КНЯЗЕВА Е.Н., КУРДЮМОВ С.П.

Образ открытой среды

Класс систем, способных к самоорганизации, это открытые нелинейные системы. Открытость системы означает наличие в ней источников и стоков, обмена веществом и энергией с окружающей средой.

Открытость системы необходимое, но не достаточное условие для самоорганизации: т.е. всякая самоорганизующаяся система открыта, но не всякая открытая система самоорганизуется, строит структуры. Все зависит от взаимной игры, соревнования двух противоположных начал: создающего структуры, наращивающего неоднородности в сплошной среде, и рассеивающего, размывающего неоднородности начала самой различной природы. Рассеивающее начало в неоднородной системе может пересиливать, перебарывать работу источника, размывать все неоднородности, создаваемые им. В таком режиме структуры не могут возникнуть.

Но с другой стороны, и при полном отсутствии диссипации, организация спонтанно возникнуть не может. Необходимо понять роль диссипации (зла) как фактора выедания лишнего и поэтому как необходимого элемента для самоорганизации мира. Диссипация в среде с нелинейными источниками играет роль резца, которым скульптор постепенно, но целенаправленно отсекает все лишнее от каменной глыбы. А поскольку диссипативные процессы, рассеяние есть, по сути дела, макроскопическое появление хаоса, поскольку хаос на макроуровне это не фактор разрушения, а сила, выводящая на аттрактор, на тенденцию самоструктурирования нелинейной среды.

Мировозренческий смысл понятия нелинейности "Нелинейность" фундаментальный концептуальный узел новой парадигмы. Можно даже, пожалуй, сказать, что новая парадигма есть парадигма нелинейности. Поэтому представляется важным развернуть в том числе и наиболее общий, мировоззренческий смысл понятия.

Нелинейность в математическом смысле означает определенный вид математических уравнений, содержащих искомые величины в степенях больше 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).

Здесь имеется существенное отличие излагаемой позиции от позиции И. Пригожина. В книге И. Пригожина и И. Стингерс разные пути эволюции связываются прежде всего с бифуркациями при изменении констант среды. То есть в дифференциальных уравнениях меняется некоторый управляющий параметр, и при некотором критическом значении этого параметра термодинамическая ветвь теряет устойчивость и возникают, как минимум, два различных направлениия развития.

Описываемое здесь И. Пригожиным ветвление путей эволюции хорошо известно среди математиков, хотя для многих этот процесс может показаться удивительным. Особенности нелинейного мира состоят в том, что при определенном диапазоне изменений среды и параметров нелинейных уравнений не происходит качественного изменения картины процесса. Несмотря на количественное варьирование констант, сохраняется притяжение того же аттрактора, процесс скатывается на ту же самую структуру, на тот же самый режим движения системы. Но если мы перешагнули некоторое пороговое изменение, превзошли критическое значение параметров, то режим движения системы качественно меняется: она попадает в область притяжения другого аттрактора. Картина интегральных кривых на фазовой плоскости качественно перестраивается.

Превращение становиться вполне очевидным. Ведь изменения 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.

В мировоззренческом плане идея нелинейности может быть эксплицирована посредством: идеи многовариантности, альтернативности, как часто говорят сейчас, путей эволюции (подчеркнем, что множество путей развертывания процессов характерно даже для

· одной и той же, неменяющейся открытой нелинейной среды);

· идеи выбора из данных альтернатив;

· идеи темпа эволюции(скорости развития процессов в среде);

· идеи необратимости эволюции.

Особенности феномена нелинейности состоят в следующем.

Во первых, благодаря нелинейности имеет силу важнейший принцип "разрастания" малого, или "усиления флуктуаций". При определенных условиях (далее будет показано при каких именно) нелинейность может усиливать флуктуации, значит делать малое отличие большим, макроскопическим по последствиям.

Во вторых, определенные классы открытых нелинейных систем демонстрируют другое важное свойство пороговость чувствительности. Ниже порога все уменьшается, стирается, забывается, не оставляет никаких следов в природе, науке культуре, а выше порога, наоборот, все многократно возрастает.

В третьих, нелинейность порождает своего рода квантовый эффект дискретность путей эволюции нелинейных систем (сред).То есть на данной нелинейной среде возможен отнюдь не любой путь эволюции, а лишь определенный спектр путей. Выше отмеченная пороговость чувствительности определенных классов нелинейных систем, кстати, также является показателем квантовости.

В четвертых, нелинейность означает возможность неожиданных, называемых в философии эмерджетными, изменений направления движения процессов. Нелинейность процессов делает принципиально ненадежными и недостаточными весьма распространенные до сих пор прогнозы экстраполяции от наличного. Ибо развитие совершается через случайность выбора пути в момент бифуркации, а сама случайность (такова она уж по природе) обычно не повторяется вновь.

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 поподробнее, 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. А что дает положительная обратная связь? На первый взгляд кажется, что она приводит лишь к разрушению, к раскачке, уводит систему от состояния равновесия, к неустойчивости, а неустойчивость не представляет интереса.

На самом деле сейчас внимание школы Пригожина и многих других групп исследователей направлено как раз на изучение нестабильного, меняющегося, развивающегося мира. А это и есть своего рода неустойчивость. Без неустойчивости нет развития. Нелинейная положительная связь важнейший элемент в моделях автокаталитических процессов самой различной природы.

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.

