2. Социально-экологическая (системная) методология и безопасность жизнедеятельности

Пророк огорчает народ и власть,

а лжепророк радует их

Иезекииль

2.1. Начала синергетики

Синергетика - научное направление, изучающее единую сущность самых разных явлений, математически описывая необратимые качественные изменения, она оказывается теоретическим описанием развивающихся систем. Их изучение имеет огромное значение, потому что большинство интересующих нас систем ─ и мы сами, и города, в которых мы живем, и, наконец, наша планета ─ относится именно к такому типу. Возможности практического применения достижений синергетики огромны и еще не до конца исследованы!

Сейчас уже общепризнано, что объективными формами существования материального субстрата являются пространство и время¹. Все явления и процессы объективной действительности взаимосвязаны и взаимообусловлены. Важнейшая особенность нашего мира состоит в неравномерности распределения в пространстве и времени вещества, энергий и информации. Эта неравномерность проявляется в том, что компоненты материального субстрата (элементарные частицы, атомы, молекулы и т.д.) группируются, объединяются в относительно обособленные в пространстве и времени совокупности (системы).

Очень часто, частичное имело прямое практическое значение для деятельности человека, и потому абстрактное "целое" пришло в его познавательную деятельность значительно позднее. Поиски "системы", как более высокого и общего для многих явлений ─ могут дать значительно больше, чем только одни аналитические методы при изучении частных процессов.

Законный вопрос, а что такое "система"? Тем более, мы очень склоны брать в употребление новые слова и часто, широкое их пользование, уже далеко от первоначального значения (см. табл. 2.). Исследование самоорганизующихся целостных систем ведет к пересмотру норм объяснения в конкретных науках, и в научной картине мира. Подобные сдвиги в научном познании рассматриваются в методологии науки как революционные .

Практически каждый объект может быть рассмотрен как система. Основные системные принципы:

1) целостность – принципиальная несводимость свойств системы к сумме свойств составляющих ее элементов;

2) невыводимость из последних свойств целого;

3) зависимость каждого элемента, свойства и отношения системы от его места, функций и т.д. внутри целого;

4) структурность – возможность описания системы через установление ее структуры, т.е. сети связей и отношений системы, обусловленность поведения системы поведением ее отдельных элементов и свойствами ее структуры;

5) взаимозависимость системы и среды;

6) иерархичность – каждый компонент системы в свою очередь может рассматриваться как система, а данная система представляет собой один из компонентов более широкой системы;

7) множественность описания – в силу принципиальной сложности каждой системы ее адекватное познание требует построения множества различных моделей, каждая из которых описывает лишь определенный аспект системы и др.

В наиболее общем плане системы можно классифицировать на материальные и абстрактные (продукт человеческого мышления).

Выделяются статичные и динамичные системы. Для статичной системы ее состояние с течением времени остается постоянным. Динамичная система изменяет свое состояние во времени. Если знание значений переменных системы в данный момент времени позволяет установить состояние системы в любой последующий или предшествующий моменты времени, то такая система является однозначно детерминированной. Для вероятностной (стохастической) системы знание значений переменных в данный момент времени позволяет только предсказать вероятность распределения значений этих переменных в последующие моменты времени.

Таблица 2.

Сравнение представлений о "классических" и синергетических" системах ( Крон и др., 1994)

Признаки	"Классические"системы	"Синергетические"системы
Принцип выделения	Аналитический - по функци-ональному признаку.	Эмпирический – по принадлежности элементов к системе.
Управление	Моноцентрическое – подси-стемы управляются из цен-тра, не одинаково жестко на разных уровнях иерархии.	Полицентрическое – относительно автономные системы упоря-дочиваются в динамическую сеть.
Иерархия	Задана.	Генерируется самой системой.
Термодинамическое состояние	Замкнутые, равновесные (статичное равновесие).	Открытые, не равновесные (динамическое равновесие).
Внутренняя структура элементов системы	Не существенна.	Имеет определенное значение в поведении системы.
Математическое описание	Линейное, нелинейность трактуется как помеха моделированию.	Нелинейные, линейное описание ведет к упрощению системы.

Первые представления о системе. возникли в древнегреческой философии и науке (Евклид, Платон, Аристотель, стоики) разрабатывалась идея системности знания. Система (от греч. systema — целое, составленное из частей; соединение) - множество элементов, находящихся в отношениях и связях друг с другом, которое образует определённую целостность, единство. Понятие система с середины XX в. становится одним из ключевых философско-методологических и специально научных понятий. Разработка проблематики, связанной с исследованием и конструированием систем разного рода, проводится в рамках системного подхода, общей теории систем, различных специальных теорий систем, в кибернетике, и т. д.

Почти все сторонники системного подхода и общей теории систем подчеркивают как центральное свойство системы "взаимодействие множества компонентов", "упорядоченное взаимодействие" или «организованное взаимодействие" (Л. Фон Берталанфи и др.¹). Под системой часто подразумевают «упорядоченные взаимодействующие и взаимозависимые компоненты, образующие единое целое».

