс. Иначе говоря, это процесс, имеющий определенную геометрическую форму, способный к тому же перестраиваться и перемещаться в данной среде. В исследуемых относительно простых моделях возникает идея фундаментальной общности: сплошная среда содержит в потенциальной форме разные пути развития, разные виды локализации процессов (разные виды структур).

Синергетика позволяет снять некие психологические барьеры, страх перед сложными системами. И эта надежда на описание сложного относительно простым образом небезосновательна. Начнем с того, что сложные социоприродные системы, как правило, также являются открытыми и нелинейными (несколько ниже мы поясним эти термины). Можно предположить, что сверхсложная, бесконечномерная, хаотизированная на уровне элементов среда (среда, которая ведет себя по-разному в каждом локусе) может описываться, как и всякая открытая нелинейная среда, небольшим числом фундаментальных идей и образов, а затем, возможно, и математических уравнений, определяющих общие тенденции развертывания процессов в ней.

Структуры-аттракторы эволюции, ее направленности или цели относительно просты по сравнению со сложным (запутанным, хаотическим, неустоявшимся) ходом промежуточных процессов в этой среде. Асимптотика колоссально упрощается. Данный механизм свертывания сложного, механизм выхода на относительно простые, симметричные структуры-аттракторы выработан в ходе эволюции природы, начиная со сложных форм неживой природы. На основании этого появляется возможность прогнозирования хода эволюции, исходя:

Общность математического описания процессов самой различной природы составляет ту платформу, на которой можно наблюдать моменты рождения новых философских представлений. Дело в том, что в настоящее время математические модели нелинейных открытых сред (систем) играют конструктивную роль не только в той области, для понимания которой они были созданы. Они становятся поставщиками новых неожиданных выводов общеметодологического и философского характера. Именно это обстоятельство и стимулировало написание данной работы.

В дальнейшем изложении представляется целесообразным подчеркивать качественное своеобразие нашей позиции и, прежде всего, сопоставить ее с широко известными взглядами бельгийского ученого русского происхождения, Нобелевского лауреата по химии (1977) И.Р.Пригожина (1917–2003).

I. 3. Образ открытой среды

Класс систем, способных к самоорганизации, – это открытые и нелинейные системы. Открытость системы означает наличие в ней источников и/или стоков обмена веществом и/или энергией с окружающей средой. Причем, когда речь идет об источнике, обычно возникает образ некоего точечного или, во всяком случае, локализованного источника. Например, ключ дает начало ручью и далее, возможно, полноводной реке. Иначе обстоит дело в случае самоорганизующихся систем. Источники и стоки имеют место в каждой точке таких систем. Это, как говорят, объемные источники и стоки. Процессы обмена происходят не только через границы самоорганизующейся системы, но и в каждой точке данной системы.

Открытость системы – необходимое, но не достаточное условие для ее самоорганизации. То есть всякая самоорганизующаяся система открыта. Но не всякая открытая система самоорганизуется, строит структуры. Все зависит от взаимной игры, борьбы двух противоположных начал: начала, создающего структуры, наращивающего неоднородности в сплошной среде (работа объемного источника), и, с другой стороны, начала, рассеивающего, размывающего неоднородности самой различной природы. Рассеивающее начало в открытой системе может пересиливать, перебарывать работу источника, размывать все неоднородности, создаваемые им. В таком режиме структуры не могут возникнуть.

Нелинейность в математическом смысле означает определенный вид математических уравнений, содержащих искомые величины в степенях, больших 1, или коэффициенты, зависящие от свойств среды. Нелинейные уравнения могут иметь несколько (более одного) качественно различных решений. Отсюда вытекает физический смысл нелинейности. Множеству решений нелинейного уравнения соответствует множество путей эволюции системы, описываемой этими уравнениями (нелинейной системы).

Превращение, которое может удивлять некоторых читателей, становится вполне объяснимым. Ведь изменение параметров нелинейных уравнений сверх критических значений, по сути дела, создает возможность уйти в иную среду, в иной мир. А если качественно меняется среда, будь то среда физических взаимодействий, химических реакций или же среда обитания живых организмов, то совершенно естественно ожидать появления новых возможностей: новых структур, новых путей эволюции, бифуркаций.

