2018-01-08
1119
Як відомо, в основі системного аналізу лежить принцип системності, а в основі теорій самоорганізації - принцип розвитку. Обидва принципи взаємодоповнюють один одного й у дійсності утворюють єдність, що відбивається в пізнанні, як єдність теорій самоорганізації й системних досліджень, (перші ґрунтуються на методології й теоретичних висновках других). Зворотний процес - асиміляція загальною теорією систем, системним аналізом і системним підходом методологічних знахідок теорій самоорганізації - поки відстає, що цілком з'ясовно, оскільки ці дисципліни акцентують увагу на різних аспектах тих самих об'єктів - систем різних видів.
До теорій самоорганізації відносяться синергетика, теорія змін і теорія катастроф.
Синергетика, основні положення якої були сформульовані професором Штутгартського університету Г. Хакеном, являє собою евристичний метод дослідження відкритих систем, що самоорганізуються, підданому кооперативному ефекту, що супроводжується утворенням просторових, тимчасових або функціональних структур; або, коротко, процесів самоорганізації систем різної природи. Вона виникла у відповідь на кризу вичерпаного себе стереотипного, лінійного мислення, основними рисами якого є:
|
|
|
1) уявлення про хаос як винятково деструктивний початок світу;
2) розгляд випадковості як другорядного, побічного фактора;
3) твердження, що світ вважається незалежним від микрофлуктуацій (коливань) нижніх рівнів буття й космічних впливів;
4) погляд на неврівноваженість і нестійкість, як на прикрі неприємності, які повинні бути переборені, тому що грають негативну, руйнівну роль;
5) думка про те, що процеси, що відбуваються у світі, є оборотними в часі, передбачуваними й ретрозначимими на необмежено більші проміжки часу; розвиток лінійно, поступально, безальтернативно (а якщо альтернативи і є, то вони можуть бути тільки випадковими відхиленнями від магістрального плину, підлеглі йому й в остаточному підсумку поглинаються їм);
6) пройдене представляє винятково історичний інтерес, а повернення до старого, якщо воно і є, є діалектичним зняттям попереднього рівня й мають нову основу; світ зв'язаний джорсткими причинно-наслідковими зв'язками; причинні ланцюги носять лінійний характер, а наслідок якщо й не тотожний причині, то пропорційний їй, тобто чим більше вкладено енергії, тим більшим буде результат.
Toбто, фактично мова йде про механістичну картину світу й механіцизмі як методі, що підходить до світу як до гігантського механізму, а до окремих об'єктів і процесів як до деталей цього механізму. Ha незастосовність механіцизму як універсальної моделі світу вказували ще Д. Дідро й Ф. Шеллинг, в XX столітті — С. H. Булгаков і А. Раппопорт, критикуючи її з філософської точки зору. Природнонаукова критика почалася в XIX столітті, коли термодинаміка поставила під сумнів позачасовий характер механістичної картини світу, доводячи, що якби світ був гігантською машиною, то вона неминуче повинна була б зупинитися, тому що запас корисної енергії рано чи пізно був би вичерпаний, але, незважаючи на це, механістична парадигма залишається до цих пір «крапкою відліку», утворюючи центральне ядро науки в цілому, не кажучи вже про більшість соціальних наук, особливо, економіці, які ще перебувають у повній її владі. Особливо неприйнятним в механіцизмі є розгляд об'єкта як простої «суми» його частин, що неминуче обмежує дослідження рівнем підсистем, а цього недостатньо для пізнання об'єкта. Крім того, «механізми», «машини», у якості яких вивчається об'єкт, є замкнутими, закритими системами, що перебувають у стійкому, рівноважному стані, а подібні системи становлять лише невелику частину світу. Більшість систем є відкритими, як, наприклад, біологічні і соціальні, рідко перебувають у стійкому, рівноважному стані, тому будь-які спроби зрозуміти їх у межах механістичного світогляду приречені на провал.
|
|
|
Приклади, що підпадають у сферу інтересів синергетики, Хакен приводить із найрізноманітніших галузей науки. B фізиці він приділяє особливу увагу утворенню просторових структур у рідинах.
Це, зокрема, виникнення вихрів Тейлора в рідині, укладеної між коаксіальними циліндрами. При досягненні деякої критичної швидкості обертання одного із циліндрів, у рідині утворяться яскраво виражені осциллірующі шари. Інший приклад - конвективна нестійкість Бенара (осередку Бенара). Тут мова йде про виникнення структур, що нагадують бджолині стільники в рідині, налитої в плоску посудину й підігріта знизу. Більшу роль у виникненні синергетики зіграло вивчення Г. Хакеном процесів генерації когерентного випромінювання в лазерах, оскільки цей процес піддається теоретичному аналізу й може перевірятися експериментально.
