- •3. Синергетический подход к моделированию и анализу экономических процессов
- •Синергетика,
- •Теория изменений и
- •Теория катастроф.
- •1.Синергетика,
- •Автоволновая реакция Белоусова - Жаботинского. На её основе можно создать специальный химический реактор процессор для аналоговой эвм.
- •3.2 Развитие концепций самоорганизации
- •3.3. Основные понятия самоорганизации
- •3.4 Начальные сведения о фракталах и хаосе
- •2) Алгебраические фракталы.
- •3. Стохастические фракталы.
- •Сложные фракталы
- •Множество мандельброта
- •Множество жулиа
Автоволновая реакция Белоусова - Жаботинского. На её основе можно создать специальный химический реактор процессор для аналоговой эвм.
В дальнейшем были обнаружены и более сложные реакции подобного типа, в которых менялся не только цвет раствора, но возникали и разноокрашенные пространственные структуры в виде концентрических колец и спиральных волн.
Сфера техники дает многочисленные примеры, имеющие синергетический характер. Это разрушение мостов при закритическом нагружении, деформации тонких оболочек, в которых возникают шестиугольные ячеистые структуры и др.
Объекты живой природы образуют громадное множество высокоорганизованных структур. Поэтому биология является важнейшей сферой приложения синергетики.
Автоволновые колебания сопровождают нас повсюду. Это и передача информации в живом организме, и сокращение сердечной мышцы, и начальные этапы морфогенеза у некоторых простых организмов, и процессы активации катализаторов, и многое, многое другое. Эти реакции, в настоящее время, приспосабливают для построения ЭВМ.
Т.о. синергетика, изучая законы самоорганизации, самодезорганизации и самоуправления сложных систем, она дает то универсальное знание законов самоорганизации и развития систем, в котором давно назрела насущная потребность.
Она, как и другие теории самоорганизации, пытается восполнить «белые пятна», которые оставил после себя механицизм, главное среди которых — практически полное отсутствие обобщений, касающихся поведения открытых систем.
В настоящее время синергетика понимается как наука о математическом моделировании перехода систем из одного устойчивого состояния в другое. Совокупность знаний о хаосе и порядке, переходных процессах, фракталах и нелинейности, которые называют синергетикой, понимают и как теорию, и как учение, и как науку, и как мировоззрение, исходящие из самых различных образов, фактов, представлений о хаосе, порядке, когерентности, переходных и кооперативных процессах в природе, обществе, духовном мире. Перечень идей, формирующих синергетику как парадигму, включает в себя нелинейность, самоорганизацию, открытость системы, ее неравновесность и т. д.
Существуют четыре основных подхода к сущности понятия синергетика.
Синергетика — это:
-
парадигма — система идей, принципов, образов, представлений, из которых, возможно, со временем вырастет фундаментальная научная теория, или общенаучная теория, или даже мировоззрение;
-
ряд частнонаучных теорий (в физике, химии, биохимии, биологии, социологии, психологии и других науках), объединяемых идеями нелинейности, открытости, переходности, неравновесности процессов, идущих в системах;
-
общенаучная теория (которая пока еще складывается), т. е. как теория диссипативных структур (в понимании И. Пригожина), либо теория самоорганизующихся систем (по Г. Хакену), либо теория переходных процессов, взаимопревращения хаоса и порядка и т. п.;
-
новое мировоззрение, преодолевающее господствующее пока в науке мышление с установившимися неизменными понятиями (платоновская традиция) и утверждающее мышление, основанное на «становящихся», переходных, нестабильных, фрактальных формах и образах.
Задача синергетики состоит в нахождении и детальном исследовании тех базовых моделей, которые исходят из наиболее типичных предположений о свойствах отдельных элементов, составляющих систему, и законах взаимодействия между ними. Поскольку главным отличительным свойством изучаемых систем являются протекающие в них процессы самоорганизации, синергетику можно также рассматривать как общую теорию самоорганизации в системах различной природы.
Объединяющим началом в синергетике являются объекты исследований - открытые сложные нелинейные системы с обратными связями. Разумеется, такие системы изучались и ранее без использования термина «синергетика». Общая трудность подобных исследований — исключительная сложность, и громоздкость точного математического описания, особенно если в системе работает множество обратных связей.
Целесообразность синергетических исследований обуславливается тем, что способы и формы кооперации многих подсистем какой-либо системы подчиняется одним и тем же принципам независимо от природы подсистем. Познание этих принципов позволяет по-новому подойти и к проблеме рационального управления развитием сложных систем.
С точки зрения синергетики нельзя, например, при управлении развитием природной или социальной системы навязывать несвойственные ей формы организации. Изучив систему, необходимо увеличивать не силу управляющего воздействия, а увеличивать согласованность воздействия с собственными тенденциями системы.