О «целях» системы (без скидки на их природу):

1. В неживых системах это стабильность и развитие, т. е. непрерывное усложнение организационной структуры и многообразия элементов.

2. В системах, принадлежащих миру живого, цель элемента — стабильность, которую принято называть гомеостазом.

3. В системах общественной природы возникает целый спектр целей. Поскольку элементы системы в свою очередь являются системами, можно говорить и о целях элементов (подсистем). И они, эти цели подсистем, далеко не всегда совпадают с целями самой системы.

4. Возникает представление о соразвитии, или коэволюции ─ означает такое развитие подсистем (систем нижнего уровня), которое не нарушает развития исходной системы.

5. Система не конструирует элементы, а лишь отбраковывает негодные, т. е. служит фактором отбора.

В современной науке понятие целостность выступает как один из основных компонентов системного подхода. Целостность служит в качестве обобщённой характеристики объектов, обладающих сложной внутренней структурой (например, общество, личность, биологическая популяция, клетка и т.д.).

От слова "система" можно образовать другие ─ "системный", "систематизировать", "систематический". В узком смысле под системным подходом будем понимать применение системных методов для изучения реальных физических, биологических, социальных и других систем. Это— совокупность методологических средств (системный анализ в узком смысле), используемых для подготовки и обоснования решений по сложным проблемам политического, военного, социального, экономического, научного, технического характера.

Системный же подход в широком смысле (системный анализ) включает, кроме этого, применение системных методов для решения задач систематики, планирования и организации комплексного и систематического эксперимента

Под самоорганизацией подразумевается способность элементов неравновесной системы с течением времени приходить к упорядочиванию своей внутренней структуры. Это система, в которой приспособление к изменяющимся условиям или оптимизация процессов управления достигается изменением структуры системы управления — включением или выключением отдельных подсистем, качественным изменением алгоритмов упра-вления, связей между подсистемами и схемы их подчинения и т. д. Открытость системы означает, что система обменивается информацией с окружающей средой.

При целостности живых систем и их способности к эволюции – они изучались лишь методами биологической науки, – следствие отставание интеграционных процессов в биологии. Это создаёт большие трудности для теоретического синтеза получаемых результатов, даваемые физикой и химией, которые не сопрягались с биологическим знанием о функциях, выполняемых структурными элементами, организованными в части биологического целого. Существенным параметром самоорганизации является нелинейность развития системы. Это следует понимать, что состояние системы на каждом последующем шаге зависит не столько от начального состояния, сколько от непосредственно предшествующего, и развитие совершается через случайность выбора пути.

В аспекте мировоззрения идея нелинейности представляется как многовариантость, альтернативность путей эволюции.

Что же означает термин «самоорганизация»:

1. Единого, всеми принятого определения термина «самоорганизация» (синергетика) не существует¹ .

2. Самоорганизация системы ─ процесс изменения ее состояния (или характеристик), который происходит без целенаправленного (может, лучше — целенаправляемого) начала, каковы бы ни были источники целеполагания.

3.Можно говорить и о стихии самоорганизации.

4. Причины, побуждающие процесс самоорганизации, могут быть как внешними, так и внутренними. Если же речь идет об Универсуме как единой системе, то процесс ее изменения идет только за счет внутренних взаимодействий, т. е. за счет факторов, принадлежащих Универсуму.

5. Механизмы самоорганизации Универсума, т. е. материального мира и многих подсистем, его составляющих, далеко не познаны.

Аксиома современной науки ─ большинство интересующих нас объектов – экологические, природные и социально-природные комплексы, живые организмы, города, предприятия, экономические структуры – являются открытыми системами, неравновесными, управляемыми нелинейными законами. Они обнаруживают невозможную в области действия линейных законов способность к самоорганизации, резонансным образом реагируют на внешние воздействия, их поведение неоднозначно определяется предшествующей историей их эволюции. Необходимость учета всех этих свойств в деятельности человека очевидна. Но такой учет возможен только на основе перестройки мышления!

Точки ветвления направлений развития открытой нелинейной системы называют точками бифуркаций. Эти точки характеризуют состояние системы, находящейся перед выбором возможных путей развития. Будущее состояние системы в момент прохождения "порогового" значения (точки бифуркации) представлено целым веером возможностей. В точке бифуркации система находится в неравновесном состоянии, из которого ее могут вывести малые воздействия - флуктуации. Это означает, что даже в фундаментальных науках имеется элемент исторического повествования. Это приводит к «концу Определенности»¹.

Точки бифуркаций определяются диалектикой положительной (эволюционной) и отрицательной обратных связей в системе. Отрицательная обратная связь оказывает стабилизирующее воздействие на систему, заставляет ее вернуться к состоянию равновесия, а положительная - разрушает, раскачивает систему, провоцируя ее покинуть состояние равновесия. Положительная обратная связь рассматривается или как ненужный шум, помеха нарушающая передачу информации (в кибернетике), или как базовый механизм эволюции, что свойственно синергетическому подходу.

