синергетика живых процессов

В настоящее время бурно развивается область естествознания, рассматривающая системы, далекие от термодинамического равновесия, обменивающиеся с внешней средой энергией и частицами, к которым неприменимо второе начало термодинамики. Как показывает опыт, при достаточно большой степени неравновесности, в таких открытых системах возможно спонтанное образование упорядоченных структур. Это явление, названное самоорганизацией, лежит в основе многих физических, биологических, а также экономических и социальных процессов. Наука, занимающаяся всеми этими вопросами, получила специальное название синергетика. Обратимся за точным определением этого термина к «Энциклопедии Системных знаний» Рево В.В.

Синергетика (от греч. syn – приставка, означающая «одновременность», «взаимодействие», ergon - работа) – определение междисциплинарного направления науки, признающей необратимость всех реальных процессов и в этом контексте исследующей совокупные, кооперативные эффекты взаимодей2ствия подсистем, в условиях сильной неравновесности приводящие их к самоорганизации, главным образом стихийной, обеспечивающей возникновение новых или усложнение существующих внутренних структур. Термин «синергетика» впервые использовал Ч.Шеррингтон (1846), широкое распространение получил после работ Г.Хакена. [8]

Объекты синергетики всегда системны. Системный подход как действующая методология привел к формированию общей теории систем - метатеории, предметом которой является класс специальных теорий систем и различные формы системных построений. В синергетике же идет не о системах как таковых, а о процессе структурирования. Ядром рассмотрения является самоорганизация. Можно сказать, что произошел переход от статики систем к динамике. Статус и место синергетики не определены столь четко, как в случае ОТС. Г. Хакен видел в синергетике универсальный формальный язык, позволяющий описать разнообразные процессы самоорганизации. Прослеживая становление синергетики в контексте междисциплинарного знания, отметим, что синергетика явилась преемницей некоторых аспектов ОТС, кибернетики и физики, точнее, термодинамики. Процессы самоорганизации традиционно числились по ведомству кибернетики, но объектами последней выступали лишь искусственные и живые системы, в то время как в синергетике процессы самоорганизации распространяются на неживую природу. Область явлений, находящаяся в поле внимания синергетики, - это так называемые диссипативные структуры, которые возникают при определенных условиях в нелинейных системах.

Явления такого рода не были открытием последних лет. В физике к нелинейным процессам обратились в связи с созданием электронных ламп. Затем нелинейные процессы были реализованы в лазерах, которые хотя и были искусственными устройствами, но вскоре лазерную генерацию обнаружили и в космическом пространстве. Стало очевидным, что нелинейные процессы имеют естественный, объективный характер. Они были выявлены и химиками. Это открытие было сделано в 1951 году в СССР Б. П. Белоусовым. Однако экспериментальное исследование и теоретическое объяснение оно получило позднее. В качестве диссипативных структур рассматриваются многие физические явления: автоволновые процессы, пространственно неоднородные структуры Тьюринга и др. Пытаются распространить модели самоорганизации и на область биологических, экономических, социальных систем.

Возникает вопрос: можно ли дисциплинировать синергетическую мысль в той мере, чтобы она приводила к реальным прогнозам в развитии сложных систем, интересующих физиков, биологов, социологов? Видимо, положительного решения этого вопроса можно достигнуть при обобщении научных фактов, полученных в результате изучения реальных эволюционирующих систем, имеющих разные пространственно-временные масштабы и требующих разных способов описания.

Система (от греч. systema – целое, составленное из частей) – понятие, отражающее совокупность каких-либо элементов, связанных между собой и рассматриваемых как единое функциональное и структурное целое, имеющее особое специфическое для нее свойство. Живое – это всегда система сложная. Косное (неживое) – это всегда система простая, которая при этом может быть лишь большой, но никогда сложной. [9]

Система простая – термин, обозначающий любой объект косной (неживой) Природы, который может быть сколь угодно большим, но не может (по определению) быть сложным. [10]

Система сложная – термин, обозначающий любой объект живой Природы, который может быть сколь угодно малым, оставаясь (по определению) всегда сложным. [11]

Сложными системами в контексте синергетики называются системы, которым присуща самоорганизация, т. е. системы самоорганизующиеся.

