Системная триада синергетики

Первый из этих принципов — принцип открытости — означа­ет, что анализируемая система имеет входы и стоки по веществу, энергии и информации — всем вместе или каждого по отдельности. Уравнения классической механики описывают поведение иссле­дуемого объекта самого по себе, без связи с окружающей средой, хотя он и может находиться в поле внешних сил. Но какое-либо активное взаимодействие с этой средой, взаимообмен с ней отсут­ствует.

Достаточно ясно из житейского опыта, что такой взаимообмен — обычное явление в таких реальных процессах. Сфера приложения методов синергетики — именно такие процессы. Принцип откры­тости отражает субстанциональный, предметный аспект синерге­тики.

В некоторых случаях этот принцип приводит к постановке во­просов, на которые современная наука пока не знает ответов. Вот примеры подобных вопросов. Как понимать неполноту бытия?

Если рассматривать Вселенную как открытую систему, то куда она открыта? Что такое Большой Взрыв, приведший к возникновению нашей Вселенной? Видимо, ответы на эти вопросы следует искать за границами современной общенаучной парадигмы.

Второй элемент синергетической триады — нелинейность — характеризует ее аналитический аспект: нелинейные системы тре­буют отображения в многомерном пространстве. Это следствие нелинейности с первого взгляда может показаться неочевидным. Чтобы показать, что это именно так, приведем парадоксальный пример из придуманной X. Борхесом «Китайской энциклопедии».

В одной из статей этой энциклопедии говорится: «животные подразделяются на а) принадлежащих Императору, б) бальзами­рованных, в) прирученных, г) молочных поросят, д) сирен, г) ска­зочных, ж) бродячих собак, з) включенных в настоящую классификацию, и) буйствующих, как в безумии, к) неисчислимых, л) нарисованных очень тонкой кисточкой из верблюжьей шерсти, м) и прочих, н) только что разбивших кувшин, о) издалека кажу­щихся мухами».

При всей специально придуманной нелепости этой классифи­кации она представляет собой удачный пример чисто одномерного линейного упорядочения абсолютно несхожих объектов. Очевид­но, каждому из этих объектов следовало бы приписать собствен­ный параметр и перевести таким образом всю эту чудовищную мешанину в 14-мерное пространство.

Но это еще не все. Разительное различие этих «китайских» объектов потребует сделать и следующий шаг — ввести для описа­ния каждого из них специфический параметр, или критерий, ха­рактерный исключительно для этого объекта. А это и будет озна­чать, что многомерное пространство, построенное по этим пара­метрам как по осям координат, обязательно будет нелинейным.

Математически нелинейность означает, что уравнения, описы­вающие процесс, содержат переменные, показатель степени кото­рых может отличаться от единицы. Простейший пример — квад­ратное уравнение.

Нелинейность системы проявляется в целом ряде ее свойств — неустойчивости, необратимости во времени, бифуркациях, альтер­нативности виртуальных эволюционных паттернов, возможности перехода в состояние динамического хаоса. Описывать поведение такой системы в классическом приближении отдельных траекто­рий невозможно.

Быть может, наименее ясным покажется третий элемент синергетической триады — когерентность. Этот термин происходит от латинского слова cohaerentia, что означает «связь, сцепление». В теории колебаний когерентность означает согласованное протекание во времени нескольких волновых процессов, разность фаз ко­торых постоянна. В результате когерентные волны либо усилива­ют, либо ослабляют друг друга. Вследствие этого эффекта сложе­ние малых величин может дать очень большую интенсивность сигнала. На этом принципе работает лазер.

В синергетике когерентность означает согласованное действие всех элементов в масштабе системы как единого целого. При этом механизм кооперации элементов может быть любым, а не только на основе согласования фаз. Согласованность функционирования элементов — это и есть тот самый принцип синергии, который в теологии был провозглашен Григорием Нисским, а применитель­но к синергетике как теории самоорганизации принят Хакеном и Пригожиным. Именно когерентность, кооперативность, согласо­ванность внутренних процессов, определяющих эволюцию систе­мы, и придает ей главное качество — способность к самоорганиза­ции. Можно поэтому утверждать, что когерентность, как третий элемент синергетической триады, вносит в ее описание как едино­го целого качественный аспект.

Чтобы глубже осмыслить структурные особенности синергети­ческой триады, целесообразно вспомнить представление о тройст­венности самого понятия «триада». Русский философ Р.Г. Баранцев предлагает следующую классификацию триад: линейные, переходные и системные. Линейные, или одномерные, триады по существу являются вырожденными; семантически они не богаче диад, примером которых являются парные столкновения.

Пример триад промежуточного типа — гегелевская формула «тезис — антитезис — синтез». Элементы этой триады неравно­правны, несинхронны и не содержат указаний на механизм собственного динамизма.

Особенности системных триад состоят в том, что их элементы равноправны, обладают общей топологической структурой и об­разуют целостное единство. В совокупности эти особенности системных триад определяют такие их свойства, как динамизм, необратимость во времени, самоорганизация, эволюция. Можно поэтому согласиться, что концепция синергетической триады служит достаточным основанием для системного определения си­нергетики.

Глава 1.4