Гуманитарные технологии Информационно-аналитический портал • ISSN 2310-1792
Гуманитарно-технологическая парадигма

Синергетика

Наименование: Синергетика (образовано от греческого слова: συνεργία — совместное действие)
Определение: Синергетика — это междисциплинарное направление научных исследований, которое изучает закономерности и принципы, лежащие в основе процессов самоорганизации в системах разной природы: физических, химических, биологических, технических, социальных и других.
Редакция: Информация на этой странице периодически обновляется. Последняя редакция: 30.10.2016.

Синергетика — это междисциплинарное направление научных исследований, возникшее в начале 70-х годов XX века, которое изучает закономерности и принципы, лежащие в основе процессов самоорганизации в системах самой разной природы: физических, химических, биологических, технических, социальных и других (см. Система). Под самоорганизацией в синергетике понимаются процессы возникновения макроскопически упорядоченных пространственно-временных структур в сложных нелинейных системах, находящихся в далёких от равновесия состояниях, вблизи особых критических точек — точек бифуркации, в окрестности которых поведение системы становится неустойчивым. Последнее означает, что в этих точках система под воздействием самых незначительных воздействий, или флуктуаций, может резко изменить своё состояние. Этот переход часто характеризуют как возникновение порядка из хаоса. Одновременно происходит переосмысление концепции хаоса, вводится понятие динамического (или детерминированного) хаоса как некой сверхсложной упорядоченности, существующей неявно, потенциально, и могущей проявиться в огромном многообразии упорядоченных структур.

Синергетика представляет собой одно из ведущих направлений современной науки (см. Наука), репрезентирующее собой естественнонаучный вектор развития теории нелинейных динамик в современной культуре (см. Культура). Это направление представлено такими исследователями, как Г. Хакен, Г. Николис, И. Пригожин, А. Баблоянц, С. Вейнберг, П. Гленсдорф, Р. Грэхем, К. Джордж, Р. Дефэй, Дж. Каглиоти, М. Курбейдж, С. П. Курдюмов, Л. Лугиато, X. Майнхардт, К. Майнцер, Б. Мизра, Дж. С. Николис, К. Николис, Л. Розенфельд, М. Стадлер, Дж. М. Т. Томпсон, Дж. В. Хант, Ф. Хенин и другими. Формирование синергетического мировидения в контексте естествознания рассматривается многими авторами как вызывающее парадигмальные трансформации современной естественнонаучной традиции и даже интерпретируется в качестве новейшей научной революции (В. Крон, Дж. Кюпперс, H. H. Моисеев, X. Новотны и другие; по мнению Э. Тоффлера, идеи синергетики «играют центральную роль в последней по времени научной революции»).

Развитие синергетики реализует себя в нескольких направлениях, поэтому синергетическая исследовательская традиция представлена в современной культуре в нескольких различных версиях своей интерпретации, в силу чего могут быть зафиксированы и различные модели методологической рефлексии над синергетической исследовательской стратегией: модель, предложенная школой Г. Хакена, модель, связанная с именем И. Пригожина (Брюссельский Свободный университет и Американская синергетическая школа), модель Российской школы синергетиков во главе с С. П. Курдюмовым (Научно-исследовательского института имени М. В. Келдыша и Института математического моделирования Российской Академии наук, Московский государственный университет и другие). В основе специфики трактовки российскими учёными сущности синергетической парадигмы лежит особое отношение к проблеме детерминизма и акцентирование внимания на процессах, протекающих в режиме «с обострением» (blow up). Вместе с тем, обнаруживая при сравнении достаточно значимые интерпретационные расхождения (вплоть до того, что сам термин «синергетика», предложенный Г. Хакеном, практически не употребляется в работах авторов, принадлежащих к школе И. Пригожина, заменяясь понятием «неравновесная термодинамика»), данные модели не являются ни альтернативными, ни, тем более, — взаимоисключающими друг по отношению к другу. Согласно новым исследованиям, единство фундаментальных оснований указанных научных направлений позволяет говорить о синергетической парадигме в современном естествознании как о едином явлении. На уровне самоопределения синергетика конституирует себя как как концепцию неравновесной динамики или теорию самоорганизации нелинейных динамических сред, задающая новую матрицу видения объекта в качестве сложного (Г. Николис, И. Пригожин).

Фундаментальным критерием «сложности» в синергетике выступает показатель не статического характера (многоуровневость структурной иерархии объекта и тому подобные), но показатель сугубо динамический, а именно — наличие имманентного потенциала самоорганизации. По оценке Г. Николиса и И. Пригожина, если центральным предметом анализа синергетики является «рождение сложного», то критерием сложности для неё выступает то, что в исследуемой системе «при определённых условиях могут возникать макроскопические явления самоорганизации». Синергетика исследует класс систем, находящихся за пределами границ состояния термодинамического равновесия (то есть сильно неравновесных). И. Пригожин и И. Стенгерс конституируют предметный ареал синергетической парадигмы как локализующейся «вдали от равновесия». Определяя равновесное состояние объекта, А. Баблоянц отмечает, что в том случае, когда «энтропия изолирует часть материи, которая обладает совокупностью свойств и называется системой, увеличивается и достигает конечной максимальной величины», система входит в такой режим функционирования, что «при этом значении энтропии возможность изменений исчезает, и говорят, что система находится в равновесном состоянии». В этой ситуации действующие на систему возмущения (как внешнего, так и внутреннего характера) затухают во времени, то есть, по определению Г. Николиса и И. Пригожина, «не оставляют следов в системе», состояние которой в этом случае рассматривается как «асимптотически устойчивое». Однако возможны нестационарные состояния системы, то есть такие, в которых не успевает установиться равновесное состояние, — в этой ситуации система характеризуется неустойчивостью по отношению к собственным начальным параметрам (неустойчивость по Ляпунову) и, как зафиксировано Дж. М. Т. Томпсоном и Дж. В. Хантом, экспоненциальной тенденцией к дивергенции. Данная тенденция, однако, реализует себя в границах достаточно чётко ограниченной сферы возможности, то есть неустойчивость означает «случайные движения внутри вполне определённой области параметров» (С. П. Курдюмов).

Становление синергетической парадигмы в естествознании привело к открытию «превалирования неустойчивостей»: по формулировке Г. Николиса и И. Пригожина, в целом, «мы живём в мире неустойчивых процессов». Собственно, именно исследование неравновесных состояний привело теорию динамических систем к «открытию новых фундаментальных свойств вещества в условиях сильного отклонения от равновесия»: эти фундаментальные свойства заключаются в том, что при прохождении точек неустойчивости в различных по своей природе исследуемых средах обнаруживается свойство перехода к так называемому состоянию сложности, то есть в этих средах «при определённых условиях могут возникать макроскопические явления самоорганизации в виде ритмически изменяющихся во времени пространственных картин» (Г. Николис, И. Пригожин).

Таким образом, синергетика, по словам Г. Хакена, «исследуются явления, происходящие в точке неустойчивости, и определяется та новая структура, которая возникает за порогом неустойчивости», на основе чего синергетике удаётся установить универсальные и «глубокие аналогии», которые «проявляются между совершенно различными системами при прохождении ими точек возникновения неустойчивости». Иными словами, сложность, по оценке И. Пригожина и И. Стенгерс, отныне рассматривается не как исключение, а как общее правило. На этой основе синергетика формулирует свой основополагающий тезис, заключающийся в том, что на всех уровнях структурной организации бытия именно неравновесность выступает условием и источником возникновения «порядка» (по оценке И. Пригожина и И. Стенгерс, именно «неравновесность есть то, что порождает «порядок из хаоса»). Соответственно, тем аспектом исследуемого объекта, на котором центрировано внимание синергетики, или её предметом, выступает процесс «зарождения упорядоченности» или «самопроизвольная самоорганизация материи, которая возможна только в неравновесных системах» (А. Баблоянц).

