Синергетика как наука о самоорганизации сложных систем любого типа

В последние десятилетия выявило свою перспективность новое общенаучное направление, исследующее природные и обществен­ные явления под углом зрения совершающихся в ней процессов самоорганизации. Именно системный подход создал фундамент для формирования этойВ концепции, и прежде всего — идея ди­намики целого, аксиома взаимосвязанности явлений и состоя­ний. Но синергетика сосредоточивает свое внимание не на состо­яниях гомеостаза, достаточно изученных кибернетикой и теори­ей управления, а на кризисных нестабильных состояниях.

Работы по теории самоорганизации (синергетике) были начаты А. Тьюрингом, И. Пригож иным, Г. Хакеном, М. Эйгеном, В. Эбелингом и другими учеными. Изучение самооргани-зующих процессов различной природы обусловило междисцип-линарность и универсализм синергетики,вобравшей в себя брюс­сельскую школу И. Пригожина, школу Г. Хакена, математичес­кую школу В.И. Арнольда и Р. Тома, школу А.А. Самарского и СП. Курдюмова, биофизическую школу М.В. Волькенштейна и Д. С. Чернавского, школу Н. Моисеева и т. д. Идеи самооргани­зации имеют чрезвычайно широкое поле применения (теория автопоэзиса, теория о гиперциклах, концепция глобально-эво­люционного развития Вселенной и т. д.). При всем многообра­зии подходов у всех этих научных школ общим является поиск универсальных закономерностей возникновения порядка их ха­оса, описание причин и механизмов относительно устойчивого существования возникающих структур и их распада.

Синергетика направлена на раскрытие универсальных меха­низмов самоорганизации сложных систем любого типа— как при­родных, так и человекомерных. Ее можно определить как науку о нестабильности, «науку нестабильного мира». Но мир синерге­тики — это мир не только критической неустойчивости и «об­вальных» процессов. Это процесс становления, возникновения порядка из хаоса, самопроизвольного перехода систем от неустой­чивых состояний к стабильности и организационным структурам. Развитие «термодинамики необратимых процессов» (И. Пригожин), анализ явлений «странного аттрактора» (Роэль, Такенс), «теория катастроф» (Р. Том) позволили прийти к пониманию общих ме­ханизмов спонтанного образования высокоупорядоченных («диссипативных») структур из менее упорядоченных (Г. Хакен), кон­структивной роли процессов самоорганизации/самодезорганиза­ции в неравновесных системах.

В работах, посвященных философскому анализу синерге-тических идей, отмечены глубокие параллели между положе­ниями теории самоорганизации и идеями древних космого­нии, восточных религий. Здесь можно упомянуть таких авто­ров, как И. Пригожий и И. Стенгерс, Э. Янч, Ф. Каира, СП. Курдюмов и Е.Н. Князева, А.А. Силин, С. Гомаюнов, В. Аршинов и др.

В.В. Василькова в своей книге «Порядок и хаос в разви­тии социальных систем» уделяет значительное внимание ана­лизу философско-методологических оснований теории само­организации. В частности, отмечается созвучие идей синерге­тики с идеями и воззрениями следующих философов: Платона и Аристотеля (представления об эйдосах как потенциальных формах-образцах «земных» процессов, идея энтелехии), Герак­лита (о роли огня как метафоры самовозобновляющегося и са­морегулирующегося начала в универсуме), Лукреция (идея кли-намена как спонтанного непредсказуемого отклонения, рож­дающего новое в природе), Р. Декарта (учение о космических вихрях как собственных формах организации природы), Г. Лей­бница (монадология с идеями гармонии, когерентности, взаи­мосогласованности всех частей мира, идея преформизма, по­тенциально заложенного), Ф. Шеллинга (понятия организма и самоорганизации в природе по анологии с творческими ис­каниями человеческого духа), И. Канта (идея самоорганизо­ванного бытия и целеполагания целого как результата спон­танного взаимоналожения целей его частей), А. Бергсона (пред­ставления о необратимости эволюции, ее движущей силе в виде жизненного порыва), А. Уайтхеда (идея о роли процессуаль-ности и когерентности событий в универсуме), К. Юнга (ар­хетипы коллективного бессознательного), П. Тейяра де Шардена (идеи о направленности эволюции), русских философов-космистов (идеи коэволюционного развития человека и уни­версума), М. Хайдеггера (представления о природе времени и истины) и других. Таким образом, идеи саморазвития, само­движения материи традиционны для философии.

