Вопрос 37. Философские основания теории самоорганизации (синергетика).

В последние годы бурно развивается наука под названием синергетика. Буквально греческое слово синергия означает совместное действие, сотрудничество. Основоположниками синергетики считаются Г. Хакен и И. Пригожин. Как отмечает Г. Хакен, принципы самоорганизации, изучаемые этой наукой, распространяются "от морфогенеза в биологии, некоторых аспектов функционирования мозга до флаттера крыла самолета, от молекулярной физики до космических масштабов эволюции звёзд, от мышечного сокращения до вспучивания конструкций."

В классической науке и недиалектической философии вплоть до середины ХХ века господствовало убеждение, что материи изначально присуща тенденция к разрушению всякой упорядоченности, стремление к исходному равновесию. Теоретический базис под эти рассуждения подвела классическая термодинамика – наука о взаимопревращениях различных видов энергии. Ею было установлено, что во взаимопереходах одних видов энергии в другие существует выделенная самой природой направленность. И легче всего различные виды энергии переходят в самую простую ее форму – тепловую. Знаменитое второе начало термодинамики гласит: при самопроизвольных процессах в системах, имеющих постоянную энергию, энтропия всегда возрастает. Энтропия – это мера беспорядка системы.

В противоположность этому производимые синергетикой мировоззренческие сдвиги можно выразить следующим образом: а) процессы разрушения и созидания, деградации и эволюции во Вселенной по меньшей мере равновозможны; б) процессы созидания ( нарастания сложности и упорядоченности ) имеют единый алгоритм независимо от природы систем, в которых они осуществляются. Синергетика претендует на открытие некоего универсального механизма, с помощью которого осуществляется самоорганизация как в живой, так и неживой природе. Под самоорганизацией при этом понимается спонтанный переход открытой неравновесной системы от менее к более сложным и упорядоченным формам организации.

Центральной проблемой синергетики является взаимоотношение порядка и хаоса. Все процессы, протекающие в различных материальных системах, мо­гут быть подразделены на два типа. Во-первых, это процессы, протекающие в замкнутых системах, ведущие к установлению равновесного состояния, которое при определённых условиях стремится к максимальной степени неупорядочен­ности или хаоса. Во-вторых, это процессы, протекающие в открытых систе­мах, в которых при определённых условиях из хаоса могут самопроизвольно возникать упорядоченные структуры, что и характеризует стремление к само­организации. Основными характеристиками первого типа процессов является равновесность и линейность, главными характеристиками второго типа процес­сов, в которых проявляется способность к самоорганизации и возникновению диссипативных структур, является неравновесность и нелинейность. При­родные процессы принципиально неравновесны и нелинейны. Традиционная наука в изучении мира делала акцент на замкнутых системах, обращая особое внимание на устойчивость, порядок, однородность. Синергетический подход акцентирует внимание на открытых системах, неупорядоченности, неустойчи­вости, неравновесности, нелинейных отношениях

Свое понимание феномена самоорганизации И. Пригожин связывает с по­нятием диссипативной структуры - структуры спонтанно возникающей в от­крытых неравновесных системах (диссипация - рассеяние вещества и энергии). Классическими примерами таких структур являются такие явления, как образо­вание сотовой структуры в подогреваемой снизу жидкости (т.н. ячейки Бенара), "химические часы" (реакция Белоусова - Жаботинского), турбулентное движе­ние и т.д.

Синергетика утверждает, что развитие открытых и сильно неравновесных систем протекает путем нарастающей сложности и упорядоченности. В цикле развития такой системы наблюдаются две фазы: 1) период плавного эволюционного развития с хорошо предсказуемыми линейными изменениями, подводящими в итоге систему к некоторому неустойчивому критическому состоянию; 2) выход из критического состояния одномоментно, скачком и переход в новое устойчивое состояние с большей степенью сложности и упорядоченности.

Описанный процесс сильно напоминает механизм действия закона перехода количественных изменений в качественные. Однако в синергетических представлениях об этом механизме есть важная отличительная особенность: переход системы в новое устойчивое состояние неоднозначен.