Фундаментальным свойством исследуемых синергетикой объектов выступает их сложность. Под сложностью в синергетике понимается способность к самоорганизации, усложнению своей пространственно-временной структуры на макроскопическом уровне в силу происходящих на микроуровне изменений. Так, например, классическим эмпирическим полем синергетических исследований выступает механика жидких сред и, прежде всего, неравновесная гидродинамика. В базовом для синергетики опыте описано явление конвективной неустойчивости (или неустойчивости Бенара) в горизонтальном слое жидкости с вертикальным градиентом температуры: за критическим значением прилагаемого градиента в данной системе возникает визуально наблюдаемая макроструктура, то есть решётка конвекционных ячеек (или ячеек Бенара) размером приблизительно 1021 молекулу, — жидкость в горизонтально ориентированных ячейках приходит во вращение (последовательно — то по часовой стрелке, то против неё); в тонком слое раствора возникает так называемый «волновой фронт», внутри которого обнаруживают себя «пейсмейкеры», то есть беспорядочно разбросанные источники волн, дающие визуально наблюдаемую картину концентрируемых вокруг этих «пейсмейкеров» колец, спиралей, концентрических окружностей («мишеней»), многошаговых спиралей и тому подобное. В русскоязычной литературе данные источники динамики волн получили название «ведущих центров». Таким образом, описываемая термодинамическая система обретает пространственно-структурную и темпоральную определённость: «микроскопическое конвективное течение, которое, если верить принципу порядка Больцмана, обречено на вырождение, вопреки ему усиливается и завладевает всей системой, спонтанно устанавливается новый молекулярный порядок» (И. Пригожин и И. Стенгерс), то есть визуально наблюдаемая макроструктура. Гипнотический «миниатюрный наблюдатель», двигаясь относительно ячеек вектора, уже мог бы зафиксировать различия точек пространства и, соответственно — при смене направления конвекционного движения, — и моментов времени (Г. Николис, И. Пригожин). Аналогичная картина наблюдается при исследовании неустойчивости Тейлора: если определённая жидкость помещена между двумя вращающимися цилиндрами, то после нарушения стационарного состояния (когда скорость вращения цилиндров либо градиент температуры превышают критическую отметку) гидросреда обретает макроскопическую структуру (вихри Тейлора).

Значительную роль в формировании основоположений синергетики сыграло изучение реакции Белоусова-Жаботинского (реакция БЖ), которая состоит в окислении органической (малоновой) кислоты броматом калия в присутствии катализатора (марганца, церия или ферроина). Макроскопическим проявлением этой реакции являются так называемые «химические часы», то есть временные последовательные осцилляции исходно бесцветной жидкости с красного цвета на голубой, каждый раз предъявляющие (после соответствующего периода стабилизации) чётко фиксированную пространственную макроструктуру, причём при использовании различных катализаторов реакция БЖ демонстрирует различные типы пространственных структур: спирали, многоходовые спирали, «мишени» и тому подобные. Иными словами, данная химическая реакция даёт возможность «для измерения времени с помощью внутренней динамики системы» (И. Пригожин и И. Стенгерс).

Аналогичные явления были исследованы Р. Грэхемом и Г. Хакеном при изучении феномена фазовых переходов в лазерах, рассматриваемых в качестве систем, функционирующих в состоянии, далёком от состояния равновесия. Изоморфная ситуация была зафиксирована при исследовании и биологических явлений, — например, жизненного цикла амёбы, включающего в себя такую стадию, как агрегация слизевиков (Dictyostellium disciodium). Если ресурс трофики истощается, одноклеточные организмы кооперируются, причём некоторые клетки выполняют функции своего рода «пейсмейкеров» («центров агрегации»), периодически выделяя в среду специальное вещество («сигнал для сообщества»), другие же клетки словно «чувствуют» направление градиента и мигрируют к центру.

При этом пространственная картина процесса агрегации (спиральные волны или концентрические окружности) фактически изоморфна картине, образованной ячейками Бенара. На основе этого хемотаксиса возникает многоклеточная колония, демонстрирующая, подобно организму, клеточную дифференцировку как аналог морфогенеза. Необходимым условием реализации самоорганизационных процессов упорядочивания неравновесной системы является её незамкнутость, что выступает как одна из наиболее важных характеристик исследуемых синергетикой объектов, а именно: открытость по отношению к окружающей среде. Применительно к неравновесным средам справедливо утверждение, что каждая точка такой среды является источником и стоком энергии, то есть система осуществляет постоянный и взаимный энергообмен с внешней по отношению к ней средой (при этом следует отметить, что реально все наличные системы являются открытыми). Как отмечено Г. Николисом и И. Пригожиным, неравновесные состояния «связаны с неисчезающими потоками между системой и внешней средой».

Поскольку явления самоорганизации, исследуемые синергетикой, связаны с падениями уровня энтропии в тех или иных фрагментах среды, постольку очевидно, что процессы подобной локальной упорядоченности осуществляются за счёт притока энергии извне, то есть «за счёт близлежащих областей»: «система должна быть открытой и постоянно обмениваться веществом и энергией с окружающей средой» (А. Баблоянц). Однако это общее положение существенно дополняется в синергетике идеей зависимости специфики возникающих структур от особенностей параметров среды: в неравновесных условиях система начинает реагировать на факторы, которые в равновесном её состоянии выступают по отношению к ней как индифферентные. Например, в сильно неравновесных условиях химические реакции оказываются восприимчивыми к фактору гравитации: «в сильно неравновесных условиях системы начинают «воспринимать» внешние поля, например, гравитационное поле, в результате чего появляется возможность отбора конфигураций» (И. Пригожин и И. Стенгерс).

Более того, изменение параметров может в корне изменить пути и механизмы самоорганизационных процессов в неравновесных средах. Так, при экспериментально варьируемых условиях одна и та же исследуемая система может демонстрировать вообще различные формы самоорганизации: химические часы, устойчивую пространственную дифференциацию, образование волн химической активности на макроскопических расстояниях и тому подобное. На основании этого синергетика делает фундаментальное обобщение, заключающееся в том, что «в сильно неравновесных условиях достоверно установлено весьма важное и неожиданное свойство материи: впредь физика с полным основанием может описывать структуры как формы адаптации системы к внешним условиям» (И. Пригожин и И. Стенгерс).

В основе исследуемых синергетикой явлений самоорганизации лежит феномен так называемой «кооперации» молекул: «в равновесном состоянии молекулы ведут себя независимо: каждая из них игнорирует остальные. Такие независимые частицы можно было бы назвать гипнонами («сомнамбулами»). Каждая из них может быть сколь угодно сложной, но при этом «не замечать» присутствия остальных молекул. Переход в неравновесное состояние пробуждает гипноны и устанавливает когерентность, совершенно чуждую их поведению в равновесных условиях» (И. Пригожин и И. Стенгерс). То есть если в равновесном состоянии системы «сложность» её частиц имплицитна (по выражению И. Пригожина, «обращена внутрь»), то вдали от равновесия она «проявляется снаружи», — конституируется, согласно синергетике, «один из простейших механизмов связи (communication)» (И. Пригожин и И. Стенгерс). В «Философии нестабильности» И. Пригожин отмечает, что «кажется, будто молекулы, находящиеся в разных областях раствора, могут каким-то образом общаться друг с другом. Во всяком случае, очевидно, что вдали от равновесия когерентность поведения молекул в огромной степени возрастает. В равновесии молекула «видит» только своих соседей и «общается» только с ними. Вдали же от равновесия каждая часть системы «видит» всю систему целиком. Можно сказать, что в равновесии материя слепа, а вне равновесия прозревает». Например, применительно к химическим реакциям это проявляется в том, что, по описанию А. Баблоянц, «при удалении от состояний химического равновесия химические реакции «оживают». Они «чувствуют» время, распознают информацию, различают прошлое и будущее, правую и левую стороны. Реакции могут проявлять различные формы самоорганизации, например, образовывать мозаичные структуры». С точки зрения гипотетического «миниатюрного наблюдателя», якобы помещённого в такую среду, это означает, что при равновесном состоянии последней «ему безразлично занимаемое им положение. Или по-другому: нет внутренних возможностей, которые позволили бы ему воспринять понятие пространства», что, по оценке Г. Николиса и И. Пригожина, «делает в конечном счёте тождественными и все моменты времени». Что же касается неравновесного состояния среды, то «когерентное поведение молекул», организующихся в макроструктуру, позволяет гипотетическому внутреннему наблюдателю зафиксировать — при движении от молекулы к молекуле (сквозь ячейки Бенара, например) — дифференциацию пространства и, соответственно, течение времени. Именно в данном случае система может быть оценена как сложная. Исходя из этого, «тот факт, что ограниченное число частиц может демонстрировать когерентное поведение, несмотря на случайное движение каждой из частиц», оценивается Г. Николисом и И. Пригожиным в качестве одного из основных свойств, характеризующих возникновение сложного поведения». Таким образом, внутри системы, находящейся в неравновесном состоянии, проявляются дальнодействующие корреляции, и система начинает вести себя как целое: «частицы, находящиеся на макроскопических расстояниях друг от друга, перестают быть независимыми», — собственно, ячейки Бенара, например, и есть «конвекция, соответствующая когерентному, то есть согласованному движению ансамблей молекул» (И. Пригожин и И. Стенгерс). По оценке А. Баблоянц, «кооперация на молекулярном уровне лежит в основе нескольких типов надмолекулярной организации материи, которая в противном случае проявляла бы признаки полнейшего хаоса».