Парадоксально, что в одной и той же среде, без изменения ее параметров, могут возникать разные структуры как аттракторы, асимптотики, цели разных путей ее эволюции. Более того, изучая разные стадии развития процессов в открытой нелинейной среде, можно ожидать качественного изменения картины процессов, в том числе переструктурирование усложнение и деградацию – организации среды. Причем это происходит опять-таки не при изменении констант среды, а как результат саморазвития процессов в ней.

В мировоззренческом плане идея нелинейности может быть эксплицирована посредством:

идеи многовариантности, альтернативности, как часто сейчас говорят, путей эволюции (подчеркнем, что множество путей развертывания процессов характерно даже для одной и той же, неменяющейся, открытой и нелинейной среды);
идеи выбора из данных альтернатив;
идеи темпа эволюции (скорости развития процессов в среде);
идеи необратимости эволюции.

Особенности феномена нелинейности состоят в следующем.

Как показывают исследования, картина процесса на первоначальной или промежуточной стадии может быть полностью противоположной его картине на развитой, асимптотической стадии. Скажем, то, что сначала растекалось и гасло, может со временем разгораться и локализоваться у центра. Причем такие бифуркации по времени могут определяться не изменением параметров, а ходом процессов самоструктуризации данной среды. Наконец, могут происходить изменения (вынужденные или спонтанные) самой открытой нелинейной среды. А если среда становится другой, то это приводит к качественному изменению картины процессов ее эволюции. На более глубинном уровне происходит переделка, переструктуризация поля возможных путей эволюции среды.

I. 5. Режимы с обострением

За нелинейностью, кроме того, стоит представление о возможности – на определенных стадиях – сверхбыстрого развития процессов. В основе механизма такого развития лежит нелинейная положительная обратная связь . Об этом стоит сказать несколько подробнее, ибо идея нелинейной положительной обратной связи является для данной области обобщающей. Хорошо известно, например, к чему приводит отрицательная обратная связь. Она дает стабилизирующий эффект, заставляет систему вернуться к состоянию равновесия. Это так называемый механизм гомеостазиса . А что дает положительная обратная связь? На первый взгляд кажется, что она приводит лишь к разрушению, к раскачке, к уходу системы от равновесия, к неустойчивости, а неустойчивость не представляет интереса.

На самом деле сейчас внимание научной школы И.Пригожина и многих других групп исследователей направлено как раз на изучение нестабильного, развивающегося мира. А это есть своего рода неустойчивость. Без неустойчивости нет развития. Нелинейная положительная обратная связь – важнейший элемент в моделях автокаталитических процессов самой различной природы. А что представляет собой автокатализ? Имеется нелинейная положительная обратная связь в каждой точке среды, иначе говоря, объемная нелинейная положительная обратная связь. Скажем, производство вещества в каждой локальной области среды пропорционально его концентрации в этой области (да еще в степени выше первой). Концентрация, возрастая нелинейно, ускоряет производство вещества.

В связи с этим отметим еще одну особенность научной школы, работающей в ИПМ, – это изучение так называемых режимов с обострением (blow up) . Это режимы сверхбыстрого нарастания процессов в открытых нелинейных средах, при которых характерные величины (например, температура, энергия или же денежный капитал) неограниченно возрастают за конечное время. Вводится и характерный параметр – время обострения, – конечный (ограниченный) промежуток времени, в течение которого процесс сверхбыстро (асимптотически) развивается вплоть до достижения бесконечных значений. Механизм, лежащий в основе режимов с обострением, – это как раз широкий класс нелинейных положительных обратных связей.

Режимы с обострением – некий тип модельных задач, которые широко используются при анализе сложных систем. Именно благодаря идеализации, благодаря модельному представлению нередко обнаруживаются важные, даже парадоксальные свойства, которые не видны, затеняются многочисленными побочными факторами при исследовании реальных процессов.

Вспомним, например, закон инерции Галилея. Хотя этот закон в чистом виде нигде в природе не проявляется, но он настолько важен, что стал одним из краеугольных камней новой физики, сменившей аристотелевское учение о движении и средневековую теорию импетуса Ж.Буридана. Уже этот факт истории науки свидетельствует, что идеализированные образы вовсе не являются недостатком. Напротив, они дают возможность проникнуть в глубинную суть вещей.

