Концепция самоорганизации (синергетика)

движениями; Улам, говоривший о синергии, в форме непрерывного

сотрудничества между компьютером и оператором; И. Забуский, пришедший

к выводу о необходимости единого синтетического подхода к нелинейным

математическим и физическим задачам. Однако притом, что имеется

неформальная связь явлений, названных ''Синергетика'', по существу

содержания предшественники Г. Хакена говорили лишь о частных

примерах.

Практически изначально (от Г. Хакена) синергетика нашла

содержание для себя и привнесла новые идеи: в теорию лазеров и

термодинамику неравновесных процессов, и теорию нелинейных колебаний

и автоволновых процессов; в теорию бифуркации и теорию структурной

устойчивости; в теорию катастроф. Претерпело развитие понятие хаоса,

вошел в обиход термин детерминированный хаос, имеющий конкретный

физико–математический смысл. Значительно расширилась область

применения синергетики в связи с развитием теории фракталов. В русле

синергетики нашли интерпретацию и свое решение задачи из областей

физики, кинетической химии, биологии, геологии, материаловедения и

др. Следует отметить распространение самим Г. Хакеном идей

синергетики на биологические явления: переходы между паттернами в

биологии и возможности исследования биологической эволюции как

процесса самоорганизации в сложной системе. В контексте синергетики

проводятся сегодня социальные и гуманитарные исследования, также

исследования применительно к человекомерным системам и антропной

сфере.

С синергетикой устойчиво ассоциируются такие физические объекты

и явления как: аттракторы, бифурикация, самоорганизация (когерентная,

континуальная и в других смыслах и интерпретациях), хаос и

детерминированный хаос, открытие системы в неравновесном состоянии,

фракталы, диссипативные процессы. Вместе с тем, сегодня нельзя

говорить о сложившейся категориальной схеме и о целостности концепции

синергетики.

В связи с распространением идей синергетики на широкий круг

явлений, полезно оценивать, в какой мере то или иное действие такого

рода является доказательным научно–обоснованным шагом, а в какой это

ни к чему не обязывающий взгляд по аналогии. Действие авторитета

становится здесь в ряде случаев не обязывающим, а разрешающим. Рискуя

быть непонятым, выскажем суждение, которое но форме может быть

воспринято как критика в адрес Г. Хакена, хотя, очевидно, какая–либо

критика изначально неправомерна и бессмысленна. В конечном счете,

сегодня более всего важен результат — вызванный резонанс, широкое

движение взаимного сотрудничества ученых и специалистов в направлении

исследования явления самоорганизации. Вместе с тем, совершенно

необходимо критическое отношение к конкретным оценкам и суждениям.

Речь идет о том, что в работах Г. Хакена рассматриваются, с одной

стороны, физические объекты и системы, имеющие строгое математическое

описание. С другой стороны — рассматриваются, например, биологические

макросистемы, на которые принципы и выводы, полученные для физических

систем можно переносить лишь условно, по аналогии. Формулы и

диаграммы, будучи символами точного знания, являются для

биологических систем образными метафорами.

Можно было бы высказать сожаление, что сам Г. Хакен является в

этом примером для многих из своих последователей. Однако и здесь мы

имеем парадоксальное явление. Именно снятие строгих ограничений,

возможность примерить к различным неформализованным областям знания

принципов синергетики и критериев самоорганизации, оказалось

плодотворным и стало позитивным фактором. Необходимо, вместе с тем,

отдавать себе отчет в том, что в рассмотрении биологических систем мы

имеем Г. Хакена — не физика теоретика, но мыслителя, а иногда даже

художника.

Иллюстрацией к сказанному являются слова Г. Хакена о применении

понятия энтропии к биологическим системам, где, как пишет Г. Хакен,

''возникает в некотором смысле новый тип информации, связанный с

коллективными переменными или параметрами порядка. Это навело нас на

мысль, — пишет Г. Хакен, — назвать ту часть информации, которая

относится к параметрам порядка и отражает коллективные свойства

системы, синергетической информацией''. Что же касается самих

параметров порядка, то они обретают новый смысл, превращаясь в

носителей информации — ''информаторов''.

