Московский международный синергетический форум
Новости
Автопоэзис
Поиск
Книги
О Форуме
Общество
Наука
Фракталы
Философия
Люди
Московский международный синергетический форум / Наука / Трансдисциплинарное образование, технологии и принципы синергетики

Rambler's Top100

Сейчас на сайте: 4

Трансдисциплинарное образование, технологии и принципы синергетики

 


Буданов В.Г.

Человечество переживает глобальный цивилизационный кризис, сравнимый, разве что с кризисом перехода к неолиту, когда безудержное истребление крупных животных, побудило людей перейти от охоты к земледелию. И вновь популяция "Homo sapiens" достигла последних биосферных границ и испытывает возвратные удары--- нелинейную реакцию на свою экспансию, типичный процесс заполнения экологической ниши. Такой нишей на этот раз является вся планета.

Мы вступили, по выражению Эрвина Ласло, в "эпоху бифуркаций" порожденную интерференцией многих циклических социокуль турных процессов на неустойчивой границе самоистребления, границе экстенсивного развития техногенной цивилизации, и, вместе с тем, набирают темп процессы самоорганизации нового информационного общества, ноосферные механизмы которого похоже могут стать гарантами мягкого сценария выхода из планетарного кризиса. В любом случае кризис характеризуется ростом объема информации в режиме с обострением, и, как следствие этого, порождает фрагментарность восприятия мира, кризис самоидентификации как личности, так и социальных групп, напряженность в межнациональных и межконфессиональных отношениях, отношениях человека и природы, культуры естественнонаучной и культуры гуманитарной. Ситуация напоминает библейский сюжет о смешении языков начиная уже с уровня научного дисциплинарного знания, и старые подходы в образовании скорее усугубляют ситуацию.

Для противостояния хаосу, выработки стратегий поведения в нем необходимы новые превентивные стратегии образования, новый трансдисциплинарный метаязык горизонтальных связей, аналогичный символическому языку принципов донаучного знания, философского и традиционного, но с учетом накоплений нашего рацио. Целостность знания, как доминанта новой фундаментальной парадигмы образования должна разрешить проблему двух культур, преодолеть субъект-объектную дихотомию нашей ментельности, восстановить гармонию отношений человека и природы.

Такой холистический архетип сформировался в конце нашего века и представлен в современной науке синергетикой --- междисциплинарным направлением науки исследующим механизмы эволюции, становления реальности, самоорганизации и "управления" хаосом (1). Ее принципы в равной степени присущи как гуманитарному, так и естественнонаучному знанию, особенно наукам о жизни. Этот синтез начался спонтанно в силу логики развития самой науки, интеграции ее дисциплин, рассмотрения все более сложных систем в физике, химии, биологии, приближающихся по сложности поведения к живым организмам или их сообществам, моделирующим, как оказалось, также социальные и психологические феномены. Кроме того, сейчас осознана принципиальная неустранимость роли человека как наблюдателя и интерпретатора эксперимента, т.е. актуален лишь целостный подход: природа +человек. Синергетика опирается на современные математические методы и является далеко идущим обобщением дарвинизма, по существу, может быть названа "эволюционным естествознанием" в широком смысле (3-5). От Бытия к Становлению - вот, следуя Илье Пригожину, ориентация новой научной парадигмы, в контексте которой акцент переносится с изучения инвариантов системы, положений равновесия, на изучение состояний неустойчивости, механизмов возникновения нового, рождения и перестройки структур (2). Например, возникает возможность универсальным образом описывать явления самоорганизации, проясняется значение открытости систем, роль случайности и конструктивная роль хаоса, природа катастрофических революционных изменений в системе, механизмы альтернативного - исторического ее развития и т.д.. Замечательно, что все эти понятия, до недавнего времени бывшие исключительно в арсенале гуманитарного образа мышления, теперь приобретают иное, более глубокое звучание, стало возможно говорить о возникновении некоего, более чем метафорического, единого метаязыка естественника и гуманитария. И это естественно, хотя одна из культур представляет преимущественно рациональный способ постижения мира, другая - дополнительный, интуитивный, ассоциативно- образный. Их диалектическое единство заключается в том, что ни одна из культур не самодостаточна и, согласно знаменитой теореме Курта Геделя о неполноте, рано или поздно не сможет развиваться без привлечения методов другой, вырождаясь иначе в застывшую догму, либо в хаос абсурда.

В этой связи важной задачей является создание новых курсов преподавания естествознания,. не представляющие собой механическое соединение традиционных курсов физики, химии, биологии и экологии, но являющиеся продуктом междисциплинарного синтеза на основе комплексного историко-философского, культурологического и эволюционносинергетического подходов к современному естествознанию (6,7,9,12). Язык синергетики может быть математически строгим и метафоричным одновременно, что позволяет соединять обе части культуры, искусственно разведенные в конце XIX века; свидетельствует о резонансе символических структур нашего сознания и синергетической методологии. Постоянно подчеркивается включенность в систему наблюдателя с максимально широким культурно-историческим контекстом, преодолевается субъект объектная дихотомия. В гуманитарных университетах России уже ряд лет преподается дисциплина "Концепции современного естествознания", основанная на эолюционно- синергетической методологии, Согласно государственной программе (7), одним из авторов которой я являюсь, в этот интегративнный курс входит точное естествознание, биология, экология и, примерно четвертая, завершающая часть курса посвящена синергетике.