Методология "задач на обострение" позволяет с нетрадиционной точки зрения рассмотреть ряд классических задач механики, связанных с процессами сжатия, кумуляции, кавитации, коллапсов. Есть основания предположить, что возможны новые подходы к решению задач коллапса быстрого сжатия вещества, к химической кинетики, метеорологии (катастрофическим явлениям в атмосфере Земли), экологии (росту и вымиранию биологических популяций), нейрофизиологии (моделированию распространения сигналов по нейронным сетям), эпидемиологии (вспышкам инфекционных заболеваний), экономике (феноменам бурного экономического роста) и т.д. Во всех этих задачах, по видимому, работают механизмы положительной обратной связи, приводящие к режимам с обострением.

Еще раз о редукционизме

Пригожин утверждает, что сегодня наука не является редукционисткой. Конечно, редукционизм - это путь познания, который вызывает сомнения и опасения. Нужно избежать жесткого фикализма или механицизма, непосредственного сведения всего к законам простейших формообразований природы. Но современное знание все в большей степени базируется на сознательном применении высокоабстрактных моделей, отражающих абстрактные свойства открытых нелинейных систем на различных уровнях организации мира. И, кроме того, содержание термина редукционизм изменилось.

Недопустим редукционизм механистический, т.е. фактическое отрицание специфичности более сложного, сведения целого к сумме частей. Но правомерен диалектически понятный редукционизм как "использование фундаментальных законов более простых уровней с целью теоретического выведения (объяснения) качественной специфичности сложных образований.

Математическое моделирование сложных нелинейных систем, начинает нащупывать ныне тот класс объектов, для которых существуют мостики между мертвой и живой природой, между самодостраиванием нелинейно эволюционирующих структур и высшими проявлениями творческой интуиции человека. На определенном уровне абстракции начинает проступать некое принципиальное подобие рисунка событий, некая фундаментальная общность процессов, происходящих, казалось бы, в совершенно несопоставимых областях событийной реальности.

Новый образ детерминизма

Последняя часть утверждения И. Пригожина касается того, что современная наука перестала быть детерминистической. И с этим нельзя согласиться. Относительно детерминизма много говорилось выше. Сейчас только резюмируем сказанное. И Пригожин неоднократно подчеркивает, что режимы движения переключаются, пути эволюции реальных систем бифуркируют, многократно ветвятся, в моменты бифуркации играет роль случайность, и вследствие этого мир становится загадочным, непредсказуемым, неконтролируемым. В определенном смысле дело обстоит действительно так. Однако в настоящей статье развертывается центральная идея иного рода: наличие поля путей развития для открытых нелинейных сред, спектра структур, возбуждаемых различной топологией начальных воздействий на среду.

Случайность, малые флуктуации действительно могут сбить, отбросить с выбранного пути, приводят, вообще говоря, к сложным блужданиям по полю развития. Но в некотором смысле по крайней мере, на упрощенных математических моделях можно видеть все поле путей развития. Все возможные пути Дао открываются как бы с птичьего полета. Тогда становиться ясным, что ветвящиеся дороги эволюции ограничены. Конечно если работает случайность, то имеют место блуждания, но не какие угодно, а в рамках вполне определенного, детерминированного поля возможностей.

Управление теряет характер слепого вмешательства методом проб и ошибок или же упрямого насилования реальности, опасных действий против собственных тенденций систем, и строятся на основе знания того, что вообще возможно на данной среде. Управление начинает основываться на соединении вмешательства человека с существом внутренних тенденций развивающихся систем. Поэтому здесь появляется в некотором смысле высший тип детерминизма детерминизм с пониманием неоднозначности будущего и с возможностью выхода на желаемое будущее. Это детерминизм, который усиливает роль человека.

Таким образом, изложенные здесь представления о закономерностях самоорганизации и эволюции сложных систем в чем-то пересекаются со взглядами И. Пригожина. Но по ряду позиций нет согласия. Понимание механизмов самоорганизации корректируется и развивается. Существенное дополнение это раскрытие механизмов:

а) локализации процессов в среде в виде структур;

б) эволюции (синтеза и распада) нестационарных диссипативных структур;

в) внутренней устойчивости и неустойчивости эволюционных процессов на определенных стадиях их развертывания, т.е. исследование динамики развития процессов в режимах с обострением;

г) чередование этих стадий, различных режимов изменения состояний системы. Причем внутренние механизмы самоорганизации глубоко связаны с ролью хаоса на макроуровне и его конструктивным и деструктивным проявлениями на макроуровне.

КНЯЗЕВА Е.Н., КУРДЮМОВ С.П.

Вопросы философии. № 12, 1992.

СИНЕРГЕТИКА КАК НОВОЕ МИРОВИДЕНИЕ: ДИАЛОГ С И. ПРИГОЖИНЫМ

Феномены самоорганизации, нелинейности, глобальной эволюции неоднократно выступали в качестве предмета обсуждений на страницах журнала "Вопросы философии". Широкое распространение получили представления о становлении порядка через хаос, бифуркационных изменениях, необратимости времени, неустойчивости как фундаментальной характеристике эволюционных процессов благодаря опубликованным в нашей стране книгам И. Пригожина и его коллег из Брюссельского Свободного университета, прежде всего Г. Николиса, И. Стенгерс, А. Баблоянц. Обратим внимание читателей также на менее известную в нашей стране Шпрингеровскую серию книг по синергетике, в рамках которой под общей редакцией Г. Хакена начиная с 1979 г. издано уже более 50 томов по самым разным аспектам динамики самоорганизации в природных, социальных и когнитивных системах. В последнее время появились фундаментальные коллективные исследования тех революционных изменений в картине мира, методологических основаниях науки, в самом стиле научного мышления, которые происходят в связи с развитием теории самоорганизации (синергетики).