Идентификация синергетики

К выработке определения синергетики мы подойдем как к задаче идентификации.

С одной стороны имеются некоторые определения и суждения о синергетике, с

другой — разнообразное содержание, которое специалисты относят к области

синергетики. К тому, что говорилось о контактах специалистов, надо добавить

и то, что специалисты разных профилей выделяют в качестве главных признаков

синергетики то, что характерно именно их специализации. В одном случае, это

когерентные взаимодействия, в другом, фрактальность структуры, также,

прогрессивная эволюция или бифурикационные явления и другое. Группы

специалистов разных направлений полагают, что синергетика более всего

соотносится с тем, чем они занимаются: нелинейная динамика, лазерная

физика, теория диссипативных структур, материаловедение и другое.

Ряд авторитетных авторов высказывается о синергетике как о

новой научной парадигме. Например говорится: ''Предельно краткая

характеристика синергетики как ноной научной парадигмы включает в

себя три основные идеи: нелинейность, открытость диссипативность''.

Более общей является следующая трактовка: ''Синергетика является

теорией эволюции и самоорганизации сложных систем мира, выступая в

качестве современной (постдарвиновской) парадигмы эволюции''.

Заслуживающим внимания представляется следующее определение:

''Синергетика — (от греч. synergetikos — совместный, согласованный,

действующий), научное направление, изучающее связи между элементами

структуры (подсистемами), которые образуются в открытых системах

(биологических, физико–химических и других) благодаря интенсивному

(потоковому) обмену веществом и энергией с окружающей средой в

неравновесных условиях. В таких системах наблюдается согласованное

поведение подсистем, в результате чего возрастает степень ее

упорядоченности, т. е. уменьшается энтропия (самоорганизация). Основа

синергетики — термодинамика неравновесных процессов, теория случайных

процессов, теория нелинейных колебаний и волн''.

Через многие разночтения просматривается фундаментальная

проблема — проблема связи и соотношения понятий синергетики,

самоорганизации, системы, развития и эволюции. То, что синергетика

понимается многими исследователями, включая и ее основоположника Г.

Хакена, как учение о самоорганизации, является непреложным фактом. В

отношении самоорганизации Г. Хакен пишет: ''Полезно иметь

какое–нибудь подходящее определение самоорганизации. Мы называем

систему самоорганизующейся, если она без специфического воздействия

извне обретает какую–то пространственную, временную и функциональную

структуру. Под специфическим воздействием мы понимаем такое, которое

навязывает системе структуру или функционирование. В случае же

самоорганизации система испытывает неспецифическое воздействие.

Например жидкость, подогреваемая снизу, совершенно равномерно

обретает в результате самоорганизации макроструктуру, образуя

шестиугольные ячейки''.

Сказанное можно дополнить, например, следующим определением:

''Самоорганизация, целенаправленный процесс, в ходе которого

создается, воспроизводится или совершенствуется организация сложной

динамической системы''.

Синергетика и самоорганизация

В определенной части своего смысла синергетика и такие понятия

как самоорганизация, саморазвитие и эволюция имеют общность, которая

позволяет указать их все в качестве результатов синергетического

процесса. В особенности самоорганизация устойчиво ассоциируются

сегодня с синергетикой. Однако такие ассоциации имеют двоякое

значение. С одной стороны, эффект самоорганизации является

существенным, но, тем не менее, одним из компонентов, характеризующих

синергетику, с другой — именно этот компонент придает выделенный

смысл всему понятию синергетики и, как правило, является наиболее

существенным и представляющим наибольший интерес.

Не только результаты, а и условия, причины и движущие силы

самоорганизации имеют альтернативы. Так, в рассмотрении И.Р.

