Синергетика и общество (90

Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное агентство по образованию

Ярославский государственный университет им. П.Г. Демидова Кафедра социальных технологий

И.Ф. Албегова, А.А. Буторина

Синергетика и общество

Методические указания

Рекомендовано Научно-методическим советом университета для студентов специальности Социальная работа

Ярославль 2007

Тема 1

Синергетика в современной научной картине мира

1. Синергетика как междисциплинарное знание

Термин синергетика происходит от греческого «синергос» – совместно действующий. Он был впервые применен для обозначения нового научного направления профессором университета Штутгарта (Германия) Германом Хакеном1. Таким образом, в самом названии нового научного направления его автором была заложена идея междисциплинарности и совместного действия. В данном случае имеются в виду совместные усилия ученых многих областей знания по поиску новых парадигм познания явлений природы, общества и созданию научной картины мира, отвечающей современным требованиям. На стыках наук, на путях их интеграции в рамках нелинейного мышления и теории самоорганизации появляется возможность действительно по-новому взглянуть на результаты исследований в астрономии и космологии, физике и химии, математике и информатике, биологии и экологии, других естественных науках, науках о человеке и медицине, в различных отраслях обществознания и технических наук. При этом происходит не только интеграция научных достижений, связанных с использованием различных теоретико-методологических направлений современности, но и обращение к наиболее продуктивным идеям всех времен и народов, в частности к идеям, восходящим к древности как на Востоке, так и на Западе.

Синергетика – это не только своеобразный синтез многих кон- кретно-научных методов исследования, методологических систем, теоретических построений, но и перевод их в новые измерения постнеклассической науки, что отражается в формировании соответствующего категориального аппарата. У синергетики складывается

исобственный предмет исследования. Она изучает закономерности

имеханизмы самоорганизации (перехода от хаоса к порядку) в от-

1 См.: Хакен Г. Синергетика: пер. с англ. М., 1980. 406 с.

4

крытых нелинейных системах сложной конфигурации, каковыми, безусловно, являются и природа в целом, и человеческое общество, и многие системы искусственного происхождения. Будучи тесно связанной с кибернетикой, математическим моделированием и системным подходом к изучению реальности, синергетика расширяет наши представления о самодвижении и развитии материи, взаимосвязи материального и духовного, позволяет по-иному взглянуть на эволюционные процессы в природе, на процессы возникновения жизни и человека, на перспективы человеческой цивилизации в космологических пространственно-временных масштабах.

Специфика предмета синергетики состоит в том, что она изучает процессы самоорганизации в открытых системах под углом зрения нелинейного мышления. Объектом же исследования являются сложноорганизованные неравновесные системы, находящиеся на различных стадиях перехода от хаоса к порядку и обратно.

Синергетика не является полностью сложившейся наукой. Она находится на этапе становления и интенсивного развития, начинает проникать как самостоятельная учебная дисциплина в сферу образования. К новому направлению междисциплинарных исследований присоединяются представители самых разно-образных областей знаний, которые, естественно, идут к осмыслению идей синергетики с позиций своей исходной специализации, будь то физика или математика, биология или химия, философия или социология, экономика или кибернетика, информатика или технологии.

2. История становления синергетики

Синергетика, будучи наукой о процессах развития и самоорганизации сложных систем произвольной природы, наследует и развивает универсальные, междисциплинарные подходы своих предшественниц: тектологии А.И. Богданова, теории систем Л. фон Берталанфи, кибернетики Н. Винера. Однако ее язык и методы опираются на нелинейную математику и результаты естественных наук, изучающих эволюцию сложных систем, существенно обогащая наши представления о сложном.

История методов синергетики связана с именами многих выдающихся ученых ХХ века. Прежде всего, это великий французский математик, физик и философ Анри Пуанкаре, который уже в

5

конце XIX века заложил основы методов нелинейной динамики и качественной теории дифференциальных уравнений. Именно он ввел понятия аттракторов (притягивающих множеств в пространствах состояний открытых систем), точек бифуркаций (значений параметров задачи, при которых появляются альтернативные решения, либо теряют устойчивость существующие), неустойчивых траекторий и динамического хаоса в задаче трех тел небесной механики (притяжение Земля-Луна-Солнце).

В первой половине ХХ века большую роль в развитии методов нелинейной динамики играла русская и советская школа математиков и физиков, представленная А.М. Ляпуновым, Н.Н. Боголюбовым, Л.И. Мандельштамом, А.А. Андроновым, А.Н. Колмогоровым, А.Н. Тихоновым. Эти исследования стимулировались в большой мере решением стратегических оборонных задач (например, создание ядерного оружия, освоение космоса). Западные ученые также использовали первые оборонные ЭВМ при обнаружении неравновесных тепловых структур: модель морфогенеза (А.М. Тьюринга) и уединенных волн – солитонов (Э. Ферми). Этот период можно назвать «синергетикой до синергетики», т.к. сам термин еще не использовался.