Аналогично, при исследовании лазерных систем, Г. Хакеном было отмечено, что вблизи точки возникновения неустойчивости можно обнаружить существенное различие между устойчивыми и неустойчивыми коллективными движениями (модами): «устойчивые моды подстраиваются под неустойчивые и могут быть исключены. В общем случае это приводит к колоссальному уменьшению числа — степеней свободы [упорядочиванию]. Остающиеся неустойчивые моды служат в качестве параметров порядка, определяющих макроскопическое поведение системы». Возможность демонстрации когерентного поведения огрсмным числом частиц выступает для синергетики фундаментальным критерием сложности как таковой.

Представленное Г. Хакеном название новой дисциплины — «Синергетика» — инспирировано именно тем обстоятельством, что в основе исследуемых этой дисциплиной феноменов самоорганизации лежит, по определению Г. Хакена, «совместное действие многих подсистем, в результате которого на макроскопическом уровне возникает структура и соответствующее функционирование». Важно, что кооперация подсистем какой-либо системы проявляет себя как подчинённая выявленным синергетикой универсальным принципам — независимо от природы этих подсистем: элементы абиотических сред образуют упорядоченные макроструктуры; одноклеточные организмы могут коммуницировать в пределах обширных территорий посредством специфических сигналов; кооперативные связи лежат в основе функционирования многоклеточного организма, причём каждый орган демонстрирует их в той же мере, что и организм в целом (например, работа головного мозга оценивается синергетикой как «шедевр кооперирования» клеток), — и, собственно, наличие кооперативных зависимостей трактуется синергетикой как необходимое основание для идентификации системы в качестве биологической. Исходя из этого, синергетикой моделируется новая версия космогенеза, в частности, полагается, что «в момент образования материи Вселенная должна была находиться в неравновесных условиях, поскольку в состоянии равновесия из закона действия масс следовало бы количественное равенство материи и антиматерии» (И. Пригожин, И. Стенгерс). Как отмечено П. М. Алленом, Дж. Энгеленом, М. Санглиером и другими, подобный подход радикально меняет традиционные представления о соотношении микро- и макроуровней организации материи и, соответственно, между микроскопическим и макроскопическим уровнями описания, ориентированными на различные понятийные системы и принципы. В целом, идея фундаментального единства микро- и макроуровней описания системы становится аксиологически акцентированной в современном естествознании: в 1965 году Нобелевская премия была присуждена Л. Онзагеру за установление взаимосвязи между микро- и макроскопическим подходами к исследованию обратимых процессов, в 1977 году И. Пригожину за исследования в области самоорганизации необратимых процессов.

Как отмечает Г. Хакен, «переработка энергии, подводимой к системе, на микроскопическом уровне проходит много этапов, что в конце концов приводит к упорядоченности на макроскопическом уровне: образованию макроскопических структур (морфогенез), движению с небольшим числом степеней свободы и так далее». Так, на материале анализа ферромагнетиков показано, что когда на микро- (атомном) уровне магнитные силы неупорядочены, — магнитные моменты взаимно уничтожаются. Однако при достижении порогово низкой температуры «упорядочивание на микроскопическом уровне является причиной появления на макроскопическом уровне нового свойства материала». С другой стороны, И. Пригожин и И. Стенгерс формулируют идею обратной связи между возникающими в результате трансформаций на микроуровне макроструктурами и процессами микроскопического порядка: «одной из наиболее важных проблем является возникающая в итоге обратная связь между макроскопическими и микроскопическими событиями: макроскопические структуры, возникающие из микроскопических событий, должны были бы в свою очередь приводить к изменениям в микроскопических механизмах». В этом контексте одним из наиболее важных мировоззренческих выводов из синергетической концепции является вывод о фундаментальном единстве микро- и макромира: по формулировке H. H. Моисеева, моделирующего на основе синергетических принципов концептуальную схему эволюции универсума, «Вселенная представляет собой единую целостную систему». Однако, — при всём фундаментальном онтологическом единстве и взаимной детерминированности микроскопических и макроскопических процессов в самоорганизующихся системах, — макроописание последних ни в коем случае не сводимо к их микроописанию: так, в частности, электрохимические процессы головного мозга, с одной стороны, и «ансамбли мыслей» — с другой, представляют собой две системы, сколь тесно взаимосвязанных друг с другом, столь же и принципиально друг к другу не сводимых (Г. Хакен). Столь же значимым мировоззренческим выводом синергетической исследовательской традиции выступает идея самодостаточности креативного потенциала неравновесных систем для эволюционных трансформаций и морфогенеза. На Первой Международной конференции Немецкого Общества сложных систем (октябрь 1997 года) отмечалось, что применительно к самоорганизующейся системе «мы можем наблюдать феномен циклической причинности: с одной стороны, элементы «порабощены» параметрами порядка, а с другой — элементы определяют поведение параметров порядка». Это фактически означает, что, по формулировке H. H. Моисеева, «саморазвитие, самоорганизация этой системы происходят, во всяком случае, до поры до времени, при отсутствии направляющего начала» (таким образом, синергетическое видение мира фактически закладывает основы новой концепции детерминизма).

Метафорически обозначая процессуальность исследуемой предметности как «порядок из хаоса», синергетика вводит понятие хаоса в число фундаментальных для своего категориального аппарата. Исходная неупорядоченность анализируемых сред определяется Г. Николисом и И. Пригожиным как «хаотическая динамика», причём в данном случае речь идёт не о хаотическом поведении элементов, — но всей системы, понятой в качестве целого. По оценке А. Баблоянц, «говоря о хаотическом или турбулентном поведении, мы имеем в виду не движение отдельных молекул, а хаотическое (неустойчивое, рассеянное и тому подобное) поведение всей массы». Если, согласно второму началу термодинамики, увеличение энтропии ассоциируется с увеличением неупорядоченности, а энтропия является своего рода «мерой степени беспорядка», то понятия «энтропии» и «хаоса» сопрягаются между собой: поскольку (как было показано в своё время Больцманом) «абстрактное макроскопическое понятие «энтропии» может являться мерой молекулярной упорядоченности», постольку «слово «энтропия» сегодня употребляется как синоним «хаоса» (А. Баблоянц). Исходя из этого, исследуемый объект рассматривается синергетикой как «сверхсложная, бесконечномерная, хаотизированная на уровне элементов среда (среда, которая ведёт себя по-разному в каждом локосе)» (С. П. Курдюмов).

Однако наиболее важным моментом осмысления в синергетике понятия «хаос» является акцентировка неоднозначности его соотношения с энтропией: оценивая синергетическую естественнонаучную парадигму, Э. Тоффлер отмечает, что в контексте последней «энтропия — не просто безостановочное соскальзывание системы к состоянию, лишённому какой бы то ни было ориентации, при определённых условиях энтропия становится прародительницей порядка». Так, по утверждению И. Пригожина, «сегодня мы знаем, что увеличение энтропии не сводится к увеличению беспорядка, ибо порядок и беспорядок возникают и существуют одновременно». И дело здесь не только в наличии различных систем отсчёта, дающих нам понять, что «порядок и беспорядок сосуществуют как два аспекта одного целого и дают нам различное видение мира». Классическим для синергетики является в данном случае пример И. Пригожина о наличии двух взглядов на Венецию: с одной стороны — с высоты птичьего полёта (макроописание), когда открывается панорама упорядоченной городской структуры, с другой — изнутри (описание на микроуровне), когда городская жизнь предстаёт как хаотическое движение. Помимо этого, в интерпретации хаоса синергетическая парадигма делает акцент не на аспекте феноменологического отсутствия наличной упорядоченности, но на аспекте потенциальной эволюционной креативности, имманентной возможности становления нового «порядка» (упорядоченности). Г. Николис и И. Пригожин вводят в этом контексте понятие «рождения сложного»; согласно базовой формулировке российской синергетической школы, «сплошная среда потенциально содержит в себе различные виды локализации процессов (различные виды структур). Среда есть некое единое начало, выступающее как носитель различных форм будущей организации, как поле неоднозначных путей развития» (Е. Н. Князева, С. П. Курдюмов). В рамках синергетического видения реальности хаос выступает в качестве физического обеспечения неравновесности, то есть, соответственно, как фактор самоорганизации.

