Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
Синергетика – (греч. sinergeia – совместное действие) одно из ведущих направлений современной науки, представленое такими исследователями, как Г.Хакен, Г.Николис, И.Пригожин, И.Стенгерс, А.Баблоянц, С.П.Курдюмов, Е.Н.Князева и др. Синергетика изучает нелинейные процессы развития неравновесных систем.
В равновесном состоянии для системы возможен лишь один вариант эволюционного движения, предполагающий, что состояние системы в момент времени Tn обусловлено ее состоянием в момент времени Tn-1 и, в свою очередь, обусловливает состояние Tn+1 (и потому перспективы эволюции вполне прогнозируемы). Если равновесие системы нарушено, переход системы из состояния, соответствующего моменту Tn, в состояние, соответствующее Tn+1, рассматривается не как результат однозначной причинно-следственной связи, но как интегральный итог пересечения различных тенденций, конкретные конфигурации которого в момент Tn зависят не только от исходного состояния системы (состояния в момент Tn-1), но и от случайных факторов и флуктуаций, а потому оказываются принципиально непредсказуемыми.
Если в рамках линейной парадигмы случайные факторы могли интерпретироваться в качестве несущественных помех реализации доминантного вектора эволюции, которыми можно было пренебречь, то в рамках анализа неравновесных систем именно случайные флуктуации оказываются одним из решающих факторов эволюции.
Фундаментальным механизмом, обеспечивающим реализацию нелинейности развития, выступает в синергетике бифуркационный механизм. Если в равновесном (или слабо неравновесном) состоянии применительно к исследуемой системе может быть зафиксировано лишь одно стационарное состояние, то при удалении от равновесия (в сильно неравновесном состоянии) система достигает так называемого порога устойчивости, за которым для системы открывается несколько возможных ветвей развития. Момент достижения порога устойчивости называется точкой бифуркации (англ. fork – вилка: бифуркационная диаграмма имеет форму вилки). Это означает, что система может иметь несколько устойчивых стационарных состояний. По наблюдению А.Баблоянц, "эта ситуация напоминает бегуна, который покинул свой дом и достиг пересечения трех дорог. Прямая дорога продолжается через шаткий мостик. Если бегун будет продолжать путь через мостик, он может потерять равновесие и упасть на одну из "твердых" дорог, пересекающихся под ним". Таким образом, бифуркационный переход – это выбор системой одного из возможных вариантов развития, каждый из которых предполагает переход системы в состояние, радикально отличные от исходного. В точке бифуркации происходит резкая смена характера процесса, смена пространственно-временной организации системы, ее качественное изменение. [1]
Отвергая однозначную причинно-следственную связь между этапами развития неравновесной системы (типа Tn-1 → Tn → Tn+1), синергетика, тем не менее, утверждает, что в ситуации бифуркационного ветвления "выбор" системой новой траектории в некоторой степени зависит от того, каким именно путем она попадает в точку бифуркации: "поведение ... систем зависит от их предыстории". [2]
Точка бифуркации выступает одновременно и в качестве точки максимальной чувствительности системы как ко внешним, так и ко внутренним импульсам. Вблизи бифуркационной точки сильно неравновесная система оказывается особо чувствительной и к незначительным флуктуациям ("нарушениям" или "возмущениям") того или иного параметра (условия) процесса. В случае неравновесных процессов имеет место феномен так называемого "усиления флуктуации". В российской школе синергетических исследований данный феномен получает название "разрастания малого". Классическим примером, используемым в синергетике для иллюстрации "усиления флуктуации", выступает сформулированный Г.Николисом и Пригожиным (и фактически повторяющий известный сюжет с бабочкой уР.Брэдбери) тезис о том, что в принципе, полет мухи в Кембридже может привести к общему изменению климата в Индии. В непосредственной близости от точек бифуркации в соответствующей системе наблюдается значительное число флуктуации, и, по выражениюПригожина и И.