Первый и наиболее парадоксальный результат решения модельных задач на обострение – то, что режимы с обострением могут приводить (при определенных условиях) к локализации, к образованию нестационарных, диссипативных структур. Структура, локализующаяся на быстрых процессах, – это, действительно, удивительно. Локализация, оказывается, возможна на нелинейных источниках, без стоков, тогда как основное внимание было направлено до сих пор на образование стационарных структур на стоках. Рассматривая нелинейную положительную обратную связь, видим, что она уже содержит в себе внутренние механизмы переключения режимов – механизмы самоорганизации, образования структур.

В этой модельной задаче может шокировать конечность времени обострения и бесконечное возрастание величин. Но на самом деле свойства локализации могут проявиться за время, гораздо меньшее времени обострения. Лишь часть времени (t

Открытие нового мира необратимости, внутренней случайности и сложности (И. Пригожин, 1986).

Что такое синергетика?

Основное понятие синергетики – определение структуры как состояния, возникающего в результате поведения многоэлементной или многофакторной среды, не демонстрирующей стремления к усреднению термодинамического типа.

В отдельных случаях образование структур имеет волновой характер и иногда называется автоволновыми процессами (по аналогии с автоколебаниями).

II. Области исследований

Область исследований синергетики до сих пор до конца не определена, так как предмет её интересов лежит среди различных дисциплин, а основные методы синергетики взяты из нелинейной неравновесной термодинамики.

Постепенно предмет синергетики распределился между различными направлениями:

теория динамического хаоса исследует сверхсложную упорядоченность, напр. явление турбулентности;

теория детерминированного хаоса исследует хаотические явления, возникающие в результате детерминированных процессов (в отсутствие случайных шумов);

теория фракталов занимается изучением сложных самоподобных структур, часто возникающих в результате самоорганизации, процесс самоорганизации также может быть фрактальным;

теория катастроф исследует поведение самоорганизующихся систем в терминах бифуркация, аттрактор, неустойчивость;

лингвистическая синергетика и прогностика.

Синергетика основывается на следующих идеях и выводах:

1. Системности или целостности мира и научного знания о нем, общности закономерностей развития объектов всех уровней материальной и духовной организации.

2. Нелинейности (т.е. многовариантности и необратимости).

Нелинейность – одно из центральных понятий в синергетике. Нелинейность в математическом плане отражает определенный вид математических уравнений, содержащих искомые величины в степенях, больших 1, или коэффициенты, зависящие от свойств среды.

Нелинейные уравнения имеют несколько решений. Множеству решений нелинейного уравнения соответствует множество путей эволюции системы, описываемой этими уравнениями (нелинейной системы).

Нелинейность в мировоззренческом плане может быть развернута посредством идеи многовариантности путей эволюции, идеи выбора из альтернатив и вытекающей отсюда идеи необратимости эволюции.

4. Открытости систем и мира в целом.

5. Новое понимание времени.

III. Синергетический подход в современном познании, основные принципы

Наука имеет дело с системами разных уровней организации, связь между ними осуществляется через хаос

Когда системы объединяются, целое не равно сумме частей

Общее для всех систем: спонтанное образование, изменения на макроскопическом уровне, возникновение новых качеств, этап самоорганизации. При переходе от неупорядоченного состояния к состоянию порядка все системы ведут себя одинаково

Неравновесность в системе является источником появления новой организации (порядка)

Системы всегда открыты и обмениваются энергией с внешней средой

Процессы локальной упорядоченности совершаются за счет притока энергии извне

В сильно неравновесных условиях системы начинают воспринимать те факторы, которые они бы не восприняли в более равновесном состоянии

В неравновесных условиях независимость элементов уступает место корпоративному поведению

Вдали от равновесия согласованность поведения элементов возрастает. В равновесии молекула видит только своих соседей, вдали равновесия – видит всю систему целиком. Примеры: костная материя – коммуникация посредством сигналов, работа головного мозга.

В условиях, далеких от равновесия, в системах действуют бифуркационные механизмы – наличие точек раздвоения продолжения развития. Варианты развития системы практически не предсказуемы.