В рамках синергетики показано, что в соответствующих условиях (вдали от равновесия) может происходить автономная самоорганизация материи, то есть достижение более упорядоченного состояния с резким понижением энтропии, — переход к «порядку» от состояния хаоса. По формулировке Г. Хакена, «во многих случаях самоорганизация возникает из хаотических состояний», то есть именно «из хаотических состояний возникают высокоупорядоченные пространственные, временные и пространственно-временные структуры». Таким образом, по оценке Е. Н. Князевой и С. П. Курдюмова, «хаос на микроуровне — это не фактор разрушения, а сила, выводящая на тенденцию самоструктурирования нелинейной среды». Г. Николис и И. Пригожин при оценке креативности процесса самоорганизации говорят о «неравновесных переходах» как о «сходных с зародышеобразованием».

По оценке И. Пригожина, в целом, «что касается современного мира, то космология теперь все мироздание рассматривает как в значительной мере беспорядочную — а я бы сказал, как существенно беспорядочную среду, в которой выкристаллизовывается порядок». — Поскольку синергетикой исследуются механизмы перехода неравновесной системы от хаоса к «порядку», то есть к образованию макроскопических структур (морфогенез) или к движению с малым числом степеней свободы (упорядоченное движение), то современная синергетика, как было отмечено на Первой Международной конференции Немецкого Общества сложных систем, рассматривает себя как «теория хаоса». Согласно интегральной формулировке И. Пригожина, «порядок и беспорядок оказываются тесно связанными — один включает в себя другой. И эту констатацию мы можем оценить как главное изменение, которое происходит в нашем восприятии универсума сегодня».

Поливариантность самоорганизационных процессов обусловливает такое свойство исследуемых синергетикой систем, как их нелинейность. По формулировке И. Пригожина, «в ситуации, далёкой от равновесия, дифференциальные уравнения, моделирующие тот или иной природный процесс, становятся нелинейными, а нелинейные уравнения обычно имеют более чем один тип решений». Более того, «уравнения, описывающие самоорганизацию, — существенно нелинейные уравнения» (Г. Хакен). При аппликации этих сугубо математических формулировок на реальность их онтологический смысл может быть эксплицирован следующим образом. В равновесном состоянии для соответствующей системы возможен лишь один вариант эволюционного движения, предполагающий, что состояние системы в момент времени Tn обусловлено её состоянием в момент времени Tn–1 и, в свою очередь, обусловливает состояние Tn + 1 (и потому перспективы эволюции вполне прогнозируемы). В целом, описанные линейными уравнениями процессы А. Баблоянц характеризует как таковые, при которых «все дальнейшие возможности и изменения устраняются». При ретроспективном рассмотрении сфера возможного и сфера действительного для линейно развивающейся системы оказываются практически изоморфными в содержательном отношении, — что же касается альтернативных версий развития, то они артикулируются как невозможные. В отличие от этого, множество качественно различных решений нелинейных уравнений онтологически соответствует «множество путей эволюции системы, описываемой этими уравнениями» (Е. Н. Князева, С. П. Курдюмов). В соответствии с этим, переход системы из состояния, соответствующего моменту Tn, в состояние, соответствующее Tn + 1, рассматривается не как результат однозначно каузального причинения, но как интегральный итог пересечения различных тенденций, конкретные конфигурации которого в момент Tn зависят не только от исходного состояния системы (состояния в момент Tn–1), но и от случайных факторов, возникающих в контексте взаимоналожения указанных тенденций, а потому оказываются принципиально непредсказуемыми (тем самым синергетика дистанцируется от традиционно, то есть линейно, понятого детерминизма, зачастую дистанцируясь в обрисованном контексте и от самого термина «детерминизм»).

В современной интерпретации нелинейности последняя предполагает, что направленность интерпретируется не в качестве континуального причинно-следственного вектора, а как результат случайного пересечения (взаимоналожения) не имманентно не связанных друг с другом событийных потоков. Применительно к синергетике данная презумпция оказывается, по оценке К. Хасейна, Дж. Гукенхеймера, Ф. Холмеса и других, не просто наиболее важной, но основополагающей, фундируя собой идею о новом статусе феномена случайности. Если в рамках линейной парадигмы случайные факторы могли интерпретироваться в качестве внешних и несущественных помех реализации доминантного вектора эволюции, которыми можно было пренебречь, то в рамках анализа нелинейных систем именно случайные флуктуации, понятые в качестве имманентных по отношению к рассматриваемой системе, оказываются одним из решающих факторов эволюции. В целом, как очевидность разницы статуса необходимости и случайности, так и жёсткая оппозиция последних теряют в ситуации нелинейности свой смысл: семантическая и детерминационная значимость тех или иных эволюционных факторов утрачивает онтологический статус и оказывается в зависимости от системы отсчёта. Так, в синергетике, как имеющей своим предметом сложные процессы, характеризующиеся нелинейностью развития, идеи кросс-каталитического пересечения событийных потоков и случайной флуктуации выступают, по оценке Дж. Д. Мюррея, Р. Эннса и других, в качестве фундаментальных.

Как отмечают Г. Николис и И. Пригожин, в линейной системе результат действия двух различных факторов равен суперпозиции каждого из них, взятого отдельно, в то время как «в нелинейных системах небольшое увеличение внешнего воздействия может привести к очень сильным эффектам, несоизмеримым по амплитуде с исходным воздействием». В этом отношении синергетическая парадигма демонстрирует не только презумпцию снятия альтернативы между необходимостью и случайностью, но также и альтернативы между внутренним и внешним: на основе анализа конкретных неравновесных систем синергетика выявляет, что «приспособляемость [к изменениям параметров внешней среды] и пластичность поведения — два основных свойства нелинейных динамических систем» (Г. Николис, И. Пригожин).

В качестве наиболее важного момента нелинейных динамик выступает поливариантность протекания процессов, предполагающая наличие не только различных форм самоорганизации системы, но и эволюционных альтернатив. По оценке российских синергетиков, в мировоззренческом плане идея нелинейности может быть эксплицирована посредством: идеи многовариантности, альтернативности путей эволюции; идеи выбора из данных альтернатив; идеи темпа эволюции и идеи необратимости эволюции (Е. Н. Князева, С. П. Курдюмов). Важно, что исследуемые синергетикой возможности альтернативных версий развития, обеспечивающие указанный онтологический плюрализм универсума, не даны изначально, но возникают в ходе самого процесса эволюции системы: «парадоксально, но в одной и той же среде без изменения её параметров могут возникать разные структуры, разные пути её эволюции. Причём это происходит не при изменении констант среды, а как результат саморазвития процессов в ней», — таким образом, «нелинейность означает возможность неожиданных, называемых в философии эмерджентными, изменений направления течения процессов», — в этом отношении эволюционный процесс предстаёт в синергетике как своего рода «блуждание по полю путей развития» (Е. Н. Князева, С. П. Курдюмов).

В подобной ситуации любая попытка формулировки невероятностного прогноза, ориентированного на теоретическое моделирование будущих состояний системы, исходя изданных о настоящем её состоянии — по формулировке Е. Н. Князевой и С. П. Курдюмова, прогноз «от наличного», — рассматривается синергетикой не только как неадекватная, но и как некорректная. Как отмечает А. Баблоянц, «современные химики обнаружили, что реакции не всегда предсказуемы». Соответственно этому, для синергетики свойственно рассматривать самоорганизующуюся систему как специфический вероятностный по своей природе объект. По оценке И. Пригожина и И. Стенгерс, синергетический ракурс видения объекта основан на том, чтобы «представить систему ансамблем точек, то есть «облаком точек», соответствующих различным динамическим состояниям, совместимым с той информацией о системе, которую мы знаем. Каждая область фазового пространства может содержать бесконечно много представляющих точек. Их плотность служит мерой вероятности найти рассматриваемую систему в данной области».

