Характеристики современной постнеклассической науки

Понятие постнеклассической науки было введено в конце 80-х годов 20 века академиком В.С.Степиным. Сделано это было для того, чтобы обозначить новый этап в развитии науки, связанный со становлением нелинейного естествознания в процессе научной революции, разворачивавшейся в течение трех последних десятилетий и до сих пор не завершившейся. Этот процесс характеризуется следующими открытиями:

программа унитарных калибровочных теорий (С.Вайнберг, А.Салам и др.)

общенаучная исследовательская синергетическая программа (Г.Хакен, И.Пригожин)

Выделяют следующие признаки постнеклассической науки:

изменение характера научной действительности, связанное с компьютеризацией;

распространение междисциплинарных исследований;

повышение значения политических и социально-экономических факторов развития науки;

объект науки – сложная саморазвивающаяся система, способная к самоорганизации;

включение ценностных факторов в науку;

использование методик гуманитарных исследований в естественной науке.

Постнекласическая научная рациональность характеризуется 5-ю тенденциями:

1) Наиболее важная тенденция – соотношение дифференциации и интеграции наук. Долгое время развитие науки характеризовалось преобладанием процесса дифференцирования, что привело к образованию многих наук со своими методами и нормами, но также препятствовало появлению целостного взгляда на мир. Современная наука характеризуется процессами интеграции со следующими предпосылками:

появлением смежных дисциплин;

появлением междисциплинарных исследований;

появлением проблем–ориентиров исследования;

появление объектов, носящих междисциплинарный характер.

Эти объекты введены в оборот благодаря синергетике – теории самоорганизации, которая изучает поведение сложных открытых систем, ситуаций неравновесия и имеет мировоззренческое значение.

Любой процесс имеет несколько алтернативных вариантов развития, поэтому возможен выбор оптимального из них. Хаос на определенных этапах играет конструктивную роли и способствует эволюции.

Сложно организованным системам, в том числе природным, нельзя навязывать собственные сценарии, а можно лишь способствовать их внутренним тенденциям. В моменты неустойчивости усиливается роль фрустраций (небольших изменений), а значит, усиливается роль действий каждого отдельного человека.

2) появление теории глобального эволюционизма: к концу 20 века сформировались предпосылки создания модели универсальной эволюции, включающей космогенез (развитие вселенной), геогенез (развитие планены), биогенез (жизни) и антропосоциогенез (развитие человека и общества), явлюящиеся ступенями одного процесса и подчиняющиеся общим законам. Во всех этих процессах наблюдается направленность, связанная с повышением уровня развития.

3) ориентация науки на изучение сложных развивающихся систем: что способствует стиранию грани между естественными и гуманитарными науками. В современном естествознании применяются гуманитарные методики (построение сценариев, учет объектов). В естественных науках объектом все больше становится человекоразмерный объект, т.е. объект, в который человек включен как существенное составляющее.

4) современная наука включает в знание ценностные параметры. Это связано со следующими обстоятельствами: очеловечивание объектной стороны науки и широкое применение последней.

5) кардинальное изменение отличий между человеком и природой. Развивается взгляд о корреляции человека и природы – формирование экологической этики и экологического сознания.

Новая картина мира оказывается общенаучной, что и произошло с нелинейной (или синергетической) картиной мира, сформировавшейся в ходе нынешней глобальной научной революции, появляется надежда понять все наличное научное знание с единых позиций. Сложность, темпоральность и целостность - так определил черты этого видения мира Илья Пригожин.

2. Новые стратегии научного исследования и освоение саморазвивающихся синергетических систем.

Саморазвивающиеся системы находят внутренние (имманент­ные) формы адаптации к окружающей среде. Неравновесные условия вызывают эффект корпоративного поведения элементов, которые в равновесных условиях вели себя независимо и авто­номно. В ситуациях отсутствия равновесия когерентность, т.е. согласованность элементов системы, в значительной мере воз­растает. Определенное количество или ансамбль молекул демон­стрирует когерентное поведение, которое оценивается как слож­ное.

