12

Тема і. Синергетика і самоорганізація: історія виникнення й розвитку, предмет і основні категорії постнекласичної парадигми.

1.1. Історія виникнення й розвитку синергетики як постнекласичної парадигми пізнання й розвитку.

Синергетика - наука, метою якої є виявлення, дослідження загальних закономірностей у процесах утворення, стійкості і руйнування упорядкованих тимчасових структур у складних нерівноважниж системах різної природи (фізичних, хімічних, біологічних, екологічних та соціальних ін.). Термін "синергетика" буквально означає "теорія спільної дії".

Термін "синергетика" утворений від грецького "синергіа" (сприяння, співробітництво). У ньому виражена сутність явищ певного роду – кооперативні дії розрізнених елементів, що спонтанно організуються в структуру деякої системи.

Синергетика - це теорія і методологія, "яка досліджує процеси самоорганізації, розпаду і відродження найрізноманітніших структур живої і неживої природи".

Синергетика є центральною загальнонауковою парадигмою постнекласичної науки, об'єктом якої є випадковості, процеси самовиникнення і самоорганізації систем та їх самоуправління. Синергетика досліджує особливі нестійкі стани систем, здатність до самоорганізації.

Елементи синергетичного світобачення можна спостерігати у стародавніх міфах та філософії Сходу.

• Міфи – народження Космосу із Хаосу.

• Дуалізм Інь (порядок) – Янь (Хаос)

• Ідеї єдності людини та природи тощо.

Для того, щоб краще зрозуміти філософсько - світоглядний зміст синергетичних ідей, необхідно проаналізувати розвиток у науковій думці ідей детермінізму, що передували виникненню теорії самоорганізації.

Детермінізм - філософське вчення про об'єктивний закономірний взаємозв'язок і взаємозумовленість явищ матеріального і духовного світу.

Ідея детермінізму, таким чином, полягає в тому, що всі явища, події у світі невипадкові і підпорядковуються об'єктивним закономірностям, що існують поза і незалежно від їхнього пізнання. Утвердження суворої детермінованості ходу подій вело до уявлень про якусь заздалегідь задану обумовленість кінцевого результатові.

У Новий час одержав широке поширення механічний детермінізм. Механічний детермінізм пов'язаний із фундаментальними теоріями динамічного характеру. Філософія того часу вважала, що всі об'єктивні фізичні закономірності мають точно такий же характер, що і динамічні закони. Інакше кажучи, не визнавалися будь-які інші види об'єктивних закономірностей, крім динамічних, що виражають однозначні зв'язки фізичних об'єктів і які описують їх абсолютно точно у формі зв'язку цілком визначених фізичних величин.

Проблема соціального порядку, що є основним предметом класичної науки, розв'язувалась через знаходження об'єктивних законів його виникнення і зміни, відповідно до домінуючих зразків того часу - моделей класичної динаміки, що розглядала усі зміни лінійними, оборотними, однозначно пов'язаними з початковими умовами, передбаченими, що не залежати від випадку і підпорядковуються принципові детермінізму і каузальності.

«Слабкі сторони» детермінізму:

• Хаос уявляється виключно як деструктивний чинник;

• Випадковість вважається другорядним фактором, який не має принципового значення у пізнанні;

• Нестійність сприймається як прикрі неприємності, котрі мусять бути подоланими;

• Розвиток розуміється як лінійні, поступові, безальтернативні зміни;

• Світ жорстко пов'язаний причинно-наслідковими зв’язками. Причинно-наслідковий зв'язок має лінійний характер.

Необхідність відмови від класичного (лапласівського) детермінізму в природознавстві стала очевидною після того, як з'ясувалося, що ці закони не є універсальними.

У фізичній картині світу до 70-х років XX століття царювали два закони класичної термодинаміки. Другий закон термодинаміки виражає направленість переходу енергії, саме перехід теплоти від більш нагрітих тіл до менш нагрітого. Іноді цей закон формулюють так: тепло не може перетекти мимовільно від холодного тіла до гарячого. Цьому можуть сприяти тільки витрати додаткової роботи.