Стенгерс, система как бы "колеблется" перед выбором из возможных путей развития, – в этом случае "небольшая флуктуация может послужить началом эволюции в совершенно новом направлении, которое резко изменит все поведение макроскопической системы". Таким образом, малое возмущение в системе, находящейся вблизи бифуркационной точки, может привести к возникновению нового организационного порядка системы – подобный феномен фиксируется в синергетике посредством понятия "порядка через флуктуацию". В своем предисловии к работе Пригожина и И.Стенгерс "Порядок из хаоса. Новый диалог человека с природой" Тоффлер следующим образом описывает эту процедуру: "можно сказать, что вся система содержит подсистемы, которые непрестанно флуктуируют. Иногда отдельная флуктуация или комбинация флуктуаций может стать (в результате положительной обратной связи) настолько сильной, что существовавшая прежде организация не выдерживает и разрушается. В этот переломный момент (который ... называют точкой бифуркации) принципиально невозможно предсказать, в каком направлении будет происходить дальнейшее развитие: станет ли состояние системы хаотическим или оно перейдет на новый, более дифференцированный и более высокий уровень упорядоченности". Таким образом, разработанные современной синергетикой концептуальные "модели "порядка через флуктуацию" открывают перед нами неустойчивый мир, в котором малые причины порождают большие следствия".[2]
Отвечая на вопрос, каков механизм "выбора" системой того или иного пути развития из веера возможных, синергетика постулирует фундаментальный статус в этом процессе феномена случайности: "по какому пути пойдет дальнейшее развитие системы после того, как она достигнет точки бифуркации?.. Каким образом система "выбирает"?.. В этом выборе неизбежно присутствует элемент случайности: макроскопическое управление не в состоянии предсказать, по какой траектории пойдет эволюция системы. Не помогает и обращение к микроскопическому описанию... Перед нами – случайные явления, аналогичные бросанию игральной кости". [2]
При изучении процессов самоорганизации было зафиксировано то обстоятельство, что среди возможных ветвей эволюции системы далеко не все являются вероятными, "что природа не индифферентна, что у нее есть "влечения" по отношению к некоторым состояниям", – в связи с этим синергетика называет конечные состояния этих систем "аттракторами" (лат. attractio – притяжение). Аттрактор определяется как состояние, к которому тяготеет система. «Результаты синергетики как бы возвращают нас к идеям древних о потенциальном инепроявленном. В частности, они близки к представлениям Платона о неких первообразцах и совершенных формах в мире идей, уподобиться которым стремятся вещи видимого, всегда несовершенного мира. Или же к представлениям Аристотеля об энтелехии, о некой внутренней энергии, заложенной в материи, вынуждающей ее к обретению определенной формы».[3]
Выступая в качестве состояния, к которому с течением времени эволюционирует система, аттрактор определяется в синергетике как "устойчивый фокус, к которому сходятся все траектории динамики системы" (Г.Хакен). Как это было зафиксировано на I Международной конференции Немецкого Общества Сложных Систем, аттрактор выступает как своего рода "стабильное состояние порядка".[1]
Согласно интегральной формулировке основателя синергетики Пригожина, "порядок и беспорядок... оказываются тесно связанными – один включает в себя другой. И эту констатацию мы можем оценить как главное изменение, которое происходит в нашем восприятии универсума сегодня".[1] Так, по утверждению Пригожина, "сегодня мы знаем, что увеличение энтропии не сводится к увеличению беспорядка, ибо порядок и беспорядок возникают и существуют одновременно". И дело здесь не только в наличии различных систем отсчета, дающих нам понять, что "порядок и беспорядок сосуществуют как два аспекта одного целого и дают нам различное видение мира". Классическим для синергетики является в данном случае пример Пригожина о наличии двух взглядов на Венецию: с одной стороны, с высоты птичьего полета (макроописание), когда открывается панорама упорядоченной городской структуры, с другой – изнутри (описание на микроуровне), когда городская жизнь предстает как хаотическое движение.