Многолетний опыт авторского прочтения курса в гуманитарных аудиториях показывает эффективность применения эволюционно-синергетических принципов к самому процессу развития науки и культуры, что позволяет дать не просто панораму культурно-исторических и научных сюжетов, но и вскрыть механизмы и циклические закономерности рождения научных парадигм, связать драмы идей с ментальными архетипами соответствующих эпох, объяснить механизмы общественных и экзистенциальных кризисов. Только так удается по-настоящему мотивировать людей далеких от научных ценностей, а зачастую агрессивных к ним, на заинтересованное изучение науки как неотъемлемой части культуры. Кроме того, новая научная парадигма всегда возникает почти синхронно с историческим цивилизационным вызовом в периоды трансформации сознания и культуры общества, это прослеживается от Пифагора до наших дней. Использование языка диссипативных структур и моделей типа "хищник-жертва" успешно объясняют волнообразный характер развития науки и культуры на разных временных масштабах и в разных регионах мира (в частности эволюционную дополнительность Востока и Запада) (12). И даже принципы гармонии пронизывающие реальность во многом имеют синергетическую природу (10,11).Удается объяснить и структуру развития науки Нового времени. Первая дисциплинарная дифференциация точного естествознания, возникающего из натурфилософии Возрождения, базируется на комплексах человеческих ощущений: механика-оптика-теплота (классическая наука), которая к концу XIX века рождает на попарных противоречиях классической триады триаду неклассических дисциплин: теория относительности-квантовая механика- статистическая физика (неклассическа наука), И наконец включение в науку герменевтической процедуры исследования природы, и самого человека, как ее части, приводит нас к постнеклассической, эволюционно-синергетической парадигме науки конца XX века (12). Мне кажется, что любую ступень образования, в особенности биологического и экологического, следует предварять и завершать лекциями по синергетике, иллюстрируя универсальные принципы новыми дисциплинарными знаниями. Именно так можно подготовить новые поколения к сложностям неспокойного будущего.

А теперь, в качестве иллюстрации, дадим развернутое изложение этих принципов синергетики (14), но рассчитанное на студентов гуманитариев младших курсов, фактически авторский фрагмент учебника "Концепций современного естествознания" .Эти принципы являются разворачиванием предметного блока принципов предложенных в (15). Математические, логические и философские блоки принципов, подробно обсуждаются в (16).

ПРИНЦИПЫ СИНЕРГЕТИКИ.

Любой эволюционный процесс выражен чередой смен оппозиционных качеств -- - условных состояний порядка и хаоса в системе, которые соединены фазами перехода к хаосу (гибели структуры) и выхода из хаоса (самоорганизации). Из этих четырех стадий лишь одну стабильную мы относим к Бытию, гомеостазу системы, зачастую она наиболее протяженная по времени, остальные три так или иначе связаны с хаосом и относятся к Становлению или кризису. Условность такого разбиения связана с тем, что во всяком порядке есть доля хаоса и наоборот, в хаосе можно найти элементы порядка, проблема в мере их смешивания. Относительную кратковременность глубоких кризисов можно объяснить мерами эволюционной безопасности природы, длительный кризис резко истощает адаптационные возможности системы и она погибает, исчезает ее системная целостность. Поэтому природа "предпочитает" эволюционировать мелкими шагами, нежели сразу из глины творить человека. В синергетике достаточно развиты универсальные методы и язык описания этих стадий, но прежде следует наметим основные подходы. В простейшем варианте можно предложить 7 основных принципов синергетики: два принципа Бытия, и пять Становления.

Два принципа Бытия: 1-гомеостатичность, 2-иерархичность. Они характеризуют фазу "порядка", стабильного функционирования системы, ее жесткую онтологию, прозрачность и простоту описания, принцип иерархического подчинения Г.Хакена,, наличие устойчивых диссипативных структур -аттракторов на которых функционирует система.

I. Гомеостатичность. Гомеостаз это поддержание программы функционирования системы, ее внутрених характеристик в некоторых рамках, позволяющих ей следовать к своей цели. Согласно Н. Винеру всякая система телеологична, т.е. имеет цель существования, ну прямо по Аристотелю. При этом, от цели-эталона-идеала (реальной или воображаемой) система получает корректирующие сигналы позволяющие ей не сбиться с курса. Эта корректировка осуществляется за счет отрицательных обратных связей (доля сигнала с выхода системы подается на вход с обратным знаком), подавляющих любое отклонение в программе поведения возникшее под действием внешних воздействий среды. Именно так большую часть времени ведут себя все живые системы, например теплокровные поддерживают температуру тела постоянной в широком диаппазоне внешних температур; автопилот самолета сверяясь с гирокомпасом выдерживает курс и высоту самолета несмотря на воздушные ямы и порывы ветра. Цель-программу поведения системы в состоянии гомеостаза называют аттрактор (притягиватель).

С простейшими аттракторами мы встречаемся уже в механике: затухающий маятник останавливается в нижней точке, а шарик на дне ямки--- это аттракторы положения равновесия----точки. Но возможны и более интересные аттракторы: орел парит в восходящем потоке, пингпонговый шарик висит в вертикальной струе воздуха выдуваемого пылесосом, полотнище флага мерно колеблется на ровном ветру, осины переговариваются дрожащими листьями, по воде пруда пробегает легкая рябь, облака завиваются в грядки, будто их кто то распахал, и часы-ходики убаюкивающе тикают. Но стоит утихнуть ветру, выключить пылесос, приподнять часовую гирьку и все замирает, приходит в равновесие: облака расплываются, шарик падает, часы замолкают. Эти структуры существуют лишь пока в систему подается поток вещества и энергии ---так называемые диссипативные (рассеивающие энергию) структуры далекие от равновесия. Именно такими структурами являются все живые системы, они умирают без постоянной прокачки вещества и энергии через систему, без обмена веществ.

Этот принцип объединяет многие идеи кибернетики, системного анализа и синергетики.

2. Иерархичность. Наш мир иерархизован по многим признакам. Например по масштабам длин, времен, энергий. Это означает, например, что базовые структуры Вселенной принимают не все возможные значения энергий но с относи тельным шагом примерно в 100 раз, начиная от кварков и кончая живыми организмами (лестница Вайскопфа). Само же число уровней необозримо велико, в каждой базовой структуре существует множество подуровней.

Основным смыслом структурной иерархии, является составная природа вышестоящих уровней по отношению к нижестоящим. То, что для низшего уровня есть структура-космос, для высшего есть бесструктурный элемент хаоса, строительный материал. То есть Космос предыдущей структуры служит Хаосом последующей, и мы говорим: нуклоны образованы кварками, ядра нуклонами, атомы ядрами и электронами, молекулы атомами, ...,общество людьми и т.д.. Но возможна и нематериальная иерархия например в языке (слова, фразы, тексты) и в мире идей (мнения, взгляды, идеологии, парадигмы), в уровнях управления и т.д. .

