3. Вторая парадигма системного мышления: исследование неравновесных систем

Второй этап развития современных системных исследований начинается с 70-80-х п. ХХ в. и еще не завершился. Его главная отличительная особенность состоит в переходе от исследования условий равновесия систем к анализу неравновесных и необратимых состояний сложных и сверхсложных систем. Этот период в литературе также называется переходом от изучения простых к исследованию сложных систем, одна­ко неравновесие, необратимость - значительно более точные и емкие характеристики происшедших в последние три десятилетия методологи­ческих и теоретических изменений в системном мышлении. Поэтому этот период является периодом формирования второй основной парадигмы системного мышления

Действительно, в 70-80-е гг. в научной литературе получили широкую известность исследования А. А. Андронова, А. Н. Колмогорова, Я. Г. Синая, В.И. Арнольда по неустойчивым динамическим системам, теория катастроф Р. Тома, теория неравновесных термодинамических систем И.Пригожина, теория хаоса и аналогичные «синергетические» концепции. Синерге́тика (от др.-греч. συν- — приставка со значением совместности и ἔργον — «деятельность») — междисциплинарное направление научных исследований, задачей которого является изучение природных явлений и процессов на основе принципов самоорганизации систем (состоящих из подсистем). «…Наука, занимающаяся изучением процессов самоорганизации и возникновения, поддержания, устойчивости и распада структур самой различной природы…» Их основная цель — разработка теоретических и методологиче­ских средств понимания явлений хаоса, необратимости, неустойчивости, неравновесности, нестационарности.

Согласно этим представлениям, объект современного системного исследования в самом общем виде выглядит следующим образом. Это — сложная и сверхсложная динамическая система, состоящая из большого числа взаимодействующих объектов. Стационарное, т. е. не зависящее от времени, состояние такой системы, как правило, неустойчиво: отклонения от такого состояния растут с течением времени. В области неустойчивости малые воздействия на систему могут вызывать в ней значительные изменения.

Сложные динамические системы, как хорошо известно, могут быть линейными или нелинейными. В первом случае система имеет одно единственное стационарное состояние, во втором — различные, в том числе неустойчивые стационарные состояния, которые соответствуют различным возможным формам и законам ее поведения. Для линейных систем имеет место теорема о минимуме производства энтропии: система в процессе своей эволюции достигает состояния текущего равновесия, в котором производство энтропии минимально. Устойчивость стационарного состояния линейной системы достигается автоматически.

Принципиально другие формы поведения характерны для нелинейных систем. Для таких систем не действует теорема о минимуме производства энтропии, устойчивость стационарного состояния в этом случае не обеспечивается автоматически. Более того, как уже отмечалось, в таких системах могут быть как устойчивые, так и неустойчивые стационарные состояния, и именно возможная их неустойчивость — причина сложного поведения таких систем, которое нельзя уложить в какую-либо одну теоретическую схему.

Все сложные системы, состоящие из большого числа подсистем, флуктуируют, т. е. наблюдаемые параметры таких систем подвержены случайным отклонениям от средних значений. При этом, если в области устойчивости флуктуации уменьшаются с течением времени до нуля, то в области неустойчивости флуктуации могут стать благодаря положительной обратной связи настолько сильными, что приводят к разрушению данной системы или организации. В такой критический момент — в точке бифуркации — достаточно малых воздействий на систему для того, чтобы она скачкообразно перешла из одного ранее устойчивого состояния, ставшего неустойчивым, в новое устойчивое состояние — в более дифференцированный и более высокий уровень упорядоченности и организации, в диссипативную структуру, по терминологии И. Пригожина, При этом в точке бифуркации принципиально невозможно предсказать, в каком направлении пойдет развитие системы — к диссипативной структуре или к хаосу. В такой ситуации поведение сложной системы, функционирующей к тому же в условиях необратимости времени, становится непредопределенным — не существует множества правил, позволяющих по данному внутреннему состоянию системы и множеству всех внешних воздействий на нее однозначно или с некоторой вероятностью определить ее следующее состояние.

Таким образом, сложная система, согласно современным системным представлениям, способна спонтанно порождать порядок и организацию из беспорядка и хаоса в результате процесса самоорганизации, в котором важнейшую роль играет случайность. Естественно, что такие особенности поведения сложных систем потребовали их теоретического объяснения. Мы укажем на одно такое объяснение, предложенное в последнее время В. Н. Костюком [8], которое нам представляется весьма перспективным.

Предполагается, что каждая сложная система наряду с ее актуальным существованием в данный момент и в данном месте имеет свое потенциальное бытие, определяющее, чем данная система может быть при любых мыслимых условиях и чем она принципиально быть не может. Наблюдается только актуализированное воплощение сложной системы; ее потенциальное бытие может быть описано лишь теоретически, о нем можно судить и его можно наблюдать лишь при его возможной актуализации или при его воздействии на актуализированную систему.

Такая двойственная реальность сложной системы — следствие ее нелинейности. Ведь только нелинейные системы могут иметь некоторое множество неустойчивых стационарных состояний, которые находятся в отношении альтернативности: только одно такое состояние в каждый момент времени реализуется актуально, все остальные, альтернативные по отношению к первому, существуют лишь потенциально. Однако их имплицитное воздействие на актуальное состояние сложной системы может быть весьма значительным и, во всяком случае, исследователь ни в коем случае не должен им пренебрегать.

Отсюда следует важный методологический вывод — стратегия исследования сложных систем должна обязательно включать анализ как актуального, так и потенциальных состояний сложных систем, их взаимодействия и условий и механизмов актуализации различных потенциальных состояний таких систем.

Изложенное самое общее представление об объекте современных системных исследований, конечно, требует дальнейшего развития и углубления. Такого рода системные разработки приобрели особую актуальность в условиях интенсивной информатизации различных сфер человеческой деятельности.