В «Философии нестабильности» И. Пригожин подчеркивает: «Ка­жется, будто молекулы, находящиеся в разных областях раствора, могут каким-то образом общаться друг с другом. Во всяком случае, очевидно, что вдали от равновесия когерентность поведения моле­кул в огромной степени возрастает. В равновесии молекула видит только своих соседей и «общается» только с ними. Вдали от равно­весия каждая часть системы видит всю систему целиком. Можно сказать, что в равновесии материя слепа, а вне равновесия прозре­вает».

Эти коллективные движения Г. Хакен называет модами. Ус­тойчивые моды, по его мнению, подстраиваются под неустой­чивые и могут быть исключены. В общем случае это ведет к ко­лоссальному уменьшению числа степеней свободы, т.е. к упоря­доченности.

Синергетические системы на уровне а-биотического существо­вания (неорганической, косной материи) образуют упорядоченные пространственные структуры; на уровне одноклеточных организ­мов взаимодействуют посредством сигналов; на уровне много­клеточных организмов осуществляется многообразное коопери­рование в процессе их функционирования. Идентификация био­логической системы опирается на наличие кооперативных зависимостей. Работа головного мозга оценивается синергети­кой как «шедевр кооперирования клеток».

Новые стратегии научного поиска в связи с необходимостью освоения самоорганизующихся синергетических систем опира­ются на конструктивное приращение знаний в так называемой теории направленного беспорядка, которая связана с изучени­ем специфики и типов взаимосвязи процессов структурирования и хаоса. Попытки осмысления понятий «порядок» и «хаос» ос­нованы на классификации хаоса, который может быть простым, сложным, детерминированным, перемежаемым, узкополосным, крупномасштабным, динамичным и т.д. Самый простой вид ха­оса — «маломерный» — встречается в науке и технике и поддает­ся описанию с помощью детерминированных систем; он отли­чается сложным временным, но весьма простым пространствен­ным поведением. «Многомерный» хаос сопровождает нерегулярное поведение нелинейных сред. В турбулентном режиме сложны­ми, не поддающимися координации, будут и временные, и про­странственные параметры. «Детерминированный» хаос подразу­мевает поведение нелинейных систем, которое описывается урав­нениями без стохастических источников, с регулярными начальными и граничными условиями.

Причины потери устойчивости и перехода к хаосу — шумы, внешние помехи, возмущающие факторы. Источником хаоса иногда считают наличие многообразных степеней свободы, ко­торое может привести к реализации абсолютно случайных пос­ледовательностей. К обстоятельствам, обусловливающим хаос, от­носится принципиальная неустойчивость движения, когда два близких состояния могут порождать различные траектории раз­вития, чутко реагируя на стохастику внешних воздействий.

Современные исследования существенно дополняют традици­онные взгляды на процессы хаотизации. В постнеклассическую картину мира хаос вошел не как источник деструкции, а как состояние, производное от первичной неустойчивости матери­альных взаимодействий, которое может явиться причиной спон­танного структурогенеза. В последних теоретических разработ­ках хаос предстает не просто как бесформенная масса, а как сверх­сложно организованная последовательность, логика которой пред­ставляет значительный интерес. Ученые определяют хаос как нерегулярное движение с непериодически повторяющимися, не­устойчивыми траекториями, где для корреляции пространствен­ных и временных параметров характерно случайное распределе­ние.

Истолкование спонтанности развития как негативной харак­теристики в деструктивных терминах «произвол» и «хаос» всту­пает в конфликт не только с выкладками современного естествен­нонаучного и философско-методологического анализа, призна­ющего хаос наряду с упорядоченностью универсальными характеристиками развития универсума, но и с древнейшей ис­торико-философской традицией, в которой хаос мыслится как всеобъемлющее и порождающее начало. В античном мировос­приятии непостижимый хаос наделен формообразующей силой и означает «зев», «зияние», первичное бесформенное состояние материи и первопотенцию мира, которая, разверзаясь, изрыгает ряды животворно оформленных сущностей.

Спустя более чем 20 веков такое античное мирочувствование отразилось в выводах ученых, утверждающих, что открытие ди­намического хаоса — это, по сути, открытие новых видов дви­жения, столь же фундаментальное по своему характеру, как и открытие физикой элементарных частиц, кварков и глюонов в качестве новых элементов материи. Наука о хаосе — это наука о процессах, а не о состояниях, о становлении, а не о бытии.