Всякий раз элементы связываясь в структуру передают ей часть своих функций, степеней свободы, которые теперь выражаются от лица коллектива всей системы, причем на уровне элементов этих понятий могло и не быть. Например, общественное мнение "высказывает" мифический среднестатистический субъект, и вполне может оказаться, что именно так никто не думает . Эти коллективные переменные "живут" на более высоком иерархическом уровне нежели элементы системы и в синергетике, следуя Г. Хакену, их принято называть параметрами порядка--- именно они описывают в сжатой форме смысл поведения и цели-аттракторы системы. Описанная природа параметров порядка называется принципом подчинения, когда изменение параметра порядка как бы синхронно дирижирует поведением множества элементов низшего уровня, образующих систему. Такова в идеале роль законодательства в обществе, дилегировавшего государству часть свобод своих граждан; так в бурлящем потоке воды кружит водоворот, увлекающий частицы в слаженном танце.

Важным свойством иерархических систем является невозможность полной редукции, сведения свойств структур более сложных иерархических уровней к языку более простых уровней системы. Каждый уровень имеет внутренний предел сложности описания, превысить который не удается на языке данного уровня. Существуют зоны непрозрачности языка--- семантического хаоса. Это есть еще одна причина иерархии языков, отвечающих иерархии уровней. Именно поэтому абсурдна попытка вульгарного редукционизма, сведения всех феноменов жизни и психики к законам физики элементарных частиц, лишь на том основании, что из них все состоит. Это всего лишь радость малыша разбившего дорогой пентиум ---- перебирая микросхемы- сороконожки, он с гордостью утверждает, что наконец-то понимает, как устроен папин компьютер. Кстати, это необходимый этап познания более глубокого уровня материи, и физики последние сто лет не раз вскрывали очередные матрешки (разбивали пентиумы), соударяли их все более энергично, нагревая материю или разгоняя ее на ускорителях.

Выделенную роль в иерархии систем играет время, и синергетический принцип подчинения Хакена формулируется именно для временной иерархии. Представим нашу реальность бесконечной чередой структурных временных уровней-масштабов, от, мыслимых сегодня, самых быстрых процессов в микромире до масштабов времени жизни Вселенной; впрочем это может быть и мир нефизических явлений.

Рассмотрим теперь три произвольных ближайших последовательных временных уровня. Назовем их микро-, мезо-(или макро-) и мега- уровнями соответственно. Принято говорить, что параметры порядка это долгоживущие коллективные переменные, задающие язык среднего мезоуровня. Сами они образованы и управляют быстрыми, короткоживущими переменными задающими язык нижележащего микроуровня. Последние ассоциируются для мезо(макро)уровня с бесструктурным "тепловым" хаотическим движением, неразличимым на его языке в деталях. Следующий, вышележащий над макроуровнем, мегауровень образован сверхмедленными "вечными" переменными, которые выполняют для макроуровня роль параметров порядка, но теперь их принято называть управляющими параметрами .

Итак, на каждом уровне системы сосуществуют представления, идеалы, категории "хаоса" и "вечности", как атрибутов присутствия, дыхания соседних микро и мега уровней, как принцип открытости системы, принадлежности ее иерархической цепи мироздания. Это древние архетипы жившие в человеческой культуре всегда. Сами же переменные макроуровня---- параметры порядка, победившие хаос, задают онтологию, закон существования, порядок вещей, "порядок" бытия данного уровня.

  
t````.....................|............................
t``` ---------------------|-----------------------мега-
t``  ---------------------*---------------мезо-(макро-)
                         / \
t`   -------------------/~.~\--------------------микро-
t    ................../.....\.........................
 

рис.1 Временная иерархия масштабов (dt) коэволюционирующих уровней
... >>dt```>>dt``>>dt`>>....

В точке бифуркации (*) макроуровень исчезает и возникает прямой контакт микро- и мега- уровней, рождающий макроуровень с иными качествами. Точка бифуркации-мгновение на макро- и мегауровне, является протяженной во времени областью кризиса на микроуровнях.

При рассмотрении двух соседних уровней принцип подчинения гласит: долгоживущие переменные управляют короткоживущими, вышележащий уровень, нижележащим см. рис . Так в романе Ивана Ефремова "Час быка" небольшая горстка правителей ДЖИ (долгоживущих) вершат судьбы большинства КЖИ (короткоживущих). Микроскопические движения беспорядочно снующих молекул складываются в осязаемый порыв ветра, который уносит их на огромные по сравнению с микроперемещениями расстояния. Миграционные потоки определяют распределение особей популяции или народонаселения, а культурная традиция воспроизводится во множестве семей на протяжении поколений. Попробуйте продолжить этот список примеров сами.

В заключении подчеркнем, что принцип подчинения справедлив не всегда, его не стоит абсолютизировать. Не всегда удается указать способ возникновения параметра порядка, или управляющего параметра из переменных низшего уровня. Зачастую это формирование происходило очень давно и совсем не из этих переменных, и мы наблюдаем лишь наследованную иерархичность, либо кажущуюся. Например большинство процессов на Земле тем или иным образом связаны с суточными, годовыми или лунными циклами; т.е. эти периоды являются управляющими параметрами для планеты, ее биосферы, хотя сами земные события никак не влияют на них. Здесь необходимо вернуться к общим корням возникновения Солнечной системы из газо-пылевого облака, когда материя будущей звезды и планет кружилась в едином хороводе, рассеивая энергию в столкновениях и сжимаясь к оси вращения и вблизи резонансных орбит. Это и был процесс рождения параметров порядка ---- так постепенно формировались небесные тела, материя обособилась в планетах и далее активная диссипация-эволюция шла именно на них и на Солнце, а космические ритмы стали консервативным мемориалом ранней эпохи творения, эволюционными кодами нашей звезды. Тогда не всякий медленный параметр будет "главнее" любого быстрого, , и мы получаем коэволюцию квазинезависимых иерархических систем: наш пульс и дыхание слабо зависят от времени года; дети когда-то вырастают и живут самостоятельно, образуют свои семьи, и клановые узы ослабевают с ростом числа поколений; некогда единая плотная Вселенная предстает перед нами разрозненными островками звездной материи; первые праязыки тонут в пестроте разноплеменных наречий; вымершие архаические организмы дали фантастическое разнообразие жизни. Все это свидетельства того, что иерархичность не может быть раз и на всегда установлена, т.е. не покрывается только принципом Бытия, порядка. Необходимы принципы Становления--- проводники эволюции.

