2.2.Поняття розвитку. Основні етапи розвитку систем

Розвиток – це незворотна, направлена, закономірна зміна матерії та свідомості, їх універсальна властивість; в результаті розвитку виникає новий якісний стан об’єкту – його складу або структури. Розвиток – загальний принцип пояснення природи, суспільства та пізнання, як подій які протікають історично.

Розрізняють дві форми розвитку: еволюційну, пов’язану з поступовими кількісними змінами об’єкту (еволюція), та революційну, яка характеризується якісними змінами в структурі об’єкту (революція). Виділяють прогресивну, висхідну лінію розвитку (прогрес) та регресивну, низхідну лінію (регрес). Прогрес – напрямок розвитку, для якого характерний перехід від нижчого до вищого, від менш досконалого до більш досконалого.

Основною рисою, яка відрізняє розвиток від інших динамічних процесів, наприклад, від процесу росту, є якісні зміни в часі змінних, які характеризують стан системи яка розвивається (для процесу росту , як правило, говорять лише про кількісні зміни цих змінних). Причому якісні зміни носять стрибкоподібний характер. Поступова монотонна зміна деякого параметру на протязі помітного часу супроводжується поступовою зміною стану системи, але в певний час проходить розрив поступовості: стан системи змінюється стрибком, система переходить на нових якісний рівень, кількість переходить в якість.

Виділяють наступні етапи розвитку систем:

1. Виникнення системи

2. Становлення системи

3. Зрілість системи

4. Сталий розвиток

5. Кризи і відмирання системи

2.3.Самоорганізація складних систем

Синергетика (від грец. Synergeia – співробітництво, співдружність) – загальнонаукова теорія самоорганізації орієнтована на пошук законів еволюції відкритих нерівноважних систем довільної природи – природних, соціальних, когнітивних (пізнавальних).

Самоорганізація – поняття, яке характеризує процес утворення, відтворення або вдосконалення складної, відкритої, динамічної системи, зв’язки між елементами котрої мають не жорсткий, а імовірнісний характер. Властивості самоорганізації притаманні об’єктам різноманітної природи: живій клітині, організму, біологічній популяції, біогеоценозу, людським колективам.

Клас систем, здатних до самоорганізації – це відкриті і нелінійні системи. Відкритість системи означає наявність в ній входів та виходів, обміну речовиною та енергією з навколишнім середовищем.

Ключовими ідеями синергетики є наступні:

Складним системам не можна нав’язувати шляхи їх розвитку;

Для них, як правило, існує декілька альтернативних шляхів розвитку, а значить можливість вибору найбільш оптимального з них;

Хаос може виступати в якості творчого начала, конструктивного механізму еволюції;

В особливих станах нестійкості незначний за масштабами вплив може викликати макрозміни в стані системи; наприклад, дія однієї людини може вплинути на макросоціальні процеси;

Знаючи тенденції саморганізації системи, можна проминути численні зигзаги її еволюції, прискорити її;

Майбутній стан системи, немов би організує, формує, змінює наявний її стан.

«Організація об’єкта (системи) – це сукупність консервативних, повільно змінюваних (в деяких випадках постійних, незмінних) характеристик об’єкту.» Для визначення організації необхідно виділити ці характеристики об’єкта (системи). Під організацією будемо розуміти зміни структури системи, яка забезпечує узгоджену поведінку, або функціонування системи, яке визначається зовнішніми умовами.

Якщо під зміною організованості розуміти зміну способу з’єднання (або зв’язку) підсистем, які утворюють систему, то явище самоорганізації можна визначити, як таку необхідну зміну системи та її функцій, яка відбувається без додаткових впливів, внаслідок взаємодії системи з умовами існування і наближається до деякого відносно стійкого стану.

Під самоорганізацією будемо розуміти зміну структури, яка забезпечує узгодженість поведінки завдяки наявності внутрішніх зв’язків та зв’язків з зовнішнім середовищем.

Самоорганізація – це природничий вияв процесу власного руху матерії. Здатністю до самоорганізації володіють системи живої та неживої природи, а також штучні системи. Конкретна конфігурація структури існує тільки в строго визначених умовах та в певний момент «руху» складної системи. Динаміка розвитку систем веде до послідовної зміни їх структур. Закономірна зміна структури системи відповідно до історичних змін відносин з навколишнім середовищем називається еволюцією.

Зміна структури складної системи в процесі її взаємодії з навколишнім середовищем – це прояв властивості відкритості, як росту можливостей виходу до нового. З іншої сторони, зміна структури складної системи забезпечує розширення життєвих умов, пов’язане з ускладненням організації та підвищенням життєдіяльності, тобто набуттям пристосувань більш загального значення, які дозволяють встановлювати зв’язки з новими сторонами навколишнього середовища.

Самоорганізація характеризується виникненням внутрішньо узгодженого функціонування за рахунок внутрішніх зв’язків та зв’язків з навколишнім середовищем. Причому поняття структури та функції системи тісно взаємозв’язані, система організується, тобто змінює структуру для виконання функції.

Зміна середовища вимагає змінити функцію, а вона, в свою чергу, впливає на зміну структури. Так, вихід рослин на сушу відзначився набуттям комплексу морфофізіологічних вдосконалень: захисного покриву, провідної системи, диференціації тіла та органи та ін. Завдяки цим змінам, перш за все, було досягнуто зменшення втрат води від випаровування та посилення її руху по рослині. Очевидно, що «замовлення» на зменшення негативних наслідків дефіциту води потягнув за собою відбір рослин на розвиток захисного покриву та провідної системи в наземних умовах. По мірі ускладнення внутрішньої організації функціональні можливості організмів посилюються.

Функціональні особливості змінються дещо швидше, ніж структурні. Будь-який орган володіє певною множиною функцій. Якщо з множини функцій, наприклад кореня рослин (транспорт речовин, їх запасання, прикріплення тв ін.) одна виявиться головною, то будова його в філогенезі (історичному розвитку) зміниться згідно нової функції. Відбір направлений на пошуки найбільш ефективних механізмів, які реалізують необхідну функцію, тобто на пошуки архітектур системи. Саме в структурі біологічно активної речовини еволюція закодувала її здатність виконувати строго визначену біологічну функцію. Функціональна роль біологічних молекул задається їх просторовою структурою – розміщенням в просторів входячих в структуру атомів.

Для вивчення процесу розвитку необхідно знати характер змін структур в часі, їх динамічні параметри. Потрібно також вміти виявляти закономірності взаємозв’язку між структурою та проявляємою системою функцією.

До недавнього часу природознавство та інші науки могли обходитись без цілісного, системного підходу до своїх об’єктів вивчення, без врахування колективних ефектів та дослідження процесів утворення стійких структур та самоорганізації. В теперішній час проблеми самоорганізації, які вивчає синергетика, набувають актуального характеру в багатьох науках, починаючи від фізики а закінчуючи екологією.

Завдання синергетики – виявлення законів побудови організації, виникнення впорядкованості. На відміну від кібернетики тут акцент робиться не на процесах управління та обміну інформацією, а на принципах побудови організації, її виникнення, розвитку та самоускладнення (Г.Хакен).

Питання про оптимальну впорядкованість та організацію особливо гостро стоїть при дослідженні глобальних проблем – енергетичних, екологічних та багатьох інших які вимагають залучення величезних ресурсів.