Мы определили философскую сущность мира, основой которой является естественнонаучная картина бытия. Однако существуют полезные для философского осмысления и иные подходы к миропониманию. В частности, таким подходом является синергетика. Синергетика относительное молодое научное направление и взгляд его на сущность мира представляется интересным. Одним из основателей этого направления является И.Р. Пригожин. Синергетика - теория случайностей, теория хаотических процессов, трактуемая как самоорганизация. Как она соотносится с диалектикой, каким образом идеалистическое и материалистическое восприятие мира уживается с синергетическим представлением о его происхождении - это вопросы, которые стоят осмысления. Смотря по-разному на мир, мы полнее отражаем в нём себя и его в себе. Пригожин Илья Романович (1917-2003 гг.), учёный, мыслитель, философ, естествоиспытатель, специалист в области химии, физики, биологии. Лауреат Нобелевской премии по химии, коренной москвич. Родился в Москве 25 января 1917 г. в интеллигентной русской семье: отец - инженер-химик, мать - музыкант. Мама рано приобщила Илью к игре на пианино: ноты он научился читать раньше, чем слова. Семья, после Октябрьского 1917 г. большевистского переворота, не признав его, ещё несколько лет прожила в России, но в 1921 г. эмигрировала в Литву, затем перебралась в Германию. В 1929 г. поселилась в Бельгии. В молодости Илья интересовался историей и философией, однако будущее связывал с профессией концертирующего пианиста, но судьба распорядилась по-своему. Начальное и среднее образование он получал в школах Берлина и Брюсселя, в совершенстве владел немецким и французским языками. Затем изучал химию в Свободном университете Брюсселя, где увлёкся термодинамикой - наукой, связанной с тепловой и иными формами энергии. В 1939 г. получил степень бакалавра химических и физических наук. В 1941 г. защитил диссертацию на тему «О значении времени и превращениях в термодинамических системах», за которую через два года был удостоен докторской степени. В 1947 г. его избирают профессором физической химии в этом университете и он в течение 14 лет читает в нём курс физической химии. В 1962 г. Пригожина назначают директором Солвеевского международного института физики и химии в Брюсселе. В 1967 г. он основывает Центр статистической механики и термодинамики при Техасском университете в Остине. Пригожина назначают в нём директором и присваивают Центру его имя. Он работает одновременно и в Брюсселе, и в Остине. В 1977 г. «за работы по термодинамике необратимых процессов, особенно за теорию диссипативных структур» Илье Пригожину присуждается Нобелевская премия по химии. Согласно его взглядам направленность во времени является фундаментальным свойством всех систем: физических, химических, биологических и социальных; существует естественное стремление к хаосу, которое не ведёт к утрате гармонии; хаос конструктивен и создаёт новый порядок. За многочисленные работы по естественным, социальным и философским наукам он награждается рядом элитарных знаков: золотой медалью Сванте Аррениуса Шведской королевской академии наук (1969), медалью Баурка Британского химического общества (1972), медалью Котениуса Германской академии естествоиспытателей «Леопольдина» (1975), медалью Румфорда Лондонского королевского научного общества. И. Пригожин является иностранным членом Американской академии наук и искусств, Польского и Американского химических обществ и ряда других организаций. Ему присвоены почётные звания профессора университетов НьюКасл-АпонТайна, Пуатье, Чикаго, Бордо, Упсалы, Льежа, Экс-ан-Прованса, Джорджтауна, Кракова и Рио-де-Жанейро. Сам Илья Романович неоднократно бывал в России, читал лекции. В 2007 г. на заседании учёного совета МГУ им. М.И. Ломоносова его ученику - профессору Солвеевсого института физики и химии, доктору Иоаннису Антониу был вручён диплом и медаль почётного профессора МГУ. В России издана книга И. Пригожина «Время, хаос, квант», в соавторстве с И. Стенгерсом (1994). Скончался Илья Романович, находясь в Центральном госпитале Брюсселя. Прежде чем мы коснёмся взглядов И.Р. Пригожина в области синергетики, и на их основе понимания им картины мира, целесообразно коротко остановиться на историко-философских истоках понятия «хаос», которое и определило суть синергетики. Понимание «хаоса» занимало предметное место уже в мировоззрении античных философов, в частности, Платона и его школы. Не вдаваясь в детали, отметим лишь два сформулированных им положения, сохраняющих своё значение при использовании понятия «хаос» в современной физике. По представлениям Платона и его учеников, хаос (в современном звучании этого слова) есть такое состояние системы, которое остаётся по мере устранения возможностей проявлений её свойств. С другой стороны, из системы, находящейся изначально в хаотическом состоянии, возникает всё, что составляет содержание мироздания. Роль созидающей силы - творца - Платон отводил Демиургу, который превратил изначальный хаос в космос. Таким образом, все существующие структуры порождаются из хаоса. Понятие «структура» у Платона является обобщённым: структура представляется им как некий вид организации и связи элементов системы, при этом может оказаться важным не сам конкретный вид элементов системы, а совокупность их взаимоотношений. В таком представлении, система, как целостный структурированный состав, им не виделась, потому и была «просто» хаотична. Платоновские размышления блестяще развил в XVIII в. И. Кант, философски определив суть происхождения Вселенной. Согласно его космогонической теории Вселенная из состояния хаоса, вследствие сил притяжения, приходит в упорядоченное состояние, представленное небесными телами, планетами. Позднее, исходя из античных представлений о системе и структуре в хаотическом единстве элементов, физики, понятия «хаос» и «хаотическое движение», сделали фундаментальными, однако полной определённости в них не внесли. С учётом этих философских взглядов на процессы, объясняющие хаотическую природу мира, зарождались мысли и естественнонаучные работы И. Пригожина. Отметим в них принципиальные моменты, касающиеся основ термодинамики - раздела физики, изучающего наиболее общие свойства макроскопических систем, находящихся в состоянии термодинамического равновесия, и процессы перехода между этими состояниями. Принципы термодинамики были сформулированы в середине XIX в., после изобретения паровой машины, когда взаимодействие тепловой, электрической и механической работы (энергии) привлекло к себе значительный интерес. Согласно одной из версий первого начала (закона) термодинамики, представляющего собой принцип сохранения энергии, в