Основной вклад синергетики в научное познание связан с усвоением нелинейного взгляда на мир, формированием нели­нейного стиля мышления. Понятие «нелинейность» начинает ис­пользоваться все более широко, приобретает мировоззренчес­кий смысл. Идея нелинейности в своем мировоззренческом ракурсе может быть развернута посредством:

*идеи многовариантности, альтернативности путей эво­
люции;

*идеи выбора из данных альтернатив;

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

*идеи необратимости эволюции.

Эти идеи являются базовыми установками в современной научной картине мира, современной парадигме научного мыш­ления, сменившей ньютоно-картезианскую.

Нъютоно-картезианская парадигма, связанная с именами Рене Декарта и Исаака Ньютона, доминировала в нашей науке и культуре несколько столетий. В основе мировоззрения Декарта лежало фундаментальное разделение природы на две независи­мые сферы — сознание и материю. В соответствии со знаменитым высказыванием Декарта «Я мыслю — следовательно, существую» человек отождествлял себя со своим разумом, а окружающий мир — с огромным, сложным агрегатом, состоящим из множе­ства различных частей. Такое механистическое воззрение было вос­принято и И. Ньютоном, который построил на его основе свою механику, ставшую фундаментом классической физики.

Согласно Ньютону, все физические явления происходят в трехмерном пространстве, описанном евклидовой геометрией. Пространство абсолютно и неизменно. Время существует неза­висимо от пространства и плавно течет из прошлого через на­стоящее в будущее. Материя, заполняющая пространство, веч­на и изначально пассивна. Движение материальных частиц выз­вано их взаимным притяжением (гравитацией). Источник дви­жения — Бог. Позже великий математик Лаплас дал описание механики Солнечной системы и показал, что всю Вселенную можно рассматривать как совершенную саморегулирующуюся машину. И все же огромный космический механизм жестко детерминирован и обусловлен: все имеет свою причину и при­водит к определенному результату. Детерминизм был важней­шим методологическим принципом научного познания. Зада­чей науки было исследовать закономерности, причинно-след­ственные связи природных и социальных явлений.

Первые три десятилетия XX века кардинально изменили положение дел в физике, прежде всего, благодаря Альберту Эй­нштейну, его теории относительности. Были поставлены под со­мнение представления ньютоновской механики об абсолютном характере пространства и времени, о твердых элементарных ча­стицах, о строгой причинной обусловленности всех физических явлений и о возможности объективного описания природы.

Согласно теории относительности, неверно положение, что пространство имеет три измерения, а время существует отдель­но от него. Одно тесно связано с другим, и вместе они образуют четырехмерный пространственно-временной континуум (ПВК). И пространство, и время теряют свой абсолютный характер: все измерения пространства и времени оказываются относительны­ми — в зависимости от позиции наблюдателя, скорости его дви­жения относительно наблюдаемых явлений. Согласно теории Эйнштейна, гравитация способна «искривлять» пространство и время. Степень искривления пространства зависит от массы тела. А поскольку, по теории относительности, время не может быть отделено от пространства, присутствие вещества оказывает вли­яние и на время: в разных частях Вселенной время течет с раз­ной скоростью. Сама структура пространства-времени зависит от распределения вещества во Вселенной, и понятие пустого пространства также теряет смысл. Таким образом, в искривлен­ном пространстве законы евклидовой геометрии не действуют.

