4.2.3. Дисипативні структури і. Пригожина

Теорія дисипативних структур, розвинена І. Пригожиним і його школою, спочатку досліджувала процеси самоорганізації у фізико-хімічних системах. До праць І. Пригожина в природознавстві зде­біль­шого вивчалися рівноважні структури, які можна розглядати як ре­зультат статистичної компенсації активності мікроскопічних еле­мен­тів (молекул, атомів).

Якщо систему з рівноважною структурою ізолювати від зов­ніш­нього середовища, тоді завдяки інертності ця рівноважна структура може існувати нескінченно довго. Однак у біологічних і соціальних системах ситуація, як правило, інша: система незамкнута, відкрита і, більше того, існує завдяки тому, що вона відкрита, живиться потоками речовини, енергії, інформації, які надходять із зовнішнього світу. У відкритих системах випадкові флуктуації «намагаються» вивести сис­тему з рівноважного стану. У реальних системах незначні флуктуації зазвичай придушуються і система залишається стабільною. Якщо ж си­ли, що впливають на систему, стають достатньо великими і зму­шу­ють її досить далеко відхилитися від стану рівноваги, тоді стан сис­теми стає нестійким. Деякі флуктуації можуть не згасати, а підси­лю­ватися і охопити всю систему. Внаслідок дії невід’ємного зворотного зв’язку флуктуації підсилюються і можуть призвести до руйнування існуючої структури та переходу її до нового стану. Причому мож­ли­вий перехід і на більш високий рівень упорядкованості, що нази­ва­ється дисипативною структурою. Виникає явище самоорганізації.

Досліджуючи динаміку дуже нерівноважних систем, І. Пригожин прийшов до такого висновку: «Коли система, еволюціонуючи, досягає точки біфуркації, детерміністичний опис стає непридатним. Флук­туа­ція змушує систему вибрати те відгалуження, за яким якою буде від­буватися подальша еволюція системи. Перехід через біфуркацію – та­кий же випадковий процес, як кидання монети. Існування нестійкості можна розглядати як результат флуктуації, що спочатку була лока­лізована в малій частині системи, а потім поширилася і привела до нового макроскопічного стану».

Відомий американський футуролог О. Тоффлер відзначає, що «При­гожинська парадигма особливо цікава тим, що вона акцентує увагу на аспектах реальності, найбільш характерних для сучасної ста­дії прискорених соціальних змін: розупорядкованість, нестійкість, роз­маїтість, нерівноважність нелінійних співвідношень, у яких незначний сигнал на вході може викликати який завгодно сильний відгук на ви­ході, і темпоральності – підвищеної чутливості до ходу часу».

Принципи, розроблені Пригожиним для аналізу хімічних процесів, були поширені на широкий клас явищ фізики, молекулярної біології, процесів еволюції в біології, а потім і соціології.

Нині у природничих науках ведеться активне дослідження явищ, пов’язаних з виникненням структур, самоорганізацією в найпростіших нелінійних середовищах. Здійснюються спроби виявити прообрази поя­ви організації й у більш складних, зокрема соціальних, системах. Сучасні вчені досліджують найпростіші моделі, аналіз яких не може замінити вивчення складних соціальних процесів, але може дати до­слідникам корисну підказку, допомогти помітити приховані законо­мір­ності, сформулювати плідні гіпотези.

У працях І. Пригожина і І. Стенгерса розглядається поняття логіс­тичної еволюції, тобто процесів, що описуються логістичними рів­нян­ням. Досліджується наступна модель еволюції популяцій з осіб. Нехай і – коефіцієнти народжуваності та смертності, – «но­сійна тримкість» навколишнього середовища. Тоді процес еволюції популяції може бути описаний таким рівнянням:

   (2.80)

Система має стійкий стаціонарний стан . При будь-яко­му початковому значенні чисельність популяції наближається до значення , що залежить від різниці між носійною тримкістю се­редовища і відношенням коефіцієнтів смертності та народжуваності. У стаціонарному стані в кожен момент народжується стільки інди­відів, скільки гине.

Зрозуміло, що в процесі еволюції параметри , , можуть змі­ню­ватися (наприклад, під впливом кліматичної флуктуації). Живі спів­товариства намагаються збільшити параметр , вишукуючи нові способи експлуатації природних ресурсів. Інстинкт життя обумовлює прагнення до збільшення народжуваності та зниження смертності. «Кожна екологічна рівновага, обумовлена логістичним рівнянням, має лише тимчасовий характер, і задана логістично послідовно екологічна ніша заповнюється серією видів, кожен з яких витісняє попередні, коли його «здатність» до використання ніші, яка вимірюється вели­чи­ною , стає більшою, ніж у них». На рис. 2.46 показано часову еволюцію популяції , яка складається з видів , , . Кож­но­му виду відповідає зростаюче значення .

Рис. 2.46. Еволюція популяції

Логістичне рівняння дозволяє кількісно сформулювати дарві­нівсь­ку ідею про виживання найбільш пристосованого – в припущенні, що найбільш пристосованим є вид з найбільшим значенням ( ). Схожим чином можуть бути пояснені процеси еволюції соціуму, пов’язані з упровадженням технологічних інновацій. Моделі, побу­до­вані на основі поняття «порядок через флуктуацію», будуть відпо­ві­дати більш точному формулюванню «складної взаємодії між інди­ві­ду­альним і колективним аспектами поведінки».

Моделі такого типу «відкривають перед нами нестійкий світ, у якому малі причини породжують великі наслідки, але світ цей не до­вільний. Навпаки, причини посилення малих подій – цілком «закон­ний» предмет раціонального аналізу... Якщо флуктуація стає некеро­ва­ною, це ще не означає, що ми не можемо локалізувати причини не­стійкості, викликані посиленням флуктуації».