Синергетическая парадигма

АТТРАКТОР (от греч. – притягивать) – относительно устойчивое состояние системы, которое как бы притягивает к себе многообразные пути и траектории динамических систем, направляет их эволюцию к определенной «цели» (образ воронки).

БИФУРКАЦИЯ – критическое состояние системы, точка перехода от хаоса к порядку, момент оформления, возникновения нового порядка, завершающий период развития системы в режиме с обострением, выбор одной из целого веера бурно расширявших свою активность тенденций – как доминирующей и определяющей новый порядок в пост-бифуркационный период. Это скачкообразная качественная перестройка системы при плавном изменении параметров. (Н: закипает вода, тает лед). До точки бифуркации система имеет один путь развития, ее поведение полностью предсказуемо. Примеры бифуркации в различных системах: Бифуркация рек – разделение русла реки и её долины на две ветви, которые в дальнейшем не сливаются и впадают в различные бассейны. В медицине – разделение трубчатого органа (сосуда или бронха) на 2 ветви одинакового калибра, отходящие в стороны под одинаковыми углами. Механическая бифуркация – приобретение нового качества в движениях динамической системы при малом изменении её параметров. Разделение старших классов учебного заведения на два отделения. Бифуркация времени-пространства (в научной фантастике) – разделение времени на несколько потоков, в каждом из которых происходят свои события.

БИФУРКАЦИИ ТОЧКА ИЛИ ТОЧКА БИФУРКАЦИИ – этотакой период в развитии системы, когда прежний устойчивый, линейный и предсказуемый путь развития системы становится невозможным, это точка критической неустойчивости развития, в которой система перестраивается, выбирает один из возможных путей дальнейшего развития, то есть происходит некий фазовый переход.

Точка бифуркации – одно из наиболее значимых понятий теории самоорганизации. Это такой период или момент в истории системы, когда она превращается из одной системной определенности в другую. Ее качественные характеристики после выхода на точку бифуркации обречены на принципиальное изменение, приводящее к изменению сущности самой системы. Механизм трансформации системы, работающий в такие моменты, связан с ветвлением системной траектории, определяемый наличием конкуренции аттракторов.Точки бифуркации – особые моменты в развитии живых и неживых систем, когда устойчивое развитие, способность гасить случайные отклонения от основного направления сменяются неустойчивостью. Устойчивыми становятся два или несколько (вместо одного) новых состояний. Выбор между ними определяется случаем, в явлениях общественной жизни – волевым решением. После осуществления выбора механизмы саморегулирования поддерживают систему в одном состоянии (на одной траектории), переход на другую траекторию становится затруднительным. Например, эволюция живых организмов и возникновение новых видов полностью укладываются в эту схему. По мере изменения условий вид, ранее хорошо приспособленный, теряет устойчивость и в итоге бифуркации дает два новых вида, отличающихся от прежнего и в еще большей степени друг от друга. Примеры точек бифуркации: замерзание переохлажденной воды; изменение политического устройства государства посредством революции.

БИФУРКАЦИЯ СОЦИАЛЬНАЯ (современные концепции):

- это момент, когда между объективными и субъективными представлениями возникает противоречие и кризис (А.А. Черепанов);

- это такое состояние общественной жизни (социальная напряженность), в котором утрачивается целостность связей и отношений, фиксированных ранее на определенном качественном основании. Социальная бифуркация фиксирует возможность некоторой двойственности разрешения ситуации, в котором оказалось общество, столкнувшись с необходимостью изменения своего состояния (С.Г. Лар­ченко);

- выступает не как точка перехода из одного состояния (хаоса) в другое состояние (порядка), но как относительно самостоятельное состояние, вмещающее сложную, противоречивую событийность, как зона перехода – зона бифуркации (О.Н. Козлова);

- это социальная революция, переходный процесс, качественный скачок в развитии общества, где действие объективных законов опосредуется сознанием людей (В.И. Карасев);

- это взрыв или вспышка еще не развернувшегося смыслового пространства культуры, которая содержит в себе потенциальные возможности будущих путей развития, но в момент бифуркационного взрыва определяется случайностью (Ю.М. Лотман);

- это крутой перелом развития, изменение его направления; это распад системы на составляющие ее элементы, т.е. катастрофа; это момент выбора новых направлений эволюции. Это состояние, когда система, потеряв устойчивость, полностью теряет память и ее последующая эволюция оказывается принципиально непредсказуемой, поскольку определяется только теми случайными факторами, которые в момент бифуркации действуют на систему. В реальности бифуркация есть не одномоментный акт, а некоторый протяженный во времени процесс кардинальной перестройки системы, по ходу которого и осуществляется объективация одного из возможных путей ее развития (Н.Н. Моисеев);

