Содержание диалектики

           Целью данного реферата является  приведение наиболее точного  определения понятия «синергетика»,  выделение ключевых положений  и идей этой теории, изложение  основных взглядов синергетиков, а также рассмотрение путей формирования синергетики как науки. 

        Синергетика как междисциплинарная область знания

         Все новые идеи проходят проверку временем, и восприятие их никогда не бывает однозначно позитивным. В ситуации культурного плюрализма, когда, зачастую даже не пересекаясь, развиваются естествознание и эзотерические учения, технические науки и оккультизм, настороженность по отношению к любой новой идее неизмеримо возрастает.

        В то же время в условиях активного распространения и тиражирования новых идеи сжимается время становления и постижения нового знания и незнания. "Официальным" явлением синергетики как науки о сложных динамических системах, законах их роста, развития и самоорганизации считается последняя четверть XX столетия. Исходной позицией для всех исследований в этой области является подход к рассматриваемому объекту как к системе (независимо, естественного или искусственного происхождения, природного или социального) и адекватное описание ее состояния и развития на разных уровнях, возникающих в результате сложного взаимодействия частей.

       Особое внимание фокусируется на тех ситуациях, в которых поведение системы качественно изменяется при изменении условий среды. Синергетике интересны случаи неустойчивости, когда система начинает создавать специфические структуры, то есть вступает в процесс неравновесного упорядочения - процесс самоорганизации. Развитие синергетики в значительной степени связано с разработкой определенных разделов естественных наук - таких как: нелинейный анализ, неравновесная термодинамика, теория хаоса, фрактальная геометрия и т.д. Однако неопределенность и относительность характерна не только для мира физических явлений и химических процессов, но и для живых организмов.Поэтому и для философии и социогуманитарных наук синергетика открывает новые возможности в постижении проблем, непосредственно связанных с человеком.

         Идеи самоорганизации становятся основой нового стиля мышления и нового миропонимания. Говоря словами С.П.Курдюмова, одного из основателей научной школы синергетики Института прикладной математики им. М.В.Келдыша, синергетика открывает определенные принципы управления, экономии и ускорения эволюции. Она выступает философией надежды, ибо ее задача - не предсказывать бесконечные кризисы, которые произойдут, а указывать конструктивные способы, как их избежать.

        Естественнонаучные корни синергетики заставляют задавать вопрос, правомерно ли перенесение сложившегося в естествознании научного аппарата, языка формул и уравнений в область гуманитарного знания, возможно ли "переведение" установленных закономерностей в русло философской рефлексии? Стоит ли вообще пытаться записать в виде уравнения мысль, которую самому обществоведу иногда даже трудно сформулировать и выразить словами? Постоянный участник научно-методологического семинара по синергетике, проводимого в Академии, доктор физико-математических наук, профессор Георгий Малинецкий отвечает на подобные вопросы так: "Когда многие задачи можно посчитать с помощью компьютеров, наиболее важной становится проблема понять явление. Как правило, это требует новых идей, концепций, понятий, которые затем входят в общий контекст естественнонаучной культуры. Для современной науки все более характерным становится ее междисциплинарный характер".  

        Действительно, принципы диалога и солидаризационных методов стимулируют открытие нового. Синергетическое мировидение предполагает установление внутренних связей между естественными и гуманитарными науками, восточным и западным мировосприятием, новой наукой о сложности, нелинейности и хаосе и старой культурой, наукой и искусством, наукой и философией. Оно предполагает познание мудрости мягкого управления через советы и рекомендации, управления, фактически близкого к самоуправлению. Синергетика выступает знанием о том, как подражать природе в разрешении конфликтов, искать пути согласования частей целого, возможности пространственного распределения временных преобразований и подсказывает как можно сделать явным то, что не проявлено в нелинейной среде.

       Явления самоорганизации, проявляемые в процессах становления и развития систем разного уровня, в том числе и социальных, наиболее интересны синергетике - перспективному научному направлению. 