Идея ввести в научное обращение теоретическое понятие системы принадлежит австрийскому биологу Людвигу фон Берталанфи (1901 – 1972). Для этого требовалось сделать ни более, ни менее, как создать общую теорию систем, которая содержала бы достаточно четкий критерий, что считать или не считать системой. Хотя в научном обиходе и используется часто фраза «общая теория систем», но на самом деле такой теории пока что не существует. В этом легко убедиться на простом примере, указывающем на три вида систем.

Существуют системы, элементами которых являются объекты (скажем, генераторы, трансформаторы, потребители электрического тока в электрической сети). Могут быть такие системы, элементы которых суть субъекты (например, студенты учебной группы или весь коллектив вуза). Наконец, могут быть системы концептуальные и языковые. В языке как систематизированном средстве общения, элементами выступают части речи, части предложения или части слова и т.п.

Все три примера служат, конечно, примерами систем. Но попытаться определить их общее свойство с помощью таких расплывчатых терминов, как порядок или упорядоченность, явно недостаточно. Сами термины «порядок» и «упорядоченность» нуждаются в истолковании и объяснении.

Э.Шредингер высказал мысль, что жизнь биологического организма вращается вокруг твердого тела – апериодического кристалла, образующего наследственное вещество, которое устойчиво по отношению к воздействию беспорядочного теплового движения. Мы будем в дальнейшем постоянно иметь в виду этот образ кристалла как живого организма или существенной частицы живого организма на фоне его отличий от неживых минеральных кристаллов, обладающих всегда (в идеале) строгой симметрической упорядоченностью. Но мы применим этот образ не только к сложноорганизованным системам, существующим в пространстве и времени, но и распространим его на само пространственно-временное многообразие, потому что бессмысленно полагать, будто в однородном и изотропном пространстве-времени, т.е. в том пространственно-временном многообразии, которое симметрично во всех отношениях, могут возникнуть диссимметричные живые структуры.

Идеи синергетики действительно позволяют по-новому увидеть интегративную деятельность мозга и наметить новые подходы к ее дальнейшему изучению. Но вместе с тем, значительно углубляют и обогащают системный подход - одну из главных составляющих современной научной методологии. Следует в связи с этим подчеркнуть одно существенное обстоятельство. Системный подход в его традиционном понимании, при всей своей мощи и эвристичности, по существу, оставляет вне поля зрения историко-процессуальные аспекты исследуемых систем, в том числе – мозга. Одно из главных достоинств синергетики - ее обращенность к процессуальной, исторической стороне организации и функционирования систем. Поэтому синергетику можно рассматривать как особое направление системного подхода, которое исследует системы с точки зрения их самоорганизации, а тем самым их возникновения и эволюции

Именно поэтому идеи и принципы синергетики представляют собой общенаучно-методологическую основу исследования, развития и функционирования систем всех уровней - от неживых объектов до высшей формы материи - головного мозга.

«К сожалению, продуктивный потенциал синергетики как в теоретическом, так и в практическом отношении очень слабо освоен специалистами, работающими с живыми, сложными, по определению, системами. Это является одной из серьезных причин низкой эффективности используемых технологий сохранения и улучшения качества здоровья для живого всех уровней организации, включая человека». [12]

Список литературы:

1. Большая Советская энциклопедия

2. Рево В.В. Человек от кристалла к сознанию. М.: «Экономика», 2002.С.229.

3. Рево В.В. Человек от кристалла к сознанию. М.: «Экономика», 2002. С.230

4. Климонтович Ю.Л. Без формул о синергетике. Мн.: Выш. Шк., 1986.

5. Рево В.В. Энциклопедия Системных знаний. М.:Фолиум,2006. С.91

6. В. П. Алексеев, А. И. Першиц. История первобытного общества. М.: АСТ «Астрель», 2004.

7. Крыжановский Г.Н. Общая теория нервных расстройств: генераторные, детерминантные и системные механизмы // Вестник Российской АМН.- 1993.- N 7.- С. 17-24.

8. Рево В.В. Энциклопедия Системных знаний. М.:Фолиум,2006. С.245

9. Рево В.В. Энциклопедия Системных знаний. М.:Фолиум,2006. С.247

10. Рево В.В. Энциклопедия Системных знаний. М.:Фолиум,2006. С.248

11. Рево В.В. Энциклопедия Системных знаний. М.:Фолиум,2006. С.249

12. Рево В.В. Человек от кристалла к сознанию. М.: Экономика, 2002. С.235

13