Глава 15

КИБЕРНЕТИКА И СИНЕРГЕТИКА

КАК ОБЩИЕ НАУКИ О ПРОЦЕССАХ УПРАВЛЕНИЯ

И САМООРГАНИЗАЦИИ СИСТЕМ

Кибернетика как общая наука об управлении. Синергетика как общая наука о самоорганизации систем.

1. Кибернетика как общая наука об управлении

Наряду с механикой и термодинамикой кибернетика абстрагируется от многих индивидуальных особенностей строения и изменения систем, а отражает их только с какой-то одной' стороны. Поэтому такие науки вырабатывают весьма общие знания, применимые во многих областях действительности и познания. В определенной мере кибернетика — антипод термодинамики, а информация и управление как основные категории кибернетики противоположны энтропии и хаосу как категориям термодинамики. Кибернетика — это наука XX в., ее возникновение в середине XX в. связано с новыми методами получения, переработки и передачи информации, с развитием вычислительной техники, с распространением системных методов исследования.

Слово «кибернетика» греческого происхождения; оно означает искусство управления. Кибернетика как самостоятельная наука сложилась благодаря трудам Н. Винера. В нашей стране значительную роль в развитии кибернетики сыграли А.И. Берг, В.М. Глушков и другие ученые.

Управление, особенно самоуправление — необходимый способ существования сложных систем (биологических, социальных, технических), заключающийся в упорядочении и сохранении целостности системы. Управлять без знания, информации в широком смысле невозможно. Информация в кибернетике — это отражение одного объекта в другом, используемое для выработки управляющих воздействий. Связь, идущая от командного органа (управляющей подсистемы) к управляемой, исполнительной системе, называется прямой, противоположно направленной будет обратная связь, играющая исключительно важную роль в управлении.

Кибернетика изучает информацию как таковую, абстрагируясь от конкретной материальной природы ее носителей. Поэтому информационное моделирование применимо в любой области и может осуществляться на быстродействующих миниатюрных элементах с опережением моделируемых процессов. Широкое внедрение кибернетических методов открывает новую, информационную ступень развития общества, эпоху компьютерной революции и цивилизации.

2. Синергетика как общая наука о самоорганизации систем

Системно-кибернетический подход к проблеме самоорганизации дополняет и углубляет синергетика — возникшее в 70-е годы XX в. новое междисциплинарное направление научных исследований. Синергетика обратила внимание на процессы самоорганизации и в неживой природе, не отказываясь от исследований биологических, социальных и технических систем. Основоположники этой науки - И. Пригожин и Г. Хакен. Последний отмечает, что синергетика изучает процессы «от морфогенеза в биологии, некоторых аспектов функционирования мозга до флаттера крыла самолета, от молекулярной физики до космических масштабов эволюции звезд, от мышечного сокращения до вспучивания конструкций». Синергетика в значительной мере опирается на идеи, методы и принципы нелинейной термодинамики неравновесных процессов, на достижения, полученные при решении задач нелинейной теории колебаний в радиотехнических системах.

Существенный вклад в разработку этих проблем внесли наши соотечественники — физики и математики: С.Л. Мандельштам A.A. Андронов, Р.В. Хохлов, A.A. Самарский, Г.В. Курдюмов и др. Синергетика (это слово греческого происхождения, оно означает совместное или кооперативное действие) пытается найти общие методы для исследования процессов возникновения и развития упорядоченных структур в открытых, неравновесных системах. Она объясняет самоорганизацию систем как совокупный результат взаимодействия в них таких противоположных тенденций, как неустойчивость и стабильность, беспорядок и порядок, дезорганизация и организация, случайность и необходимость. При этом синергетика принципиально отлична от классической, равновесной термодинамики, которая своим вторым законом (принципом, началом) подчеркивает необратимый ход событий в изолированных системах в направлении рассеяния, рассредоточения вещества и энергии, разупорядочивания и упрощения систем, установления статистического беспорядка, оказывающегося тупиковым, безвыходным состоянием исходной системы. Синергетика же вместе с кибернетикой и неравновесной термодинамикой исходят из того, что во Вселенной наблюдается эволюция в направлении возникновения более сложных форм.

Важное значение для понимания синергетики имеет понятие диссипативной структуры — структуры, спонтанно возникающей в открытых, неравновесных системах (примеры таких структур: образование сотовой структуры в подогреваемой снизу жидкости, турбулентное движение и т.д.). Как считает И. Пригожин, синергетика кардинально изменяет понимание случайности и необходимости, обратимости и необратимости, энтропии, времени и других важнейших категорий науки и философии.

Можно сказать, что синергетика переводит на конкретный язык естествознания диалектическое учение о саморазвитии мира. Осуществляя глубокий синтез общефизических и кибернетических представлений, синергетика вместе с тем укрепляет союз, познавательное взаимодействие естествознания с диалектической философией. Синергетика показывает, что причиной, источником самоорганизации сложных систем является не что иное, как согласованное, кооперированное взаимодействие их элементов и подсистем. Синергетика конкретизировала понимание процессов самоорганизации как единства порядка и хаоса с помощью теорий диссипативных структур, раскрывающих механизм кооперированного поведения частей сложных систем, и теории динамического хаоса, подчеркивающей необходимость определенной неупорядоченности структур сложных систем для их успешного функционирования и поступательного развития. К сложной, неупорядоченной среде могут приспособиться только гибкие системы, обладающие определенной (т.е. ограниченной, умеренной) неупорядоченностью, хаотичностью в своей структуре.

Литература к главе 15

Алексеев П.В., Панин A.B. Философия. — М., 1996. — С. 360-366.

Жуков Н.И. Философские основания кибернетики. - М., 1985.

Пригожин И., Стенгерс И. Порядок из хаоса. - М., 1986. Научно-технический прогресс. Словарь. - М., 1987.

Самоорганизация и наука. Опыт философского осмысления. - М., 1994.

Хакен Г. Информация и самоорганизация. — М., 1991.

Философские проблемы естествознания /Под ред. С.Т. Мелюхина. - М., 1985. - С. 140-154.