     Принцип гомеостатичности объединяет идеи кибернетики, системного анализа и синергетики. Существование системы в гомеостатическом режиме (гомеостаз) связано с поддержанием ее внутренних характеристик в некоторых рамках, позволяющих ей следовать к своей цели, несмотря на внешние условия. В осуществлении такого режима относительной стабильности в жизни системы главную роль играют отрицательные обратные связи, подавляющие любое отклонение в программе поведения, возникшее под действием внешних воздействий среды. Например, в человеческом организме поддерживается постоянная температура тела в широком диапазоне внешних температур; автопилот самолета по гирокомпасу выдерживает курс и высоту самолета, несмотря на воздушные ямы и порывы ветра. Программу поведения системы в состоянии гомеостаза называют целью-аттрактором системы. Все живые системы большую часть времени ведут себя целесообразно.   

     Принцип нелинейности подчеркивает закономерность кризисных состояний в жизни сложной самоорганизующейся системы.

     Этот  принцип формулируется в противоположность  линейному описанию – идеалу простоты картины явлений в классической математике и физике. В этом случае наблюдаемые реальные процессы сводятся к пропорциональной зависимости  между параметрами состояния (типа y = kx + b). Математический аппарат описания закономерности ограничивается уравнениями первой степени. Например, формальное описание падения тела через изменение его скорости: v = v₀ + gt. В синергетике реальное поведение системы в подобном случае трактуется как линейное, поскольку моделируется линейным законом изменения параметров состояния.

     Принцип линейности хорошо работает вблизи положения  равновесия системы, если известны некоторые  начальные условия. Примеры из школьного  курса физики: малые (гармонические) колебания маятника, равномерное  или равноускоренное движение тела. Более сложные примеры линейного  описания дают задачи, решаемые с помощью  линейных дифференциальных уравнений.

     Устойчивый, гомеостатический режим системы  часто осуществляется именно на уровне линейных колебаний около оптимальных  параметров, поэтому также представляет собой линейную фазу в жизни системы. Линейная модель позволяет применить  достаточно простые средства математики в прогнозировании как прошлого, так и будущего состояние системы еще и потому, что для линейных систем всегда выполняется принцип суперпозиции: результирующее действие (сила) равно сумме отдельных действий (сил).¹ Результат суммарного воздействия на систему, так называемый линейный отклик системы, прямо пропорционален воздействию на нее. Примером может служить сложение сил, действующих на тело, в результате чего тело начинает двигаться с ускорением. Согласно законам механики, ускорение тела определяет результирующая сила, равная геометрической сумме всех действующих сил (F_рез =  F₁ + F₂ =  ma).

     В кризисных ситуациях, когда в  системе число связей между ее элементами растет быстрее числа  самих элементов, целое не равно  сумме его частей; качество суммы  не тождественно качеству слагаемых, требуются  иные методы описания. Понятие «нелинейность» фиксирует нарушение принципа суперпозиции: результат суммы воздействий  непропорционален приложенным усилиям  и не равен сумме их результатов.

    Принцип нелинейности разграничивает две фазы (два алгоритма развития) в жизни сложной самоорганизующейся системы:

1. линейная фаза представляет собой однонаправленное изменение, которое обнаруживает четкую закономерность, ее можно точно рассчитать и на этой основе дать прогноз будущих состояний системы;
2. нелинейная фаза представляет собой кризисное состояние, которое  характеризуется возможностью только вероятного прогноза некоторого множества будущих возможных состояний.

     Принцип незамкнутости (открытости) подчеркивает, что более сложный иерархический уровень организации системы может возникать только при обмене веществом, энергией, информацией с другими уровнями.

     Этот  принцип также противоречит классическим представлениям, сложившимся в физике. Исторически первой  сложилась  физическая модель замкнутой, изолированной  системы, не взаимодействующей с  другими телами. Она давала образ  маленькой вселенной на ладони, прозрачной, и подвластной разуму. Такая идеализация  сыграла большую роль в развитии формальных математических методов  описания движения тел и наблюдаемых  физических процессов.