IV. Ключевые положения синергетики. Г.Хакен

«Исследуемые системы состоят из нескольких или многих одинаковых или разнородных частей, которые находятся во взаимодействии друг с другом.

Эти системы являются нелинейными.

При рассмотрении физических, химических и биологических систем речь идет об открытых системах, далеких от теплового равновесия.

Эти системы подвержены внутренним и внешним колебаниям.

Системы могут стать нестабильными.

Происходят качественные изменения.

В этих системах обнаруживаются эмерджентные (т.е. вновь возникшие) новые качества.

Возникают пространственные, временные, пространственно-временные или функциональные структуры.

Структуры могут быть упорядоченными или хаотичными.

Хакен прежде всего подчеркивает, что части систем взаимодействуют друг с другом. Он выделяет истоки, которые приводят к образованию новых систем. Хаос есть хаос, он никак не может превратиться в порядок. Логика Хакена идет в другом направлении. Основополагающий системный фактор состоит не в хаотичности, а во взаимодействии, в динамике.

Динамика не чужда даже хаосу. А раз так, то вполне возможно, что в хаосе рождается порядок, упорядоченность. Это действительно имеет место. Многим упорядочение хаоса, его самоорганизация кажется чем-то диковинным. Им трудно понять, что хаос не лишен динамики, они абсолютизируют хаос, считают его деструктивным началом.

Важнейшим концептом синергетики является нелинейность. В синергетике основное внимание уделяется изучению нелинейных математических уравнений. Линейность абсолютизирует поступательность, безальтернативность, торжество постоянства. Нелинейность фиксирует непостоянство, многообразие, неустойчивость, отход от положений равновесия, случайности, точки ветвления процессов, бифуркации.

Точкой бифуркации называют состояние максимальной хаотичности неравновесного процесса (от лат. bifurcus – раздвоенный). Благодаря хаотичности дальнейшее развертывание неравновесного процесса имеет не один путь движения, а множество возможных путей из точки бифуркации

Имея дело с открытыми (имеющими источники и стоки энергии) нелинейными системами, синергетика утверждает, что мир возникает в результате самопроизвольных и самоорганизующихся механизмов. В их основе лежит единая симметрия форм в живой и неживой природе. Например, спирали Галактики и циклона подобны спирали раковины улитки, рогов животных.

Случайность оказывается необходимым элементом мира: порядок (закон) и беспорядок (хаос) включают в себя друг друга. Более того, случайность играет роль творческого начала в процессе самоорганизации. Чем дальше от состояния равновесия, тем быстрее растет число решений, состояний сложной системы.

Синергетика, как правило, имеет дело с открытыми системами, далекими от равновесия. Открытость системы означает наличие в ней источников и стоков, например, вещества, энергии и информации.

Чтобы система образовалась, необходим соответствующий динамический источник, который как раз и выступает организующим началом. Там, где наступает равновесие, самоорганизация прекращается.

Самоорганизующиеся системы подвержены колебаниям. Именно в колебаниях система движется к относительно устойчивым структурам. Нелинейные уравнения, как правило, описывают колебательные процессы

Синергетика, как это показал в своих многочисленных работах И. Пригожин, позволяет с новых позиций понять два важнейших фактора существования как нас самих, так и нашего окружения - время и необратимость.

Речь идет о том, что, во-первых, именно необратимость играет конструктивную роль, во-вторых, следует переоткрыть понятие времени.

Так же как и размерность, симметрия существенно зависит от того, какие операции разрешается производить над объектом. Например, строение тела человека и животных обладает билатеральной (двусторонний, двубокий, относящийся к обеим сторонам, частям чего-то) симметрией, но операция перестановки правого и левого физически не осуществима. Следовательно, если ограничиться только физически выполнимыми операциями, то билатеральной симметрии не будет. Симметрия - свойство негрубое: небольшая вариация объекта, как правило, уничтожает весь запас присущей ему симметрии.

Есть основания предположить, что в связи с интенсивным развитием синергетики в науке происходит сейчас не меньшая, а скорее всего даже более глубокая и масштабная по своему характеру революция, чем научная революция, вызванная возникновением на рубеже нашего века теории относительности и квантовой механики.