- точка социальной бифуркации может рассматриваться как некоторая социальная реальность, а не просто как совокупность наличных отношений. Оценка точки бифуркации или того периода, который он занимает, зависит от целого ряда факторов объективных и субъективных (ценностей, ценностных ориентаций, установок, предпочтений и т.д., а также методологической позиции исследователя). С позиции саморазвивающейся системы точка социальной бифуркации представляется как изначально заданная точка в качестве некоторой абстракции, или как определенная фаза, которая уже изначально содержит в себе ряд определенных альтернатив, возможных миров, сценариев (В.В. Попов, О.А. Музыка);

- спонтанные социальные флуктуации в контексте длительной временной протяженности порождают социетальную бифуркацию, которая внезапно развертывается как стохастический процесс, и в бифуркационном социуме, насыщенном событиями, конфликтами и конкурирующими альтернативами будущего, резко возрастают хаотические тенденции и риски политики. В момент бифуркации решающую роль играют стохастические факторы, в том числе спонтанное и ценностно-рациональное поведение человеческих масс, лидеров и т.д. (М.С. Ельчанинов);

- переломный момент социальной динамики или точка социальной бифуркации. Точка социальной бифуркации – это точка утраты устойчивости, а вместе с этим утраты силы организационной составляющей и полного ее подавления самоорганизационной составляющей (Л.Д. Бевзенко).

БИФУРКАЦИОННЫЙ МЕХАНИЗМ играет важнейшую роль в общей эволюционной схеме. Именно он является источником роста разнообразия различных форм организации материи, а следовательно, и непрерывно возрастающей сложности её организации. Кроме того, из-за вероятностного характера бифуркационного процесса эволюция не может иметь обратного хода, точнее, вероятность обратного хода эволюции стремится к нулю, а это имеет отношение к другому фундаментальному факту – отсутствие обратимости не только эволюции, но и времени. В этом проявляется общая направленность общего эволюционного процесса.

ВЕРОЯТНОСТЬ – предполагает устойчивое распределение признаков совокупности и нацелена на исчисление континуума возможных изменений.

ДЕТЕРМИНИРОВАННЫЙ ХАОС – понятие в синергетике, возникшее как переоценка смысла и роли хаоса, обнаружение возможностей его саморегуляции. Конструктивная роль хаоса проявляется в самоорганизующихся системах, в том, что он необходим для выхода системы на один из аттракторов, и что он лежит в основе объединения простых структур в сложные, механизмов согласования темпов их эволюции.

ДИССИПАЦИЯ – преобразование системой поступающей энергии в тепловую.

ДИССИПАТИВНОСТЬ (рассеивание энергии) – это особое динамическое состояние, при котором открытые неравновесные системы активно взаимодействуют с внешней средой.

ДИССИПАТИВНАЯ СИСТЕМА – это такая система, в которой протекают необратимые процессы, вызванные ростом энтропии, превращением механической энергии в тепловую и иные формы (трение, излучение, теплопроводность).

КИБЕРНЕТИКА – общая теория управления, применяемая к любой системе взаимодействующих элементов, образующих единое целое. Основоположник кибернетики, выдающийся американский математик Норберт Винер, определял её как науку об управлении и связи в механизмах, организмах и обществе. Кибернетика, которая появилась в 50-е годы ХХ века, как наука изучает не все системы вообще, а именно управляемые системы, причем это могут быть технические, биологические, экономические, экологические системы, в которых осуществляется саморегуляция и самоуправление при помощи совокупности факторов (таких, как передача и обмен энергии или информации), прямо или косвенно влияющих на скрытое от непосредственного наблюдения взаимодействие элементов, что и определяет результирующее поведение и общие закономерности развития этих систем как целого.

НЕОПРЕДЕЛЕННОСТЬ – это вид взаимодействий, лишенных конечной устойчивой формы.

НЕРАВНОВЕСНОСТЬ – это свободное состояние системы без внешнего воздействия на нее. Основным признаком является протекание сквозь систему потоков энергии и вещества, вызываемых температурными, химическими и другими градиентами.

НЕЛИНЕЙНОСТЬ – многовариантность, альтернативность путей, темпов эволюции, ее необратимость, возможность непредсказуемых изменений течения процессов – в целом развитие через случайность выбора пути в точках бифуркации.

СЛУЧАЙНОСТЬ – характеристика поведения любого типа систем (сложных и простых), означающая, что свойства и качества отдельных явлений изменяют свои значения независимым образом (в современной науке называется «динамическим хаосом»). Случайность выступает как особенное проявление неопределенности.

