4. Синергетический подход

Перспективы научного понимания и рационального объяснения сложности природных, гуманитарных и техносферных систем связывают с развитием синергетики.

Синергетическая парадигма объединила направления в науке, нацеленные на выявление общих научных идей, методов и закономерностей об открытых системах в разных областях знания.

Свойство «открытости» системы синергетика воспринимает как принцип.

Понятию «Открытая система» в синергетике соотносится математическая динамическая модель.

На нее переходит присущая системе сложность, воспринимаемая через движение.

В отрыве от математической модели понятие «Открытая система» для синергетики не существует.

Реальная сложность и естественные масштабы открытых систем действительного мира в моделях синергетики не отображаются.

Синергетика была рождена физикой и химией. Затем она вышла за границы этих наук. Ее предметом стали общие идеи теории сложности, ее объектами – системы реальности, ее сверхзадачей – научное понимание сущности сложности и рациональное объяснение глубокой взаимосвязи сложности с законами природы.

Синергетика глубоко осознает роль междисциплинарного взаимодействия в решении природных, общественных и техносферных проблем. В ее понимании перспектив устранения технологических барьеров взаимопонимания первое место отводится решению вопросов сложности на фундаментальном уровне. Предполагается, что такие решения позволят создать математический язык понимания и объяснения сложности систем в самых разных формах ее проявлениях. На базе этого языка может быть создана платформа системной интеграции информационных технологий частных научных парадигм, совместное развитие и применение которых приведет к формированию глобального системного знания.

4.1. Явление динамического хаоса и связанная с этим проблема прогноза

Динамический хаос возникает в диссипативных системах, моделируемых обыкновенными дифференциальными уравнениями (ОДУ). При n3 (порядок уравнения) в системах ОДУ возможны сложные непериодические детерминированные движения со странными аттракторами, имеющими конечные горизонты прогноза. Экспоненциальное разбегание в такой модели любых двух как угодно близких вначале траекторий движения, вызванное неустойчивостью, породило проблему «поточечного» сравнения во времени поведения модели с поведением ее физического прообраза.

Нелинейная механика создала соответствующую аналитическую теорию только для систем ОДУ с n=3. В общем случае (n≥4) решение вопроса оказалось возможным на основе численного исследования самой модели и определения численными же методами особой функции на траектории решения, задающей меру «хаотичности» аттрактора. Существование такой функции является научно установленным фактом. Получить ее формальное описание практически не удается. Характерные свойства функции можно вычислить по доступной определению временной последовательности точек на траектории. Метод вычисления («реконструкция аттрактора»), применим к системам ОДУ с n≤6. Метод не работает, если в системах ОДУ имеются большие различия в характерных временных масштабах процессов.