Skip to content
Разделы

Поиск

Generic selectors
Exact matches only
Поиск в заголовках статей
Поиск в теле статей
Post Type Selectors
Оглавление
< Назад

Методологические принципы синергетики — границы применимости и перспективы развития

Российский философ Владимир Буданов сформулировал семь методологических принципов, на которых должно строится описание и моделирование сложных развивающихся систем. В статье Методологические принципы синергетики. Критерии отбора и общая логика даны критерии отбора принципов синергетики и описана их общая логика.

Обратимся теперь к выяснению границ применимости описанных принципов. В некоторых случаях это действительно указывает границы применимости синергетики, в других происходит органичный переход действия одного принципа в действие другого.


Ниже опубликованы выдержки из книги «Методология синергетики в постнеклассической науке и образовании», которую написал Владимир Григорьевич Буданов, российский физик и философ, ведущий научный сотрудник Сектора междисциплинарных проблем научно-технического развития в Институте философии РАН. Выдержки публикуются с разрешения автора.

Приобрести книгу вы можете здесь.


Принципы синергетики — границы применимости

Гомеостатичность

Гомеостаз может быть нарушен двумя способами: как внутренним, так и внешним. Например, стресс можно получить за счет внешних обстоятельств, а можно раскрутить эмоции и на «ровном месте».

  1. Во-первых, состояние системы можно вывести на границу бассейна притяжения аттрактора, переведя систему в неустойчивое состояние, после чего состояние может покинуть данный аттрактор. Здесь мы управляем динамическими внутренними характеристиками системы, например, ее скоростями и координатами, такой способ называется динамическим управлением.
  2. Во-вторых, можно разрушить сам аттрактор, так, что состояние системы станет также неустойчивым. Это прохождение системы через точку бифуркации в пространстве параметров, поэтому такое управление называется параметрическим.

В любом случае, «идет ли гора к Магомету, или Магомет идет к горе», результат один — система попадает в неустойчивое состояние, гомеостаз разрушен.

Однако, такая граница применимости принципа не выводит нас из кольца всех принципов синергетики, так как неустойчивое состояние описывается теперь принципами становления, это процессы перехода типа порядок-хаос.

Иерархичность

Принцип справедлив в системах с выраженной иерархией времен, что является распространенным, но не повсеместным случаем.

Если иерархия времен не наблюдается, то это еще не значит, что ее нет, возможно, необходимо провести процесс усреднения, и вы ее обнаружите. Если же и это не удалось, то принцип иерархичности не выполняется. Однако, это не значит, что нельзя описывать систему какими-нибудь, более экзотическими моделями синергетики, например, нейрокомпьютерными. Это, пожалуй, наименее общий принцип.

Нелинейность

Нарушение принципа, как мы видели, выводит нас в сферу линейных систем и процессов, которые успешно описывают поведение вблизи гомеостаза и являются важнейшим предельным случаем нелинейных ситуаций. Однако они не реализуют процессы становления. Такое нарушение принципа вполне понятно и контролируемо.

Незамкнутость (открытость)

Нарушение принципа происходит в замкнутых системах, которые тоже являются важнейшим предельным случаем незамкнутых систем. Именно замкнутые, изолированные системы обладают особыми законами сохранения, а также свойством вечного возвращения к исходному состоянию, например в небесной механике. И хотя в них невозможно существование аттракторов, тем не менее, и в них можно обнаружить стабильные структуры, так называемые солитоны, возникают хаотическое поведение и фрактальные структуры; поэтому синергетика, с некоторыми нюансами, применима и к замкнутым системам.

Неустойчивость

Корневой принцип становления. Нарушение принципа происходит в предельной ситуации перехода к устойчивости.

Эта граница в синергетике весьма продуктивна, на ней происходят переходы хаос-порядок, рождение новых аттракторов, самоорганизация становления. Это граница перехода от «бытия» к «становления».

Динамическая иерархичность

Поскольку речь идет о конструктивной сборке принципов, то принцип нарушается, когда нарушен любой из предыдущих пяти принципов синергетики в тех фазах, где он должен выполняться, либо сборка не самосогласованна, не возникло «кольцо» принципов.

Наблюдаемость

Основной эпистемологический принцип синергетики. Нарушение принципа предполагает неадекватное описание и понимание развития системы, возможно, неправильную коммуникацию между уровнями системы и (или) репликатором и уровнями и т.д. Его нарушение наиболее критично для выбора правильной модели и диалога с системой.

О перспективах развития принципов синергетики

Мне кажется, не следует забывать, что синергетика — наука новая, открытая, развивающаяся, не все может. Например, не всегда мы имеем дело с плавными изменениями внешних воздействий на нелинейную систему, иногда они носят резкий ударный характер, и тогда возникают сложные переходные процессы, которые синергетика пока не умеет адекватно описывать.

Разделение бытия и становления

Отметим также ограниченность самой схемы разбиения реальности на бытие и становление в чистом виде. В последние десятилетия активно изучаются системы, в которых хаотическое поведение является нормой, а не кратковременной аномалией, связанной с кризисом системы. Это, прежде всего, турбулентность, климатические модели, плазма. Это означает перекрытие разных иерархических уровней на одном масштабе наблюдения, присутствия неустойчивости, хаотичности на уровне бытия — так называемые странные аттракторы, аттракторы с хаотической компонентой.

Таким образом, следует различать хаос бытия и хаос становления.

Примером хаоса бытия является разнообразие форм жизни биосферы, гарантирующее ее устойчивость; наличие легкой хаотичности ритмов сердца, являющееся признаком хорошей адаптивности сердечно-сосудистой системы, необходимый для устойчивости элемент стихийности рынка и. т. д. Для таких систем вполне применим образ бытия в становлении.