САМООРГАНИЗАЦИЯ – (в широком понимании) фундаментальное понятие синергетики, означающее процессы спонтанного упорядочивания, т. е. перехода от хаоса к структурированному состоянию, возникновению пространственно-временных и функциональных структур, протекающих в открытых нелинейных системах;(в узком понимании) скачкообразные природные процессы, переводящие открытую неравновесную систему, достигшую в своем развитии критического состояния, в новое устойчивое состояние с более высоким уровнем упорядоченности по сравнению с исходным.

Самоорганизация, как сложное явление, может быть подразделено на три типа. Типы самоорганизации. Первый тип – самозарождение организации – это возникновение из некоторой совокупности целостных объектов одного уровня нового обьекта-системы более высокого уровня организации. Второй тип самоорганизации – сохранение системой своей организации при изменении внешних или внутренних условий демонстрируется всеми живыми существами. Третий тип самоорганизации есть процесс качественного самоизменения системы, направленный на ее развитие и самосовершенствование. Процесс самоорганизации в замкнутых (неживых) системах отличается от самоорганизации открытых (живых) систем. Замкнутые (закрытые) системы, выведенные из состояния равновесия, стремятся вернуться к равновесному состоянию и при этом энтропия (показатель степени хаотичности их поведения) стремится к максимальному значению (согласно второму началу термодинамики). Открытые системы, находящиеся в сильно неравновесных условиях, могут совершать переход от беспорядка, теплового хаоса, к порядку. Вдали от равновесия могут спонтанно возникать новые типы структур. Таким образом, класс систем, способных к самоорганизации, – это неравновесные, открытые, нелинейные и диссипативные системы.

СИНЕРГЕТИКА (от греч. «син» – «со-», «совместно» и «эргос» – «действие») переводится как "энергия совместного действия" – это созданное в 70-х годах XX века междисциплинарное направление, которое занимается изучением систем, состоящих из многих подсистем различной природы (электронов, атомов, молекул, клеток, нейронов, механических элементов, органов животных, людей, транспортных средств и т.д.), и выявлением того, каким образом взаимодействие таких подсистем приводит к возникновению пространственных, временных или пространственно-временных структур в макроскопическом масштабе. Предложенный Г. Хакеном, термин "синергетика" акцентирует внимание на согласованности взаимодействия частей при образовании структуры как единого целого. Синергетика развивается по нескольким направлениям, в силу чего синергетическая исследовательская традиция представлена в современной культуре в нескольких интерпретационных версиях или методологических моделях. Изначально сформировалась модель, предложенная Г. Хакеном, затем модель И. Пригожина и модель российской школы синергетиков во главе с С.П. Курдюмовым.

1. Модель Германа Хакена – равновесная термодинамика.

Г. Хакен, работая в немецкой лаборатории над новыми источниками света, исследовал механизмы кооперативных процессов, которые происходят в твердом лазере. Он пришел к выводу, что частицы, составляющие активную среду резонатора, под воздействием внешнего светового поля начинают колебаться в одной фазе. В результате этого между ними устанавливается когерентное, или согласованное, взаимодействие, которое приводит в результате к их кооперативному или коллективному поведению. Исходя из этого, синергетика у Хакена – это модели становления когерентного (согласованного) поведения, родившиеся из физики лазеров. Синергетику рассматривал как самую развитую теорию самоорганизации, как мост между микро- и макромиром. Не предполагал выход на такие отдаленные сферы исследования, как философию, психологию, социологию. Главная цель в поиске синтеза, совместного действия различных научных областей. Особенностью процесса самоорганизации в любой системе является возникновение согласованного, кооперативного поведения большого числа ее элементарных подсистем. Хакен является основателем термина синергетика и междисциплинарного направления.

2. Модель Ильи Пригожина – неравновесная термодинамика.

· Задачей этой новой науки является доказательство факта, что неравновесие может быть причиной организации порядка из хаоса. Чтобы система могла не только поддерживать, но и создавать упорядоченность из хаоса, она должна быть открытой и иметь приток энергии, вещества и информации.

· Для перехода от хаоса к порядку система должна быть диссипативной. Условиями формирования новых структур являются: открытость системы, ее нахождение вдали от равновесия, наличие флуктуаций.

· Неустойчивость и неравновесность становятся причиной развития системы и ее флуктуации. В точке бифуркации флуктуация достигает такой силы, что организация системы разрушается. Разрешением кризисной ситуации является быстрый переход диссипативной системы на новый, более высокий уровень упорядоченности, получивший название диссипативной структуры. Это и есть акт самоорганизации.