любой закрытой системе энергия не исчезает и не возникает, а переходит из одной формы в другую. Второе начало термодинамики (закон возрастания энтропии) описывает тенденцию систем переходить из состояния большего к состоянию меньшего порядка. Энтропия - мера беспорядочности (разупоря- доченности) системы. Чем больше разупорядоченность, тем выше энтропия. В XIX в. американский математик и физик Джозайя Уиллард Гиббс разработал теорию статистической термодинамики для обратимых систем в условиях равновесия. Профессор Теофил де Дондер - учитель И. Пригожина в Свободном университете и основатель Брюссельской школы термодинамики, сформулировал теорию неравновесных необратимых систем. Возникает вопрос: что собою представляет обратимое равновесие? Примером обратимого равновесия может служить таяние кусочка льда при температуре, которая лишь немного превышает температуру замерзания воды. Энтропия этого кусочка льда повышается по мере того, как кристаллы льда на его поверхности тают, превращаясь в воду. Одновременно энтропия плёнки воды на поверхности льда понижается, поскольку тепло из неё забирается на таяние льда. Этот процесс можно сделать обратимым, понизив температуру системы до точки замерзания воды: вода на поверхности кристаллизируется, и энтропия льда понижается, а энтропия плёнки воды повышается. В каждом процессе (таяния и замерзания) при температуре замерзания воды или близкой к ней общая энтропия системы остаётся неизменной. Примером необратимой неравновесной системы может служить таяние кубика льда в стакане с водой при комнатной температуре. Энтропия кубика льда повышается до тех пор, пока не растают все кристаллы. По мере того как тепло поглощается сначала из всего объёма воды в стакане, а затем из окружающего воздуха, энтропия всей системы возрастает. И. Пригожина прежде всего интересовали в термодинамике неравновесные специфические открытые системы, в которых либо материя, либо энергия, либо и то, и другое обмениваются с внешней средой в реакциях (разделение материи и энергии - синергетический подход Пригожина). При этом количество материи и количество энергии либо количество материи и количество энергии со временем увеличивается или уменьшается. Здесь читателям необходимо иметь в виду два важных методологических положения философии, которые интерпретированы Пригожиным по-своему. Во-первых, материя и энергия предстают у него как самостоятельные сущности, что в принципе невозможно, так как материя - это объективная реальность, а энергия (физическая, химическая, биотическая, социальная) - форма движения материи; во-вторых, в этом подходе искажается принцип сохранения материи в процессе изменения её форм. Чтобы объяснить поведение систем, далёких от равновесия, Пригожин сформулировал теорию диссипативных структур. Считая, что неравновесностъ может служить источником организации и порядка, он представил диссипативные структуры в терминах математической модели с зависимыми от времени нелинейными функциями, которые описывают способность систем обмениваться материей и энергией с внешней средой и спонтанно себя рестабилизировать. Ставший теперь классическим пример диссипативной структуры в физической химии известен как нестабильность Бернарда. Такая структура возникает, когда слои легкоподвижной жидкой среды подогреваются снизу. При достаточно высоких температурных градиентах тепло передаётся через среду как обычно, и большое число молекул в жидкости образуют специфические геометрические формы, напоминающие живые клетки. Было сделано предположение, что и общество так же, как биологическая среда, являет собой пример диссипативных и недиссипативных структур. В 1952 г. английский математик Алан М. Тьюринг первым предположил, что термодинамические нестабильности типа тех, какие были выдвинуты И. При- гожиным и его коллегами, характерны для самоорганизующихся систем. В 1960-1970-е гг. Пригожин развил созданную им теорию диссипативных структур и описал образование и развитие эмбрионов. Критические точки раздвоения в его математической модели соотносятся с точкой, в которой биологическая система в хаосе становится последовательной и стабилизированной. И. Пригожин предполагал, что его теории и математические модели систем, которые зависят от времени, могут быть применимы к эволюционным и социальным схемам, характеристикам автогужевого транспорта и деятельности в отношении использования природных ресурсов, а также к таким областям, как рост населения, метеорология и астрономия. Стало ясно, что фундаментальная проблема, которой занимался И. Пригожин, не имеет дисциплинарных границ, она и социальная, и более того - она философская. Однако в отношении её философского значения стоит быть осторожными, так как синергетика не обладает качеством всеобщности. В своём творчестве И. Пригожин соотносил проблемы современной термодинамики с интерпретацией таких категорий как необратимость и время. Феномен необратимости он объяснял в рамках научной рациональности, используя как классическую, так и неклассическую методологию. В частности, он не считал, что для созидательной деятельности природы нужна «другая наука». Однако был убеждён, что наука находится в самом начале своего пути, и, что физика преодолевает ограничения, обусловленные её происхождением. С предельно общих позиций, а именно с позиций расширения и более глубокого проникновения в суть используемых наукой методов Пригожин подошёл к реализации программы, которую он назвал «переоткрытие времени». Специалисты в области синергетики отмечали, что пригожинская формулировка законов природы включает в себя несводимые вероятностные представления, что подразумевает переход от гильбертова пространства к обобщённым пространствам. Поэтому в это описание вошёл целый класс неустойчивых хаотических систем, связываемых с понятием вероятностного времени, а, следовательно, и нарушением симметрии между прошлым и будущим, а класс устойчивых и симметричных во времени систем стал их предельным случаем. При исследовании сущности времени И. Пригожин был солидарен по ряду позиций с известными историками - М. Блоком и Ф. Брорделем. Если Пригожин обстоятельно показывал, что физика должна отказаться от многих прежних методологических установок и в этом смысле «обновиться», то М. Блок высказывал аналогичное суждение по отношению к истории. Он отмечал, что, как серьёзное аналитическое знание, история ещё молода. И. Пригожин уделял предметное внимание рассмотрению такого важного методологического вопроса как взаимосвязь старых и новых представлений в науке. Рассуждая в этом ключе, он показывал, что новые подходы к науке в ряде случаев могут быть осуществлены на базе своеобразного синтеза некоторых установок классики и более разносторонних и широких взглядов. Примером этому у него служила интерпретация такого понятия как «время Ляпунова». Он полагал, что «время Ляпунова» позволяет ввести внутренний «масштаб времени» для характеристики систем, т.