Основоположником неевклидовой геометрии в XIX веке стал Георг Риман. Пространство-время релятивистской физи­ки есть именно такое пространство — более высокой размер­ности и безвременное. Все явления, происходящие в нем, свя­заны друг с другом, но эти связи не являются причинно-след­ственными. Понятие причинности уместно только в рамках су­женного, ограниченного мировосприятия, при условии, что

мы последовательно двигаемся в том или ином направлении (тогда и возникают временные определения «до» и «после»). В мире повседневности нас устраивает евклидова интерпрета­ция, но при исследовании макрообъектов и макропроцессов (например, в астрофизике) детерминизм как методологичес­кий принцип теряет свою силу.

Понятие твердого тела было поставлено под сомнение атомной физикой. Квантовая теория утверждает, что даже са­мые малые частицы, из которых состоит атом, не являются цельными и обладают двойной природой: их можно рассмат­ривать и как волны, и как частицы (в зависимости от ситуа­ции, от контекста исследования). Для лучшего понимания со­отношения между парными категориями, обозначающими одно и то же физическое явление, Нильс Бор ввел понятие дополни­тельности. В современной науке принцип дополнительности обрел методологический статус.

Еще одно важное открытие современной физики — осоз­нание того, что масса — одна из форм энергии.Это изменило в принципе наши представления о материи «как материале, из которого сделаны вещи». Энергия имеет множество разнооб­разных воплощений, она может изменить свою форму, но не может прекратить свое существование вообще (закон сохра­нения энергии). А поскольку масса оказывается мерой энер­гии (Е= тс²), она теряет свойство уничтожимости и, очевид­но, может преобразовываться в другие формы энергии. Так, во время столкновения частиц (электронов и протонов) не­которые частицы прекращают свое существование, а энер­гия, содержащаяся в их массе, преобразуется в кинетическую и перераспределяется между другими частицами и т. д.

Квантовая теория говорит о фундаментальной цельнос­ти мироздания — мы не можем разложить мир на отдельные «строительные кирпичики». Проникая в глубины вещества, мы видим не отдельные самостоятельные компоненты, а сложную систему взаимоотношений между различными час­тями единого целого. Природа — это не механическая Все­ленная, а сеть отношений. В замечательной книге Фритьофа Каира «Дао физики» глава, раскрывающая такое видение про­цессов мироздания, называется «Космический танец». Образ пульсирующей Вселенной, запечатленный на фотографияхвзаимодействующих частиц, столь же красноречив, как и образ танцующего бога Шивы, который символизирует ритм повседневных рождений и смертей, последовательные цик­лы творения и разрушения, являющиеся в индуистской тра­диции основой всякого бытия. Позволим себе привести бо­лее пространную цитату Ф. Каира: «Современная физика пришла к выводу, что ритм сохранения и разрушения при­сутствует не только в чередовании времен года и физичес­ком рождении и гибели живых существ, но и выступает в качестве основной сущности неорганической материи. Со­гласно квантовой теории поля, все взаимодействия между составными частями материи осуществляются через испус­кание и поглощение виртуальных частиц. Более того, танец творения и разрушения представляет собой единственно воз­можную форму существования самого вещества, так как все материальные частицы самовзаимодействуют, испуская и по­глощая виртуальные частицы. Таким образом, современная физика установила, что каждая частица принимает участие в танце энергии и одновременно является этим танцем, пуль­сирующим процессом творения и разрушения»².

В контексте нашего исследования эту мысль можно выра­зить следующим образом: процессы организации, дезоргани­зации, самоорганизации определяют содержание развития как природных, так и социальных систем.

При таком понимании физической природы материи ме­няется представление и о значении хаоса в процессах мироупорядочения. В физике аналогом понятия «хаос» является понятие «вакуум». Вакуум как низшее состояние квантовых полей не имеет в себе каких-либо реальных частиц. Частицы — это лишь точки «сгущения» поля, возникающие и исчезающие энерге­тические узлы. Поэтому неверно понимать ваккум как Пусто­ту-отсутствие. Скорее, это Пустота-присутствие, пустота, ко­торая виртуально содержит все возможные частицы и состоя­ния; Пустота как источник творения, «живая» пустота, в пуль­сации которой берут начало бесконечные ритмы созидания и разрушения. В квантовой теории физики пустота и форма — это два аспекта динамической реальности; хаос может быть и кон­структивным (создающим форму), и деструктивным (разруша­ющим форму).

