Концепция системности в естествознании

В наши дни на базе всеобъемлющего эволюционизма явно наметилась тенденция к синтезу естественных наук, рассмотрению их проблематики на основе системного подхода. При обсуждении процессов и закономерностей самоорганизации естественным оказывается использование понятия системы и соответствующей терминологии. Системный взгляд, теория систем сложились в ходе решения комплексных проблем, требующих совместного применения методов различных наук и научных направлений. Речь, таким образом, идет о междисциплинарном подходе, примером которого служит возникновение таких направлений исследования, как кибернетика и синергетика.

Мы уже обращали внимание на то, что синергетика, как теория самоорганизации, рассматривает в качестве важного фактора развития механизм положительной обратной связи, направленный на увеличение отклонения от равновесного состояния системы. А принцип действия технических систем регулирования, изучаемых кибернетикой, направлен на сохранение динамической устойчивости за счет действия отрицательной обратной связи, обеспечивающей подавление флуктуаций управляемых параметров. Это тоже самоорганизация, но с другим знаком. Поэтому, в принципе, методы теории систем применимы как в кибернетике, так и в синергетике.

Вообще же при функционировании систем любой природы действуют механизмы как положительной, так и отрицательной обратной связи. При этом действие отрицательной обратной связи стабилизирует систему, гася флуктуации, в то время как действие положительной усиливает флуктуации, что может приводить систему в точку бифуркации.

Современная общая динамическая теория систем опирается на фундаментальные результаты синергетики, в частности теории диссипативных структур (неравновесной термодинамики). В таком качестве она позволила сформировать новый, более широкий взгляд на динамику процессов эволюции на всех уровнях структурной организации материи. Можно со всеми основаниями говорить о становлении новой парадигмы, призванной объяснить широкий круг явлений на междисциплинарном уровне. Уже сейчас на основе такого подхода удается преодолеть многие затруднения, возникавшие при описании эволюционных процессов в биологических, экологических, а также социальных и гуманитарных системах. Особые надежды возлагаются на то, что посредством последовательного применения синергетической парадигмы будет найден ключ к пониманию и объяснению одной из величайших тайн природы – возникновения элементарных живых систем из органических макромолекул.

Ведущие принципы новой научной концепции укладываются в триаду: системность – динамизм (глобальный эволюционизм) – самоорганизация. На современном этапе развития научного знания считается, что эти принципы построения научной картины мира отражают фундаментальные закономерности развития природы.

Системность означает отражение научным знанием того положения, что Вселенная являет собой наиболее крупную из известных систем, состоящую из множества подсистем разного уровня сложности, каждая из которых может рассматриваться как отдельная система. Эффект системности проявляется в возникновении новых свойств в результате взаимодействия элементов, объединяющихся в систему. Такие свойства принято называть эмерджентными. Другой важной характеристикой систем является их иерархическая организация, т. е. вхождение систем нижних уровней сложности в последовательность систем более высоких уровней. Подобное объединение элементов и систем выражает их единство: каждый элемент той или иной системы связан со всеми элементами систем всех уровней. Такая связь с очевидностью прослеживается, например, в цепочке: человек – биосфера – Земля – Солнечная система – Галактика – Метагалактика. Любая подсистема Вселенной выступает как цельное, автономное образование, следующее своим путем развития, и в то же время остается составной частью систем более высокого уровня. Подобным образом должна выглядеть научная картина мира, отражающая систему его строения, и подобным же образом формируется (эволюционирует) современное естествознание, воспроизводящее эту картину.

Динамизм, глобальный эволюционизм отражают существование Вселенной и всех без исключения ее подсистем только в развитии, в процессе эволюции, протекающем для всех элементов иерархии по единому алгоритму – на основе самоорганизации структур, составляющих системы и подсистемы природы. Эволюционирующая Вселенная являет собой свидетельство единства мира, в котором любой процесс есть историческое следствие и вместе с тем составная часть глобального эволюционного процесса, начало которому было положено Большим взрывом.

Самоорганизация представляет собой неотъемлемую способность материи к развитию путем самоусложнения и наращивания упорядоченности своих структур. Узловым моментом самоорганизации является скачкообразный, однозначно не прогнозируемый переход системы в состояние с более высоким уровнем упорядоченности. Общий механизм, алгоритм такого скачка не зависит от природы самоорганизующихся систем. Он сопровождается нарушением первоначальной симметрии (как это обычно и бывает при существенных качественных изменениях) и проходит через неустойчивое, хаотичное состояние системы.

