15.3. Закономерности самоорганизации

Главная идея синергетики — это идея о принципиальной возможности спонтанного возникновения порядка и организации из беспорядка и хаоса в результате процесса самоорганизации. Решающим фактором самоорганизации является образование петли положительной обратной связи системы и среды. При этом система начинает самоорганизовываться и противостоит тенденции ее разрушения средой. Например, в химии такое явление называют автокатализом. В неорганической химии автокаталитические реакции довольно редки, но, как показали исследования последних десятилетий в области молекулярной биологии, петли положительной обратной связи (вместе с другими связями — взаимный катализ, отрицательная обратная связь и др.) составляют саму основу жизни (см. 13.2.2).

Становление самоорганизации во многом определяется характером взаимодействия случайных и необходимых факторов системы и

425

ее среды. Система самоорганизуется не гладко и просто, не неизбежно. Самоорганизация переживает и переломные моменты — точки бифуркации. Вблизи точек бифуркации в системах наблюдаются значительные флуктуации, роль случайных факторов резко возрастает.

В переломный момент самоорганизации принципиально неизвестно, в каком направлении будет происходить дальнейшее развитие: станет ли состояние системы хаотическим или она перейдет на новый, более высокий уровень упорядоченности и организации (фазовые переходы и диссипативные структуры — лазерные пучки, неустойчивости плазмы, флаттер, химические волны, структуры в жидкостях и др.). В точке бифуркации система как бы “колеблется” перед выбором того или иного пути организации, пути развития. В таком состоянии небольшая флуктуация (момент случайности) может послужить началом эволюции (организации) системы в некотором определенном (и часто неожиданном или просто маловероятном) направлении, одновременно отсекая при этом возможности развития в других направлениях.

Как выясняется, переход от Хаоса к Порядку вполне поддается математическому моделированию. И более того, в природе существует не так уж много универсальных моделей такого перехода. Качественные переходы в самых различных сферах действительности (в природе и обществе — его истории, экономике, демографических процессах, духовной культуре и др.) подчиняются подчас одному и тому же математическому сценарию'.

Синергетика убедительно показывает, что даже в неорганической природе существуют классы систем, способных к самоорганизации. История развития природы — это история образования все более и более сложных нелинейных систем. Такие системы и обеспечивают всеобщую эволюцию природы на всех уровнях ее организации — от низших и простейших к высшим и сложнейшим (человек, общество, культура).

Синергетика як сучасне світобачення

.

Синергетика - нова міждисциплінарна область знання. Це теорія самоорганізації. Вона орієнтована на пошук універсальних зразків - еволюції і самоорганізації складних систем.

Це теорія розроблена І.Р. Пригожиним і його колегами в рамках брюссельської школи.

В основних поняттях синергетики відображена спільність процесів зародження, ускладнення, видозміни і тенденцій до розпаду струк-тур в самих різних областях дійсності. До дефініціям синергетики відносяться категорії системи, диссипации, структури, можливості, нелінійності, нерівноважності, нестійкості, відкритості, хаосу, біфуркації та ін

Наочними моделями, які претендують на розкриття парадоксів синергетики, на думку деяких авторів, є математичні закономірності процесів горіння і теплопровідності. Давно помічено, що горіння, вогонь - символи самообновляющиеся і саморегульованого початку в універсумі. Вже в пам'ятнику староіндійської культури, у Ведах, багато гімни присвячені Агні - богу вогню; образ вогню є центральним у буддизмі. У філософії Геракліта ідея вогню, рівномірно займистих і рівномірно згасаючого, теж відповідає ідеям синергетики. Наочною ілюстрацією синергетичних ідей може виступати образ вихору, в ньому також закладено породжує початок.

Складна система являє собою суперечливу єдність безлічі узгоджено діючих елементів, з'єднаних в певну структуру, що виконують певні функції. Такими складними системами рясніє біологія. Організм тварин, людини складається з величезної кількості узгоджено взаємодіючих клітин. Тут відбуваються багато тисяч метаболічних процесів.

Синергетика розглядає відкриті, нелінійні, відносно стійкі системи (системи - атрактори), здатні до самоорганізації. Відкритість системи означає наявність у ній джерел і каналів обміну речовиною, енергією з навколишнім середовищем. Процес обміну відбувається не тільки з зовнішнім середовищем, але і в кожній точці даної системи між її елементами. Такою системою, наприклад, є кора головного мозку, пронизана кровоносними судинами, що живлять її.

Не всяка відкрита система самоорганізується, перебудовує структури. Все залежить від боротьби двох начал: початку, що створює структури, і почала рассеивающего. Якщо рассеивающее початок при створенні системи пересилює, то структури не виникають. Однак роль розсіювання, так званої диссипации, слід розглядати як фактор усунення зайвого в системі, як елемент саморозвитку світу.

