7.Кибернетика.Информатика.Синергетика.Бифуркация.

Наука, изучающая общие закономерности строения сложных систем управления и протекания в них процессов управления называется кибернетикой. А так как любые процессы управления связаны с принятием решений на основе получаемой информации, то кибернетику часто определяют еще и как науку об общих законах получения, хранения, передачи и преобразования информации в сложных управляющих системах.

Появление кибернетики как самостоятельного научного направления относят к 1948 г., когда американский ученый, профессор математики Массачусетского технологического института Норберт Винер (1894 -1964гг.) опубликовал книгу «Кибернетика, или управление и связь в животном и машине». В этой книге Винер обобщил закономерности, относящиеся к системам управления различной природы - биологическим, техническим и социальным. Кибернетика возникла на стыке математики, теории информации, техники и нейрофизиологии, ее интересовал широкий класс как живых, так и неживых систем.

Со сложными системами управления человек имел дело задолго до кибернетики (управление людьми, машинами; наблюдал регуляционные процессы у живых организмов и т.д.). Но кибернетика выделила общие закономерности управления в различных процессах и системах, а не их специфику.

Можно выделить следующие задачи кибернетики:

1) установление фактов, общих для управляемых систем или для некоторых их совокупностей;

2) выявление ограничений, свойственных управляемым системам и установление их происхождения;

3) нахождение общих законов, которым подчиняются управляемые системы;

4) определение путей практического использования установленных фактов и найденных закономерностей.

Рассмотрим еще одно направление современного точного естествознания - синергетику. Создателем синергетического направления и изобретателем термина «синергетика» является профессор Штутгардского университета и директор Института теоретической физики и синергетики Герман Хакен.

По Хакену, синергетика занимается изучением систем, состоящих из большого числа частей, компонентов или подсистем, одним словом, деталей, сложным образом взаимодействующих между собой. Слово «синергетика» и означает «совместное действие», подчеркивая согласованность функционирования частей, отражающуюся в поведении системы как целого.

Синергетику можно определить как науку, целью которой является выявление, исследование общих закономерностей в процессах образования, устойчивости и разрушения упорядоченных временных и пространственных структур в сложных неравноценных системах различной природы (физических, химических, биологических, экологических и др.) Синергетика являет собой новый этап изучения сложных систем, продолжающий и дополняющий кибернетику и общую теорию систем. Если кибернетика занимается проблемой поддержания устойчивости путем использования отрицательной обратной связи, а общая теория систем - принципами их организации (дискретностью, иерархичностью и т. п.), то синергетика фиксирует свое внимание на неравновесности, нестабильности как естественном состоянии открытых нелинейных систем, на множественности и неоднозначности путей их эволюции. Синергетика исследует типы поведения таких систем, то есть нестационарные структуры, которые возникают в них под действием внешних воздействий или из-за внутренних - флуктуации (флуктуации - случайные отклонения от среднего значения физических величин, характеризующих систему из большого числа частиц). Системы, составляющие предмет изучения синергетики, могут быть самой различной природы и содержательно и специально изучаться различными науками, например, физикой, химией, биологией, математикой, нейрофизиологией, экономикой, социологией, лингвистикой. Каждая из наук изучает «свои» системы своими, только ей присущими, методами и формулирует результаты на «своем» языке. В отличие от традиционных областей науки синергетику интересуют общие закономерности эволюции (развития во времени) систем любой природы. Отрешаясь от специфической природы систем, синергетика обретает способность описывать их эволюцию на интернациональном языке, устанавливая своего рода изоморфизм двух явлений, изучаемых специфическими средствами двух различных наук, но имеющих общую модель, или, точнее, приводимых к общей модели. Обнаружение единства модели позволяет синергетике делать достояние одной области науки доступным пониманию представителей совсем другой науки и переносить результаты одной науки на, казалось бы, чужеродную почву. Нужно сказать, что изучением систем, состоящих из большого числа частей, взаимодействующих между собой тем или иным способом, занимались и продолжают заниматься многие науки. Одни из них предпочитают подразделять систему на части, чтобы затем, изучая разъятые детали, пытаться строить более или менее правдоподобные гипотезы о структуре или функционировании системы как целого. Другие изучают систему как единое целое, предавая забвению тонко настроенное взаимодействие частей. И тот, и другой подходы обладают своими преимуществами и недостатками. Синергетика наводит мост через брешь, разделяющую первый, редукционистский, подход от второго, холистического. К тому же в синергетике, своего рода соединительном звене между этими двумя экстремистскими подходами, рассмотрение происходит на промежуточном, мезоскопическом уровне, и макроскопические проявления процессов, происходящих на микроскопическом уровне, возникают «сами собой», вследствие самоорганизации, без руководящей и направляющей «руки», действующей извне системы. Это обстоятельство имеет настолько существенное значение, что синергетику можно было бы определить как науку о самоорганизации.