Указанные принципы организации современного научного знания, отражающие, как принято считать, общие закономерности и алгоритм глобальной эволюции как по отдельности, так и в совокупности, позволяют сделать вывод об историчности, а следовательно, и о принципиальной незавершенности научной картины мира, как существующей, так и любой альтернативной или последующей. В самом деле, научная картина мира есть отражение системой научного знания определенного состояния эволюционирующей Вселенной и предыстории этого состояния. Естественно, что с развитием человеческого общества происходит не только расширение и углубление научного знания, но и изменение самого отношения человека к миру, понимания своего предназначения в нем. Вместе с тем, продолжает развиваться и сама Вселенная. Следовательно, абсолютное знание в виде истинной научной картины мира недостижимо и поэтому процесс познания бесконечен.

Системный подход, характерный для синергетической парадигмы, основан на рассмотрении предметов и явлений окружающего мира, как элементов определенного целостного состояния. Основными факторами, определяющим систему, являются взаимодействие и взаимосвязь элементов в рамках целого, а также несводимость свойств целого к свойствам составляющих его элементов и подсистем. В принципе, однако, любая подсистема или элемент системы, в свою очередь, могут рассматриваться как самостоятельная система, а любая система – быть подсистемой или элементом системы более высокого уровня иерархии. Всё зависит от постановки задачи исследования, для решения или анализа которой привлекается системный метод. Выделяя систему, важно видеть присущие ей как целому эмерджентные (от англ. emergent – внезапно возникающий), т.е. качественно новые свойства, которыми ее составляющие не обладают.

Поскольку все реальные системы в природе и обществе являются открытыми, то в процессе исследования той или иной системы в рассмотрение включаются и те системы, с которыми данная система взаимодействует и которые составляют для нее внешнюю, или окружающую, среду. Взаимосвязь системы с внешней средой осуществляется посредством обмена с ней веществом, энергией и информацией. На современном уровне научного знания известно, что в неживой природе открытые системы обмениваются с окружающей средой веществом и энергией (например, в химических реакциях с выделением тепла). Живые системы кроме обмена веществом и энергией в процессе метаболизма получают и передают еще и информацию, посредством которой осуществляется управление наследственностью. В социально-экономических и гуманитарных системах обмен информацией приобретает первостепенную роль, составляя основу созидательной деятельности человечества.

Наука, как известно, началась с систематизации знания. Суть и смысл систематизации состоят в объединении отдельных фактов и суждений в рамках определенной концепции. Научное знание о системах, естественно, тоже систематизируемо. Не вдаваясь, однако, в классификацию систем, выделим два их вида – материальные и концептуальные системы. Для всевозможных материальных систем различной природы характерна независимость от познающего субъекта, который в процессе познания стремится отразить их содержание и свойства в создаваемых концептуальных системах. Как правило, концептуальная система представляет собой научную теорию, которая посредством своих понятий и законов отображает процессы, происходящие в реальных природных и социальных системах. Отметим, что системный характер научной теории проявляется в ее построении, связывающем и объединяющем отдельные элементы (в виде понятий, утверждений, закономерностей) в целостную структуру знания.

Понятия и модели, на которых базируется метод системного исследования, применимы для исследования явлений различной природы и различного характера. Поэтому возникает необходимость в абстрагировании от конкретного содержания отдельных систем с тем, чтобы выявить общие, наиболее существенные признаки, свойственные всем системам определенного класса. Основным средством достижения этой цели служит математическое моделирование, ставшее в период всеобщей компьютеризации эффективным методом исследования сложных, многопараметрических систем. Таким образом, и на уровне системных исследований сложилось единство качественных и количественных методов описания, характерное для развития научного познания.

С возникновением системного метода, его применением в естествознании и других науках начался качественно новый этап развития науки, связанный с междисциплинарным подходом к решению актуальных проблем, когда возможности традиционного дисциплинарного подхода исчерпаны или близки к пределу. Основополагающая роль системного метода состоит в достижении с его помощью единства научного знания, которое проявляется в двух направлениях. С одной стороны, такое единство проявляется во взаимодействии различных научных дисциплин, возникновении новых дисциплин «на стыках» традиционных, формировании междисциплинарных направлений исследования. С другой стороны, системный метод способствует более четкому выявлению единства в рамках отдельной научной дисциплины, позволяя охватить всю совокупность явлений как бы взглядом сверху. В целом же процесс познания развивается наиболее успешно в том случае, когда части и целое, анализ и синтез рассматриваются во взаимодействии, в котором они дополняют и обогащают друг друга.

Дата добавления: 2015-07-08