Пять принципов Становления: 3--нелинейность, 4--неустойчивость, 5-- незамкнутость, 6--динамическая иерархичность, 7-- наблюдаемость.

Они характеризуют фазу трансформации, обновления системы, прохождение ею последовательно путем гибели старого порядка, хаоса испытаний альтернатив и, наконец рождения нового порядка.

Начнем с первых трех принципов, " ТРЕХ НЕ", которых всячески избегала классическая методология, но которые позволяют войти системе в хаотическую креативную фазу. Обычно это происходит за счет положительных обратных связей, усиливающих в системе внешние возмущения.

3. Нелинейность. Линейность --- один из идеалов простоты и вожделение многих поколений математиков и физиков, пытавшихся свести реальные задачи к линейному поведению. Замечательно, что это всегда удается вблизи положения равновесия системы. Образы такого поведения всем хорошо знакомы: малые (гармонические) колебания маятника, или грузика на пружинке, а также равномерное или равноускоренное движение тел, известные нам со школы. Оказывается, что и высшая школа учит решать в основном линейные задачи (линейные дифференциальные уравнения), развивая у людей линейную интуицию, сея иллюзию простоты этого мира. Гомеостаз системы часто осуществляется именно на уровне линейных колебаний около оптимальных параметров, поэтому так важен простой линейный случай. Он экономит наши интеллектуальные усилия. Определяющим свойством линейных систем является принцип суперпозиции: сумма решений есть решение, или иначе ---- результат суммарного воздействия на систему есть сумма результатов, так называемый линейный отклик системы, прямо пропорциональный воздействию.

Но представте, что весь мир состоит из линейных систем. В нем просто будет очень скучно: атомы не смогут потерять ни одного электрона, значит не будет химических реакций; люди не смогут менять своих привязанностей, и, вообще, невозможно будет создать ничего нового, ничего синтезировать, ничего разделить. В нем попросту нечего будет делать. Это мир бесконечно упругих сталкивающихся комочков, само возникновение которых необъяснимо.

Итак, нелинейность есть нарушение принципа суперпозиции в некотором явлении: результат суммы воздействий не равен сумме их результатов. В более гуманитарном, качественном смысле: результат непропорционален усилиям, неадекватен усилиям, игра не стоит свечь; целое не есть сумма его частей; качество суммы не тождественно качеству слагаемых, и т.д.. Последнее, в частности, следует из того факта, что в системе число связей между ее элементами растет быстрее числа самих элементов.

Люди строят прогнозы усваивая опыт, как правило, сознательно или бессознательно, линейно экстраполируя (продолжая) в будущее происходящее сейчас или бывшее в ближайшем прошлом. Зачастую ожидания не оправдываются --- отсюда и поговорка "история учит нас, что ничему не учит", т.к. история безусловно нелинейный процесс и ее уроки не сводятся к выработке условного рефлекса на происходящее. Но это не значит, что надо отказаться от быстрого линейного прогнозирования, этого основного стандарта нашего мышления, просто надо знать область его применимости.

Любая граница целостности объекта, его разрушения, разделения, поглощения, предполагает нелинейные эффекты. Можно сказать, что нелинейность "живет", ярко проявляется вблизи границ существования системы. Упругое тело, например резинка, перед разрывом теряет упругость, становится пластичной. Постепенно раскачивая застрявший автомобиль он некоторое время совершает малые линейные колебания (колесо возвращается на дно ямки), но при достаточном размахе (закатывании на бугорок) колебания становятся нелинейными, возвращающая сила начинает убывать и колесо выскакивает из ямы, система преодолевает границу области притяжения, гомеостаза, движение обретает качество свободы. В общем случае, чтобы перейти от одного состояния гомеостаза к другому мы вынуждены попасть в область их совместной границы, сильной нелинейности .

Барьер тем выше, чем сильнее притяжение и больше область гомеостаза. Поэтому проще сразу учиться плавать правильно, чем потом переучиваться. Радикальная перестройка системы находящейся вблизи глубокого гомеостаза требует больших усилий.

Органы чувств так же имеют нелинейные характеристики чувствительности, границы восприятия, иначе мы были бы всевидящими, всеслышащими сказочными существами (доступны все частоты и интенсивности вибраций и излучений), с таким избыточным объемом информации никакой мозг не справился бы. Кроме того шкала чувствительности не линейная функция, а логарифмическая. Поэтому при увеличении интенсивности звука в 100 раз он кажется громче лишь в 2 раза, что позволяет нам слышать и шорох упавшего листа и удар грома, хотя их интенсивности отличаются в миллионы раз.

Сами человеческие отношения носят крайне нелинейный характер, хотя бы потому, что существуют границы чувств, эмоций, страстей, вблизи которых поведение становится "неадекватным". Кроме того, коллективные действия не сводятся к простой сумме индивидуальных независимых действий. Например, девушка, собравшая поклонников на свой день рождения рискует вместо праздника получить ссору и лишиться многих из них. В этом и состоит психологическая сложность, нелинейность задачи подбора коллективов фирм, кафедр, компаньенов по бизнесу из профессионалов формально гарантирующих успех. Нелинейна всегда и задача принятия решения, выбора.

Еще одна иллюзия линейного мышления, играющая с нами злую шутку, ---- достижимость бесконечности. Вспомните массовый психоз, азарт игры в финансовые пирамиды; или веру в безудержный материальный прогресс общества. Но прямые графики линейных законов уходят в бесконечность только в теории, а в действительности все конечно, имеет границы и рано или поздно жизнь предьявит жесткий счет разочарований. Линейные стратегии мышления экономны и эффективны, но лишь в умеренных рамках гомеостаза, вне которых они обманчивы, а порой и опасны.

В кризисных ситуациях, повсеместных в наше время, востребуются именно нелинейные методы, нелинейное мышление.

Приведите примеры нелинейных эффектов в природе и обществе.