е. интервал, в течение которого выражение «две одинаковые» (одни и те же) системы, соответствующие одним и тем же начальным условиям, сохраняют смысл. После достаточно продолжительного по сравнению со временем Ляпунова периода эволюции, память о начальном состоянии системы полностью утрачивается. В этом смысле хаотические системы характеризуются временным горизонтом, который определяется временем Ляпунова. Для того чтобы увеличить интервал времени, в течение которого мы можем предсказывать траекторию, необходимо сузить класс систем, называемых «одними и теми же». Пригожин не предлагал отказаться от таких характеристик как тождественность, но показывал место этих характеристик в том или ином процессе, взаимосвязь этих характеристик в различных процессах, а также их взаимосвязь с новыми понятиями, например, таким как временной горизонт. Признавая сложность и многообразие свойств такого явления как время, Пригожин считал целесообразным не только осуществлять синтез новых и традиционных методов в той или иной науке, но и устанавливать тесные междисциплинарные контакты. При этом им было отмечено, что ни одна наука не может быть подменена другой. Пригожин по отношению к взаимосвязи физики и гуманитарного знания отмечал, что пример физики может прояснить, но не решать проблемы, стоящие перед людьми. Согласно его мироощущениям, отметим, что синергетический подход предполагает один из моментов связи в системе мира, который может быть использован наряду с другими теоретическими объяснениями общей картины универсума и процессов, происходящих в нём. В частности, такие примеры уже есть, они обусловлены реальными хаотическими явлениями всколыхнувшими человечество в конце первой декады XXI столетия: имеется в виду экономический кризис, потрясший все страны планеты. Основываясь на синергетическом методе возможно производить математические расчёты, которые позволят реально прогнозировать экономические потрясения, цикличные по своему характеру. Цикличность экономических кризисов была обоснована ещё в первой четверти XX в. российским экономистом, профессором Московской сельскохозяйственной академии, директором Конъюнктурного института при Наркомфине (1920-1928 гг.) Н.Д. Кондратьевым (1892-1938 гг.), репрессированным большевиками за отстаивание своего открытия. Большевики не признавали возможность кризисов «социалистической экономики», а Кондратьев гениально предсказал объективный полувековой цикл экономических процессов: депрессия (хаос) - оживление - бурный подъём - спад - депрессия (хаос). Этому экономическому циклу коммунистические указы помешать не могут, так как он закономерен для любой политической системы. Впоследствии на концепции длинных волн экономического развития Кондратьева сформировалось целое направление в мировой науке, а протекание экономических кризисов подтвердило справедливость выводов Н. Кондратьева. В современное время в МГУ им. М.В. Ломоносова создан Институт математических исследований сложных систем имени И.Р. Пригожина, в котором ведётся работа, позволяющая повысить точность и надёжность прогнозов развития экономики, в том числе и предвидения кризисов (хаоса). В основе этой работы - циклы Кондратьева. В своё время он не смог завершить разработку формулы хаоса (был расстрелян), а в настоящее время такая возможность появилась, так как на рубеже веков разработана математическая теория хаоса, позволяющая применить её к экономике, в том числе в целях точного прогнозирования кризисов. ВОПРОСЫ САМОКОНТРОЛЯ 1. «Универсум» как философское понятие. 2. «Материя» как философская категория. 3. Понятие «субстанции». 4. Сущность философского отношения «универсум - человек». 5. Атомистическая теория субстанции. 6. Идеалистическое представление картины мира. 7. Материалистическое представление картины мира. 8. Суть понятий «вселенная», «метагалактика», «галактика». 9. Роль естествознания в философии. 10. Диалектическая картина мира. 11. Метафизическая картина мира. 12. Метафизика и диалектика как философская методология. 13. Механистическое восприятие действительности. 14. Понятие «структуры» и «системы». 15. Виды и уровни материальных систем. 16. Типы материальных систем. 17. Целостность материальных систем. 18. Пространство - атрибут материи. 19. Время - атрибут материи. 20. Сущность единства мира. 21. Философские концепции пространства и времени. 22. Общие и особенные свойства пространства и времени. 23. Пространственно-временные особенности в частнонаучных исследованиях. 24. Синергетическое представление о мире. 25. Учёный и мыслитель И.Р. Пригожин. ЛИТЕРАТУРА Аскин Я. Проблема времени. Её физическое истолкование. М., 2000. Ахундов М. Пространство и время в физическом познании. М., 1999. Биографический энциклопедический словарь. М., 2000. Валентинов Альберт. И всё-таки она плоская // Российская газета. 2000. 26 мая. Горохов В.Г. Концепция современного естествознания и техники. М., 2000. ДахинА.В. Формационное сомоопределение универсума. Н. Новгород, 1992. Ч. 1. Девис П. Пространство и время в современной картине Вселенной. М., 1979. Еремеева А. Астрономическая картина мира и её творцы. М., 1984. Зеленое Л.А. Система философии: Монография. Нижний Новгород, 1991. Зеленое ЛА. Введение в общую методологию: Монография. Н. Новгород, 2002. Капица С.П. и др. Синергетика и прогнозы будущего. М., 2003. Карпенков С.Х. Основные концепции естествознания. М., 1998. Кандыбо Г.В., Стражников ВА. Материя, движение, техника. Минск, 2001. Ленин В.И. Материализм и эмпириокритицизм // Поли. собр. соч. Т. 18. Микиша А.М. и Орлов В.Б. Толковый математический словарь. Основные термины: около 2500 терминов. М., 1989. Петров В.П. Философия. Курс лекций. Н. Новгород, 2010. Пригожий И., Стенгерс И. Время, хаос, квант. М., 1994. Рейхенбах Ганс. Философия пространства и времени / Пер. с англ. Ю.Б. Молчанова; Общ. ред. А.А. Логунова; Послесловие И.А. Акурина. М., 1985. Синергетическая парадигма. Многообразие поисков и подходов. М., 2000. Философия: Курс лекций: Учебное пособие для студентов вузов / Науч. руководит. В.Л. Калашников. М., 1997. Физический энциклопедический словарь. М., 1985. Эйнштейн А. Собрание научных трудов в четырёх томах. Том I. Работы по теории относительности 1905-1920. М., 1965. Эйнштейн А., Инфельд Л. Эволюция физики. М., 1965. Энгельс Ф. Анти-Дюринг. Переворот в науке, произведённый господином Евгением Дюрингом // Маркс К., Энгельс Ф. Соч. 2-е изд. Т. 20.