· Этапы развития диссипативных систем:

1) период плавного эволюционного развития с хорошо предсказуемыми линейными изменениями, подводящими в итоге систему к некоторому неустойчивому критическому состоянию;

2) скачок, одномоментно переводящий систему в новое устойчивое состояние с более высокой степенью сложности и упорядоченности.

· Диссипативные структуры существуют потому, что система диссипирует (рассеивает) энергию. Из энергии возникает порядок с увеличением общей энтропии.

· Переход диссипативной системы из критического состояния в устойчивое неоднозначен, так как флуктуации случайны. В связи с этим и выбор конечного состояния системы является случайным.

3. Модель Сергея Павловича Курдюмова и школы синергетиков – нестационарные структуры в режиме с обострением.

· Акцент ставится на процессы, протекающие в режиме «с обострением», и на проблему детерминизма.

· Синергетика как познавательная парадигма может служить в качестве новой нетрадиционной методики в прогнозировании будущего. Синергетика ориентирована на поиск универсальных паттернов эволюции и самоорганизации открытых нелинейных систем любого рода.

· Особое значение приобретает характеристика развития социальных объектов, диалог человека и природы; проблема выбора и прогноза развития социальных систем, учета ценностных ориентаций субъектов; проблема снятия противоречия не только между гуманитарным и естественнонаучным познанием, но и между «двумя культурами».

Основные идеи:

1. Неравновесность является источником появления новой организации, т.е. порядка.

2. Неравновесные состояния связаны с потоками энергии между системой и внешней средой. Процессы локальной упорядоченности совершаются за счет притока энергии извне.

3. Переработка энергии на микроскопическом уровне, приводит в итоге к упорядоченности на макроскопическом уровне: образованию макроскопических структур (морфогенез), движению с небольшим числом степеней свободы.

4. При изменении параметров одна и та же система может демонстрировать различные способы самоорганизации.

5. Неравновесные условия вызывают эффекты корпоративного поведения элементов, которые в равновесных условиях вели себя независимо и автономно.

6. Вдали от равновесия когерентность, т.е. согласованность элементов системы, в значительной степени возрастает (Н: ансамбль молекул демонстрирует когерентное поведение, оцениваемое как сложное).

7.Изменение представлений о роли хаоса. Хаос рассматривается не как источник разрушения деструкции, а как состояние, производное от первичной неустойчивости взаимодействий, которое может явиться причиной спонтанного структурогенеза. Т.е. синергетика предлагает конструктивное понимание роли и значимости процессов хаотизации.

8. Мир не имеет центра и единых универсальных причинных цепей, связывающих все сущее.

9.Невозможность долгосрочных прогнозов. Точный прогноз будущего состояния системы на период, охватывающий хотя бы одну точку бифуркации, оказывается принципиально невозможным.

Принципы синергетики:

1. Гомеостатичность – п оддержание программы функционирования системы, ее внутренних характеристик, позволяющее следовать к своей цели. Цель – программу поведения системы в состоянии гомеостаза называют аттрактор (притягиватель) (н: орел парит в восходящем потоке, шарик теннисный в струе пылесоса, флаг колеблется на ветру). Таким образом, пока в систему подается поток вещества и энергии, структуры существуют.

2. Иерархичность. Мир иерархично организован по масштабам длин, времен и энергий. Смыслом структурной иерархии является составная природа вышестоящих уровней по отношению к нижестоящим. Элементы, связываясь в структуру, передают ей часть своих функций, степеней свободы. Невозможность полной редукции, т.е. сведения свойств структур более сложных иерархических уровней к языку более простых уровней системы.

3. Нелинейность. Это нарушение принципа суперпозиции, т.е. результат суммы воздействий не равен сумме их результатов (или результат непропорционален усилиям, или качество суммы не тождественно качеству слагаемых).

4. Незамкнутость (открытость).

5. Неустойчивость. Включает в себя нелинейность и незамкнутость. В точке неустойчивости система (даже замкнутая) действительно открыта, т.е. является чувствительным приемником воздействий других уровней бытия, получает информацию ранее недоступную ей. Это точка бифуркации.

6. Динамическая иерархичность (эмерджентность). Принцип описывает возникновение нового качества системы на одном уровне, когда изменение управляющих параметров мегауровня приводит к бифуркации, неустойчивости системы на макроуровне и перестройки его структуры. Вновь возникающие (эмерджентные) свойства «сложной системы» не могут быть объяснены свойствами ее компонентов. Это основной принцип прохождения системой точек бифуркаций, ее становления, рождения и гибели иерархических уровней.