4. Незамкнутость (открытость). Свойство, которое долгое время пугало исследователей, размывало понятие системы, сулило неконтролируемые проблемы. Поэтому, хотя в природе все системы в той или иной степени открыты, исторически первой классической идеализацией было понятие, модель замкнутой, изолированной системы, системы не взаимодействующей с другими телами. Она являет образ маленькой вселенной на ладони, прозрачной, и подвластной нашему разуму, здесь есть что-то сродни таинству творения, игры ---- мы ее выделили, удалили из бесконечно сложного мира и тихонько подсматриваем за ней.

Важно понять, что любую систему можно с заданой точностью считать замкнутой достаточно малое время, тем меньшее, чем больше открыта система. И если это время существенно больше времен описания-наблюдения за системой, то такая модель оправдана. Например, наша Земля это, с хорошей точность, изолированный, свободный волчок, несущийся вокруг Солнца, но неучтенное нами взаимодействие с соседкой Луной приводит к очень слабому замедлению скорости вращения волчка, а взаимодействие с Солнцем к медленному повороту оси волчка (прецесси) с периодом около 25 тысяч лет ---- так называемый год Платона. За время жизни одного поколения эти эффекты совершенно не заметны. В культуре же известен лишь второй феномен, да и то благодаря астрологии, через, так называемые, эры зодиакальных созвездий (одна двенадцатая часть года Платона: Рыбы, Водолей,...).

Для замкнутой системы справедливы фундаментальные законы сохранения (энергии, импульса, момента импульса), радикально упрощающие описание простых систем. Но самое главное для нас: в замкнутых системах с очень большим числом частиц справедлив второй закон (второе начало) термодинамики, гласящий, что энтропия S (мера хаоса) со временем возрастает или остается постоянной S > 0, т.е. хаос в замкнутой системе не убывает, он может лишь возрастать, порядок обречен исчезнуть. Итак, замкнутая система не может увеличивать свой порядок, замкнутая Вселенная идет к хаосу--- тепловой смерти. Осознание этого факта потрясло умы научной общественности XIX века, но потом вроде привыкли, --- слишком долго ждать.

Само существование жизни, высоко организованного разума, казалось бы упорядочивающих этот мир восстает против такой переспективы. Но закон есть закон, и живые организмы и человеческая цивилизация создают порядок в себе и вокруг себя за счет увеличения общего беспорядка, энтропии планеты. Сами же живые системы и общество системы открытые, потребляющие вещество и энергию, для них второе начало не применимо, и энтропия может уменьшаться.

Именно открытость позволяет эволюционировать таким системам от простого к сложному, разворачивать программу роста организма из клетки-зародыша. Это означает, что иерархический уровень может развиваться, усложняться, только при обмене веществом, энергией, информацией с другими уровнями.

В неживой природе диссипация (преобразование системой поступающей энергии в тепловую) тоже может приводить к упорядоченным структурам. Например, эволюция Солнечной системы, или дорожка водоворотов за веслом на быстрой воде. Именно с описания таких систем в химии и теории лазера и началась синергетика.

Оказывается, что при переходе от одного положения гомеостаза к другому, в области сильной нелинейности система становится обязательно открытой в точках неустойчивости. Даже если вы использовали первоначально замкнутую модель, в таких точках ее следует расширить до открытой. Но для этого мы должны познакомиться со следующим принципом.

5. Неустойчивость. Последнее из трех "не" (нелинейность, незамкнутость, неустойчивость) содержит в себе два предыдущих, и, вообще, долгое время считалось дефектом, недостатком системы. Ну кто будет конструировать неустойчивый велосипед или самолет? В механизмах, двигателях это "мертвые" точки которые надо проскакивать по инерции --- особая инженерная задача. Так было до недавнего времени, пока не понадобились роботы нового поколения, перестраеваемые с одной программы-гомеостаза на другую; обучающиеся системы, готовые воспринять разные модели поведения. Всякий раз система подходит к точке выбора, неустойчивости системы см. рис. 1 .

Архетипом неустойчивости можно считать перевернутый маятник, который готов упасть вправо или влево в зависимости от малейших воздействий извне, или случайных тепловых колебаний материала маятника, ранее абсолютно несущественных. Таким образом, в точке неустойчивости система (даже замкнутая) действительно открыта, является чувствительным приемником воздействий других уровней бытия, причащается Универсуму, получает информацию ранее недоступную ей.

Такие состояния неустойчивости, выбора принято называть точками бифуркаций (буквально двузубая вилка, по числу альтернатив, которых может быть и не две), они непременны в любой ситуации рождения нового качества и характеризуют рубеж между новым и старым. Например, высшая точка перевала отделяет одну долину от другой, это неустойчивое положение шарика на бугорке см. рис.1.

Значимость точек бифуркации еще и в том, что только в них можно несиловым, информационным способом, т.е. сколь угодно слабыми воздействиями повлиять на выбор поведения системы, на ее судьбу.

Существуют системы, в которых неустойчивые точки почти повсеместны, например развитая турбулентность, и тогда наступает хаос, бурлящий поток, влекущий систему в неизвестность. Синергетика располагает средствами описания и таких систем.

На жизненном пути каждого из нас очень много точек бифуркаций, выбора, осознанных и неосознанных. Попробуйте сами найти несколько бифуркаций на разных временных отрезках: час, сутки, год, жизнь, эпоха.