Синергетика, как теория самоорганизации, исходит из того, что сложным системам (к таковым следует отнести и социально-экономические системы) нельзя навязывать пути их развития, а скорее, необходимо понять, как способствовать их собственным тенденциям развития, как выводить системы на эти пути, понять законы совместной жизни природы и человечества, их коэволюции.
Для сложных систем существует несколько альтернативных путей развития, выбор которых зависит от исхода борьбы противоборствующих сил. В этой связи становится актуальным научное обоснование выбора такого пути.
Г. Хакен, выступая на первой в СССР конференции по синергетике, определил цели, которые синергетика ставит перед собой, так: перегруженную огромным количеством деталей информацию о системах различной природы, изучаемых современной наукой, необходимо сжать, превратив в небольшое число законов или концепций.
По выражению английского кибернетика С. Вира, данные превратились в новейшую разновидность загрязнения окружающей среды — их избыток породил информационный голод. Появление концепций самоорганизации (синергетики, в частности) можно рассматривать как новый важный этап эволюции науки, наступившей за суперспециализацией, несущий новые возможности диалога наук и новые подходы к их преподаванию.
Роль синергетики как новой научной картины мира и методологии исследования процессов движения систем еще более возрастает, если учитывать ее синтетический, по существу, характер.
Выделяются следующие базовые понятия частных теорий синергетики:
1. Нелинейность означает несохранение аддитивности в процессе развития представляемых систем. Любое явление понимается как момент эволюции, как процесс развития.
-
Неустойчивость означает несохранение «близости» состояний системы в процессе ее эволюции и существенная зависимость от изменения значения системообразующих параметров.
-
Открытость означает признание обмена системы веществом, энергией, информацией с окружающей средой и, следовательно, признание системы как состоящей из элементов, связанных структурой, так и включенности в качестве подсистемы, элемента в иное целое.
-
Подчинение означает, что функционирование и развитие системы определяются процессами в ее подсистемах при возникновении иерархии масштабов времени. Это принцип «самоупрощения» системы, т. е. сведения ее динамического описания к малому числу параметров порядка.
Содержательный блок методологии синергетики включает в себя принципы:
1. Принцип становления, утверждающий, что главная форма бытия - не ставшее, а становящееся, не покой, а движение, не завершенные, вечные, устойчиво-целостные формы, а переходные, промежуточные, временные образования. Становление выражается через две свои крайности - хаос и порядок. Хаос - основа сложности, случайности, творения - разрушения, конструкции - деконструкции. Порядок - основа простоты, необходимости, закона, красоты, гармонии.
2. Принцип узнавания означает узнавание (открытие) бытия как
становления. При этом параметры порядка играют двоякую роль:
сообщают системе, как вести себя, и доводят до сведения наблюдателя нечто о макроскопическом состоянии системы.
3. Принцип согласия (коммуникативности, диалогичности), означает, что бытие как становление формируется и узнается лишь в ходе диалога, коммуникативного, доброжелательного взаимодействия субъектов и установления гармонии в результате диалога.
4. Принцип соответствия, означающий возможность перехода от досинергетической (классической, «неклассической» и «постнеклассической») науки к синергетической (как по интуитивным соображении, так и по формальным параметрам).
5. Принцип дополнительности, означающий независимость и принципиальную частичность, неполноту как досинергегичсскою описания реальности (без синергетического), так и частичность синергетического (без досинергетического); бытие предстает то как ставшее (платоновское), то как становящееся (неплатонистское). Бытие - и то, и это.
Помимо различий, у синергетики (и других теорий самоорганизации) и системных исследований есть и общее. Их объединяют принципы системности, развития, изоморфизма, типология систем. Как уже отмечалось выше, синергетика впитала в себя все значимые для исследования процессов самоорганизации теоретические и методологические выводы системных исследований. Соотношение синергетики и системных исследований (общая теория систем, системный анализ, системный подход) показывает табл. 3.1.
Таблица 3.1
Соотношение системных исследований и синергетики
Системные исследования |
Синергетика |
1.Акцент на статике систем, их морфологическом, и реже, функциональном описании. |
1.Акцентирует внимание на процессах роста, развития и разрушения систем. |
2. Придают большое значение упорядоченности, равновесию. |
2. Считает, что хаос играет важную роль в процессах движения систем, причем не только деструктивную. |
3. Изучает процессы организации систем. |
3. Изучает процессы самоорганизации систем. |
4. Уделяет основное внимание структуре систем, абстрагируясь от кооперативных процессов. |
4. Уделяет основное внимание кооперативным процессам, лежащим в основе самоорганизации и развития систем. |
5. Проблема взаимосвязи рассматривается, в основном, как взаимосвязь компонентов внутри системы. |
5. Изучает совокупность внутренних и внешних взаимосвязей в системе. |
6. Источник движения видит в самой системе. |
6. Признает большую роль внешней среды в процессе изменений. |