Достигшая критических параметров система из состояния сильной неустойчивости как бы «сваливается» в одно из многих возможных новых для нее устойчивых состояний. В этой точке (ее называют точкой бифуркации) эволюционный путь системы как бы разветляется, и какая именно ветвь развития будет выбрана, решает случай. Но после того, как «выбор» сделан, назад возврата нет. Процесс этот необратим.

Синергетический подход подводит конкретно-научную базу под философские постулаты о внутренней активности материи, её стремлении к структурной самореализации. Он является основанием для развития эволюционной концепции. В рамках этого подхода имеет место возврат к учению древнегреческих философов, согласно которым мир движется от хаоса к порядку. Этот подход позволяет рассмотреть принципиально с новой точки зрения все основные формы материального мира и способы их существования.

В обобщенном виде новизну синергетического подхода можно выразить следующем образом:

1.хаос не только разрушителен, но и созидателен; развитие осуществляется через неустойчивость (хаотичность). Порядок и хаос не исключают, а дополняют друг друга; порядок возникает из хаоса.

2. линейный характер эволюции сложных систем, к которому привыкла классическая наука, не правило, а скорее исключение; развитие большинства таких систем носит нелинейный характер. А это значит, что для сложных систем всегда существует несколько возможных путей эволюции;

3. развитие осуществляется через случайный выбор одной из нескольких разрешенных возможностей дальнейшей эволюции в точках бифуркации. Значит случайность – не досадное недоразумение, она встроена в механизм эволюции.

Синергетика оказалась весьма продуктивной научной концепцией, предметом которой выступили процессы самоорганизации — спонтанного структурогенеза. Она включила в себя новые приоритеты современной картины мира: концепцию нестабильного неравновесного мира, феномен неопределенности и многоальтернативности развития, идею возникновения порядка из хаоса.

Основополагающая идея синергетики состоит в том, что неравновесность мыслится источником появления новой организации, т. е. порядка. Поэтому главный труд крупных представителей этой науки Ильи Пригожина и Изабелла Стенгерс назван «Порядок из хаоса». Неравновесные состояния связаны с потоками энергии между системой и внешней средой. Процессы локальной упорядоченности совершаются за счет притока энергии извне. Переработка энергии, подводимой к системе на микроскопическом уровне, проходит много этапов, что, в конце концов, приводит к упорядоченности на макроскопическом уровне: образованию макроскопических структур (морфогенез), движению с небольшим числом степеней свободы и т. д. При изменяющихся параметрах одна и та же система может демонстрировать различные способы самоорганизации.

Саморазвивающиеся системы находят внутренние (имманентные) формы адаптации к окружающей среде. Неравновесные условия вызывают эффекты корпоративного поведения элементов, которые в равновесных условиях вели себя независимо и автономно. Вдали от равновесия когерентность, т. е. согласованность элементов системы, в значительной мере возрастает. Определенное количество или ансамбль молекул демонстрирует когерентное поведение, которое оценивается как сложное.

Открытие динамического хаоса — это, по сути, дела открытие новых видов движения, столь же фундаментальное по своему характеру, как и открытие физикой элементарных частиц, кварков в качестве новых элементов материи. Наука о хаосе — это наука о процессах, а не о состояниях, о становлении, а не о бытии.

Для освоения самоорганизующихся синергетических систем взята новая стратегия научного поиска, основанная на древовидной ветвящейся графике, образ которой воссоздает альтернативность развития. Выбор будущей траектории развития в одном из нескольких направлений зависит от исходных условий, входящих в них элементов, локальных изменений, случайных факторов и энергетических воздействий. И. Пригожий предложил идею квантового измерения применительно к универсуму как таковому.

Новая стратегия научного поиска предполагает учет принципиальной неоднозначности поведения систем и составляющих их элементов, возможность перескока с одной траектории на другую и утрату системной памяти, когда она забывает свои прошлые состояния, действует спонтанно и непредсказуемо. В критических точках направленных изменений возможен эффект ответвлений, допускающий в перспективе функционирования таких систем многочисленные комбинации их эволюционирования.