6. Динамическая иерархичность (эмерджентность). Основной принцип прохождения системой точек бифуркаций, ее становления, рождения и гибели иерархических уровней. Этот принцип описывает возникновение нового качества системы по горизонтали, т.е. на одном уровне, когда медленное изменение управляющих параметров мегауровня приводит к бифуркации, неустойчивости системы на макроуровне и перестройке его структуры. Каждому знакомы метаморфозы воды (пар-жидкость-лед), происходящие при строго определенных температурах фазовых переходов, температурах бифуркаций. На уровне качественного описания, взаимодействия мега- и макро- уровней все привычно, но и необъяснимо. Необходимо включение в описание третьего, микро-уровня, которое стало осмысленным лишь во второй половине ХХ века. Именно тогда на языке трех мега-, макро-, микро- уровней удалось описать процесс исчезновения и рождения в точке бифуркации макроуровня см. рис. В точке бифуркации коллективные переменные, параметры порядка макроуровня возвращают свои степени свободы в хаос микроуровня, растворяясь в нем. Затем в непосредственном процессе взаимодействия мега- и микро- уровней рождаются новые параметры порядка обновленного макроуровня. В этом случае креативная триада Теос+Хаос = Космос представлена как процесс рождения параметров порядка: "управляющие сверхмедленные параметры мега-уровня" + "короткоживущие переменные микро-уровня" = "параметры порядка, структурообразующие долгоживущие переменные мезо(макро)уровня" . Отсюда следует парадоксальный на первый взгляд результат (Ю.Л.Климонтович), что возникновение турбулентности, вихрей текущей жидкости, вовсе не есть увеличение беспорядка, но рождение коллективных макродвижений, макростепеней свободы из хаотических броуновских движений микроуровня жидкости --- рождение порядка. Беспорядок же ощущается нами с позиции макроуровня, как увеличение его сложности и непредсказуемости.

Мгновение между прошлым и будущим --- точка бифуркации, на микроуровне является целой эпохой перемен-трансформаций. Именно здесь происходит выбор, точнее, эволюционный отбор альтернатив развития макроуровня, которому мы уделим особое внимание.

Например, забастовка общественного транспорта ненадолго возвращает нам радость свободы самостоятельного передвижения; а безвластие смутного времени возвращает людям свободу выбора способов защиты жизни и собственности, способов пропитания и т.д.. Подобные обременительные степени свободы и побуждают нас к скорейшему преодолению хаоса, кризиса, общественной бифуркации. Продолжите цепочку примеров сами.

7. Наблюдаемость. Принцип, который подчеркивает ограниченность и относительность наших представлений о системе в конечном эксперименте. В частности, это принцип относительности к средствам наблюдения, ярко заявивший свои права в теории относительности и квантовой механике. В теории относительности метры и секунды свои для каждого движущегося наблюдателя, и то, что одновременно для одного не одновременно для другого. В квантовой механике, измеряя точно одну величину, мы обречены на неведение относительно многих других ( принцип дополнительности Бора). В синергетике это относительность интерпретаций к масштабу наблюдений и изначальному ожидаемому результату.

С одной стороны, то что было хаосом с позиций макроуровня, превращается в структуру при переходе к масштабам микроуровня. Т.е. сами понятия порядка и хаоса, Бытия и Становления относительны к масштабу-окну наблюдений. И целостностное описание иерархической системы складывается из коммуникации между наблюдателями разных уровней, подобно тому, как коммуницируют наблюдатели разных инерциальных систем отсчета в теории относительности, или создается общая научная картина мира из мозаики дисциплинарных картин.

С другой стороны, проблема интерпретации сродни проблеме распознавания образов, грубо говоря, ---- мы видим в первую очередь то, что хотим, что готовы видеть, как на литографиях Мориса Эшера рис. Вспомните игру фантазии при разглядывании причудливых форм облаков. Отчасти и наука не свободна от этой игры, ведь ее делают люди. Мы приводим аргументы и объяснения из арсенала культурно- исторических доминант в которых воспитаны, научных парадигм, которым следуем, авторитетов, которым верим. И очень часто открытие лежащее на поверхости, в руках ученого, отбрасывается, как методическая или приборная погрешность. И тех, кто могли, но не стали нобелевскими лауреатами намного больше чем тех, кто осмелился думать и видеь мир иначе.

В заключении отметим ограниченность самой схемы разбиения реальности на бытие и становление в чистом виде. В последние деесятилетия активно изучаются системы, в которых хаотическое поведение является нормой, а не кратковременной аномалией, связаннй с кризисом системы. Это прежде всего турбулентность, климатические модели, плазма. Это означает перекрытие разных иерархических уровней на одном масштабе наблюдения, присутствия неустойчивости, хаотичности на уровне бытия --- так называемые стрнные аттракторы, аттракторы с хаотической компонентой. Т.е. следует различать хаос бытия и хаос становления. Примером хаоса бытия является разнообразие форм жизни биосферы, гарантирующее ее утойчивость; наличие легкой хаотичности ритмов сердца, являющееся признаком хорошей адаптивности сердечнососудистой системы, необходимый для устойчивости элемент стихийности рынка и. т.д.. Для таких систем вполне применим образ ---- бытие в становлении.

Самопроверка на нелинейность мышления: приведите примеры смены качественного состояния системы в областях естествознания, обыденной жизни и вашей профессиональной деятельности. Для этих примеров найдите проявления каждого из рассмотренных ранее принципов синергетики.

Конструктивный взгляд на становление существовал в культуре всегда (13). Он представлялся, говоря современным системным языком креативной триадой: Способ действия + Предмет действия = Результат действия, и закреплен в самих глагольных структурах языка; в корнях двуполой асимметрии человека как биологического вида; в образах божественного семейства древних религий : В космогонических мифах и философиях ( ЛОГОС) + ХАОС = КОСМОС ( Платон), Пуруша(дух) + Пракрити(материя) = Браман (проявленная Вселенная) (Веды). Возникновение реальности как одухотворение материи.

В синергетике креативная триада представлена как процесс рождения параметров порядка, структур:

"управляющие сверхмедленные параметры верхнего мега-уровня" +
"короткоживущие переменные низшего микро- уровня" =
"параметры порядка, структурообразующие долгоживущие переменные мезоуровня" .

Искушение синергетикой Что делать? Итак, сегодня как никогда нужен целостный трансдисциплинарный взгляд на мир, причем на уровне сознания большинства граждан, иначе в обществе не возникнет когерентного понимания глобальных проблем и способов их решения. Да и откуда ему взяться, ведь социальный опыт передается системой образовательных институтов, которые ориентированы на стереотипы линейного стабильного развития в прошлом, а сегодня необходимо ввести превентивное обучение принципам жизни в неустойчивом нелинейном мире, где временные масштабы иллюзорны и человек должен научиться жить в динамическом хаосе, постигая его законы, законы самоорганизации.