Пригожина применительно к диссипативным структурам речь идет о

когерентной самоорганизации, альтернативой для которой является

континуальная самоорганизация индивидуальных микросистем,

разработанная и предложенная А.П. Руденко. Главным достоинством

''континуальной'' самоорганизации, предложенной А.П. Руденко,

является то, что именно такой подход позволяет провести рассмотрение

связи самоорганизации и саморазвития. В соответствии с развитыми

взглядами сущность прогрессивной эволюции состоит в саморазвитии

континуальной самоорганизации индивидуальных объектов. Показывается,

что способностью к саморазвитию и прогрессивной эволюции с

естественным отбором обладают только индивидуальные микрообъекты с

континуальной самоорганизацией и что именно прогрессивная химическая

эволюция способна быть основанием для возникновения жизни.

Итак, исходя из существующих традиций, опираясь на

основополагающий замысел Г. Хакена и ранее приведенную мною

формулировку, можно предложить следующее определение:

СИНЕРГЕТИКА — (от греч. synergetikos — совместный, согласованно

действующий) — научное направление, изучающее процессы образования и

массовых (коллективных) взаимодействий объектов (элементов,

подсистем): (1) происходящие в открытых системах в неравновесных

условиях; (2) сопровождающиеся интенсивным обменом веществом и

энергией подсистем с системой и системы с окружающей средой; (3)

характеризуемые самопроизвольностью (отсутствием жесткой детерминации

извне) поведения объектов (подсистем), сочетающейся с их

взаимосодействием и (4) имеющие результатом упорядочение,

самоорганизацию, уменьшение энтропии, также эволюцию систем.

Расширенная формулировка, включающая «нефизическое» содержание:

Представляется целесообразным отклонится от стремления к

определению именно синергетики и констатировать то, чем реально

занимаются специалисты в связи с исследованиями по синергетике. В

связи с этим предлагается следующее определение:

Синергетическая концепция самоорганизации

1. Объектами исследования являются открытые системы в

неравновесном состоянии, характеризуемые интенсивным (потоковым,

множественно–дискретным) обменом веществом и энергией между

подсистемами и между системой с ее окружением.

Конкретная система погружена в среду, которая является также ее

субстратом.

2. Среда — совокупность составляющих ее (среду) 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 газоподобная,

однородная или сплошная. (В составе системы реализуется

дальнодействие — полевое и опосредствованное (информационное)

взаимодействие.)

3. Различаются процессы организации и самоорганизации Общим

признаком для них является возрастание порядка вследствие протекания

процессов, противоположных установлению термодинамического равновесия

независимо взаимодействующих элементов среды (также удаления от хаоса

по другим критериям).

(Организация, в отличие от самоорганизации, может

характеризоваться, например, образованием однородных стабильных

статических структур.)

4. Результатом самоорганизации становится возникновение,

взаимодействие, также взаимосодействие (например, кооперация) и,

возможно, регенерация динамических объектов (подсистем) более сложных

в информационном смысле, чем элементы (объекты) среды, из которых они

возникают. Система и ее составляющие являются существенно

динамическими образованиями.

5. Направленность процессов самоорганизации обусловлена

внутренними свойствами объектов (подсистем) в их индивидуальном и

коллективном проявлении, а также воздействиями со стороны среды, в

которую ''погружена'' система.

6. Поведение элементов (подсистем) 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

(прогресс), так и уступать им (регресс). При этом система в целом

может иметь устойчивую тенденцию или претерпевать колебания к

эволюции либо деградации и распаду.

Самоорганизация может иметь в своей основе процесс

преобразования или распада структуры, возникшей ранее в результате

процесса организации.

Приведенное развернутое определение является если и не вполне

совершенным, то все–таки необходимым шагом на пути конкретизации

содержания, которое относится к синергетике, и выработки критериев

для создания моделирующей самоорганизующейся среды.