В рамках синергетического видения реальности хаос часто выступает как фактор самоорганизации. При нарушении равновесия может происходить автономная самоорганизация материи, т.е. достижение более упорядоченного состояния с резким понижением энтропии – переход к «порядку» из «хаоса». По формулировке Г.Хакена, "во многих случаях самоорганизация возникает из хаотических состояний", т.е. именно "из хаотических состояний возникают высокоупорядоченные … пространственно-временные структуры". Таким образом, по оценке Е.Н.Князевой и С.П.Курдюмова, "хаос на микроуровне – это не фактор разрушения, а сила, выводящая на ... тенденциюсамоструктурирования нелинейной среды".[1]
«В процессах самоорганизации открытых нелинейных систем явным образом обнаруживается … двойственная природа хаоса. Он то конструктивен, то разрушителен. Хаос выступает как двуликий Янус». [4] 1.Порядок возникает благодаря хаосу и из него, хаос лежит в основе выхода на одну из тенденций самоструктурирования сложной системы. 2.«Возникающие сложные структуры лишь относительно устойчивы. Длительное время, вдали от момента обострения, они существуют метастабильно. Но вблизи момента обострения они имеют тенденцию спонтанно распадаться, ибо становятся чувствительными к малым возмущениям, флуктуациям. Микрохаос рано или поздно прорывается на макроуровень и разрушает то, что он сам строил». [4]
Практически все естественно-научные сферы так или иначе адаптировали основные положения синергетики к специфике своей предметной области, о чем свидетельствует широкий предметный диапазон 28-томного издания "Synergetics" (сколь регулярного, столь же и фундаментального) издательства "Springer". И если стоящую перед синергетикой цель Пригожин и И.Стенгерс определяют как заключающуюся в том, "чтобы в необычайном разнообразии естественных наук попытаться найти путеводную нить, ведущую к какой-то единой картине мира", то цель эта может считаться фактически достигнутой: становление синергетической парадигмы в современном естествознании по всем критериям может быть оценено как становление новой картины мира. Как отмечено самими Пригожиным иИ.Стенгерс, "не будет, по-видимому, преувеличением сказать, что наш период допустимо сравнивать с эпохой греческих атомистов или Возрождения, когда зарождался новый взгляд на природу". В настоящее время уже предприняты попытки создания универсальной концептуальной модели мирового процесса самоорганизации: в англоязычной литературе – К.Майнцером, в русскоязычной –Н.Н.Моисеевым. Как пишет последний, "глобальный эволюционный процесс развития Суперсистемы и ее отдельных составляющих – это процесс самоорганизации". Вопрос о перспективах аппликации идей самоорганизации на социально-гуманитарную сферу остается до настоящего времени открытым: если на уровне прикладных исследований эти аппликации активно осуществляются в самых различных гуманитарных областях, то на концептуально-методологическом уровне столь же активно ведутся дискуссии о правомерности, корректности и даже самой возможности использования синергетического подхода к феноменам социо-гуманитарного порядка. В рамках этих дискуссий, с одной стороны, формируется своего рода вектор позитивной оценки перспектив использования идей самоорганизации при исследовании феноменов социального и гуманитарного порядков. По мнению Пригожина и И.Стенгерс, в ходе разворачивания синергетической исследовательской матрицы "неизбежно напрашивается аналогия с социальными явлениями и даже с историей". [1]
Однако на этом мажорном фоне Пригожин и И.Стенгерс формулируют предупреждение против непосредственного заимствования социальными науками понятий и методов синергетики. По их мнению, прямая "аналогия между ними и социальными или экономическими явлениями" и непосредственное апплицирование синергетической методологии на материал социально-исторического характера не могут рассматриваться в качестве корректных. Оценивая непосредственные практические аппликации синергетической методологии на материал социально-гуманитарного плана, они пишут: "понятие структурной устойчивости находит широкое применение в социальных проблемах. ... Однако, ... всякий раз речь идет о сильном упрощении реальной ситуации". На I Международной конференции Немецкого Общества Сложных Систем также было высказано, наряду с другими, и мнение о том, что экстраполяция синергетического подхода насоциогуманитарную сферу, в целом, неправомерна. [1]
Заслуги синергетики и ее заблуждения.