Новые стратегии научного поиска в связи с необходимостью освоения самоорганизующихся синергетических систем переос­мысливают типы взаимосвязи структурирования и хаотизации, представленные схемой цикличности, отношениями бинарности и дополнительности. Бинарная структура взаимодействия порядка и хаоса проявляется в сосуществовании и противоборстве этих двух стихий. В отличие от цикличности, предполагающей смену состо­яний, бинарная оппозиция порядка и хаоса сопряжена с множе­ственностью результативных эффектов: это и отрицание, и транс­формация с сохранением исходной основы (скажем, больше по­рядка или больше хаоса), и разворачивание того же противостояния на новой основе (например, времена другие, а порядки или по­роки все те же). Отношение дополнительности предполагает втор­жение неструктурированных сил и осколочных образований в организованное целое. Здесь наблюдаются вовлеченность в це­лостность несвойственных ей чужеродных элементов, вкрапле­ния в устоявшуюся систему компонентов побочных структур, за­частую без инновационных приращений и изменения степени сложности.

Для освоения самоорганизующихся синергетических систем обозначена новая стратегия научного поиска, основанная на дре­вовидной ветвящейся графике, которая воссоздает альтернатив­ность развития. Выбор будущей траектории развития зависит от исходных условий, входящих в них элементов, локальных изме­нений, случайных факторов и энергетических воздействий. На X Международном конгрессе по логике, методологии и филосо­фии науки (август 1995 г., Флоренция) И. Пригожин предложил считать основой идею квантового измерения применительно к универсуму как таковому.

Новая стратегия научного поиска предполагает учет принци­пиальной неоднозначности поведения систем и составляющих их элементов, возможность перескока с одной траектории на дру­гую и утраты системной памяти, когда система, забыв свои про­шлые состояния, действует спонтанно и непредсказуемо. В кри­тических точках направленных изменений возможен эффект ответвлений, допускающий в перспективе функционирования таких систем многочисленные комбинации их эволюциониро­вания.

Своеобразная организационная открытость мира предполагает многообразные способы квантования реальности, различные сценарно-структурные сцепления материи. Стратегия освоения самоорганизующихся синергетических систем связана с такими понятиями, как бифуркация, флуктуация, хаосомность, дисси­пация, странные атракторы, нелинейность, неопределенность, которые наделяются категориальным статусом и используются для объяснения поведения всех типов систем — доорганизмиче- ских, организмических, социальных, деятельностных, этничес­ких, духовных и проч. В условиях, далеких от равновесия, дей­ствуют бифуркационные механизмы, предполагающие наличие точек раздвоения и неединственность продолжения развития. Ре­зультаты их действия трудно предсказуемы. По мнению И. Пригожина, бифуркационные процессы свидетельствуют об услож­нении системы. Н. Моисеев утверждает, что в принципе каж­дое состояние социальной системы является бифуркационным, а в глобальных измерениях антропогенеза развитие человечества уже пережило по крайней мере две бифуркации: первая произошла в эпоху палеолита и привела к утверждению системы табу, ог­раничивающей действие биосоциальных законов («не убий!»), вторая — в эпоху неолита и связана с расширением геологиче­ской ниши (освоением земледелия и скотоводства).

Флуктуации, т.е. возмущения, разделяются на два класса: со­здаваемые внешней* средой и воспроизводимые самой системой.

Флуктуации могут быть столь сильными, что овладеют системой полностью, придав ей свои колебания, и по сути изменят режим ее существования. Они выведут систему из свойственного ей «типа порядка», но обязательно ли к хаосу или к упорядоченности иного уровня — это особый вопрос.

Система, по которой рассеиваются возмущения, называется диссипативной. По сути — это характеристика поведения систе­мы при флуктуациях, которые охватили ее полностью. Основ­ное свойство диссипативной системы — необычайная чувстви­тельность к всевозможным воздействиям и в связи с этим чрез­вычайная неравновесность.

Аттракторы — притягивающие множества, образующие как бы центры, к которым тяготеют элементы.

К примеру, когда скапливается большая толпа народа, человек не может равнодушно пройти мимо нее, не проявив любопытства. В теории самоорганизации подобный процесс получил название «сползание в точку скопления».

Аттракторы концентрируют вокруг себя стохастические эле­менты, тем самым структурируя среду и становясь участниками созидания порядка.