Найбільш вражаючим прикладом самоорганізації в області хімії є відкрита в 1951 р. Б. П. Білоусовим хімічна коливальна реакція, що одержала назву реакції Білоусова - Жаботинського, або «хімічні годинники». Спеціально підібрані реагенти в цій реакції, утворюючи сильно не рівноважну відкриту систему, взаємодіють таким чином, що кольори розчину періодично міняються із червоного на синій. B подальшому були виявлені й більш складні реакції подібного типу, у яких мінялися не тільки кольори розчину, але виникали різнобарвні просторові структури у вигляді концентричних кілець і спіральних хвиль.
Численні приклади, що мають синергетичний характер, дає сфера техніки. Це руйнування мостів при позакритичному навантаженні, деформації тонких оболонок, у яких виникають шестикутні ячейні структури й ін.
Об'єкти живої природи утворюють величезну безліч високоорганізованих структур. Тому біологія є найважливішою сферою додатка синергетики.
Синергетика, як і інші теорії самоорганізації, намагається заповнити «білі плями», які залишив після себе механіцизм, головне серед яких - практично повна відсутність узагальнень, що стосуються поводження відкритих систем. Вивчаючи закони самоорганізації, самодезорганізації й самоврядування складних систем, вона дає те універсальне знання законів самоорганізації й розвитку систем, у якому давно назріла потреба.
Етимологічно синергетика походить від грецького «синергетикос» - спільний, узгоджено діючий. HА першому етапі розвитку під синергетикою розуміли область наукових досліджень, метою яких було виявлення загальних закономірностей у процесах утворення, стійкості й руйнування впорядкованих тимчасових і просторових структур у складних не рівноважних системах різної природи: фізичних, хімічних, біологічних, соціальних і т.д. Тут «спільна, погоджена дія» може бути як наслідком самоорганізації (у результаті розвитку власних нестійкостей у системі), так і наслідком змушеної організації за рахунок зовнішніх впливів.
|
|
|
На сьогодні синергетика розуміється як наука про математичне моделювання переходу систем з одного стійкого cтану в інший. Сукупність знань про хаос і порядок, перехідні процеси, фрактали і нелінійності, які називають синергетикою, розуміють і як теорію, і як навчання, і як науку, і як світогляд, що виходять із всіляких образів, фактів, уявлень про хаос, порядок, когерентність, перехідних і кооперативних процесах у природі, суспільстві, духовному світі. Перелік ідей, що формують синергетику як парадигму, містить у собі нелінійність, самоорганізацію, відкритість системи, її неврівноважність.
Існують чотири підходи до сутності поняття синергетика. Синергетика - це:
1) парадигма — система ідей, принципів, образів, з уявлення яких, можливо, згодом виросте фундаментальна наукова теорія, або загальнонаукова теорія, або навіть світогляд;
2) ряд часнонаукових теорій (фізика, хімія, біохімія, біологія, соціологія, психологія й інші науки), поєднаних ідеями нелінійності, відкритості, перехідності, неврівноваженості процесів, що проходять у системах;
3) загальнонаукова теорія (яка поки ще складається), тобто як теорія диссипативних структур (у розумінні І. Пригожина), або теорія систем, що самоорганізуються (по Г. Хакену), або теорія перехідних процесів, взаємоперетворення хаосу й порядку й т.п.;
4) новий світогляд, що переборює пануюче поки в науці мислення зі сталими незмінними поняттями (платоновська традиція) і стверджуюче мислення, засноване на «встановлюючих», перехідних, нестабільних, фрактальних формах і образах.
Завдання синергетики складається в знаходженні й детальному дослідженні тих базових моделей, які виходять із найбільш типових припущень про властивості окремих елементів, що становлять систему, і законах взаємодії між ними. Оскільки головною відмінною властивістю досліджуваних систем є процеси самоорганізації, що протікають у них, синергетику можна також розглядати як загальну теорію самоорганізації в системах різної природи.
|
|
|
Об'єднуючим початком у синергетиці є об'єкти досліджень - відкриті складні нелінійні системи зі зворотними зв'язками. Зрозуміло, такі системи вивчалися й раніше без використання терміна «синергетика». Загальні труднощі подібних досліджень - виняткова складність і громіздкість точного математичного опису, особливо якщо в системі працюють безліч зворотних зв'язків.
Обґрунтуванням доцільності синергетических досліджень є встановлений факт, що кооперація багатьох підсистем якої-небудь системи підкоряється тим самим принципам незалежно від природи підсистем. Пізнання цих принципів дозволяє по-новому підійти й до проблеми раціонального керування розвитком складних систем. З точки зору синергетики не можна, наприклад, при керуванні розвитком природної або соціальної системи нав'язувати невластиві їй форми організації. Вивчивши систему, необхідно збільшувати не силу керуючого впливу, а збільшувати погодженість впливу із власними тенденціями системи.
