Основные понятия
Синергетика характеризуется тремя ключевыми идеями: самоорганизация, открытые системы, нелинейность.
Система. Синергетика имеет дело с открытыми нелинейными системами, которые представляют собой совокупность взаимосвязанных элементов, объединенных функциональной целостностью, единством цели. При этом свойства самой системы не сводится только лишь к сумме свойств элементов. Изменение любого элемента системы сказывается и на других ее элементах и на всей системе.
Открытость системы означает наличие в ней источников и стоков обмена веществом, информацией, энергией (ресурсами) с окружающей средой.
Нелинейность является фундаментальным положением синергетической парадигмы и заключается в том, что и при плавном изменении параметров нелинейной системы ее состояние и свойства могут кардинально меняться скачками и, возможно, стохастически (вероятностно). За нелинейностью стоит представление о различных путях эволюции, возможностях сверхбыстрого развития процессов в системе и необратимости возникших изменений.
С синергетической позиции идея нелинейности подразумевает многовариантность и альтернативность путей эволюции, ее постоянно изменяющийся темп и необратимость. При всем том эволюция может протекать как постепенно, так и кризисно, качественно и количественно меняя параметры системы. Неустойчивость – еще один показатель нелинейности. Он заключается в неожиданном изменении направления течения процессов, что делает невозможным прогноз в формате экстраполяции от наличного (Рыжов В., 2005).
Эволюция (лат. evolutio – развертывание) – процесс изменения, развития; одна из форм движения, развития в природе и обществе - непрерывное, постепенное количественное изменение.
Аттрактор. Различные возможные для нелинейной системы варианты будущего называются аттракторами. Понятие «аттрактор» (attrahere – лат., притягивать) близко к понятию «цель». Наличие аттракторов делает развитие системы предсказуемым. Если достоверно знать, что определенная система находится на пути развития, притягивающимся к данному аттрактору, то можно с определенной долей вероятности предсказать ее будущее.
При выборе системой пути эволюции с выходом на одну из структур-аттракторов, все другие эволюционные пути как бы закрываются. Однако в ходе эволюции может изменяться как сама среда, так и ее внутренние свойства, трансформироваться и перестраиваться все поле возможных путей эволюции. Поэтому некоторые структуры-аттракторы, некоторые цели эволюции могут никогда не реализоваться.
Бифуркация. Точка бифуркации – это критическое состояние неустойчивости системы. Бифуркации – это ветвления в поле путей развития открытой нелинейной системы в узловых точках аттракторов. Прохождение системы через точки бифуркации делает эволюционный процесс необратимым. Подвести систему к бифуркации можно двумя путями: изменяя характеристики самой среды и изменяя топологию воздействия на одну и ту же систему. В первом случае бифуркации получаются при изменении самой среды, во втором случае – как результат внутреннего, имманентного развития процессов в заданной среде.
Флуктуация (Fluctuatio, лат.– колебание) – это случайное отклонение величины, характеризующей систему из большого числа элементов. Малая флуктуация управляющего параметра (аттрактора) может иметь определяющее значение для системы. Система начинает развиваться альтернативно – либо по одной, либо по другой ветви. Флуктуация может привести к такому состоянию, когда система окажется в точке бифуркации и тогда самое незначительное воздействие может привести систему к необратимому развитию.
Фрактал. Для объяснения структуры нелинейных систем в синергетике используется понятие фракталов. Термин «фрактал» происходит от латинского слова fractus, которое означает – сломанный, разбитый. Фракталы – это объекты, обладающие свойством самоподобия. Примером для объяснения может служить кровеносная система. Хотя сосуды, идущие от аорты становятся все меньше и меньше, однако каждая отходящая артерия остается похожей по форме и структуре на сосуды большего порядка и кровеносную систему в целом. Принцип фрактальности означает, что в самой системе имеется зародыш (промежуточные, «дробные» состояние) эволюционирующего объекта (Войцехович, В., 2002, Рыжов В., 2005, Аршинов В., Войцехович В., 2006).
Обратная связь. Положительная обратная связь призвана увеличивать изменения в системе. Реагируя на малое отклонение, «вводит» изменения в систему. С помощью отрицательной обратной связи достигается стабилизация в системе (она препятствует изменениям, возвращая систему в исходное или устойчивое состояние).
Холизм. Основополагающими элементами синергетического видения мира являются также новые принципы формирования сложного эволюционного целого из частей, построения разного типа сложных структур из простых. В нелинейном мире нарушается обычный принцип суперпозиции: сумма частных решений не является решением уравнения. Целое уже не равно сумме составляющих его частей. Оно не больше и не меньше составляющих его частей. Оно качественно иное по сравнению с вошедшими в него частями. И, кроме того, возникающее целое видоизменяет части.
Адаптационное развитие подразумевает изменение параметров системы при сохранении неизменного порядка ее организации. При изменении внешних условий параметрическая адаптация позволяет системе приспособиться к новым ограничениям, накладываемым средой.
Катастрофные этапы – это периоды развития, когда происходят изменения самой структуры исходной системы, ее перерождение, возникновение нового качества. При этом оказывается, что новая структура позволяет системе перейти на новую траекторию развития.