     Абсолютно замкнутых систем в природе нет, но любую систему можно считать  замкнутой в некоторый период времени. Если это время существенно  больше времени наблюдения за системой, то такая модель оправдана. Например, Землю можно представить в  виде изолированного волчка, несущегося вокруг Солнца по орбите. Неучтенное в  этой модели взаимодействие с Луной  делает Землю уже незамкнутой  системой. Однако вызванное этим взаимодействием замедлению скорости вращения Земли вокруг своей оси (ось волчка) - очень мало. Взаимодействие с Солнцем, в свою очередь, приводит к медленному повороту оси вращения Земли (явление прецессии) с периодом около 25 тысяч лет. За время жизни одного поколения людей эти эффекты совершенно не заметны.

     Для замкнутой системы справедливы  фундаментальные законы сохранения (энергии, импульса, момента импульса), радикально упрощающие описание простых  систем. В замкнутых системах с  очень большим числом частиц справедлив второй закон (второе начало) термодинамики, гласящий, что энтропия (мера хаоса) со временем возрастает или остается постоянной, т.е. хаос в замкнутой  системе не убывает, он может лишь возрастать, порядок обречен исчезнуть. Поэтому Вселенная как замкнутая  система не может увеличивать  свой порядок, и идет к хаосу –  тепловой смерти. Осознание этого  факта потрясло умы научной общественности на рубеже XIX-XX веков.

     В синергетике рассматриваются открытые системы, обменивающиеся веществом, энергией, информацией с окружающим миром. Пример: живые организмы, создающие  порядок в себе и вокруг себя за счет увеличения общего беспорядка, энтропии планеты. Открытость позволяет эволюционировать системам от простого к сложному, разворачивать программу роста организма из клетки-зародыша. В неживой природе диссипация (преобразование системой поступающей энергии в тепловую) тоже может приводить к упорядоченным структурам. С описания таких систем в химии и теории лазера и начиналась синергетика.  

     Принцип неустойчивости: любая система становится открытой в точках неустойчивости. Наглядный пример неустойчивости дает перевернутый маятник, который готов упасть вправо или влево в зависимости от малейших воздействий извне или случайных тепловых колебаний материала маятника, ранее абсолютно несущественных. В синергетическом подходе выделяется конструктивная, а не деструктивная роль неустойчивости. В точке неустойчивости замкнутая система становится открытой, очень чувствительной к случайным воздействиям и возмущениям.

     В физике и технике неустойчивость традиционно относят к дефектам системы. Вся история техники  и прикладных вычислительных методов  в математике – это борьба с  неустойчивостью стационарных и  подвижных конструкций. Особую инженерную задачу составляет преодоление неустойчивых положений ("мертвых" точек - в  работе двигателя, например) или режимов. Исследование положительной роли неустойчивости в реализации функций системы  началось в связи с разработкой  роботов нового поколения, способных  перестраиваться с одной программы (определяющей гомеостатическое состояние) на другую, а также обучающихся  системы, способных распознавать и  осуществлять разные модели поведения.

     При переходе от одного положения гомеостаза к другому система оказывается  в области сильной нелинейности. Такие действия абстрактной или  технической системы предполагают программу правдоподобных рассуждений и напоминают интеллектуальный выбор, свойственный человеку. 

     Состояние выбора в синергетической парадигме понимается очень широко и характеризуется неустойчивостью состояний. Всякий раз, когда система подходит к точке выбора, она характеризуется крайней критической неустойчивостью. В таких состояниях неустойчивость становится залогом перехода системы в новое качество, которое характеризуется новым порядком. Конструктивный характер неустойчивости с формальной стороны раскрывается через выделение точек бифуркаций, разделяющих старый порядок и новый. Например, в высшей точке перевала, которая отделяет одну долину от другой, шарик имеет крайне неустойчивое положение.