Синергетика, як теорія самоорганізації, виходить із того, що складним системам (до таким варто віднести й соціально-економічні системи) не можна нав'язувати шляхи їхнього розвитку, а скоріше, необхідно зрозуміти, як сприяти їхнім власним тенденціям розвитку, як виводити системи на ці шляхи, зрозуміти закони спільного життя природи й людства, їх коеволюції. Для складних систем існує кілька альтернативних шляхів розвитку, вибір яких залежить від результату боротьби протиборчих сил. З цього зв'язку стає актуальним наукове обґрунтування вибору такого шляху. Виділяються чотири принципи приватних теорій синергетики:
1. Нелінійність означає незбереження аддитивности в процесі розвитку уявлених систем. Будь-яке явище розуміється як момент еволюції, як процес розвитку.
2. Нестійкість означає незбереження «близькості» станів системи в процесі її еволюції й істотна залежність від зміни значення системоутворюючих параметрів.
3. Відкритість означає визнання обміну системи речовиною, енергією, інформацією з навколишнім середовищем і, отже, визнання системи як складаючої елементів, зв'язаних структурою, так і включенної у якості підсистеми елемента в інше ціле.
4. Підпорядкування означає, що функціонування й розвиток системи визначаються процесами в її підсистемах при виникненні ієрархії масштабів часу. Це принцип «самоспрощення» системи, тобто зведення її динамічного опису до малого числа параметрів порядку.
Змістовний блок методології синергетики містить у собі:
1. Принцип становлення, що затверджує, що головна форма буття — не встановлене, а тільки стає, не спокій, а рух, не завершені, вічні, цілісні-стійкі форми, а перехідні, проміжні, тимчасові утворення. Становлення виражається через дві свої крайності — хаос і порядок. Хаос - основа складності, випадковості, утвору - руйнування, конструкції - деконструкції. Порядок - основа простоти, необхідності, закону, краси, гармонії.
2. Принцип пізнання означає пізнання (відкриття) буття як становлення. При цьому параметри порядку відіграють двояку роль: повідомляють системі, як поводитися, і доводять до відома спостерігача дещо про макроскопічний стан системи.
3. Принцип згоди (коммуникативності, діалогічності), що означає, що буття як становлення формується й упізнається лише в ході діалогу, комунікативної, доброзичливої взаємодії суб'єктів і встановлення гармонії в результаті діалогу.
4. Принцип відповідності, що означає можливість переходу від досинергетичної (класичної, «некласичної» і «постнекласичної») науки до синергетичної (як по інтуїтивних міркуваннях, так і по формальних параметрах).
5. Принцип додатковості, що означає незалежність і принципову частковість, неповноту як досинергетичного опису реальності (без синергетичного), так і частковість синергетичного (без досинергетичного); буття з'являється як встановлене (платоновское) і як те, що стає (неплатонистское). Буття - і те, і це.
Роль синергетики як нової наукової картини світу й методології дослідження процесів руху систем ще більше зростає, якщо враховувати її синтетичний, власне кажучи, характер. Г. Хакен, виступаючи на першій в CРCP конференції щодо синергетики, визначив цілі, які вона ставить перед собою, так: перевантажену величезною кількістю деталей інформацію про системи різної природи, досліджуваних сучасною наукою, необхідно стиснути, перетворивши в невелике число законів або концепцій, тому що, по вираженню англійського кібернетика С. Бира, дані перетворилися в новітній різновид забруднення навколишнього середовища - їхній надлишок породив інформаційний голод. Поява концепцій самоорганізації (синергетики, зокрема) можна розглядати як новий важливий етап еволюції науки, що наступила за суперспеціалізацією, що несе нові можливості діалогу наук і нові підходи до їхнього викладання.
Крім розходжень, у синергетики (і інших теорій самоорганізації) і системних досліджень є й загальне. Їх поєднують принципи системності, розвитку, ізоморфізму, типологія систем. Як уже відзначалося вище, синергетика увібрала в себе всі значимі для дослідження процесів самоорганізації теоретичні й методологічні висновки системних досліджень. Співвідношення синергетики й системних досліджень показує табл. 3.1
Таблиця 3.1
Співвідношення системних досліджень і синергетики
| Системні дослідження (загальна теорія систем, системний аналіз, системний підхід) | Синергетика |
| 1. Акцент роблять на статиці систем, їх морфологічному й, рідше, функціональному описі | 1. Акцентує увагу на процесах росту, розвитку й руйнування систем |
| 2. Надають великого значення впорядкованості, рівновазі | 2. Вважає, що хаос відіграє важливу роль у процесах руху систем, причому не тільки деструктивну |
| 3. Вивчають процеси організації систем | 3. Досліджує процеси самоорганізації систем |
| 4. Найчастіше зупиняючись на стадії аналізу структури системи, абстрагуються від кооперативних процесів | 4. Підкреслює кооперативність процесів, що лежать в основі самоорганізації й розвитку систем |
| 5. Проблема взаємозв'язку розглядається, в основному, як взаємозв'язок компонентів усередині системи | 5. Вивчає сукупність внутрішніх і зовнішніх взаємозв'язків системи |
| 6. Джерело руху бачить у самій системі | 6. Визнає більшу роль середовища у процесі зміни |