СИНЕРГЕТИКА СОЦИАЛЬНАЯ – (в широком смысле) это новый методологический подход в науке, объединяющий специалистов разного профиля по вопросам исследования процессов самоорганизации в обществе, переосмысления проблематики социального управления в социуме как самоорганизующейся системы, моделирование возможных вариантов развития сложных систем после точки бифуркации; (в узком смысле) это прикладной раздел синергетики, изучающий взаимосвязь между социальным порядком и хаосом; это современные представления о динамике сложных неравновесных систем применительно к обществу в духе постмодерна.

Задачи социальной синергетики:

- анализ социальных процессов с позиции самоорганизации и нелинейности;

- раскрытие категорий «социальное время исторического субъекта» и «социальная информация»;

- описание и обоснование технологии синергетического управления;

- исследование возможности управления социальным временем, понимаемым как эволюция смыслов, значений и ценностей и социальным пространством, которое может быть наполнено социальными потребностями и способами их реализации;

- исследование возможностей эффективного социального конструирования реальности как доминирующего вектора социального управления;

- рассмотрение проблемы культурной самоорганизации общества;

- определение философских оснований социальной синергетики (онтологических, гносеологических, методологических, аксиологических), разработка соответствующего категориального аппарата и др.

В отличие от естественнонаучной синергетики в социосинергетике доминирующий акцент ставится на проблему осознания роли и влияния человека со своим сложным внутренним миром, системой ценностей, оценок, интересов, предпочтений, установок и др. на процессы развития природы и общества в целом (В.В. Попов, О.А. Му­зыка).

УНИВЕРСАЛЬНЫЙ ЭВОЛЮЦИОНИЗМ – фундаментальный философский принцип саморазвития, получивший обоснование в синергетике посредством обобщения дарвиновской концепции биологической эволюции и экстраполяции её на закономерности развития любых сложных неравновесных самоорганизующихся систем. Принцип универсального эволюционизма рассматривает процессы самоорганизации и развития неживых, живых и социальных систем как единый и целостный эволюционный процесс, охватывающий всю суперсистему – Универсум (т.е. Вселенную и встроенного в неё Человека), и подчиненный единому универсальному алгоритму всеобщего саморазвития. Этот принцип на основе критерия дополнительности соединяет в себе такие важнейшие отрасли постнеклассической науки XX-го века, как постнеодарвинизм и синергетику, основные положения которых – это глобальная информационность, системность, самоорганизация и необратимость времени. Он также учитывает концепцию ноосферы и антропно-космологические идеи, исходя из которых современное естествознание и философия совместными усилиями пытаются осмыслить «феномен человека» (термин П. Тейяр де Шардена) как фундаментальный аттрактор, притягивающий траекторию эволюции Вселенной. Подход к концепции универсального эволюционизма с информационно-алгоритмических позиций позволяет трактовать развитие Универсума как сложную и нестабильную систему последовательных событий, стохастически реализующихся на основе предыдущей информации и генерирующих информацию следующего уровня.

ЭНТРОПИЯ – это функция состояния системы, характеризующая направление протекания самопроизвольных процессов в замкнутой системе. Это мера хаоса в системе. Понятие ввел Рудольф Клаузиус. Оно неразрывно связано со вторым законом термодинамики и имеет много смыслов и формулировок.

Первая формулировка. Энтропия как измеряемая физическая величина. Энтропия не является неким общефилософским понятием типа «идея» или «стремление». Это физическая величина, поддающаяся точному измерению и вычислению с помощью приборов для измерения температуры или теплоты. Энтропия может служить мерой количества теплоты в системе.

Вторая формулировка. Энтропия как мера неупорядоченности. Упорядоченность или порядок, одинаковость чего-либо всегда являлись целью любой системы (например, армии). Понятие упорядоченности связано с понятием структуры, а структура требует неоднородности (н.: в библиотеке порядок, если книги по полкам распределены неоднородно, т.е. на одной полке – только книги по литературе, на другой – по истории и т.д.). Более однородное состояние является менее упорядоченным, где энтропия системы и будет максимальной. Из этого вытекает новое свойство энтропии:

- энтропия системы есть мера неупорядоченности состояния, в котором находится система;

- с течением времени степень упорядоченности замкнутой системы неизбежно понижается, а имеющиеся в ней структуры разрушаются.

Третья формулировка. Энтропия как мера некачественности энергии:

- разные формы энергии обладают разным качеством;

- о качестве энергии судят по легкости ее превращения в другие формы;

Иерархия форм энергии по признаку качества:

Механическая

рост Электрическая рост

качества энергии Ядерная (с оговорками) энтропии

Химическая

Тепловая

(высокие температуры)

Тепловая

(низкие температуры)

Рис. 1

Дата добавления: 2015-11-04