3. Модели хаоса и порядка. Удивительным образом на очередном витке процесса по­знания человек находит научное подтверждение давно извест­ным истинам. Так, основные черты диалектического понима­ния Хаоса, совмещающего в себе «принципы универсального порождения и универсального поглощения» (А.Ф. Лосев), фор­мируются в мифологии и древней философии. В древнекитайс­кой философии происхождение и универсальный способ су­ществования всего сущего связан с понятием Дао. Лао-цзы срав­нивает Дао с сосудом, который всегда остается пустым, сохра­няя таким образом способность содержать внутри себя беско­нечную множественность вещей. Это и есть Пустота как источ­ник творения.

В древнегреческой традиции труды Гесиода положили на­чало двум путям в трактовке Хаоса. Один выдвигает на первый план понятие Хаоса как пустого, ничем не заполненного фи­зического пространства. Другой понимает Хаос как нечто жи­вое и животворное. Хаос порождает из себя Эреб (мрак) и Ночь, а из них возникают Гемера (День) и Эфир. В дальнейшем, как отмечает В.Н. Топоров, античная мысль двигалась в направле­нии тех формул, которые характеризовали Хаос как принцип становления. Стали замечать, что в Хаосе содержится своего рода единство противоположностей: Хаос все раскрывает и все развертывает, но в то же время он и все поглощает, все ниве­лирует, все прячет вовнутрь³.

Мы уже ссылались на интересный анализ аналогий фило­софских и синергетических идей, касающихся понимания про­блемы порядка и хаоса, в работе В.В. Васильковой⁴. Приведем основные выводы этого исследования. Итак, основные прин­ципы мироупорядочения, заложенные в космогонических пред­ставлениях о хаосе и порядке:

1. Хаос амбивалентен по отношению к структурам порядка (Космосу) — он выступает как разрушительной, так и созидательной силой (порождающей и поглощающей), являя в своей смешанной структуре набор различных потенций для будущего структурированного мира.

2. С появлением структур порядка (элементов Космоса)
Хаос не исчезает, он сохраняется — в том числе и в остаточном виде; к его потенциалу необходимо возвращаться для нового пересозидания (переструктурирования, обновления) Космоса и высвобождения созидательных сил путем принесения в жертву (временного умирания) Бога или Героя.

3. Возникновение порядка (Космоса) в Хаосе связано ссамозарождением его из наличных элементов через их особую перегруппировку, взаимосоотнесенное расположение. Самоструктурирование Среды в Хаосе осуществляется в форме возникающих круговых локальных структур вокруг центра — источника порядка

4. Порядок создается из Хаоса через операцию диффе­ренциации исходных элементов, установление базовых оппозиций (мужское/женское, активное/пассивное, небесное/земное, разумное/неразумное и т. д.) и нахождение гармоничны пропорций и соотношений между ними.

5. Порядок связан с мерным, то есть повторяющимся пос­ледовательно, через определенные промежутки времени (и поэтому исчисляемым математически) соотношением элементов. Рождение порядка сопряжено с напряжением сил, мукой, деструкцией самого рождающего начала, что связано с реальностью (и осознанием) временной потери гармонии.

6. Идеальный порядок возможен в замкнутой системе, закрывающей и предохраняющей себя от внешних враждебных воздействий, в которой устанавливается однородная симметричная структура и которая способна благодаря этому сохранять свое гармоничное, упорядоченное состояние неопределенно долгое время.

7. Мироупорядочение происходит циклически, через чередование фаз движения и покоя (точнее — замедленного и ускоренного развития), этапов последовательного преобладания однородности и неоднородности элементов, их разделения и соединения, напряжения и расслабления.

8. Законы мироупорядочения носят сквозной, универсаль­ный характер: они одинаково присущи макрокосму (Вселен­ной), мезакосму (социуму) и микрокосму (человеку).