Главной заслугой синергетики является открытие ею процессов самоорганизации. Безусловно, это шаг вперед в нашем познании мира. И хотя авторы синергетики вначале подметили явления самоорганизации только для отдельных физических и химических процессов, но в дальнейшем синергетика была распространена практически на все уровни иерархии Вселенной. При этом все выводы, сделанные авторами синергетики в части причин и условий синергетических процессов, автоматически были перенесены на новые области. В результате … наша Вселенная стала неустойчивой, а основным фактором ее эволюции стала случайность. Вместе с тем анализ показывает, что самоорганизация – это не кооперация под воздействием случайных факторов в состоянии неустойчивости, а процессы, причины которых заложены в природе. Эти процессы происходят на всех уровнях иерархии Вселенной и обеспечиваются всеми действующими в ней законами и силами.[5]
Сторонники же синергетики отводят случайности главенствующую роль в эволюционном процессе. Так, И.Пригожин называет детерминистские законы физики карикатурой на эволюцию[6], а Г.Н.Дульнев пишет, что случайность и бифуркация являются источником морфогенеза, «…случайность есть творческое конструктивное начало. Она строит мир» [7]. Сами авторы синергетики и их последователи, заявив о главенствующей роли случайности, в дальнейшем на основании исследуемых ими же процессов, делали совсем противоположныезаключения. Так И.Пригожин признает, что «в промежутке от бифуркации до очередной бифуркации главенствует детерминистическое описание»[6], а путь аттрактора предопределен. Что в химической кинетике «вблизи неустойчивости распределение неупругосталкивающихся частиц перестает быть случайным»,[6] (это относится к столкновениям молекул, в результате которых молекулы вступают в химическую реакцию). Другой автор В.Эбелинг говорит, что после начального толчка «дальнейшее движение системы носит закономерный характер». [8] О случайности начального толчка В.Эбелинг пишет: «Эта случайность случайна для наблюдателя на данном уровне. Но нельзя утверждать, что этот толчок абсолютно случаен, а не вызван законом или некоторой силой, которую мы не знаем». И, действительно, даже на основе примеров процессов самоорганизации, рассмотренных авторами синергетики, можно говорить о неслучайной природе тех воздействий, под влиянием которых эти процессы происходят. Разве когерентное излучение лазера возникает самопроизвольно? Нет. Лазер излучает когерентно тогда и только тогда, когда на него подается вполне определенное напряжение питания. Ячейки Бенара образуются в слое жидкости только при создании вполне определенного перепада температуры между ее поверхностями. В жидкости появляются турбулентные вихри только, если созданы условия течения жидкости, соответствующие определенному числу Рейнольдса и т.д. Все эти процессы воспроизводимы, и это еще раз подтверждает неслучайную природу этих процессов, по крайней мере, на макроуровне. Здесь подчеркивается макроуровень, потому что предсказать поведение конкретных молекул, атомов, испускание фотонов и др. на микроуровненевозможно. Эта невозможность проистекает не из случайности протекающих на микроуровне процессов, а из незнания нами всех тех сил и законов, которые на нем действуют. Это справедливо для всех процессов, а не только для синергетических. Еще меньше места случайности в развитии биологических объектов. [5]
Синергетика открыла процессы самоорганизации в природе, но посчитала их природу случайной, не заметив, что самоорганизация охватывает все уровни Вселенной и является ее законом. С точки зрения синергетики, Вселенная – система, находящаяся вдали от точки равновесия. Вместе с тем, все во Вселенной стремится к равновесию, к устойчивости, а гармония сил сохранения, разрушения и созидания обеспечивает жизнь и эволюцию во Вселенной. Синергетика, объявив Вселенную открытой, близко подошла к признанию существования нематериального мира и его воздействия на наш мир, но не сделала последнего шага, посчитав причиной эволюции случайность, необратимость и неустойчивость.