В 60 – 70-е годы ХХ века происходит подлинный прорыв в понимании процессов самоорганизации в самых разных явлениях природы и техники. Перечислим некоторые из них: теория генерации лазера Г.Б. Басова, А.М. Прохорова, Ч. Таунса; колебательные химические реакции Б.П. Белоусова и А.М. Жаботинского – основа биоритмов живого; теория диссипативных структур И. Пригожина; теория турбулентности А.Н. Колмогорова и Ю.Л. Климонтовича. Неравновесные структуры плазмы в термоядерном синтезе изучались Б.Б. Кадомцевым, А.А. Самарским, С.П. Курдюмовым. Теория активных сред и биофизические приложения самоорганизации исследовались А.С. Давыдовым, Г.Р. Иваницким, И.М. Гельфандом, А.М. Молчановым, Д.С. Чернавским. В 1963 году происходит эпохальное открытие динамического хаоса, сначала при решении задач прогноза погоды (Э. Лоренц), затем теоретически – при изучении странных аттракторов в работах Д. Рюэля, Ф. Такенса, Л.П. Шильникова. Для странных аттракторов характерна неустойчивость решения по начальным данным, знаменитый «эффект бабочки», взмах крыльев которой может радикально изменить даль-

6

ний прогноз погоды – образ динамического хаоса. Круг этих методов и подходов в изучении сложных систем Герман Хакен и назовет в 1970 году синергетикой (теорией коллективного, кооперативного, комплексного поведения систем), предварительно эффективно применив их в теории генерации лазера.

В80 – 90-е годы ХХ века продолжается изучение динамического хаоса и проблемы сложности. В связи с созданием новых поколе-

ний мощных ЭВМ развиваются фрактальная геометрия (Б. Мандельброт2), геометрия самоподобных объектов (типа облака, кроны дерева, береговой линии), которая описывает структуры динамического хаоса и позволяет эффективно сжимать информацию при распознавании и хранении образов. М. Фейгенбаумом, Ив. Помо были обнаружены универсальные сценарии перехода к хаосу.

В1990 году открыт феномен самоорганизованной критичности. Его можно исследовать, рассматривая кучу песка (П. Бак). Сходящие лавинки воспроизводят распределения Парето по величинам событий для биржевых кризисов, землетрясений, аварий сложных технических комплексов и т.д.

Сегодня синергетика быстро интегрируется в область гуманитарных наук, что проявилось в возникновении таких направлений как социосинергетика и эволюционная экономика. Ее применяют психологи и педагоги, активно развиваются соответствующие приложения в лингвистике, истории и искусствознании, реализуется проект создания синергетической антропологии.

Тем не менее такой рост вширь иногда сводится лишь к декларациям о намерениях, поскольку междисциплинарность в современной науке предполагает взаимосогласованное использование образов, представлений методов и моделей дисциплин как естественнонаучного и технического, так и социогуманитарного профиля. Это, в свою очередь, предполагает, помимо всего прочего, существование единой научной картины мира. В то же время сейчас такой общенаучной (междисциплинарной) единой картины мира, в смысле самосогласованной целостности, строго говоря, нет. Существуют ее отдельные фрагменты, именуемые специальными картинами мира и дисциплинарными онтологиями, такие, например, как:

2 Mandelbrot B. The fractal geometry of Nature. – San Francisco: W.H.Freeman, 1983.

7

физическая, биологическая, космологическая картины мира, репрезентирующие предметы каждой отдельной науки. Синергетика в этом плане пытается «навести мосты» между всеми известными картинами, создать единое поле междисциплинарной коммуникации, сформировать принципы новой картины мира.

Итак, синергетика, возникшая как теория кооперативных явлений в задачах лазерной тематики, постепенно приобрела более общий статус теории, описывающей незамкнутые, нелинейные, неустойчивые, иерархические, развивающиеся системы.

3. Роль синергетики в современной науке

Синергетика в корне изменяет многие из прежних научных концепций, парадигм и практических установок. С момента появления синергетики прошло достаточно много времени. Видимо, для этого междисциплинарного подхода наступила пора зрелости и самоидентификации. То, что в начале можно было только предвидеть, несмотря на серьезные работы крупных ученых и основателей этой концепции, сегодня стало реальным фактом, и дает право считать синергетику не просто подходом, а своего рода философией постнеклассической науки.