Фундаментальным механизмом, обеспечивающим реализацию нелинейности развития, выступает в синергетике бифуркационный механизм (явление бифуркации было впервые описано Л. Эйлером при исследовании феномена равновесия нагруженной колонны; в математическом контексте термин «бифуркация» в своё время использовал А. Пуанкаре). Согласно ему, если в равновесном (или слабо неравновесном) состоянии применительно к исследуемой системе может быть зафиксировано лишь одно стационарное состояние, то при удалении от равновесия (в сильно неравновесном состоянии) при определённом значении изменяемого параметра система достигает так называемого порога устойчивости, за которым для системы открывается несколько (более, нежели одна) возможных ветвей развития. Математически это означает, что зависимость решения соответствующего уравнения от избранного параметра становится неоднозначной. Именно указанное критическое значение градиента и называется точкой бифуркации (от английского fork — вилка; бифуркационная диаграмма действительно имеет форму вилки). Это означает, что система бистабильна, то есть может иметь два устойчивых стационарных состояния: по наблюдению А. Баблоянц, «эта ситуация напоминает бегуна, который покинул свой дом и достиг пересечения трёх дорог. Прямая дорога продолжается через шаткий мостик. Если бегун будет продолжать путь через мостик, он может потерять равновесие и упасть на одну из «твёрдых» дорог, пересекающихся под ним». Таким образом, бифуркационный переход — это объективация (выбор системой) одного из возможных вариантов развития, каждый из которых предполагает переход системы в состояния, радикально отличные от исходного. Это позволяет артикулировать ситуацию бифуркационного перехода как ситуацию резкой (как в темпоральном, так и в содержательном плане) смены характера процесса (H. H. Моисеев говорит в этом контексте о «быстрой, коренной перестройке характера развития системы»). Соответственно этому, и «смена пространственно-временной организации объекта» осуществляется, согласно И. Пригожину, именно в точках смены «типов решений, то есть в точках бифуркаций». Возможны и более сложные ситуации, предполагающие взаимодействие между ответвившимися решениями (версиями развития), что порождает явление вторичной, третичной и тому подобной бифуркации, задавая так называемые «каскады бифуркаций», раскрывающие целый веер возможных путей эволюции системы. Общей закономерностью является прямая зависимость количества бифуркационных разветвлений процесса от уровня сложности реализующей этот процесс системы: чем она сложнее, тем больше бифуркационных развилок будет на её пути. Р. Томом исследуются также «катастрофические множества», то есть множества, всецело состоящие из точек бифуркации. Однако уже первичная бифуркация верифицирует эволюционный процесс, обусловливая его принципиальную нелинейность и поливариантность.

Феномен бифуркации оказывается в центре исследований по синергетике, так как бифуркация, по оценке Г. Николиса и И. Пригожина, является «источником инновации и диверсификации, поскольку именно благодаря ей в системе появляются новые решения». По оценке Д. Саттингера, Дж. Джусса, Д. Джозефа и других, бифуркационная теория лежит в самом основании синергетической исследовательской парадигмы. В целом, теория бифуркаций представляет собой одну из приоритетных областей современной науки, развиваемой чрезвычайно интенсивно и апплицируемой на различные предметные области. Согласно общему выводу H. H. Моисеева, «стохастичность мира вкупе с существованием бифуркационных механизмов определяют непредсказуемость эволюции и её необратимость, а следовательно, и необратимость времени. Все эти явления тесно связаны между собой». Точка бифуркации выступает одновременно и в качестве точки максимальной чувствительности системы как ко внешним, так и ко внутренним импульсам. Так, казалось бы, при заданном наборе параметров система фактически индифферентна к выбору одного пути из двух или более возможных.

Однако реально, как отмечают И. Пригожин и И. Стенгерс, несмотря на то, что «можно было бы ожидать, что при многократном повторении эксперимента при переходе через точку бифуркации система в среднем в половине случаев окажется в эволюционном развитии по одной из возможных ветвей (версий), а в половине — по другой, но этого не происходит: фундаментальные симметрии оказываются принципиально нарушенными». Так, например, в бифуркационной точке усиливается роль внешних воздействующих на систему полей. В частности, система начинает реагировать на гравитационные или магнитные поля, будучи в стационарном состоянии безразличной по отношению к ним. В данном случае имеет место то, что в синергетике называют «вынужденной» (то есть индуцированной внешним полем) бифуркацией: «как и прежде, вблизи критического значения управляющего параметра может произойти самоорганизация. Но теперь одна из возможных структур предпочтительнее другой и подлежит отбору» (И. Пригожин, И. Стенгерс). Вблизи бифуркационной точки сильно неравновесная система оказывается особо чувствительной и к незначительным флуктуациям («нарушениям» или «возмущениям») того или иного параметра (условия) процесса; по определению Г. Николиса и И. Пригожина, «событие, происходящее в системе случайно и локально изменяющее (в общем случае слабо) некоторые из её характеристик и свойств, называется возмущением». В равновесных состояниях действие второго начала термодинамики нейтрализует действие флуктуации, неизменно заставляя систему возвращаться к исходному (стационарному) состоянию. Собственно, устойчивым состоянием системы и называют такое «состояние, когда действующие возмущения затухают во времени», «не оставляя следов в системе» (Г. Николис); Г. Хакен описывает эту ситуацию в терминах «принципа подчинения параметру порядка»; И. Пригожин и И. Стенгерс — в терминах «невосприимчивости системы к флуктуациям». Однако при подходе системы «вплотную к точкам бифуркации» ситуация меняется радикальным образом: «флуктуации становятся аномально сильными и закон больших чисел нарушается. Амплитуды флуктуации имеют такой же порядок величины, как и средние макроскопические значения. Следовательно, различия между флуктуациями и средними значениями стираются» (И. Пригожин, И. Стенгерс). Это приводит к тому, что принцип подчинения параметру порядка перестаёт выполняться и, как фиксирует Г. Хакен, «первоначально устойчивая мода более не подчиняется параметру порядка и становится неустойчивой», — на соответствующем графике «изобразительная точка попросту перескакивает из одной области в другую».

Соответственно, флуктуации играют наиболее важную роль в процессе самоорганизации: по оценке А. Баблоянц, «флуктуации имеют критическое значение для начала процесса самоорганизации однородного, но не устойчивого состояния системы». Речь в данном контексте идёт как о действующих на систему внешних флуктуациях, так и о самопроизвольных возмущениях внутри системы, в случае чего процесс самоорганизации выступает, по формулировке Т. Райста, Н. ван Кампена и других, в качестве имеющего эндогенное происхождение. Собственно, по оценке С. П. Курдюмова, в обрисованном контексте «может быть поставлена под вопрос сама боровская относительность к средствам наблюдения — этот якобы продуцируемый гносеологический (субъект-объектный) фактор в исследовании квантово-механических ситуаций. Можно выдвинуть гипотезу об объективной, а не приборной вероятности». Принципиально важным в рамках синергетической парадигмы является то, что феномен флуктуации играет в процессах самоорганизации двоякую роль. С одной стороны, флуктуация инспирирует этот процесс, приводя систему в состояние неустойчивости, — «существование неустойчивости можно рассматривать как результат флуктуации, которая сначала была локализована в малой части системы, а затем распространилась и привела к новому макроскопическому состоянию» (И. Пригожин, И. Стенгерс). С другой стороны, флуктуация и содержательно определяет результат самоорганизационного изменения системы. Последнее обеспечивается за счёт того, что в случае неравновесных процессов имеет место феномен так называемого «усиления флуктуации», отменяющего действие закона больших чисел. В российской школе синергетических исследований данный феномен получает название «разрастания малого».