Представление о мире как о самоорганизующейся системе. Синергетика (Стенгерс, Пригожин)

Наиболее значимыми из концепций, определяющих поснеклассический тип научной рациональности являются синергетика Г.Хаккена, теория диссипативных структур И.Пригожина, концепция автопоэзиса У.Матураны и Ф.Варелы.

Синергетика. Синергетическая концепция сыграла в становлении принципа системного эволюционизма не меньшую роль, чем идея раздувающейся вселенной. Термин «синергетика» предложил Г.Хакен. Основным принципом синергетики является принцип сотрудничества согласованности различных процессов, обеспечивающих самоорганизацию сложных систем. Синергетика изучает любые сложные системы, состоящие из множества подсистем. В последние годы данная концепция начинает осторожно использоваться и в психологии [Трофимова, Курганский и др.].

Концепция диссипативных структур И.Пригожина. Важный вклад в новую картину мира внесла концепция Пригожина. Согласно Пригожину, удаляясь от состояния равновесия, термодинамические системы приобретают принципиально новые свойства и начинают подчиняться новым, нелинейным законам. Для описания таких состояний в системе Пригожин использует понятие «диссипативная структура» . «Диссипативный» означает рассеивающий, связанный с потерей энергии, то есть диссипативные структуры описывают неравновесные системы, находящиеся в постоянной нестабильности. Такие системы, согласно Пригожину, характеризуются не планомерным разрушением, но способностью к самоорганизации, в том числе за счет их открытости и, как следствие, возможности черпать энергию извне. Важной частью концепции Пригожина о самоорганизации таких систем является идея возникновения «порядка через флуктуации». Каждая сложная самоорганизующаяся система, согласно Пригожину, характеризуется флуктуациями – отклонениями величин от их среднего значения. В случае если такие флуктуации достигают значительных масштабов, система оказывается в точке бифуркации (раздвоения), в которой она может пойти как в направлении повышения степени организованности, так и в направлении обращения в хаос. Здесь в дело вступает случайность, которая и определяет движение системы в точке бифуркации [Пригожин]. Чем сложнее система, тем более она подвержена флуктуациям. В этом смысле, психика, личность человека – системы в очень значительной степени подверженные флуктуациям. Тем не менее, представления о диссипативных структурах в психологии почти не используются. Среди немногочисленных психологов, использующих идеи И.Пригожина, можно отметить В.П. Зинченко, использующего вышеописанную модель при рассмотрении проблемы выбора человеком пути духовного развития.

Концепция автопоэзиса. Еще одной концепцией является концепция автопоэзиса (самовоспроизведения) У.Матураны и Ф.Варелы. Автопоэзисная система, согласно Матураны, Варелы, состоит из «сети процессов, которые постоянно воспроизводят свои компоненты, таким образом, отделяя себя от окружающей среды» [Лубовский, с.78]. Системы такого типа являются автономными. Внешние воздействия рассматриваются лишь как возможные причины их дезорганизации. Концепция автопоэзиса может применяться в социальных науках, например, для анализа социальных систем (Ф.Хейлигхен).

J. Shotter, анализируя перспективы развития психологии как постнеклассической науки, указывает на необходимость изменения позиции психолога-исследователя. С точки зрения J. Shotter, необходим переход с позиции отстраненного, «обособленного проверяющего теорию созерцателя, к позиции заинтересованного, интерпретирующего, проверяющего процедуру, включенного наблюдателя»; с «одностороннего стиля исследования к двусторонней интерактивной модели» . Shotter также ставит под сомнение исследовательскую процедуру, требующую включения в плоскость рассмотрения поточности и континуальности феноменологии. Этот взгляд, в целом, отражает общую направленность постнеклассически ориентированных психологов в отношении будущего психологической науки.

