Синергетика як нова стратегія наукового пошуку

У сучасній методології все більшого поширення набуває синергетика - теорія самоорганізації. Вона включила в себе нові пріоритети сучасної картини світу: концепцію нестабільного, нерівноважного світу, концепцію невизначеності та багатоальтернативності розвитку, ідею виникнення порядку із хаосу.

інституту синергетики та теоретичної фізики у Штутгарті, який запропонував термін „синергетика” 1973 року у своїй доповіді на першій конференції, присвяченій самоорганізації. Основна ідея синергетики полягає в тім, що нерівноважність розглядається як джерело нової організації, тобто порядку. Тому головна праця видатних представників цієї науки І. Пригожина та Ізабель Стенгерс (1949- ) отримала назву “Порядок із хаосу”.

І. Пригожин протягом першої половини ХХ ст. провів ряд досліджень, які надали проблемі взаємовідношення порядку та хаосу нового сенсу. Так виникло уявлення про дисипативну систему. Найбільш суттєва особливість дисипативної системи у тому, що в ній співіснують порядок і хаос. Вони доповнюють один одного, не можуть існувати один без одного. Хаос розглядається як перехідний стан від одного рівня впорядкованості до іншого, більш високого рівня гармонії.

Дисипативні системи вирізняються такими властивостями: відкритість, нерівноважність і нелінійність. Відкритість означає спосіб обміну із зовнішнім середовищем. Це може бути обмін речовиною, енергією, інформацією або тим і іншим одночасно. Нерівноважність передбачає наявність макроскопічних процесів обміну речовиною, енергією та інформацією між елементами самої дисипативної системи. Особливе значення має нелінійність, здатність до самодії. Через відсутність такої здатності лінійні системи реагують на зовнішні впливи пропорційно останнім: малі впливи приводять до малих змін, великі - до великих.

Дисипативні системи здатні формувати дисипативні системи більш високого рівня. Ієрархія дисипативних систем формує підгрунтя для формування різних ступенів синтезу порядку і хаосу. І подібно до того, як існують переходи між різними видами порядку, різними видами хаосу і між різними видами порядку і хаосу, аналогічно можливі переходи між дисипативними системами з неоднаковою ієрархічною структурою. Є між ними такий перехід, який відповідає принципу максимальної сталості. Цей перехід і утворює те, що з точки зору дисипативних систем називається розвитком. Розвиток - це зростання синтезу порядку і хаосу, зумовлене прагненням до максимальної сталості. Поняття розвитку в такому сенсі має універсальний характер, тобто може застосовуватись як у сфері неорганічної природи, так і щодо біологічних та соціальних явищ.

Так, людина, як і будь-який організм, є типовою дисипативною системою, яка може існувати фізично і духовно лише за умови постійного обміну із середовищем речовиною, енергією, інформацією (харчування, дихання, теплообмін, виділення, розмноження, пізнання, виробництво, спілкування тощо). Ці різні системи утворюють ту чи іншу соціальну організацію або корпорацію (сім'я, школа, підприємство). Кожна з них э також дисипативною системою, тому що існує завдяки обміну із середовищем речовиною, енергією, інформацією. Корпорація одного рівня утворює дисипативні системи більш високого рівня у результаті чого формується ієрархічна дисипативна структура, що збігається з державою. Таким чином суспільство - є дисипативна система, елементи якої періодично змінюються.

Як було зазначено, розвиток є доланням протилежності між порядком і хаосом через принципову несталість як впорядкованих, так і хаотичних структур.

Тепер птрібно знайти відповідь на питання, як відбувається розвиток і чому він відбувається. Якщо припустити, що в основі розвитку лежить принцип відбору, то тоді для пояснення потрібно відповісти на три питання: з чого відбувається відбір, хто його здійснює, за допомогою чого?

Перший фактор називають тезауросом, другий - детектром, третій - селектором.

Вибір варіантів не є справою випадку, відповідальність за вибір лягає на взаємодію між елементами системи, яка і відіграє роль детектора. Подібна взаємодія є зіткненням протидіючих причин, частина з яких знаходиться в стані конкуренції, а інша - кооперації. Конкуренція означає діяльність в різних і навіть протилежних напрямах, тоді як кооперація - діяльність в одному напрямі. Кінцевий результат відбору буде визначатись не однією із взаємодіючих причин, а результатом взаємодії всіх (накладенням причин). Причому цей відбір - досить складна і непередбачувана процедура, яка обумовлюється багатьма протидіючими причинами.

Третій фактор, необхідний для відбору - селектор - це керівне правило, на основі якого здійснюється вибір. Таким правилом є принцип сталості в дисипативних системах. Пошук сталості відіграє роль природного відбору системи. Біфуркація є несталим станом. Різні біфуркації породжують різні стани біфуркації. Тому принцип відбору (селектор) - це визначення такого стану, у який система повинна перейти, щоб її стан став за наявних умов максимально сталим.

Таким чином, загальна картина дії відбору така:

- випадкові кількісні зміни, накопичуючись і досягаючи критичного максимуму, створюють для відбору новий у якісному відношенні матеріал (біфуркаційні структури);

- взаємодія (боротьба) протидіючих причин здійснює саму процедуру вибору конкретних елементів із цього матеріалу;

- закон сталості, якому ця взаємодія підпорядкована, здійснює попереднє сортування матеріалу, відіграючи роль селекційного фільтра;

- результатом відбору є реалізація однієї із біфуркаційних структур.

Механізм відбору досить складний, він ще більше ускладнюється, коли ми переходимо від елементарних дисипативних систем до складних, елементами яких є також дисипативні системи.

Таким чином, синергетику можна розглядати як теорію утворення нових якостей. Підставою для цього є та обставина, що синергетика пояснює математично (за допомогою систем нелінійних диференціальних рівнянь) як відбувається розгалуження старої якості на нові (теорія біфуркацій). Механізм біфуркацій робить зрозумілим механізм переходу кількісних змін і якісно новий вибір. Стратегію наукового пошуку для синергетичних систем можна уявити як деревоподібну гіллясту графіку, яка відтворює альтернативність розвитку. Вибір майбутньої траєкторії розвитку залежить від вихідних умов, елементів, що входять до системи, локальних змін, випадкових факторів та енергетичних впливів.

На основі синергетичного підходу можна сформулювати такі основні методологічні ідеї:

1) складноорганізованим системам неможливо нав'язати напрями і шляхи розвитку, можливо лише сприяти (через слабкі впливи) процесу самоорганізації;

2) нестійкість є однією із умов стабільного і динамічного розвитку, а хаос

є креативним початком, конструктивним механізмом еволюції;

3) неможливо досягти одночасного поліпшення відразу всіх важливих показників системи;

4) при кількох станах рівноваги еволюційний розвиток системи відбувається з лінійним зростанням ентропії ( невизначеності ситуації);

5) для складних систем існує декілька альтернативних шляхів розвитку;

6) кожний елемент системи несе інформацію про результат майбутньої взаємодії з іншими елементами;

7) складна нелінійна система в процесі розвитку проходить через критичні точки (точки біфуркації), у яких відбувається розгалуження системи через вибір одного з рівнозначних напрямів її подальшої самоорганізації;

8) знаючи тенденції самоорганізації системи, можна прискорити її еволюцію;

9) керувати розвитком складних систем можливо лише в точках їх біфуркації за допомогою легких поштовхів.

3.