Приоритетное направление новой парадигмы — анализ неста­бильных, неравновесных систем — сталкивается с необходимо­стью исследования феномена онтологической неопределенности, который фиксирует отсутствие реального референта будущего. В середине XX в. неопределенность заинтересовала ряд запад­ных ученых в рамках проблем кибернетики и компьютерной связи. В работах Н. Винера, К. Шеннона, У. Эшби, Р. Хартли инфор­мация ставилась в зависимость от неопределенности и измеря­лась ее мерой. Было принято считать, что неопределенность (или неожиданность) обратно пропорциональна вероятности: чем событие более вероятно, тем менее оно неопределенно или нео­жиданно. Дальнейший анализ показал, что эта зависимость во многом лишь кажется простой: неопределенность — это вид вза­имодействий, лишенных конечной устойчивой формы. Она мо­жет быть производной от гетерономной природы объекта-собы­тия, когда оно происходит, как говорится, прямо «на глазах», опе­режая всевозможные прогнозы, расчеты и ожидания. Феномен неопределенности отождествим с потенциальной полнотой всех возможных изменений в пределах существующих фундаменталь­ных физических констант. Вероятность предполагает устойчи­вое распределение признаков совокупности и нацелена на исчис­ление континуума возможных изменений. В новой стратегии научного поиска актуальна категория слу­чайности, которая предстает как характеристика поведения любого типа систем, не только сложных, но и простых. Причем даль­нейшее их изучение, сколь бы тщательно оно ни проводилось, никак не ведет к освобождению от случайности. Последняя оз­начает, что свойства и качества отдельных явлений изменяют свои значения независимым образом и не определяются перечнем характеристик других явлений. В одной из последних интерпре­таций такую случайность назвали динамическим хаосом. Порож­денная действием побочных, нерегулярных, малых причин или взаимодействием комплексных причин случайность — это кон­кретно-особенное проявление неопределенности.

Категория «возможность» отражает будущее состояние объекта. Возможность нацелена на соотнесение предпосылок и тенден­ций развивающегося явления и предполагает варианты последу­ющих стадий развития и изменения. Набор возможностей состав­ляет бытийное поле неопределенности. Сложившаяся ситуация нередко оценивается как неопределенная из-за наличия множества конкурирующих возможностей. Неопределенность сопровождает процедуру выбора и квалифицирует «довыборное» состояние системы, Причем выбор понимается не только как сознательное и целенаправленное действие, но и как актуализация стохасти­ческой причинности природного или естественно-исторического процесса; Неопределенность потенциально содержит в себе в ка­честве равновозможных многочисленные варианты, когда «все может быть» (разумеется, в пределах фундаментальных физичес­ких констант). Затем она организуется в ситуацию и в своем свер­шившемся виде являет собой противоположность самой себе — т.е. определенность.

Необходимые в новой стратегии, изучения самоорганизующихся систем статистические закономерности формулируются на языке вероятностных распределений и проявляются как законы мас­совых явлений на базе больших чисел. Считается, что их дей­ствие обнаруживается там, где на фоне множества случайных причин существуют глубокие необходимые связи. Они не дают абсолютной повторяемости, однако в общем случае правомерна их оценка как закономерностей постоянных причин.

Для современной синергетики характерно различение двух эво­люционных ветвей развития: организмической и неорганической. Мир живого подтверждает уникальную способность производ­ства упорядоченных форм, как бы следуя принципу «порядок из порядка».

3. Междисциплинарность и принципы синергетики.

В современной постнеклассической науке на воссоздание образа объективной реальности ориентированы весь потенци­ал описательных наук, дисциплинарное знание и проблемно- ориентированные междисциплинарные исследования. Исследо­вание саморазвивающихся синергетическйх систем происходит в рамках междисциплинарных исследований в нескольких на­правлениях: модель, предложенная родоначальником синерге­тики Г. Хакеном, модель И. Пригожина, модель российской школы, возглавляемой С. Курдюмовым. Начало новой дисцип­лине, названной синергетикой, положило выступление Г. Хакена в 1973 На первой конференции, посвященной пробле­мам самоорганизации, однако в модели И. Пригожина вместо этого термина употребляется другой — «неравновесная термо­динамика». В современной постнеклассической картине мира упорядоченность, структурность, равно как и хаос, стохастич- ность, признаны объективными, универсальными характерис­тиками действительности, присутствующими на всех структур­ных уровнях развития. Проблема иррегулярного поведения неравновесных систем находится в центре внимания синерге­тики (в пер. с древнегреч. — содействие, соучастие) — теории самоорганизации, сделавшей своим предметом выявление наи­более общих закономерностей спонтанного структурогенеза. Показателем прогресса как состояния, стремящегося к повы­шению степени сложности системы, является наличие в ней внутреннего потенциала самоорганизации.