Большинство процессов в природе носит необратимый характер, но долгое время физика изучала только обратимые процессы. В классической механике достаточно было задать систему координат и скорость движущегося тела для того, чтобы определить характер его движения. С помощью математических вычислений, зная начальные условия, можно было определить положение тела в любой момент: в прошлом, в настоящем и в будущем. Время в классической науке не играло никакой роли. Впервые фактор времени ученые учли при описании тепловых процессов в термодинамике. В науку было введено понятие энтропии – меры беспорядка в системе.

Классическая термодинамика сформулировала несколько принципов, которые привели к важным мировоззренческим выводам. Первое начало термодинамики утверждает, что количество теплоты, сообщенное телу, увеличивает его внутреннюю энергию и идет на совершение им работы. Иными словами, любая система обладает внутренней энергией теплового движения молекул и потенциальной энергией их взаимодействия, и при всех превращениях выполняется универсальный закон сохранения энергии. Первое начало термодинамики отвергает возможность создания вечного двигателя.

Второе начало термодинамики утверждает, что невозможно осуществить работу за счет энергии тел, находящихся в состоянии термодинамического равновесия, энтропия замкнутой системы постепенно возрастает и достигает максимума в состоянии теплового равновесия. То есть термодинамические процессы необратимы, предоставленная самой себе система стремится к тепловому равновесию, в котором ее температура сравняется с температурой окружающей среды. В системе, достигшей термодинамического равновесия, без внешнего вмешательства невозможны никакие процессы. Второе начало термодинамики часто формулируют так: тепло не может самопроизвольно перейти от холодного тела к горячему. Второе начало термодинамики называют также законом возрастания энтропии.

Распространение второго начала термодинамики на всю Вселенную, которую классическая наука и философия понимали как закрытую систему, привело к созданию теории тепловой смерти , в середине XIX в. ее разработали Уильям Томсон и Рудольф Клаузиус . Согласно этой теории, все процессы в мире ведут к состоянию наибольшего равновесия, т.е. к хаосу, энтропия Вселенной увеличивается. Теория тепловой смерти утверждала, что со временем все виды энергии во Вселенной превратятся в тепловую, и она не будет больше изменяться и преобразовываться в другие формы. Состояние теплового равновесия, которое в конце концов неизбежно наступит, будет означать смерть Вселенной, при этом общее количество энергии в мире останется тем же самым. С точки зрения авторов теории тепловой смерти наличие в нашей уже давно существующей Вселенной многообразных форм энергии и движения необъяснимо. Теория тепловой смерти Вселенной подводила ученых к выводу о существовании таинственной силы, которая периодически выводит мир из теплового равновесия. По сути дела, теория Томсона и Клаузиуса вела к представлению о Боге, который вновь и вновь творит Вселенную из хаоса.

Сразу же после создания теории тепловой смерти ученые и философы подвергли ее критике. В частности, появилась флуктуационная теория австрийского физика Людвига Больцмана , согласно которой Вселенная выходит из состояния равновесия с помощью внутренне присущих ей флуктуаций. Кроме того, критики теории тепловой смерти Вселенной говорили, что неверно распространять второе начало термодинамики на весь мир, а последний нельзя рассматривать как замкнутую систему с ограниченным числом элементов. Наиболее последовательным опровержением теории тепловой смерти Вселенной в конце XX в. стала синергетическая концепция Ильи Пригожина и Германа Хакена . Однако она появилась не на пустом месте, к ней привели столетние поиски и исследования в физике, химии и биологии.

Первыми против представлений о необратимости процессов в классической термодинамике восстали биологи. Они обратили внимание, что понятия энтропии явно конфликтуют с тем, что происходит в живой природе. Вопреки законам возрастания энтропии эволюция живых систем приводит к их усложнению и повышению организации. Отчетливо противоречие физических и биологических представлений было осознано в конце XIX в. после создания эволюционной теории Чарльза Дарвина.

Конфликт физических и биологических представлений удалось разрешить после того, как наука обратилась к понятию открытой системы. Закрытые системы , которые классическая физика рассматривала как естественные, не обмениваются энергией и веществом с внешним миром, все процессы в них движутся от упорядоченности через равновесие к хаосу. Такие системы стремятся к максимальной неупорядоченности. Основными характеристиками процессов в замкнутых системах являются равновесность и линейность.

Открытые системы , напротив, обмениваются энергией, веществом и информацией с внешним миром, в них при определенных условиях могут появляться новые структуры, которые повышают степень организации всей системы. Основными характеристиками процессов в открытых системах являются неравновесность и нелинейность.

Изучением открытых неравновесных систем как раз и занимается синергетика . Синергетика возникла на стыке физики и химии в 70-е гг. XX в., а затем приобрела статус междисциплинарного подхода. Термин "синергетика" происходит от греческого слова sinergia – "сотрудничество", "содействие". Синергетика, так же как кибернетика, изучает системы с обратной связью, но в отличие от кибернетики, которая рассматривает стабилизацию и динамическое равновесие в самоорганизующихся системах, синергетика исследует возникновение новых структур за счет разрушения старых.

В современной науке синергетика является наиболее общей теорией самоорганизации и изучает закономерности во всех типах материальных систем, она претендует на открытие универсальных механизмов самоорганизации в живой и неживой природе. Как утверждает ее создатель Герман Хакен, принципы самоорганизации распространяются от молекулярной физики до эволюции звезд, от сокращения мышц до вспучивания металлических конструкций.