О соотношении синергетики и самоорганизации следует вполне

определенно сказать, что содержание, на которое они распространяются,

и заложенные в них идеи неотрывны друг от друга. Они, однако, имеют и

различия. Поэтому синергетику как концепцию самоорганизации следует

рассматривать в смысле взаимного сужения этих понятий на области их

пересечения.

Заключение (общенаучный и общественный контекст синергетики)

Всякое новое начинается как ересь –

И кончается как ортодоксия.

К. Лоренц

В настоящее время общая методология науки переживает период,

который совмещает в себе черты эволюции и кризиса. Современная наука,

значительно укрепив свою базу за прошедшее столетие, может позволить

себе более либеральный подход к включению в сферу своего рассмотрения

содержания, не имеющего строгой объективной основы. Позитивный смысл

этого действия заключается во включении в поле внимания существующих

фактов и практик, реально нуждающихся в интеллектуальном анализе.

Однако ввиду фактической неготовности науки к исследованию этого

содержания объективными методами, процесс сопровождается появлением

''нетрадиционных'' и ''неклассических'' наук, симбиозов научного и

ненаучного знания и других явлений, которые естественны сами по себе

для человеческой познавательной деятельности, но далеки от именно

научного знания. Важно то, что при этом происходит наработка подходов

к малоисследованному, реально существующему содержанию. Можно

указать, например, на крайне актуальную задачу объективного

исследовании субъективной реальности, на подступах к которой трудятся

психологи, нейрофизиологи и разработчики систем виртуальной

реальности и компьютерной анимации. Сама постановки задачи выглядит

терминологически противоречивой. Однако это реальная, крайне важная

задача, в основе решения которой лежит изучение и осмысление

процессов самоорганизации в нейробиологической, информационной и

понятийной средах.

Современная наука достаточно сильна накопленным потенциалом

научного знания и имеет определенную устойчивость ввиду зависимости

финансовых и интеллектуальных вложений в нее со стороны общества от

практической полезности получаемых результатов. Тем не менее,

смешение научного знания с элементами обывательского доверия и даже

мистики может ослаблять в какой–то мере науку как форму общественного

сознания. Сказанное имеет для синергетики значение, поскольку в нее

более, чем в другие области происходит ''слив'' невостребованной

обществом познавательной активности. Эта роль своеобразного

отстойника имеет, очевидно, свои плюсы и минусы. Необходимо лишь

отметить, что существующая ситуация должна ясно осознаваться

авторитетными учеными, руководителями и спонсорами.

В заключении отметим следующее. Проблематика, содержание,

методы исследований и результаты, относимые к синергетике

характеризуются неоднозначными оценками и неопределенностью. Вместе с

тем, синергетика как научное направление исследований является

востребованной обществом. Значительное количество результатов

исследований в разных областях знания соотносится исследователями с

синергетикой. Контекст синергетики дает возможность плодотворно

взаимодействовать ученым разных специализаций на языке системного

осмысления и поиска новых решений. Приведенные определения

синергетики, полученные преемственным образом, могут конструктивно

применяться при решении конкретных задач. Можно предположить, что в

связи с существующими и грядущими результатами в кинетической химии,

нейробиологии, транспьютерном нейрокомпьютинге и в других областях

сформируется более определенный теоретический и аксиоматический базис

синергетики, благодаря чему, в частности, и критика в ее адрес станет

более конструктивной и продуктивной. Несомненно, при всем том, что

синергетика полноценно ''работает'' сегодня как категория научного

знания.

Список источников

1. Хакен Г. ''Синергетика'' М 1980

2. Данилов Ю.А., Кадомцев Б.Б. Что такое синергетика// Нелинейные волны.

Самоорганизация. М.: Наука, 1983.

3. Пригожий И., Стенгерс И. Порядок из хаоса. - М., 1986. Те же. Время,

хаос, квант. - М., 1994.

Страницы: 1, 2, 3