Самоорганизация мыслится как глобальный эволюционный процесс, поэтому понятие «синергетика» получило широкое рас­пространение в современной философии науки и наиболее час­то употребляется в значении «согласованное действие», «непре­рывное сотрудничество», «совместное использование».

Г. Хакен в своей классической работе «Синергетика» отме­чал, что во многих дисциплинах, от астрофизики до социоло­гии, наблюдаются корпоративные явления, которые зачастую приводят к возникновению макроскопических структур или функций. Синергетика в ее нынешнем состоянии фокусирует внимание на таких Ситуациях, в которых структуры или функ­ции систем переживают драматические изменения на уровне макромасштабов.

В частности, синергетику особо интересует вопрос о том, как именно подсистемы или части производят изменения, всецело обус­ловленные процессами самоорганизации. Казалось парадоксальным, что при переходе от неупорядоченного состояния к состоянию по­рядка все эти системы ведут себя схожим образом.

Хакен объясняет, почему он назвал новую дисциплину синер­гетикой: во-первых, в ней исследуется совместное действие мно­гих подсистем, в результате которого на макроскопическом уровне возникают структура и соответствующее функционирование; во- вторых, она кооперирует усилия различных научных дисциплин для нахождения общих принципов самоорганизации систем.

Таким образом, синергетика оказалась весьма продуктивной научной концепцией, предметом которой стали процессы само­организации — спонтанного структурогенеза. В отечественной модели синергетики и ее трактовке отечественными учеными школы С. Курдюмова внимание акцентировано на процессах, протекающих в режиме «с обострением». Синергетика включила в себя новые приоритеты современной картины мира — кон­цепцию нестабильного неравновесного мира, феномен неопре­деленности и многоальтернативности развития, идею возникно­вения порядка из хаоса.

Основополагающая идея синергетики состоит в том, что не­равновесность мыслится источником появления новой органи­зации, т.е. порядка (поэтому главный труд И. Пригожина и И. Стенгерс назван «Порядок из хаоса»). Зарождение упорядо­ченности приравнивается к самопроизвольной самоорганизации материи. Система всегда открыта и обменивается энергий с внеш­ней средой, зависит от особенностей ее параметров. Неравновес­ные состояния обусловлены потоками энергии между системой и внешней средой. Процессы локальной упорядоченности совер­шаются за счет притока энергии извне. По мнению Г. Хакена, переработка энергии, подводимой к системе, на микроскопиче­ском уровне проходит много этапов, что в конце концов приво­дит к упорядоченности на макроскопическом уровне: образова­нию макроскопических структур (морфогенез), движению с не­большим числом степеней свободы и т.д. При изменяющихся параметрах одна и та же система может демонстрировать различ­ные способы самоорганизации. В сильно неравновесных усло­виях системы начинают воспринимать те факторы, к которым они были безразличны, находясь в более равновесном состоянии. Следовательно, для поведения самоорганизующихся систем важны интенсивность и степень их неравновесности.

В синергетической парадигме признается поведение систем в режиме «с обострением». Критерием «сложности» синергетического объекта, как уже говорилось, является потенциал само­организации. Синергетика исследует неравновесные системы, или системы, находящиеся «вдали от равновесия», причем неустой­чивость означает «случайное движение внутри вполне определен­ной области параметров». Г. Николис и И. Пригожин отмечают, что при определенных условиях могут возникать макроскопиче­ские явления самоорганизации в виде ритмически изменяющихся во времени пространственных картин, появляться мозаичные структуры, кольца, спирали, концентрические окружности, ячей­ки. За порогом неустойчивости возникает новая структура.