Классическим примером, используемым в синергетике для иллюстрации «усиления флуктуации», выступает сформулированный Г. Николисом и И. Пригожиным (и фактически повторяющий известный сюжет с бабочкой у Р. Брэдбери) тезис о том, что в принципе полёт мухи в Кембридже (штат Массачусетс) может привести к общему изменению климата в Индии. В непосредственной близости от точек бифуркации в соответствующей системе наблюдается значительное число флуктуации, и, по выражению И. Пригожина и И. Стенгерс, система как бы «колеблется» перед выбором из возможных путей развития, — в этом случае «небольшая флуктуация может послужить началом эволюции в совершенно новом направлении, которое резко изменит все поведение макроскопической системы». Таким образом, малое возмущение в системе, находящейся вблизи бифуркационной точки, может привести к возникновению нового организационного порядка системы (включая и самоорганизацию исходно гомогенной среды), — подобный феномен фиксируется в синергетике посредством понятия «порядка через флуктуацию». В своём предисловии к работе И. Пригожина и И. Стенгерс «Порядок из хаоса. Новый диалог человека с природой» Э. Тоффлер следующим образом описывает эту процедуру: «можно сказать, что вся система содержит подсистемы, которые непрестанно флуктуируют. Иногда отдельная флуктуация или комбинация флуктуации может стать (в результате положительной обратной связи) настолько сильной, что существовавшая прежде организация не выдерживает и разрушается. В этот переломный момент (который называют особой точкой или точкой бифуркации) принципиально невозможно предсказать, в каком направлении будет происходить дальнейшее развитие: станет ли состояние системы хаотическим или оно перейдёт на новый, более дифференцированный и более высокий уровень упорядоченности». Таким образом, разработанные современной синергетикой концептуальные «модели «порядка через флуктуацию» открывают перед нами неустойчивый мир, в котором малые причины порождают большие следствия» (И. Пригожин, И. Стенгерс).

Отвечая на вопрос, каков механизм «выбора» системой того или иного пути развития из веера возможных, синергетика постулирует фундаментальный статус в этом процессе феномена случайности: «По какому пути пойдёт дальнейшее развитие системы после того, как она достигнет точки бифуркации? Каким образом система выбирает?» В этом выборе неизбежно присутствует элемент случайности: макроскопическое управление не в состоянии предсказать, по какой траектории пойдёт эволюция системы. Не помогает и обращение к микроскопическому описанию. Перед нами — случайные явления, аналогичные бросанию игральной кости» (И. Пригожин, И. Стенгерс). Собственно, эволюция в этом контексте интерпретируется как процесс последовательных бифуркационных переходов, в рамках которого, по выражению Э. Тоффлера, «случайность возникает вновь и вновь, как феникс из пепла». Подобная установка означает формирование нового типа видения детерминационных процессов: по словам И. Пригожина и И. Стенгерс, «сильно неравновесная система может быть названа организованной не потому, что в ней реализуется план, чуждый активности на элементарном уровне или выходящий за рамки первичных проявлений активности, а по противоположной причине: усиление микроскопической флуктуации, происшедшее в «нужный момент», приводит к преимущественному выбору одного пути из ряда априори одинаково возможных». Наиболее важным концептуальным положением синергетики выступает, таким образом, теорема П. Гленсдорфа — И. Пригожина, фиксирующая невозможность однозначного определения перспективного вектора эволюции системы в силу наличия ряда альтернативных путей её развития в неравновесных условиях.

Вместе с тем, процессы самоорганизации отнюдь не выступают в синергетическои парадигме как индетерминистские: мир «порядка через флуктуацию» не подчиняется законам линейной причинности, «но мир этот не произволен. Напротив, причины усиления малых событий — вполне «законный «предмет рационального анализа» (И. Пригожин, И. Стенгерс). Так, например, развивая идеи И. Пригожина, российские синергетики на основе анализа физики плазмы выделяют особый режим системы — так называемый «режим с обострением (blow up)», под которым понимается режим «сверхбыстрого нарастания процессов в открытых нелинейных средах, при которых характерные величины (например, температура, энергия) неограниченно возрастают за конечное время» (Е. Н. Князева, С. П. Курдюмов). Механизм, лежащий в основе режимов с обострением, — это, по оценке Е. Н. Князевой и С. П. Курдюмова, «широкий класс нелинейных положительных обратных связей».

Согласно этому подходу, как сила, так и механизм воздействия флуктуации на развитие системы зависит от того, какую именно фазу blow up переживает система. В медленной фазе режима с обострением (то есть в квазистационарном состоянии системы) флуктуация, даже возникающая «в центре» системы, нивелируется («сглаживается»). Что же касается собственно стадии обострения (фазы blow up), то здесь возможны два варианта: если возмущение имеет место «на периферии» системы, то в силу предельно высокой скорости протекания процессов в режиме с обострением, «система может не успеть почувствовать это возмущение», если же флуктуация имеет место «в центре» системы, то её воздействие на эволюцию последней оказывается «колоссальным», производя радикальные качественные изменения её состояния в близкий к точечному период времени. Но, так или иначе, именно флуктуации (и в этом все направления интерпретации синергетическои парадигмы изоморфны в оценках) «определяют глобальный исход эволюции системы» (И. Пригожин, И. Стенгерс). Исходя из этого, школой С. П. Курдюмова показано, что в процедурах самоорганизации оказывается «существенной» (то есть обладающей креативным потенциалом в отношении структурной организации) не любая случайность, но лишь имеющая место «в условиях режима развития с обострением при наличии нелинейной положительной обратной связи». Как правило, в этой ситуации имеет место механизм автокатализа, когда «продукт реакции действует на процесс по принципу обратной связи и оказывает нарастающий, наподобие снежного кома, каталитический эффект» (А. Баблоянц). Результатом указанных процессов выступают диссипативные (имеется в виду диссипация, то есть рассеяние энергии) структуры как форма самоорганизации системы: «диссипация обусловлена единичным событием, случайным образом отдавшим предпочтение одному из двух возможных исходов. После того, как выбор произведён, в дело вступает автокаталитический процесс» (И. Пригожин, И. Стенгерс). Подобно тому, как для классической (равновесной) термодинамики был типичен теоретический конструкт равновесной структуры (типа «кристаллической решётки»), так для термодинамики современной (неравновесной) базовым теоретическим конструктом выступает «диссипативная структура». Рефлексия синергетическои исследовательской традиции по этому поводу выглядит следующим образом: «мы ввели новое понятие — диссипативная структура, чтобы подчеркнуть тесную и на первый взгляд парадоксальную взаимосвязь, существующую, с одной стороны, между структурой и порядком, а с другой — между диссипацией, или потерями. В классической термодинамике тепловой поток считался источником потерь. В ячейке Бенара тепловой поток становится источником порядка» (И. Пригожин, И. Стенгерс). Таким образом, сам термин «диссипативные структуры» подчёркивает конструктивную роль процессов диссипации в их образовании, фиксируемую также фундаментальным для синергетики тезисом «порядок из хаоса».

Согласно синергетическои концепции (Дж. С. Николис, X. Пейтген, П. Рихтер и другие), диссипативные структуры представляют собой объективацию своего рода адаптационного потенциала самоорганизующейся системы. По оценке А. Баблоянц, «диссипативные структуры появляются всякий раз, когда система, способная к самоорганизации за счёт своих кооперативных свойств, измеряет время и организует пространство для того, чтобы «выжить» при различных воздействиях, оказанных на неё, или для того, чтобы лучше использовать окружающую среду».

Диссипативные структуры, согласно синергетической концепции, характеризуются следующими особенностями: 1) они возникают в случаях неравновесного состояния системы как продукт (результат) её самоорганизации; 2) в своём возникновении они инспирированы случайной флуктуацией того или иного параметра развития системы; 3) они являются принципиально открытыми, то есть формируются только при условии постоянного энергообмена самоорганизующейся системы с внешней средой; 4) в основе их образования лежит механизм обратных связей, предполагающих осуществление как автокаталитических, так и кросс-каталитических процессов; 5) они реализуют кооперативные взаимодействия на микроуровне, и именно от последних зависят макроскопические свойства диссипативных структур, не редуцируемые, однако, к свойствам их элементов; 6) диссипативные структуры не являются инвариантными относительно времени, а процесс их формирования характеризуется необратимостью по отношению к его течению; 7) адекватное описание диссипативных структур возможно лишь посредством нелинейных уравнений.