В концепции самоорганизации эти принципы получили научное обоснование. Хаосология выделилась в самостоятель­ную отрасль синергетики и выделяет, как минимум,

три модели хаоса: 1-я модель — хаос как турбулентность, сохраняющая, тем не менее, когерентность; 2-я модель — хаос как деструктивная ветвь эволюции; 3-я модель — хаос как совокупность вероятностей. Постулируемый вывод о том, что хаос обладает собственной структурой, позволяет Э. Ласло определить хаос как сложную и непредсказуемую форму по­рядка ⁵. Основным серьезным препятствием на пути всеобще­го признания данного утверждения является неустранимость «образности» самого понятия «хаос»⁶.

Итак, обобщим ключевые идеи современной научной и куль­турной парадигмы мировосприятия и мироописания, которые стали основополагающими для концепции самоорганизации:

1. Осознание единства и взаимосвязи всех вещей и событий.

2.Восприятие любого феномена как целостности. В классической научной парадигме считалось, что в любой сложной системе динамика целого может быть описана через свойства частей. В новой парадигме целое первично (холистическое мировоззрение): если понять динамику целого, можно вывести из нее свойства и паттерны взаимодействия всех частиц.

3.Естественный порядок мироздания не является от века данным, материя не инертна, ей присущи источники самодвижения и внутренней активности.

4. Предметом науки является не только общее, повторяющееся, но и случайное, индивидуальное, неповторимое (не только законы, но и события).

5. Детерминизм не исключает случайности, дополняется
вероятностными закономерностями. Если картезианская парадигма основывалась на вере в определенность научного знания (Декарт), то новая парадигма признает, что все научные понятия и теории имеют дело с ограниченными и относительными описаниями реальности.

6. Математическое знание не является универсальным языком и стандартом познания — не менее важны качественные,
«понимающие» методы.

7. Акцентируется роль наблюдателя в процессе познания.
Нельзя говорить о природе, не говоря одновременно о себе:
наблюдатель и наблюдаемое (субъект и объект познания) сливаются в единое целое. Описание любого феномена контекстуально. В прежней парадигме научные описания считались объективными, то есть независимыми от человека-наблюдателя и от процесса познания.

Переход от «мышления в терминах структуры» к «мышлению в терминах процесса». Новый взгляд на процесс развития:

1. развитие многовариантно и альтернативно;

2. развитие происходит через неустойчивость, поэтому не
следует игнорировать роль хаоса, флуктуации в развитии —
хаос не только разрушителен, но и конструктивен;

3. процесс развития сочетает в себе дивергентные тенден­
ции (рост разнообразия) и конвергентные тенденции
(свертывание разнообразия);

4. развития мира происходит по нелинейным законам, то есть нельзя сводить его к кумулятивной поступательнос­ти, темп и направление развития не заданы однозначно.

Новый диалог человека и природы: человек должен стре­миться не перестраивать мироздание, а научиться распозна­вать в спонтанном разнообразии повседневной жизни общие универсальные алгоритмы саморазвития, самоструктурирова­ния и формообразования; осознавать фундаментальную взаи­мозависимость всех явлений и «вложенность» всех индивидов иобществ в циклический процесс Природы. Переход от филосо­фии доминирования и контроля над природой к философии сотрудничества и ненасилия.

В синергетическом описании возникает новый образ мира — мир открыт и сложноорганизован, он не «ставший», а «стано­вящийся», непрерывно возникающий и изменяющийся. Цитата из книги И. Пригожина и И. Стенгерс «Время, хаос, квант» ярко и образно передает суть и стиль нового мироописания: «...это есть описание, промежуточное между двумя противоположны­ми картинами — детерминистическим миром и произвольным миром чистых событий. Реальный мир управляется не детерми­нистическими законами, равно как и не абсолютной случайно­стью. В промежуточном описании физические законы приводят к новой форме познаваемости, выражаемой несводимыми веро­ятностными представлениями... Прокладывая тропинку, избега­ющую драматической альтернативы между слепыми законами и произвольными событиями, мы обнаруживаем, что значитель­ная часть конкретного мира вокруг нас до сих пор "ускользала из ячеек научной сети", если воспользоваться выражением Уайтхеда. Перед нами открылись новые горизонты, возникли новые вопросы, появились новые ситуации, таящие опасность и риск»⁷. Под самоорганизацией обычно понимают процессы само­конструирования, саморегулирования, самовоспроизведения систем различной природы. Это «изменение организации, про­исходящее в большей или меньшей мере относительно актив­но, самостоятельно и спонтанно».