Другий закон термодинаміки стверджує, що усі в природі прагне до рівноваги – стану повної однорідності, вирівнювання характеристик системи. Однорідність настає після припинення процесу цілеспрямованого обміну. У системі йде наростання ентропії.

Але такий стан рівноваги як однорідності є, по суті, руйнуванням системи, адже системність передбачає впорядкованість, наявність взаємозв'язків та взаємоузгодженості, що відсутнє у вищезазначеному рівноважному стані.

Класична термодинаміка у своєму аналізі систем відволікалася від їхньої складності і проблем взаємозв'язку з зовнішнім середовищем. По суті, вона розглядала ізольовані, закриті системи.

Але у світі, як ми знаємо, не тільки панує тяга до теплової або іншої смерті. У світі постійно йде процес виникнення нового, еволюції і розвитку різного роду систем. Відповідно до еволюційної теорії Дарвіна, жива природа розвивається в напрямку удосконалення й ускладнення всі нових видів рослин і тварин. У суспільстві спостерігається процес соціальної творчості, тобто творення нового. Виникає питання, як із загальної тенденції до ентропії, дезорганізації може з'явитися " порядок" у живій природі і соціумі. Виникнення нового здавалося неймовірним чудом.

Важливий аспект синергетики. Вона досліджує системи відкриті, нелінійні, які знаходяться у стані далекому від рівноважного.

Історія формування синергетики як постнекласичної методології

Синергетика виникла на початку 70-х рр. XX століття. Основи синергетики були закладені німецький ученим Г. Хакеном ( автором книги "Синергетика" (М, 1980)), який проводив дослідження в сфері фізики лазера; роботами бельгійського вченого І. Пригожина в сфері хімічної термодинаміки. Його з теорії необоротних процесів у відкритих нерівноважних системах були визнані гідними Нобелівської премії (1977); Максом Ейгеном, який досліджував процеси самоораганізації білологнічних систем.

Вони дійшли висновку, що в особливих періодах розвитку відкритих систем (фізичних, хімічних, біологічних), виникає когерентна кооперативна взаємодія елементів системи, що призводить до утворення нової структури даної системи, новий порядок.

Відкриті системи ті, що обмінюються речовиною, енергією, інформацією із середовищем. У відкритих системах теж виникає ентропія, відбуваються необоротні процеси, але за рахунок одержання ресурсів, енергії й інформації ззовні система зберігається, а ентропію виводить у навколишнє середовище.

Перехід від термодинаміки рівноважних процесів, до аналізу відкритих систем ознаменував великий поворот у науці, багатьох галузях наукових знань. У відкритих системах виявлений ефект самоорганізації, ефект руху від хаосу до порядку.

Ініційований синергетичними ідеями погляд на світ черпає свої ідеї із загальної теорії систем, кібернетики та термодинаміки.

Так кібернетика, розглядає організованість (порядок) як результат цілеспрямованого керуючого впливу з бокові ієрархічно більш високих системних блоків, причому точкою прикладення таких впливів є самі організаційні структури або процеси їх виникнення.

У випадку із синергетичними системами таке керування цілком непродуктивне, оскільки система має спроможність до самовідновлення своїх структур порядку. Деякий аналог керуючих впливів можливий через вплив на параметри самої системи, від яких залежить подальша траєкторія розвитку (процес самоорганізації).

Якщо кібернетичне управління базується на принципі негативного зворотного зв'язку (усунення відхилення від цілі, придушення флуктуацій), те синергетичні принципи управління базуються на ефекті позитивного зворотного зв'язку - різким посиленням у критичних точках малих флуктуацій, переростання їх у загальносистемний резонансний ефект.

Синергетика являє собою новий етап вивчення складних систем, що продовжує і доповнює кібернетику і загальну теорію систем. Якщо кібернетика займається проблемою підтримки стійкості шляхом використання негативного зворотного зв'язку, а загальна теорія систем - принципами їхньої організації (дискретністю, ієрархічністю і т.п.), то синергетика фіксує свою увагу на нерівноважності, нестабільності як природному стані відкритих нелінейных систем, на множинності і неоднозначності шляхів їх єволюції. Синергетика досліджує типи поводження таких систем, тобто нестаціонарні структури, що виникають у них під дією зовнішніх впливів або через внутрішні фактори (флуктуації).