Исходя из этого, синергетика утверждает, что, в отличие от консервативных структур, диссипативные структуры фактически представляют собой процесс, сама определённость которого обусловлена его перманентной подвижностью: «структура — это локализованный в определённых участках среды процесс, имеющий определённую геометрическую форму, способный, к тому же, перестраиваться в этой среде. Структура (организация) есть блуждающее в среде пятно процесса» (С. П. Курдюмов). По оценке синергетиков, диссипативные процессы являются основополагающим фактором морфогенеза как в живой, так и в неживой природе: именно они, например, сыграли значительную роль на ранних стадиях космогонической эволюции, а крупномасштабные биологические осцилляции (такие, как пространственная упорядоченность живых организмов — от симметрии внутренних органов до рисунка окраса; сезонная периодичность в жизни растений и различных экологических ниш; суточный (циркадный) биоритм растений и животных; сердцебиение у высших животных и другие) являются скорее правилом, чем исключением.

Наиболее важным понятием синергетики, фиксирующим специфику диссипативных структур, выступает понятие аттрактора (от латинского attractio — притяжение). Аттрактор определяется Г. Николисом и И. Пригожиным как режим (состояние), к которому тяготеет система. Выступая в качестве состояния, к которому с течением времени эволюционирует система, аттрактор определяется в синергетике как «устойчивый фокус, к которому сходятся все траектории динамики системы» (Г. Хакен). Графически это может быть выражено следующим образом: аттрактор выступает как множество точек фазового пространства, к которому — в режиме «crescendo» — тяготеют траектории, изображающие динамику системы: по формулировке Г. Хакена, «траектории должны лежать в начальной области пространства. Если начальные координаты изобразительной точки лежат вне этой области, то через некоторое время точка входит внутрь её и никогда больше её не покидает. Другими словами, изобразительная точка притягивается к этой области. Поэтому сама область называется аттрактором». В содержательном плане это означает, что состояние-аттрактор выступает в качестве искомой и достигаемой (финальной в конкретной системе отсчёта) фазы эволюции. Как отмечено Е. Н. Князевой и С. П. Курдюмовым, «если система (среда) попадает в поле притяжения определённого аттрактора, то она неизбежно эволюционирует к этому относительно устойчивому состоянию (структуре)». При изучении процессов самоорганизации синергетики было зафиксировано то обстоятельство, что среди возможных ветвей эволюции системы далеко не все являются вероятными, «что природа не индифферентна, что у неё есть «влечения» по отношению к некоторым состояниям», — в связи с этим физика «диссипативных систем, производящих энтропию», называет «конечные состояния этих систем «аттракторами» (И. Пригожин). Наиболее важным обстоятельством выступает в этом контексте тот факт, что указанное состояние, к которому эволюционирует система, выступает не только как могущая быть когнитивно зафиксированной перспектива её развития, но и как реально действенный фактор данного процесса. — Фактически аттрактор может быть рассмотрен в качестве фактора порядка (параметра порядка для системы, находящейся в процессе самоорганизации). Как это было зафиксировано на Первой Международной конференции Немецкого Общества сложных систем, аттрактор выступает как своего рода «стабильное состояние порядка».

Синергетический подход активно реализует себя в физике и космологии (А. Бергер, С. Вейнберг, Б. Мизра, С. Пайкраукс, С. Хокинс и другие); химии (Ф. Барас, Ш. Видаль, Н. ван Кампен, М. Маркус, С. К. Миллер, Г. Николис, А. Пако, Б. Хесс и другие); биологии (В. Балакришнан, П. Боркманс, К. Боттани, Дж. Верхагх, Р. Винклер, Д. Вольфграф, Н. С. Гоел, Дж. Девел, Дж. Л. Динебург, Дж. Леви, Д. Людвиг, Р. М. Мэй, Дж. Д. Мюррей, Дж. Пастилз, Дж. Непорт, Л. И. Оргель, А. К. Пикок, Н. Рихтер-Дин, Дж. Хоффман, П. Шустер, М. Эйген и другие); психологии (П. Круз, М. Стадлер, Г. Хакен, А. В. Холден и другие); социологии и урбанистике (П. М. Аллен, М. Санглиер, Дж. Энгелен и другие).

Ситуации самоупорядочивания были зафиксированы при аппликации синергетической исследовательской парадигмы на явления неживой природы: дрейф материков, циркуляция атмосферы, формирование облаков, флуктуации магнитных полюсов Земли и другие; сотрудниками Научно-исследовательского института имени М. В. Келдыша и Института математического моделирования Российской Академии наук парадигмальные идеи синергетики были использованы в ходе исследований по термоядерному синтезу и физике плазмы. Школой С. П. Курдюмова на базе исследования процессов горения были зафиксированы в качестве диссипативных структур так называемые «кристаллы огня» и сделан общий вывод о том, что «эффект создания структур в открытой нелинейной среде связывают с эффектом локализации».

Синергетические идеи оказались весьма продуктивными при исследовании феномена предбиотической эволюции (анализ самоорганизации макромолекул на основе кросс-катализа в работах М. Эйгена, П. Шустера и других); равно как и при аппликации синергетических идей (такими авторами, как Дж. Верхагх, Р. Винклер, Н. С. Гоел, Дж. Л. Динебурд, М. Маркус, Р. М. Мэй, С. Мюллер, Дж. Д. Мюррей, Л. И. Оргель, Дж. Пастилз, Н. Рихтер-Дин и другие) на биологические явления: формирование генокода, вероятностное поведение и адаптивные стратегии общественных насекомых (типа постройки термитника, образования дифференцированных в ролевом отношении колоний муравьёв и тому подобного), функционирование систем отношений типа «хищник — жертва», динамика популяций и экосистем и многих других. Согласно экспериментально фундированному синергетическому видению (работы Г. Хакена, Х.-П. Кепхена и других), как конкретные физиологические процессы (индукция ферментов, гликолитические колебания и тому подобные), так и функционирование организма в целом (от развития эмбриона до поддержания гомеостазиса организма) осуществляется по принципам самоорганизации в неравновесных условиях. По оценке И. Пригожина и И. Стенгерс, «как теперь известно, биосфера в целом, и различные её компоненты, живые или неживые, существуют в сильно неравновесных условиях», — в целом, «жизнь предстаёт перед нами как высшее проявление происходящих в природе процессов самоорганизации».

Идеи синергетики апплицируются сегодня на сферу медицинских проблем: использование синергетических методов оказалось плодотворным при исследовании иммунных систем как каскадов взаимодействующих «узлов» («пейсмейкеров») в сети реакции, в ходе анализа процессов репликации и гибели раковых клеток, при изучении динамического процесса взаимодействия опухолевых клеток и здоровых. И в целом, как было отмечено У. ван дер Хайденом, современная медицина задаётся вопросом, «сколько хаоса нужно человеку, чтобы оставаться здоровым; сколько хаоса может вынести человеческий организм, чтобы не заболеть». Аналогичная установка характерна для современных психофизиологии и психиатрии: так, А. В. Холденом создана стохастическая модель нейро-активности, к настоящему времени может считаться общепризнанной разработанная на базе синергетической методологии концептуальная модель нейронной сети при эпилептическом припадке (как отмечает А. Баблоянц, в данном случае «патологическую активность мозга можно понять с помощью механизма химических и биологических часов»); аффективные психозы интерпретированы X. Эмрихом как фазы нестабильности психики, — им показано, что, изучая нелинейную динамику и построив фазовый календарь нестабильностей, можно — в определённых пределах — предсказывать сроки очередного обострения болезни. Синергетика находит все более эффективное приложение при исследовании сложных компьютерных систем.

Практически все естественнонаучные сферы так или иначе адаптировали основоположения синергетического мировидения к специфике своей предметной области, о чём свидетельствует широкий предметный диапазон 28-томного издания «Synergetics» (сколь регулярного, столь же и фундаментального) издательства «Springer». И если стоящую перед синергетикой цель И. Пригожин и И. Стенгерс определяют как заключающуюся в том, «чтобы в необычном разнообразии естественных наук попытаться найти путеводную нить, ведущую к какой-то единой картине мира», то цель эта может считаться почти достигнутой: становление синергетической парадигмы в современном естествознании по всем критериям может быть оценено как становление новой картины мира. Как отмечено самими И. Пригожиным и И. Стенгерс, «не будет, по-видимому, преувеличением сказать, что наш период допустимо сравнивать с эпохой греческих атомистов или Возрождения, когда зарождался новый взгляд на природу».