Исходным принципом синергетической концепции является различие процессов в открытых и закрытых системах. По мнению ее создателей, именно открытые системы, а не закрытые, как считала классическая физика, являются универсальными. Искусственное может быть обратимым, а естественное непременно содержит элементы случайности и необратимости. Система называется самоорганизующейся, если она без специального воздействия извне обретает новую пространственную, временную или иную структуру. Главные свойства открытых самоорганизующихся систем – неустойчивость и нелинейность развития.

Опираясь на это знание, синергетика предлагает следующее объяснение механизма возникновения порядка из хаоса. Пока система находится в состоянии термодинамического равновесия, все ее элементы ведут себя независимо друг от друга и на создание упорядоченных структур неспособны. В какой-то момент поведение открытой системы становится неоднозначным. Та точка, в которой проявляется неоднозначность процессов, называется точкой бифуркации (разветвления). В точке бифуркации изменяется роль внешних для системы влияний, ничтожно малое воздействие приводит к значительным и даже непредсказуемым последствиям. Между системой и средой устанавливается отношение положительной обратной связи, т.е. система начинает влиять на окружающую среду таким образом, что сама формирует условия, которые ее изменяют. Таким образом система противостоит разрушительным влияниям среды и меняет условия своего существования.

Под влиянием энергетических взаимодействий с окружающей средой в открытых системах возникают так называемые эффекты согласования и кооперации, когда различные элементы начинают вести себя в унисон друг с другом. Такое согласованное поведение синергетика называет когерентным. Как следствие, происходят процессы упорядочения, возникновения из хаоса новых структур. После возникновения новая структура, в синергетике ее называют диссипативной, включается в дальнейший процесс самоорганизации материи. Диссипативные структуры возникают за счет рассеяния (диссипации) энергии, которую система уже использовала, и получения новой энергии из окружающей среды. Диссипативная структура как бы извлекает порядок из окружающей среды, повышает собственную внутреннюю упорядоченность, увеличивает хаос и беспорядок во внешнем мире.

Таким образом, внешние взаимодействия оказываются фактором внутренней самоорганизации систем, которые, в свою очередь, помогают самоорганизации других систем. То есть взаимодействие системы со средой становится условием ее эволюции. Направление развития системы после прохождения точки бифуркации невозможно предсказать, ведь ключевую роль в развитии играют случайные обстоятельства. "Будущее при нашем подходе, – пишут Илья Пригожин и Изабелла Стенгерс в книге “Порядок из хаоса”, – перестает быть данным; оно не заложено более в настоящем. Это означает конец классического идеала всеведения". Представление об объективности случайных факторов становится фундаментальным принципом современной науки.

Синергетический подход позволяет ответить на вопрос, почему вопреки действию закона энтропии в мире царят порядок и организация. К тому же хаос понимается как особый вид регулярной нерегулярности и более не рассматривается как разрушительное состояние. Хаос созидателен, поскольку развитие и самоорганизация систем происходят через хаотичность и неустойчивость. Синергетика утверждает, что законы самоорганизации действуют во всем мире, на всех уровнях материи, поэтому синергетический подход позволяет преодолеть разрыв между живой и неживой природой и объяснить происхождение жизни через самоорганизацию неорганических систем. Создатель концепции Илья Пригожин считает, что синергетический взгляд на мир меняет наше представление о случайности и необходимости, трансформирует привычное представление о времени и позволяет иначе понять сущность энтропии. Синергетический подход получил признание не только в естествознании, но и в гуманитарных науках. Более того, синергетика постепенно вырастает из статуса междисциплинарного научного исследования и превращается в новую мировоззренческую парадигму.

100 р бонус за первый заказ

Выберите тип работы Дипломная работа Курсовая работа Реферат Магистерская диссертация Отчёт по практике Статья Доклад Рецензия Контрольная работа Монография Решение задач Бизнес-план Ответы на вопросы Творческая работа Эссе Чертёж Сочинения Перевод Презентации Набор текста Другое Повышение уникальности текста Кандидатская диссертация Лабораторная работа Помощь on-line

Узнать цену

Синергетика- это комплекс наук, которые занимаются изучением процесса самоорганизации систем и их составляющих: подсистем. Их возникновения, поддержания, устойчивости и распада.

Синергетическая теория, получившая в настоящее время признание в мировой науке, - новый концептуально-аналитический подход к миру, для которого характерна фундаментальность методологического содержания. Синергетическая методология дает возможность поиска принципов самоорганизации сложных систем, закономерностей их эволюции и взаимодействия. Она базируется на введенном П. понимании необратимости времени, что связано с отказом от ньютоновского подхода ко времени как к феномену обратимому и с коренным переосмыслением понятия энтропии. Согласно синергетическому подходу, одни системы вырождаются в процессе эволюции, другие развиваются по восходящей линии. Необратимость системы начинается тогда, когда сложность эволюционирующей системы превосходит некий порог. Такой подход к эволюции позволяет биологии и физике находить множество аналитических точек соприкосновения.

Основные постулаты:

1. Все существующее- не что иное, как бесконечное количество открытых нелинейных систем разных уровней организации. Системы развиваются от простых к сложным, от адаптивных к эволюционирующим.

2. Связь между различными системами можно определить, как хаос.

3. Когда несколько систем объединяются, возникает новая. Причем новая - не сводится к сумме составляющих ее частей.

4. когда системы переходят от состояния хаоса к состоянию порядка, они ведут себя одинаково.

5. Развивающиеся системы всегда открыты и обмениваются энергией с окружающей средой.

6. однако, если система становится неравновесной, она периодически попадает в так называемые "точки бифуркации", где ее дальнейшая судьба становится не предсказуемой и полностью завист от любых случайных факторов (вплоть до разрушения).