Методологические принципы синергетики. Порождающий принцип становления: незамкнутость или открытость
Мы продолжаем публиковать описание семи методологических принципов, на которых должно строится описание и моделирование сложных систем, сформулированных российским философом Владимиром Будановым. В статье Методологические принципы синергетики. Критерии отбора и общая логика даны критерии отбора принципов синергетики и описана их общая логика. Первые два принципа — 2 структурных принципов Бытия — описаны в статье Методологические принципы синергетики. Структурные принципы Бытия: гомеостатичность и иерархичность.
5 принципов Становления, в свою очередь, разделяются на два вида:
- порождающие — нелинейность, незамкнутость (или открытость) и неустойчивость;
- конструктивные — динамическая иерархичность (эмерджентность) и наблюдаемость.
Далее, в статье Методологические принципы синергетики. Порождающий принцип становления: нелинейность мы перешли к порождающим принципам становления, «ТРЕМ НЕ», или «НЕ» — принципам, которых всячески избегала классическая методология, но которые позволяют войти системе в хаотическую креативную фазу. Ниже описан второй из трех порождающих принципов становления — незамкнутость.
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.
Замкнутые и изолированные системы
Невозможность пренебрежения взаимодействием системы со своим окружением. Свойство, которое долгое время пугало исследователей, размывало понятие системы, сулило тяжелые проблемы. Поэтому, хотя в природе все системы в той или иной степени открыты, исторически первой классической идеализацией было понятие замкнутой, изолированной системы, системы не взаимодействующей с другими телами. Она являет образ маленькой вселенной на ладони, прозрачной и подвластной нашему разуму, здесь есть что-то сродни таинству творения, игры: мы ее выделили, удалили из бесконечно сложного мира и тихонько подсматриваем за ней.
Важно понять, что любую систему можно, с заданной точностью, считать замкнутой достаточно малое время, тем меньшее, чем больше открыта система. И, если это время существенно больше времен описания-наблюдения за системой, то такая модель оправдана.
Для замкнутой физической системы справедливы фундаментальные законы сохранения (энергии, импульса, момента импульса), радикально упрощающие описание простых систем. Но самое главное для нас:
в замкнутых системах с очень большим числом частиц справедлив второй закон (второе начало) термодинамики, гласящий, что энтропия S (мера хаоса) со временем возрастает или остается постоянной ΔS ≥ 0. Т. е., хаос в замкнутой системе не убывает, он может лишь возрастать, порядок обречен исчезнуть.
Итак, замкнутая система не может увеличивать свой порядок, замкнутая Вселенная идет к хаосу — тепловой смерти. Осознание этого факта потрясло умы научной общественности XIX века, но потом вроде привыкли — слишком долго ждать.
IV Незамкнутость или открытость систем
Казалось бы, само существование жизни, высокоорганизованного разума, упорядочивающих этот мир, восстает против перспективы тепловой смерти. Но закон есть закон, и живые организмы и человеческая цивилизация создают порядок в себе и вокруг себя за счет увеличения общего беспорядка, энтропии планеты и окружающего космоса.
Сами же живые системы и общество — системы открытые, потребляющие вещество и энергию, для них второе начало неприменимо, и энтропия может уменьшаться.
Именно открытость позволяет эволюционировать таким системам от простого к сложному, разворачивать программу роста организма из клетки-зародыша. Это означает, что иерархический уровень может развиваться, усложняться только при обмене веществом, энергией, информацией с другими уровнями.
В неживой природе диссипация (преобразование системой поступающей энергии в тепловую) также может приводить к упорядочению структур. Например, эволюция Солнечной системы или дорожка водоворотов за веслом на быстрой воде. Именно с описания таких систем в химии и теории лазера и началась синергетика.
Устойчивые неравновесные структуры
Более того, самые интересные гомеостатические структуры — это структуры, не находящиеся в равновесии со средой, т. е., не обладающие максимально возможной энтропией. Они могут существовать лишь в открытых, диссипативных системах, и в больших системах их называют устойчивыми неравновесными структурами, поддерживающими себя за счет внешних потоков. Яркая метафора устойчивой неравновесности — это езда на велосипеде: пока энергия подкачивается, т. е., мы крутим педали, велосипед движется вполне устойчиво, когда же перестаем, велосипед останавливается и падает, процесс утрачивает устойчивость и система переходит к другому, примитивному гомеостазу.
На языке иерархических уровней принцип открытости подчеркивает два важных обстоятельства.
- Во-первых, это возможность явлений самоорганизации бытия в форме существования стабильных неравновесных структур макроуровня (открытость макроуровня к микроуровню при фиксированных управляющих параметрах).
- Во-вторых, возможность самоорганизации становления, т. е., возможность смены типа неравновесной структуры, типа аттрактора (открытость макроуровня к мегауровню меняющихся управляющих параметров системы).
Оказывается, что при переходе от одного положения гомеостаза к другому, система становится обязательно открытой в точках неустойчивости. Даже если вы использовали первоначально замкнутую модель, в таких точках ее следует расширить до открытой модели.