Если первые шаги синергетики были направлены в сторону сближения, даже чуть ли не растворения с наукой, то на сегодняшний день пришла пора для ее саморефлексии, для анализа собственного понятийного основания как теории вообще, и философской теории в частности.

Можно заметить, что синергетика ввела немало понятий, до нее не имевших такой значимости, какую они приобрели благодаря их использованию для отражения ее специфического содержания. Например, самоорганизация, саморазвитие, флуктуация, аттрактор. Несмотря на то, что многие понятия использовались для обобщения научных результатов, связанных с явлениями самоорганизации объектов в различных средах, философское содержание они получили именно благодаря использованию в качестве понятий синергетики.

Синергетика с ее статусом метанауки изначально была призвана сыграть роль коммуникатора, позволяющего оценить степень общности результатов, моделей и методов отдельных наук, их полезность для других наук и перевести диалект конкретной науки на

8

высокую латынь междисциплинарного общения. Положение междисциплинарного направления обусловило еще одну важную особенность синергетики – ее открытость, готовность к диалогу на правах непосредственного участника или непритязательного посредника, видящего свою задачу во всемирном обеспечении взаимопонимания между участниками диалога. Диалогичность синергетики находит свое отражение и в характере вопрошания природы: процесс исследования закономерностей окружающего мира в синергетике превратился (или находится в стадии превращения) из добывания безликой объективной информации в живой диалог исследователя с природой, при котором роль наблюдателя становится ощутимой, осязаемой и зримой.

Значение синергетики состоит главным образом в стремлении найти ответы на самые глобальные вопросы устройства Мира. А это, как известно, прерогатива именно философии, как бы ни старались умалить ее значимость как особой науки многочисленные оппоненты. То, что синергетика была создана именно учеными, то есть людьми, не испытывающими особо теплых чувств и необходимости в советах отвлеченной от реальности философской схоластики, говорит об острой потребности в формировании своей, близкой к науке философии, которая бы могла решать такие задачи, которые ставит сама научная практика, анализ изучаемых наукой явлений, отдельные черты которых имеют несомненные признаки всеобщности.

Не случайно поэтому так или иначе синергетика стала приобретать черты некой межотраслевой философии, защищенной авторитетом ее создателей. И если в начале философские обобщения имели несколько декларативный характер, то сегодня можно сказать, что эта декларативность стала изживать себя. На смену ей приходят четкие формулировки таких свойств, присущих любым объектам различных уровней организации, которые можно рассматривать как особые, философские законы, а их систематизацию – как попытку сформировать полноценную философскую теорию.

Становится очевидным, что сложноорганизованным социальным и природным системам нельзя навязывать пути их развития – необходимо понять, как способствовать их собственным тенденциям развития, как выводить системы на пути именно их развития.

9

Важно понять законы совместной жизни природы и человечества, то есть их коэволюцию.

Синергетика свидетельствует, что для сложных систем существует несколько альтернативных путей развития, и раскрывает механизм выбора этих альтернатив. Она изучает сложные системы, их эволюцию и самоорганизацию, то есть основы мироздания. Благодаря синергетике была сформулирована современная последарвиновская парадигма эволюции. Синергетика не претендует на конкретно-детальные описания структур явлений и точные предсказания всех событий в мире. Но благодаря синергетической методологии мы научились более точно разбираться, что возможно, а что невозможно в природе и вообще – в мире.

Уже сейчас синергетика дает практические рекомендации и общие ориентиры для научного поиска, для прогнозирования и моделирования процессов в сложных социальных системах.

Новая философия должна решать задачи, которые ставит сама научная практика, анализ изучаемых наукой явлений, отдельные черты которых имеют несомненные признаки всеобщности. Поэтому неслучайно синергетика, так или иначе, стала приобретать черты некой межотраслевой философии.

Вопросы для самостоятельного изучения

1.Является ли синергетика наукой?

2.Назовите основные научные результаты, cоставившие базу синергетики.

Рекомендуемая литература

1. Данилов, Ю.А. Роль и место синергетики в современной науке / Ю.А. Данилов // Онтология и эпистемология синергетики. – М., 1997. – С. 4 – 7.

2.Пригожин, И. Порядок из хаоса: Новый диалог человека с природой / И. Пригожин, И. Стенгерс. – М.: Прогресс, 1986. – 432 с.

3.Рузавин, Г.И. Синергетика и системный подход / Г.И. Рузавин

//Философские науки. – 1985. – №5. – С. 48 – 55.

4.Синергетическая парадигма. Многообразие поисков и подходов. – М.: Прогресс-Традиция, 2000. – 536 с.

5.Хакен, Г. Синергетика: пер. с англ. / Г. Хакен. – М., 1980. – 406 с.

10