Точка бифуркации опосредует переход между микро- и макро- уровнями, когда незаметные флуктуации влияют на макроуровень, эволюцию системы в целом. Очевидно, что малым возмущениям на микроуровне системы далеко не всегда удается прорваться на макроуровень, стать "модой", "параметром порядка" и обеспечить ее качественный скачок"в точках бифуркации (критических пороговых точках). Мы, конечно же, можем иметь дело только с вероятностями, и никакое "приращение знания" не позволит детерминистически предсказать, какую именно моду изберет система.

Открытость, незамкнутость самоорганизующейся системы как целостности особенно ярко проявляется в критических точках, т. е. при тех значениях параметра, когда возникают бифуркации. Ситуации возникновения бифуркаций связаны с неустойчивым состоянием системы, когда дальнейший путь ее эволюции не определен однозначно: в точке бифуркации решения раздваиваются. И. Пригожин¹ подчеркивал, что "вблизи фазового перехода мы имеем два "наиболее вероятных значения"... и флуктуации между этими двумя... значениями становятся весьма существенными." Неоднозначность возможностей, принципиальная роль случайности делает движение в нелинейных системах невоспроизводимо по начальным условиям.

Подойдя к критическому значению параметра, система может в точке бифуркации в силу высокой вероятности флуктуации иного рода выбрать иной путь. А если система проходит ряд последовательных бифуркаций, ее судьба оказывается тем более неповторимой². Необратимость, связанная не только с появлением, но и с удержанием нового, хотя и предполагает в качестве своего условия неустойчивое поведение исходной среды, с необходимостью требует устойчивости вновь сформировавшихся систем

Новый “спокойный участок”, который в какой- то момент опять может смениться новым процессом бифуркации. Бифуркационный механизм играет важнейшую роль в общей эволюционной схеме. Именно он является источником роста разнообразия различных форм организации материи, а следовательно, и непрерывно возрастающей сложности её организации. Вероятность обратного хода эволюции стремится к нулю, а это имеет отношение к другому фундаментальному факту – отсутствие обратимости не только эволюции, но и времени.

Современный детерминизм¹ предполагает наличие разнообразных объективно существующих форм взаимосвязи явлений, многие из которых выражаются в виде соотношений, не имеющих непосредственно причинного характера, т. е. прямо не содержащих в себе моментов порождения, производства одного другим. Сюда входят пространственные и временные корреляции, те или иные ассоциации, функциональные зависимости, отношения симметрии и т.п. Особенно важными в современной науке оказываются вероятностные соотношения, формулируемые на языке статистических распределений и статистических законов².

При всей привлекательности концепции вероятностной причинности, в которой случайность, прямо таки по Энгельсу, есть "проявление необходимости", для разрешения проблемы детерминации в отражении процессов самоорганизации ее применения недостаточно. Независимо от соотношения неопределенностей существуют макроскопические системы, в которых существенную роль играют флуктуации и вероятностное описание. Этого можно ожидать в окрестности точек бифуркации, т. е. там, где системе приходится "выбирать" одну из ветвей, возникающих при бифуркации"³ [1].

В точках бифуркации система случайным образом "выбирает" путь эволюции, т. е. речь, идет уже не о проявлении, а о дополнении необходимости. Бифуркационная модель демонстрирует, что на уровне результата (большие следствия) нет непосредственных и "равновеликих" причин, его обусловливающих, а потому он и характеризуется как случайный"¹ [1].

Как пишут в своей книге "Порядок из хаоса" И. Пригожин и И. Стэнгерс, "наше видение природы претерпевает радикальные изменения в сторону множественности, темпоральности и сложности". Отказ от таких предпосылок классической науки, как представление о фундаментальной простоте универсальных законов, обратимых во времени и чуждых случайности, не является лишь внутренним делом научного сообщества. Научная картина мира как компонент мировоззрения человека не может не затрагивать существенных вопросов развития культуры и это уже не просто коллизии научной мысли, а основания культурного кризиса. Признаки этого кризиса - в обращении к иррациональности и мистике во всем, что касается человека, отчужденного классической наукой от природы, в позитивистском отказе от идеалов объективности в науке.

Долгое время физики считали, что если какую-либо науку нельзя перестроить по физическому образцу или свести к физике, то тем хуже для этой науки. Интересно, что и философская оценка стиля мышления линейной физики при его сравнении с диалектикой зачастую отдавала предпочтение точности естественно-научных неисторичных методов. Представления об универсальности диалектического метода явно или неявно, рассматривались как устаревшие. За диалектикой оставлялись сфера познания, живая природа и общество. Синергетика является первой общенаучной исследовательской программой.

С некоторой претензией на высокопарность, можно считать системы способом существования окружающего нас мира. Более важно понять преимущество взгляда на этот мир с позиций системного подхода: возможность ставить и решать, по крайней мере, две задачи:

1. расширить и углубить собственные представления о “механизме” взаимодействий объектов в системе; изучить;

2. и возможно, открыть новые её свойства; повысить эффективность системы.