Итак, синергетика явилась радикально новым способом видения мира. И в то же время она парадоксальным образом возвращает нас к тем идеям, которые имеют тысячелетнюю историю. Синергетика – и в этом ее своеобразие – не только синтезирует фрагменты обыденного и отчасти научного, дисциплинарно разбросанного знания, но даже связывает эпохи – древность с современностью, с новейшими достижениями науки, – а также принципиально различные, восточный и западный, способы мышления и мировосприятия.

От Востока синергетика воспринимает и развивает далее идею целостности (все во всем) и идею общего закона, единого пути – пути Дао, – которому следуют и мир в целом, и человек в нем. А от Запада она берет традиции анализа, опору на эксперимент, их транслируемость (от одной школы в науке к другой, от науки - к обществу в целом) через научные тексты, особый математический аппарат и даже запись на дискете компьютера.

Синергетика как мировоззрение несет в себе немалый гуманистический потенциал. Основной пафос синергетики состоит в том, чтобы попытаться описать сначала на качественном уровне посредством некоторых фундаментальных идей и образов, а затем, возможно, и посредством одного и того же математического языка взаимоподобные процессы развития в сложных системах физики, химии, биологии, географии, социологии.

В результате разработки синергетики переосмысливается и место человека в структуре познавательной и практической деятельности. Ученый не представляется более в виде некоего отстраненного от мира оракула-просветителя, который открывает вечные и неизменные законы действительности и на основе этого знания вырабатывает истинное на все времена нормы деятельности.

Синергетика стирает непреодолимые грани между физическими и химическими процессами, с одной стороны, и биологическими – с другой, ибо исследует общие механизмы самоорганизации тех и других. Нелинейные системы ведут себя как живые системы в том смысле, что их реакция на внешние воздействия зависит не только от величины этого воздействия, но и существенным, нелинейным образом от собственных свойств системы.

Каково место синергетики в ряду других наук? Синергетика изучает открытые (обменивающиеся веществом и энергией с внешним миром, иными словами, имеющие источники и стоки энергии) нелинейные (описывающиеся нелинейными уравнениями) системы.

Предмет синергетики - механизмы самоорганизации, т.е. механизмы самопроизвольного возникновения, относительно устойчивого существования и саморазрушения макроскопических упорядоченных структур, имеющие место в такого рода системах. Механизмы образования и разрушения структур, механизмы перехода от хаоса к порядку и обратно не зависят от конкретной природы элементов или подсистем. Они присущи и миру природных (живых и неживых), и миру человеческих, социальных процессов.

В синергетике к настоящему времени сложилось уже несколько школ или течений. Эти школы окрашены в те тона, которые привносят их сторонники, идущие к осмыслению идей синергетики с позиции своей исходной дисциплинарной области, будь то математика, физика, химия, биология или даже обществознание.

В числе этих школ – брюссельская школа лауреата Нобелевской премии И. Пригожина, разрабатывающего теорию диссипативных структур (иное название синергетики).

Интенсивно работает также школа Г.Хакена, профессора Института синергетики и теоретической физики в Штутгарте.

Классические работы, в которых развивается математический аппарат для описания катастрофических синергетических процессов, принадлежит перу советского математика, академика В.И. Арнольда и французского математика Р.Тала.

Школа академика А.А. Самарского и члена-корреспондента АН СССР С.П. Курдюмова выдвинула ряд оригинальных идей для понимания механизмов возникновения и эволюции относительно устойчивых структур в нелинейных средах (системах). Широко известны также работы академика Н.Н. Моисеева, разработавшего идеи глобального эволюционизма в поведении человека и природы.

Такое разнообразие научных школ и идей свидетельствует о том, что синергетика представляет собой скорее парадигму, чем теорию. Под парадигмой в философии науки понимают определенную совокупность общепринятых в научном обществе идей и методов (образцов) научного исследования. Синергетику как новую парадигму можно предельно кратко охарактеризовать всего лишь тремя ключевыми идеями: нелинейность, самоорганизация и открытые системы. Синергетика важна в первую очередь как подход к пониманию развития открытых нелинейных систем, как особый стиль мышления, т.е. своей методологической и эвристической стороной.

1. Данилов Ю.А., Кадомцев Б.Б. Что такое синергетика? // Нелинейные волны. Самоорганизация. – М., Наука, 1983.

Читайте также: