Проблема прогресса

Первый - задачи, связанные  с управляемым термоядерным синтезом. В большинстве проектов самый  важный момент - создание необходимой  пространственной или пространственно-временной  упорядоченности.

Другой пример - формирование научных коллективов, где активная творческая работа большинства сотрудников  должна сочетаться с возможностью совместно  решать крупные задачи. Такой коллектив  должен быть устойчив и быстро реагировать  на все новое. Какова же оптимальная  организация, позволяющая добиваться этого?

Данный вопрос особенно остро  стоит при исследованиях таких  глобальных проблем, как энергетические, экологические и многие другие проблемы, которые требуют привлечения  огромных ресурсов. И здесь нет  возможности искать ответ методом  проб и ошибок, а «навязать» системе  необходимое поведение очень  трудно. Гораздо разумнее действовать, опираясь на знание внутренних свойств  системы, законов ее развития. В такой  ситуации значение законов самоорганизации, формирования упорядоченности в  биологических, физических и других системах трудно переоценить.

Еще одной причиной, обусловившей создание синергетики, является необходимость  при решении ряда задач науки  и техники анализировать сложные  процессы различной природы, используя  при этом новые математические методы.

Классическая математическая физика (наука об исследовании математических моделей физики) имело дело с линейными  уравнениями. Формально это уравнения, в которые неизвестные входят только в первой степени. А реально  они описывают процессы, идущие одинаково  при разных внешних воздействиях. С увеличением интенсивности воздействия изменения остаются количественными, новых качеств не возникает. Однако ученым все чаще приходится иметь дело с явлениями, где более интенсивные внешние воздействия приводят к качественно новому поведению системы. Здесь нужны нелинейные математические модели. Их анализ - дело гораздо более сложное, но при решении многих задач он необходим. Это приводит к формированию широкого фронта исследований нелинейных явлений, к попыткам создать общие подходы, применимые ко многим системам. Именно такие подходы и применяются в синергетике.

Ключевые  положения синергетики.

Вопрос о возникновении  из простого сложного считается в  науке одним из самых сложных. Лишь во второй половине XX в. наука стала  осваивать сложные системы теоретически. В этой связи появилась особая наука, синергетика, теория самоорганизации сложных систем.

Рассмотрим особенность синергетики как науки. В отличие от большинства новых наук, возникавших, как правило, на стыке двух ранее существовавших и характеризуемых проникновением метода одной науки в предмете другой, синергетика возникает, опираясь не на граничные, а на внутренние точки различных наук, с которыми она имеет ненулевые пересечения: в изучаемых синергетикой системах, режимах и состояниях физик, биолог, химик и математик видят свой материал, и каждый из них, применяя методы своей науки, обогащает общий запас идей и методов данной науки.

Синергетика как наука делает первые шаги, и существует сразу не в одном, а в нескольких вариантах, отличающихся не только названиями, но и степенью общности и акцентами в интересах.

Когда Г. Хакена как одного из основателей синергетики попросили  назвать ключевые положения синергетики, то он перечислил их в следующем  порядке: «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. Во многих случаях возможна математизация».

В приведенных выше десяти положениях Хакену действительно удалось  в весьма лаконичной форме выразить основное содержание синергетики. Для  полноты картины рассмотрим это  содержание.

Хакен прежде всего подчеркивает, что части систем взаимодействуют  друг с другом. Он выделяет истоки, которые  приводят к образованию новых  систем. Обычно рассуждают так: сложное  возникает из простого, но ведь это  непостижимо. 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, т.е. уравнений, содержащих искомые величины в степенях, не равных 1, или коэффициенты, зависящие от среды. 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 зоны ветвления, то есть из точки бифуркации. Состояние бифуркации можно уподобить положению шарика на выпуклой поверхности, типа сферической, которое является неустойчивым. Любое влияние может вывести шарик из неустойчивого состояния, и он начнет скатываться сверху вниз. По какой траектории он будет скатываться из точки бифуркации - угадать точно нельзя. Это - случайный процесс.

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. Есть общность структуры Вселенной и живой  природы, урбанизации и географического  распределения населения и т.п.

Синергетика объясняет, почему образуются именно эти структуры. Она  обосновывает положение, согласно которому подобные структуры являются структурами  эволюционными. Функциональная общность процессов самоорганизации систем, их устойчивость поддерживается законами ритма (день - ночь, подъем - спад в творческой активности человека, в экономике  и т.п.).

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. Иначе говоря, система  в состоянии равновесия «слепа», а в неравновесных условиях она  «воспринимает» различия внешнего мира и «учитывает» их в своем функционировании. Срабатывает эффект бумеранга, который  ускоряет протекание процессов.

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. Без подвода вещества и энергии организмы вымирают, без подвода газа не горит пламя в газовой горелке; безжизненной оказывается любая социальная система, обесточенная в информационном отношении. 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. Теория колебаний важна не только в радиотехнических, но и в любых других системных процессах. Если параметры системы достигают критических значений, то система попадает в состояние неравновесности и неустойчивости. Именно в силу этого происходят качественные изменения и, следовательно, возникают новые качества, своеобразный режим с обострением. Новое возникает быстро. И, как правило, под воздействием легких бифуркационных возмущений. Как часто ученые, анализирующие генезис биологических и социальных систем, ведут поиск глобальных факторов, мощных и объемных. Но вполне возможно, что существенные изменения явились результатом малых возмущений, которые привели систему в резонансное состояние. Развитие идет через неустойчивость и часто посредством малых возбуждений.

Список используемой литературы

1. Сорокин П. А. “Обзор теорий и основных проблем прогресса” // “Новые идеи в социологии”. Сб. третий. – СПб., 1914. – С. 116.
2. Тюрго А. “Избранные философские произведения”. – М., 1937. – С. 64.
3. Герцен А.И. Собрание сочинений. – М., 1956. – Т. VI. С. 35-36.
4. Канке В.А. Концепции современного естествознания: Учебник для вузов. - М.: Логос, 2001.
5. Николис Г., Пригожин И. Самоорганизация в неравновесных системах. М.: Мир, 1979.
6. Хакен Г. Синергетика. М.: Мир, 1980.
7. Василькова В.В. Порядок и хаос в развитии социальных систем: Синергетика и теория социальной самоорганизации. СПб.: Изд-во «Лань», 1999.