Непосредственным объектом теории самоорганизации являются самоорганизующиеся системы. Рассмотрим основные признаки самоорганизующихся систем:

1. Самоорганизующаяся система — это система динами­ческая, ее движение носит нелинейный характер. Особенности феномена нелинейности состоят в следующем.

Во-первых, благодаря нелинейности имеет силу важнейший принцип «развертывания малого», или «усиления флуктуации». Под флуктуацией в широком смысле слова понимается внешнее воздействие, в строгом смысле слова (как физическая категория) — случайные отклонения мгновенных значений величин от их сред­них значений (от состояния равновесия). При определенных ус­ловиях нелинейность может усилить флуктуации — делать малое отличие большим, макроскопическим по последствиям.

Во-вторых, определенные классы нелинейных открытых 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 в данной нелинейной среде возможен не любой путь эволюции, а лишь определенный набор этих пу­тей, определяемый спектром устойчивых состояний, структур-аттракторов.

В-четвертых, нелинейность означает возможность нео­жиданных, называемых в философии эмерджентными, изме­нений направления течения 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 качественных преобразований си­стемы, а сама случайность обычно не повторяется вновь.

1. Самоорганизующаяся система — это система открытая, что обеспечивает вещественно-энергетический и информаци­онный обмен со средой. Открытая система обладает как «ис­
точниками» — зонами подпитки ее энергией окружающей сре­
ды, действие которых способствует наращиванию структурной
неоднородности данной системы, так и «стоками» — зонами
рассеяния энергии, в результате действия которых происходит
сглаживание структурных неоднородностей в системе. Откры­
тая система способна усваивать внешние воздействия и нахо­
дится в постоянном изменении.

2. Самоорганизующаяся система — это система неравно­весная, так как процессы самоорганизации возможны только в открытых неравновесных системах, находящихся достаточно далеко от точки термодинамического равновесия.

Равновесие, устойчивость — свойства, которые в класси­ческой парадигме мышления, как правило, отождествлялись и характеризовали стационарное состояние системы. В синерге-тической концепции эти понятия конкретизируются в зависи­мости от типа системы. В идеальных, закрытых системах устой­чивость, действительно, обозначает высокую степень упоря­доченности и организованности системы. Но в закрытой систе­ме неизбежно наступает момент, когда внутренние резервы системы оказываются исчерпаны, далее — по законам термо­динамической необратимости — происходит нарастание энт­ропии (беспорядка, дезорганизации), и в конечном результате абсолютное равновесие может обозначать фактическую «смерть» системы (словами Г. Спенсера), ее распад, возвращение к со­стоянию термодинамического хаоса.

Описанное состояние характерно и для открытых систем с высоким уровнем энтропии, когда система как бы флуктуи­рует около конечного (наиболее вероятного) состояния, от­клоняясь от него лишь на небольшие расстояния и на короткие промежутки времени. Эти отклонения связаны с теми незначи­тельными изменениями условий, которые возникают благода­ря ее открытому состоянию. В конечном счете, она неизбежно перейдет в одно из микроскопических состояний, соответству­ющих макроскопическому состоянию хаоса. И. Пригожий на-

зывает такое состояние (за его «неизбежность») глобальным, асимптотически устойчивым состоянием, или глобальным ат­трактором — исключительно сильной формой устойчивости, связанной с неуклонным ростом энтропии. Таким образом, в модели данного типа устойчивости мы встречаемся с первым парадоксом (а точнее — взаимодополняющим описанием) хаоса и порядка: максимально устойчивое, равновесное и сим­метричное состояние системы, соответствующее интуитивно­му образу порядка, есть описание молекулярного, термодина­мического хаоса.