Синергетика перекинула мост между неорганической и живой природой. Она пытается ответить на вопрос, как возникли те макросистемы, в которых мы живем.

Это обстоятельство имеет настолько существенное значение, что синергетику можно было бы определить как науку о самоорганизации. Наряду с процессами самоорганизации синергетика рассматривает и вопросы самодезорганизации - возникновения хаоса в динамических системах.

Синергетика сыграла огромную роль в раскрытии механизмов самоорганизации сложных систем - природных и социальных, а также созданных руками человека. Вместе с синергетикой пришло понимание единства неорганического и органического мира, понимание того, что чередование хаоса и порядка является универсальным принципом мироустройства.

Синергетика выявила бифуркационный механизм развития, конструктивную роль хаоса в процессах эволюции самоорганизованных систем, механизм конкуренции виртуальных, т. е. допустимых, возможных форм структур, заложенных в системе. Синергетические понятия применимы к любым развивающимся системам. Они становятся инструментами социального мышления и анализа. Синергетика выявляет общие идеи, методы и закономерности процессов самоорганизации в самых различных областях естественнонаучного, технического и социально-гуманитарного знания.

Рассмотрим, как синергетика объясняет процесс движения от хаоса к порядку, процесс самоорганизации, возникновения нового.

1. Для этого система должна быть открытой, обмениваться энергией, веществом, информацией с окружающей средой.

2. Фундаментальным условием самоорганизации служит возникновение и усиление порядка через флуктуации.

3. В особой точке бифуркации флуктуация достигает такой силы, что организация системы не выдерживает и разрушается, и принципиально невозможно предсказать: станет ли состояние системы хаотичным или она перейдет на новый, более дифференцированный и высокий уровень упорядоченности. В точке бифуркации система может начать развитие в новом направлении, изменить свое поведение. Под точкой бифуркации понимается состояние рассматриваемой системы, после которого возможно некоторое множество вариантов ее дальнейшего развития.

4. В точке бифуркации система встает на новый путь развития. Те траектории или направления, по которым возможно развитие системы после точки бифуркации и которое отличается от других относительной устойчивостью, иными словами, является более реальным, называется аттрактором. Аттрактор- это относительно устойчивое состояние системы, притягивающее к себе множество «линий» развития, возможных после точки бифуркации. Случайность и необходимость взаимно дополняют друга в процессе возникновения нового.

Термин «информатика» происходит от французских слов «информация» и «автоматика». Формально так называется наука об автоматической обработке информации. Он используется в России и Восточной Европе. В Западной Европе и США вместо него используют термин «компьютерная наука» (Computer science). Содержательные определения информатики многочисленные и многообразные. Его можно определить как междисциплинарное направление современной науки и техники, включающее в себя целое семейство дисциплин. Исходными в информатике являются понятия сигнала и информации, взятые из теории информации, а также понятия управления и системы, развитые в кибернетике и общей теории систем. Теоретические предпосылки информатики были разработаны в теории информации, кибернетике, общей теории систем. В поле зрения кибернетики находятся информационные процессы. Информация в ней играет роль посредника (средства) между управляющей и управляемой системами. В общей теории систем (и системном подходе) она представляется не только в роли посредника (средства), но и в роли объекта. Информация здесь толкуется в смысле множества системообразующих элементов. Как следствие, здесь выделяется особая область реальности – класс информационных систем. Простейшей искусственной формой информационной системы является гипертекст. «Гипертекст» буквально означает «нечто большее чем текст». В 1945 году американский инженер В. Буш в статье «Как мы могли бы думать» указал на несоответствие способов хранения и обработки информации «внутри» и «вовне» человеческой головы: человеческая память ассоциативна, а каталоги библиотек упорядочены по формальным критериям. Для устранения этого несоответствия он предложил проект электромеханического устройства (названного им «Memex»), в котором информация хранилась бы так же, как в человеческой голове. Значение и важную методологическую роль философии в развитии информатики отмечали многие ее основоположники. Перспективы взаимодействия философии с информатикой определяются возникающими на их стыке многочисленными проблемами, среди которых основными являются: проблемы функционирования и развития информационно-коммуникативной среды и ее технологизации посредством компьютерной техники; проблемы осмысления феномена Интернета; эпистемологические проблемы компьютерной революции; социально-философские проблемы информационного общества.