Бифуркации в многоуровневой системе

С другой стороны, мы выяснили, что, пожалуй, самыми перспективными в своем дальнейшем развитии являются принципы иерархичности, динамической иерархичности и наблюдаемости. Посмотрим, как представляют развивающиеся системы в постнеклассической науке. В фундаментальном труде «Теоретическое знание» В.С. Стёпин1, на основе обобщения эмпирических наблюдений и теоретических моделей понимания во многих естественнонаучных и социогуманитарных дисциплинах, заключает:

«Исторически развивающиеся системы включают как аспект саморегуляцию, но они характеризуются переходами от одного типа само-регуляции к другому. В них формируется уровневая иерархия элементов, причем, историческое развитие сопровождается появлением новых уровней организации, которые воздействуют на ранее сложившиеся уровни, трансформируют их, видоизменяют предшествующую организацию. При этом, система каждый раз приобретает новую целостность, несмотря на увеличение разнообразия ее автономных подсистем». 

Под саморегуляцией здесь, очевидно, понимается гомеостаз. Обратите внимание, что новый появившийся уровень должен изменить онтологию всей системы, всех уровней, а не только ближайшего низшего уровня.

В своих классических построениях Хакен избежал этого вопроса потому, что в так называемой ячейке Хакена был всего лишь один уровень с большим числом хаотических переменных и уровень с фиксированными внешними условиями (уровень управления), медленно изменяя которые он подвел систему к точке бифуркации. Подчеркнем, что это чисто кибернетический этап — один уровень управляет другим. Далее началась синергетика, в точке бифуркации появилось относительно медленное когерентное коллективное поведение или родился второй динамический уровень, уровень коллективных переменных, параметров порядка. При этом, четко видно какие степени свободы были отданы с первого уровня на второй, какая энергия осталась и т. д.

В том случае, когда происходит бифуркация хотя бы в трехуровневой системе, то до конца не понятно, как происходит процесс перераспределения степеней свободы и ресурса системы по уровням. Хотя, в начальный период все происходит по Хакену, как было замечено нами ранее, при описании принципа динамической иерархичности. Однако, в нашем случае, управляющие параметры мегауровня сами образуют один из уровней системы и могут со временем меняться, в силу изменения низшего уровня, т. е., это псевдо ячейка Хакена, которая может саморазвиваться еще более сложно.

Видимо, поэтому мы вполне понимаем, как происходит революция, как ее спланировать в некоторой временной окрестности, но затем государственная бифуркация начинает затрагивать все слои населения, все уровни уклада жизни, и это перераспределение возмущений по уровням приводит к плохо предсказуемым последствиям. Вероятно, эта задача освоения долгосрочного прогноза развития в многоуровневых системах после акта становления и является сегодня одной из наиболее насущных задач синергетики. В этом направлении в последние годы получены обнадеживающие результаты, в частности, в теории предсказания землетрясений. Речь идет об объединении в сложные модельные комплексы идей перкаляции, самоорганизованной критичности, клеточных автоматов и хакеновских ячеек становления, и здесь еще предстоит большая работа.

Коммуникации между иерархическими динамическими системами

Другой важной темой является проблема коммуникации между иерархическими динамическими системами. Рассмотрим три типа коммуникаций.

  1. В первом типе суггестивной коммуникации — односторонней сильной связи — вышележащие уровни одной системы могут стать управляющими параметрами для нижележащих уровней другой, и тогда происходит перехват управления, или совместное управление, возникают новые иерархические вертикали. Такая система лежит в основе жесткого администрирования и репродуктивного обучения и хорошо нам знакома с детства. Так организованы иерархические системы передачи информации и управления, например, в армии.
  2. Во втором типе слабой связи и нормальной коммуникации состояния гомеостаза одной системы могут влиять на выбор альтернатив, принятие решений в хаотической фазе становления другой системы и наоборот (Аршинов, Буданов, 19942). Например, на этом принципе основана синхронизация колебаний многих систем даже при очень слабой их связи, множество часов в мастерской часовщика почему-то тикают синхронно. Это свойство синергетических эффектов часто недооценивают. С его помощью в коммуникации, возможно объяснение многих явлений синхронистичности в поведении комплексов сложных систем в социокультурной сфере.
  3. И, наконец, третий тип коммуникации, — коэволюционная коммуникация, когда взаимовлияние осуществляется через взаимодействие хаотическими компонентами системы. Эти взаимодействия в последние годы жизни активно изучал С.П. Курдюмов со своими учениками3.

Синергетика суггестивной коммуникации, командной коммуникации наиболее понятна. Синергетика нормальной коммуникации приводит к сложным сетевым системам современной коммуникации и требует дальнейшего изучения, в них возникают свои законы самоорганизации, феномены критичности и т. д. Самая интересная и перспективная, на мой взгляд, это коэволюционная коммуникация, в которой необходима сверхтонкая пространственно-временная настройка партитуры коммуникации участников, в ней можно достичь эффекта высокой когерентности информационного взаимодействия, высокого творчества.

Литература

  1. Степин В.С. Теоретическое знание. М.: Прогресс-Традиция, 2000.
  2. Аршинов В.И., Буданов В.Г. Синергетика: эволюционный аспект // Самоорганизация и наука. М., 1994. С. 229–243.
  3. См. например, Князева Е.Н., Курдюмов С.П. Синергетика: нелинейность времени и ландшафты коэволюции. URSS. 2007.

Использована иллюстрация Сергей Орлова

Предыдущая Методологические принципы синергетики. Конструктивные принципы становления: наблюдаемость
Следующая Классика, неклассика и постнеклассика. Типы научной рациональности по В.С. Степину

Designed using Dispatch Premium. Powered by WordPress.