Другой тип устойчивости открытых динамических сис­тем И. Пригожий называет «стационарное состояние». Как образуется такое состояние? Чтобы понять это, необходимо учесть те изменения, которые разворачиваются в открытой системе за счет «переработки» ею внешнего вклада энергии и ресурсов. Изменения энтропии во времени в данном случае связаны с двумя противоположными процессами: «потоком энтропии», зависящим от обмена системы с окружающей сре­дой (негэнтропии), и «производством энтропии», обуслов­ленным необратимыми процессами внутри системы. В стаци­онарном состоянии положительное производство энтропии компенсируется отрицательным потоком энтропии за счет обмена с окружающей средой. Так возникает особого рода устойчивое состояние в системе, находящейся вдали от рав­новесия (сильно неравновесной), то есть устойчивое состоя­ние сильно неравновесной системы. Вместе с тем такое «ус­тойчивое стационарное состояние» является крайне неустой­чивым в своем хрупком балансе энтропийно-негэнтропийных потоков. Эта неустойчивость проявляется в том, что такое со­стояние чрезвычайно чувствительно к флуктуациям. Если рас­смотренная ранее равновесная система с высокой энтропией с легкостью гасила такие флуктуации, то сильно неравновес­ная система может реагировать на них самым решительным образом. Возможность потери устойчивости состояний в сис­темах, далеких от равновесия, при определенных условиях открывает путь процессам самоорганизации. Именно самоор­ганизация в данной ситуации выступает механизмом упоря­дочения системы. Синергетика изучает два типа структур: дис-сипативные (возникающие в результате самоорганизации, для

осуществления которой необходим рассеивающий — дисси-пативный — фактор) и нестационарные (возникающие за счет активности нелинейных источников энергии). Исследование диссипативных структур отражено, в частности, в работах И. Пригожина, нестационарных — в работах СП. Курдюмова и Е.Н. Князевой.

Структура изменяющейся системы характеризуется един­ством устойчивости и неустойчивости. Каждая такая система имеет (как минимум) два различных стационарных состояния, из которых в данный момент устойчиво лишь одно. Более того, одно и то же стационарное состояние такой системы при одних условиях может определяться как устойчивое, а при других — как неустойчивое, то есть возможен переход в другое стационарное состояние. Свойство системы иметь в своей структуре различные стационарные состояния, соответствующие различным допус­тимым законам поведения этой системы обусловлено нелиней­ным характером ее развития (см. признак самоорганизующихся систем № 1). Внешние воздействия могут вызвать отклонения такой системы от ее стационарного состояния в любом направ­лении, поэтому эволюция поведения данного типа систем сложна и неоднозначна, прогноз в области неустойчивости может опи­раться только на предшествующий опыт.

Таким образом, мы в очередной раз убедились, насколь­ко важно, применяя термины «устойчивость», «стационар­ность», «равновесие», учитывать методологический контекст их интерпретации. Важной отличительной чертой процесса возникновения структур является появление синергетического эффекта — кол­лективного движения микроэлементов системы. Самоорганизующаяся система — это система, в обра­зовании которой решающую роль играют кооперативные про­цессы, основывающиеся на когерентном, или согласованном, взаимодействии элементов системы. Изменяется сам тип мо­лекулярного поведения. И. Пригожий характеризует эти из­менения, используя следующий образ: «В равновесном состо­янии молекулы ведут себя независимо: каждая из них игнори­рует остальные. Такие независимые частицы можно было бы назвать гипнонами ("сомнамбулами"). Каждая из них может быть сколь угодно сложной, но при этом "не замечать" присутствия остальных молекул. Переход в неравновесное состоя­ние пробуждает гипноны и устанавливает когерентность, со­вершенно чуждую их поведению в равновесных условиях»¹⁰. Условием появления согласованности, когерентности, «кол­лективного поведения» молекулярных частиц является синх­ронизация пространственно разделенных процессов.

Дата добавления: 2014-01-07