Для смены образовательной стратегии отпущен лишь краткий миг истории - рубеж тысячелетий, благо новая холистическая методология уже достаточно развита. На наш взгляд естественно введение синергетики в образовательный процесс сразу по трем направлениям (9):

I - СИНЕРГЕТИКА ДЛЯ ОБРАЗОВАНИИ ( SYNERGETICS FOR ): интегративные курсы синергетики в средней и высшей школе по завершении очередного цикла обучения - подготовительная, начальная, средняя школа, цикл фундаментальных дисциплин в высшей школе, цикл специальных дисциплин, аспирантура, факультеты переподготовки и повышения квалификации учителей и преподавателей, адаптивные курсы и получение второго образования людьми в зрелом возрасте. И начинать надо с создания учебной литературы и специальных потоков ФПК. Это путь спирального восхождения по рубежам осознания целостности мира.

II - СИНЕРГЕТИКА В ОБРАЗОВАНИИ ( SYNERGETICS IN): внедрение в частных дисциплинах материалов иллюстрирующих принципы синергетики в каждой дисциплине , будь то естественнонаучная или гуманитарная дисциплина, можно найти разделы изучающие процессы становления, возникновения нового, и здесь уместно наряду с традиционным использовать язык синергетики, позволяющий в дальнейшем создать горизонтальное поле междисциплинарного диалога, поле целостности науки и культуры.

III - СИНЕРГЕТИКА ОБРАЗОВАНИЯ ( SYNERGETICS OF): синергетичность самого процесса образования, становления личности и знания. Здесь в наибольшей степени сказывается антропный, постнеклассический характер синергетики, в процессах диалога и развитии самореферентных систем. Высокие примеры педагогического мастерства и авторских методик и есть лучшие образцы приложения целостных синергетических подходов, но сегодня проблема не в том чтобы создать единую методику, а в том чтобы научить педагога осознанно создавать свою, только ему присущую методику и стиль, оставаясь на позициях науки о человеке. В области синергетических методик обучения начаты активные исследования в РАО и РАН, подготовлены пособия и учебники.

Еще об определениях. Грядущий век- век междисциплинарных исследований. Методология междисциплинарных исследований это горизонтальная, как говорил Э. Ласло, трансдисциплинарная связь реальности---- ассоциативная, с метафорическими переносами, зачастую символьными мотивом, несущим колоссальный эвристический заряд, в отличие от вертикальной причинно-следственной связи дисциплинарной методологии. Дисциплинарный подход решает конкретную задачу возникшую в историческом контексте развития предмета, подбирая методы из устоявшегося инструментария. Прямо противоположен междисциплинарный подход, когда под данный универсальный метод ищутся задачи, эффективно решаемые им в самых разнообразных областях человеческой деятельности (14). Это принципиально иной холистический способ структурирования реальности, где скорее господствует полиморфизм языков и аналогия, нежели каузальное начало. Здесь ход от метода, а не от задачи. Тем не менее, так на этапе моделирования внедряется в жизнь математика--- язык междисциплинарного общения, но об этом давно забыли, и обычно говорят о естественнонаучных подходах, становящихся междисциплинарными, ну скажем о теории колебаний.

Напомним лишь некоторые из междисциплинарных сюжетов ХХ века: принцип дополнительности Н.Бора--- перенос квантового принципа на сферу творчества, психики, языка и т.д., что удалось лишь благодаря авторитету создателя квантовой механики; гелиотараксия А.Б. Чижевского--- поиск ритмических Космо-Земных корреляций в самых различных проявлениях жизни на планете; теория катастроф Р.Тома, очень быстро взятая на вооружение гуманитариями; и конечно же кибернетика и системный анализ, сегодня передающие эстафету синергетике, которая пытается ассоциировать методологию всех предшествующих течений.

Психология и технология. В чем особенность трансляции междисциплинарной методологии в культуру или науку? Автор, будучи физиком, многие годы пропагандирует наиболее универсальные методы естествознания и синергетики в среде гуманитарно ориентированных специалистов и студенчества и хорошо знает подводные камни такого рода контактов. Здесь мы встречаемся с двумя основными проблемами: проблемой двух культур в духе Чарльза Сноу, хотя, кое-кто и пытается ее похоронить ссылаясь на давность постановки вопроса; и, основной для нас, проблемой преодоления дисциплинарного типа мышления, для которого междисциплинарная методология не просто маргинальна, но и зачастую противоречит цеховой этике, отвлекая внимание от насущных задач дисциплины, так как решает "случайный" задачи, из которых большинство либо уже не интересны, либо еще не интересны, , либо никогда не возникнут (13). Всякий раз это вызывает бурную реакцию отторжения дисциплинарно организованного мышления, ведь отсутствует даже предметная постановка задачи--- метод сам "ищет" задачу! Осознано или бессознательно но охранительный корпоративный рефлекс работает и носителя междисциплинарной методологии вполне обосновано обвиняют в дилетантизме, излишних претензиях, подозрение к его словам много больше нежели к словам просто чужака, который пытается стать "своим". Но в том-то и дело что намерения пришельца не внедриться, потеснив цеховую иерархию, но сбросив информацию, пойти дальше, в соседний цех, а , в случае возникшего взаимопонимания, сотрудничать и консультировать по применению предлагаемой методологии и языка. Все это напоминает технологии маркетинга в сфере научной методологии (ну а менее приземленно---миссионерства), возникает новый тип мобильной коммуникации посредством странствующих среди оседлого населения"коробейников от универсалий", к которой не привыкли, но которая в наш век обвальных потоков информации единственная позволит справляться с ними.. И здесь возникает разделение труда между синтетиками и аналитиками, т.к. методологии находятся в отношении дополнительности друг к другу, точнее, дуальности,--- предмет и метод, вертикаль и горизонталь.

Само движение синергетиков с неизбежностью стратифицировано по уровню формализованности и предметности языка, пестро и полифонично, но имеет относительно жесткий каркас методологических принципов, который к сожалению сегодня почти неразличим за шелухой амбициозных мотивов и произвольных ассоциаций. Он требует систематической реставрации и обновления, что и могли бы взять на себя периодические междисциплинарные форумы.