Найважливішою категорією синергетики є хаос, що відображає незалежність елементів світу, ступінь їх свободи, стохастичность. Хаос в синергетики виступає як творить початку, конструктивного механізму еволюції, він є засіб об'єднання, ускладнення і гармонізації розвитку складної структури.

Поняття нелінійності є концептуальним моментом у новій теорії. Концепція нелінійності виражається в ідеї багатоваріантності розвитку, альтернативності його шляхів, в ідеї темпу, швидкості еволюції.

У синергетики розглядається і поняття нестійкості. Нестійкість не їсти зло чи неприємність, вона означає випадкові руху всередині певної області параметрів системи. Нестійкість диалектична, з неї виростає стійкість. Так, зародження життя з точки зору синергетики, являє собою розвиток нестійкості, відповідної нелінійної середовища, але ця нестійкість призводить до властивостей живого.

Однією з центральних ідей в парадигмі синергетики є ідея про поле шляхів розвитку, яка ілюструє деяку зумовленість розвитку. Нелінійна система здійснює блукання по полю набору можливостей і актуалізує лише одну в період біфуркації. З позиції фізики, точка біфуркації - це точка розгалуження шляхів еволюції відкритої нелінійної системи. Нелінійна система містить в собі біфуркації. Біфуркацію ілюструє біологія у вигляді еволюційного дерева, яке наочно представляє поле шляхів еволюції живого. Проходження через точки розгалуження, зроблений вибір забороняє інші шляхи і відкриває нові можливості.

Синергетика являє собою нову теорію зміни і розвитку. Суть цієї теорії в найзагальнішому вигляді зводиться до ряду положень. Більшість систем є відкритими, вони взаємодіють з навколишнім середовищем. Чільну роль у навколишньому світі відіграють нестійкість і рівновагу. Нестійка система функціонує, і її флуктуації можуть привести до руйнування існуючої структури. Цей переломний момент, момент біфуркації, може призвести або до хаосу, або до іншого рівня впорядкованості, тобто розвиток відбувається через нестійкість. Нове, що з'являється в результаті біфуркації, запрограмовано у вигляді спектру можливих шляхів розвитку. У нерівноважних системах може відбуватися перехід від безладу до порядку.

Синергетика являє собою новий стиль мислення постклассической науки, це синтез ймовірнісної картини світу, системних досліджень, що дозволяє розкрити принципи еволюції складних систем, розкрити причини хаосу, криз, оволодіти методами нелінійного управління складними системами. Ця область знання вирішує проблему, як керувати, як малим резонансним впливом підштовхнути систему на один з її власних і сприятливих для суб'єкта шляхів розвитку, як долати хаос, роблячи його творчим, перетворюючи його в поле для народження нового. Це шлях творення, можливість нового діалогу людини з природою. Здійснюючи вибір шляху через нелінійну ситуацію, біфуркацію, суб'єкт одночасно вибирає об'єктивно властивий самій природі шлях еволюції. Синергетика і з'явилася як відповідь науки на виклик дійсності слідувати природному шляху розвитку речей.

Синергетика відкриває нові підходи до здоров'я людини, а лікування знаходить образ відкриття себе. Лікування та лікування постають як синергетичні процеси, при яких в самій людині виявляються приховані установки на здорове майбутнє.

Синергетика пропонує з позиції свого наукового апарату вивчати організм як цілісну відкриту систему, що характеризується особливим типом взаємодій її частин.

Очевидно, що будь-яке патологічне явище, яке виникає в органі, тканини служить джерелом обурення не тільки цього органу, а й інших. При цьому можливе не лише порушення будь-яких зв'язків, а формування нових патологічних зв'язків, що означають наявність і прогресування захворювання.

Прикладом застосування методологічної функції синергетики є дослідження процесів взаємодії систем людського організму з геокосмічні факторами. Геокосмічні фактори являють собою флуктуірует систему, варіабельний аттрактор. Таку ж складну систему являють собою і людина. Комплекс геокосмічних факторів здатний викликати і викликає різноспрямовані зміни параметрів організму. Складність пояснення цього процесу зажадала застосування методології синергетики. Виявилося, що при флуктуірует режимі аттракторов середньомісячні суми кореляцій лейкограми, електролітного балансу, ферментного статусу крові синергетичність із середньомісячною динамікою космічних променів. Дослідження показали, що біологічні системи мають властивості екстреної самоорганізації та динамічної що пристосовується ™ до змін факторів середовища. Який виникає хаос компенсується процесом самоорганізації, упорядочивающим систему.

Таким чином, синергетика стає способом не тільки пізнання, а й створення реальності, тягне за собою новий діалог людини з природою. Проте слід визнати, що синергетика диалектична, містить в собі діалектику, бо багато в чому користується її категоріальним ладом, розглядає проблеми еволюції, системності, взаємодій, а також проблеми випадковості, необхідності, можливості і дійсності