Но всему приходит конец, и когда метод тиражирован, освоен дисциплинарным мышлением, ажиотаж умирает и мода проходит, чтобы возродиться с новой силой в период очередной раздробленности и лингвистического хаоса в описании реальности, а красивая упаковка и яркая реклама холистического архетипа будет не менее интригующа и многозначительна. Новая волна когерентности научного понимания распространится неустанными адептами междисциплинарности возможно шире, резонируя и искажаясь самым прихотливым и неожиданным образом в научной культуре и обыденом сознании, чтобы потом диссипировать в усилиях множества аналитиков, создающих многообразие и сложность интерпретаций этого мира.

Два слова о моде. Стоит , все же, подчеркнуть, что понимание синергетики в различных контекстах различно, и сегодня не существует ее общепринятого определения, как, например, не существует строгого определения фрактала. Кроме того, объем и содержание предмета взрывным образом расширяются, вызывая неумеренные восторги неофитов и протесты наиболее строго мыслящих профессионалов, стоявших у "истоков" и сокрушенно следящих за искажением исторической правды, и приоритетов. Это культурный феномен узнавания, а следовательно и своего понимания, архетипа целостности в разных областях культуры, и его экспансия идет от наиболее авторитетной компоненты - науки, да еще междисциплинарной. Можно огорчаться по поводу моды на синергетику, и ее вольного толкования, но история помнит не одно увлечение подобного рода: моду на кибернетику, системный анализ, теорию относительности, ну а если перенестись в XYIII век - салонные вечера Вольтера о "новой механике", и даже общество "ньютонианских дам", что в конечном счете способствовало быстрейшему внедрению "Начал" Ньютона в университетские курсы Европы (несмотря на сопротивление многих континентальных авторитетов). Мода конечно пройдет, но в основания культуры будут заложены принципы и язык синергетики, а время рассеет миражи непонимания.

Итак, синергетика возникла, как теория кооперативных явлений в задачах лазерной тематики, но постепенно приобретала все более общий статус теории, описывающей незамкнутые, нелинейные, неустойчивые , иерархические системы. Уже в области естествознания существует оппозиция такому толкованию синергетики, кто- то предпочитает говорить о нелинейной динамике, или теории диссипативных систем, теории открытых систем, теории динамического хаоса, аутопойэсисе и т.д.. На наш взгляд апология синергетики может быть оправдана лишь после введения в рассмотрение проблематики наблюдателя, человекомерных систем, самореферентных систем, тем самым расширяя методологию синергетики на область целостной культуры. Вот в этом расширительном толковании мы и понимаем синергетику в данной работе. Философски говоря, синергетика это наука (точнее говоря движение в науке) о становящемся бытии, о самом становлении, его механизмах и их представлении. И здесь важно избежать другой крайности, не профанировать ее методы, не увлекаться модной синергетической фразеологией, произвольно сплетая метафоры; но оставаясь на позициях конкретной науки, использовать ее потенциал как технологию универсалий, реализуемую в практической деятельности.

1. Хакен Г. Синергетика. М. Мир. 1980
2. Пригожин И., От существующего к воникающему. М. Мир.1984.
3. В.С. Степин. Философская антропология и философия науки.М. Высшая .Школа.1992.
4.С.П.Курдюмов, Е.Н.Князева.Законы эволюции и самоорганизации сложных систем.Москва.1981
5.Аршинов В.И., Буданов В.Г.. "Синергетика---эволюционный аспект". Самоорганизация и наука: опыт философского осмысления ИФ РАН, Арго, 1994.
6. Буданов В.Г. Концепция естественнонаучного образования гуманитариев: эволюционносинергетический подход. Высшее образование в России, N4, 1994. Аршинов В.И., Буданов В.Г., Суханов А.Д. Естественнонаучное образование гуманитариев: на пути к единой культуре. Общественные науки и современность. N5, 1994
7. Примерная программа дисциплины "Концепции современного естествознание" для гуманитарных направлений бакалавриата. Авторы: Буданов В.Г., Мелехова О.П., Суханов А.Д., под редакцией академика Степина В.С.. Гос. Ком. Вуз. России, Москва, февраль1995.
8. Буданов В.Г. "Синергетические аспекты информационных кризисов и культура" Философия и наука. Москва. ИФ РАН, 1996 .
9. Буданов В.Г. "Синергетические стратегии в образовании". Философские проблемы образования. Москва. РАГС. 1996.
10. Буданов В.Г. "Принципы гармонии как эволюционные синхронизмы --- начала демистификации".Математика и искусство. Труды II международной конференции "Нелинейный мир". Москва. Прогресс-традиция. 1997.
11. Буданов В.Г. "Принципы гармонии как холистические правила эволюционного суперотбора". Современная картина мира. Формирование новой парадигмы. Москва. 1997
12. Буданов В.Г. "Синергетика для гуманитариев". Труды международной конференции "Математика. Компьютер. Образование." Пущино. Москва. Прогресс-традиция. 1997. "Синергетика для гуманитариев: пять лет спустя".Синергетика образования. Москва. Гнозис. 1997.
13. Буданов В.Г.. "Делокализация как обретение смысла, к опыту междисциплинарных технологий." Онтология и эпистемология синергетики. ИФ РАН. 1997. с.87-100
14. Буданов В.Г. "Междисциплинарные технологии и принципы синергетики." Первый Российский филсофский конгресс. Материалы конгресса. Том YIII. 1997 . Категории. Философский журнал. N2, 1997. Принципы синергетики для пешеходов. // V Международная конференция . Математика, компьютер, образование. Дубна 98. М.: Прогресс-традиция. 1998.
15. Аршинов В.И., Буданов В.Г., Войцехович В.Э. Принципы представления процессов становления в синергетике// XI Международная конференция. Логика, методология, философия науки. Т.VII. Методологические проблемы синергетики. М.-Обнинск, 1995. С.3-5.
16. Аршинов В.И., Войцехович.В.Э.. Синергетическое знание: между сетью и принципами// Самоорганизация и наука II. Синергетическая парадигма. М.: 1999.

 

7.02.2010


Интересное по этой теме:


Институт философии РАН
www.iph.ras.ru
Copyright © 1996-2018 Синтергетический форум
Пишите нам
mail@rinotel.ru