В настоящее время уже предприняты попытки создания универсальной концептуальной модели мирового процесса самоорганизации: в англоязычной литературе — К. Майнцером, в русскоязычной — H. H. Моисеевым. Как пишет последний, «глобальный эволюционный процесс развития Суперсистемы и её отдельных составляющих — это процесс самоорганизации». Вопрос о перспективах аппликации идей самоорганизации на социально-гуманитарную сферу остаётся до настоящего времени открытым: если на уровне прикладных исследований эти аппликации активно осуществляются в различных гуманитарных областях, то на концептуально-методологическом уровне столь же активно ведутся дискуссии о правомерности, корректности и даже самой возможности использования синергетического подхода к феноменам социогуманитарного порядка. В рамках этих дискуссий, с одной стороны, формируется своего рода вектор позитивной оценки перспектив использования идей самоорганизации при исследовании феноменов социального и гуманитарного порядков. По мнению И. Пригожина и И. Стенгерс, в ходе разворачивания синергетической исследовательской матрицы «неизбежно напрашивается аналогия с социальными явлениями и даже с историей». А. Баблоянц также отмечает, что «в настоящее время концепция и методы рассмотрения диссипативных структур проникли не только в область естественных, но и социальных наук».

И в целом, по оценке Э. Тоффлера, «синергетическая парадигма особенно интересна тем, что она акцентирует внимание на аспектах реальности, наиболее характерных для современной стадии социальных изменений: разноупорядоченности, неустойчивости, разнообразия, неравновесности, нелинейных соотношений, в которых малый сигнал на входе может вызвать сколь угодно сильный отклик на выходе, и темпоральности — повышенной чувствительности к ходу времени». Однако на этом мажорном фоне И. Пригожин и И. Стенгерс формулируют предупреждение против непосредственного заимствования социальными науками понятий и методов синергетики. По их мнению, прямая «аналогия между ними и социальными или экономическими явлениями» и непосредственное апплицирование синергетической методологии на материал социально-исторического характера не могут рассматриваться в качестве корректных. Оценивая непосредственные практические аппликации синергетической методологии на материал социально-гуманитарного плана, они пишут: «понятие структурной устойчивости находит широкое применение в социальных проблемах. Однако всякий раз речь идёт о сильном упрощении реальной ситуации». Также высказывалось и мнение о том, что экстраполяция синергетического подхода (непосредственно в том виде, в каком он конституировался в естествознании) на социогуманитарную сферу, в целом, неправомерна (Г. Кюпперс и другие).

Однако на прикладном уровне создание концептуальных моделей динамики различных социальных феноменов как процессов самоорганизации, рассмотренных с синергетических позиций, не только имеет чрезвычайно широкое распространение, но и приносит значимые позитивные результаты. Так, в филологии языки рассмотрены как параметры порядка по отношению к индивидуальным флуктуациям, в экономике апробирована модель Кристаллера, определяющая оптимальное пространственное распределение центров экономической деятельности (работы П. Аллена, М. Санглиера, Дж. Энгелена и других), разработана «стохастическая модель формирования общественного мнения», на основании синергетического подхода такими авторами, как В. Вейдлих, Дж. Хааг и другие, исследуются особенности функционирования социальных систем и создаются прикладные социологические модели, разрабатываются стратегии социального управления и принятия решений. Исследование когнитивных процессов, по оценке М. Штадлера, также все более и более опирается на установки синергетики: обучение моторным навыкам (например, необходимым для езды на велосипеде или при горнолыжном спуске) успешно осуществляется посредством самоорганизационного механизма моторики — при отключении сознательного контроля (по обозначению К. Ляйста, «flow» «experiment»); с синергетических позиций исследован феномен восприятия бистабильных образов (типа классического: ваза или два встречных профиля); с этих же позиций Бременским университетом изучаются процедуры восприятия симметрии; Берлинским университетом имени Гумбольдта осуществляется моделирование нелинейной динамики появления инноваций в науке. Э. Тоффлер использует синергетические понятия при интерпретации общества «третьей волны»: по его словам, «если воспользоваться терминологией И. Пригожина и Стенгерс, то наблюдаемый ныне упадок индустриального общества, или общества «второй волны», можно охарактеризовать как бифуркацию цивилизации, а возникновение более дифференцированного общества «третьей волны» — как переход к новой диссипативной структуре в мировом масштабе».

К числу наиболее значимых парадигмальных сдвигов, связанных в современном естествознании с формированием в его контексте синергетической исследовательской парадигмы, могут быть отнесены следующие:

  1. Синергетический подход инспирирует переосмысление феномена детерминизма в плане нелинейной его интерпретации. Новое понимание детерминизма предполагает радикальный отказ от презумпции принудительной каузальности, предполагающей фактор внешней по отношению к исследуемому процессу причины (детерминанты) и введение в естествознание презумпции имманентной самоорганизации системы.
  2. Становление синергетического видения реальности позволяет содержательно ввести в поле концептуальной аналитики феномен времени («обретение памяти» средами и реакциями), что знаменует собой парадигмальный поворот современной науки «от существующего к возникающему» (И. Пригожин).
  3. Синергетика отказывается от традиционной для классического естествознания номотетики и задаёт парадигмальную ориентацию на плюральную множественность описаний, посредством которой только и может быть зафиксирован нестабильный самоорганизующийся объект (по определению И. Пригожина, «современная наука становится всё более нарративной»). Метод идиографизма не просто выдвигается на передний план, но и претендует на статус универсальной методологии (наряду с сохраняющим в частных случаях значение номотетизмом).
  4. Эволюция синергетической исследовательской программы инспирирует отказ естественнонаучной традиции от презумпции бинаризма, и в частности — от парадигмальной субъект-объектной оппозиции, выступавшей в культуре западного типа основной семантической осью классического и неклассического стилей мышления. Для синергетики характерен отказ от жёсткого противопоставления субъекта и объекта.

В работе «Порядок из хаоса», в оригинале имевшей название «Новый альянс», а в англо- и русскоязычных версиях подзаголовок «Новый диалог человека с природой», И. Пригожин и И. Стенгерс оценивают сложившуюся ситуацию следующим образом: «диалог с природой вместо того, чтобы способствовать сближению человека с природой, изолировал его от неё». Концептуальное движение в рамках жёсткой субъект-объектной оппозиции, как этого и следовало ожидать, по мысли И. Пригожина, привело к тому, что в рамках классической науки универсум как внешний мир (понятый в качестве регулируемого механизма) и внутренний мир человека (понятый как история новаций) оказались разделены. Синергетическая парадигма, в противоположность этому, ставит своей целью концептуальное обоснование и исследование того, что И. Пригожин и И. Стенгерс обозначили как «сильное взаимодействие проблем, относящихся к культуре как целому, и внутренних концептуальных проблем естествознания». Исходя из этого, синергетика выдвигает парадигмальную программу «нового синтеза», провозглашающую своей целью снятие противоречия не только между гуманитарным и естественнонаучным познанием, но и между «двумя культурами», на которые оказалась расколота классическая западная традиция.

Что же касается реализации этой интеграционной программы, то, согласно оценке Э. Тоффлера, говоря о синергетической исследовательской парадигме, можно утверждать, что «перед нами дерзновенная попытка собрать воедино то, что было разъято на части». Распад субъект-объектной оппозиции влечёт за собой и снятие раскола культурной среды на «две культуры» (традиционный дуализм «наук о природе» и «наук о духе»), что открывает широкие возможности для взаимно плодотворного междисциплинарного диалога. С точки зрения перспектив междисциплинарного синтеза, благодаря синергетике в современной науке «возникает новая, более последовательная концепция науки и природы. Эта новая концепция прокладывает путь новому объединению знания и культуры» (И. Пригожин, И. Стенгерс). И. Пригожин эксплицитно фиксирует то обстоятельство, что «новые идеи, развитые в области термодинамики неравновесных процессов, уменьшили разрыв между дисциплинами, которые традиционно рассматривались как «простые», и такими науками, как биология и социология, всегда считавшимися сложными», то есть, если «прежде существовала чёткая дихотомия: социальные, по преимуществу нарративные науки — с одной стороны, и собственно наука, ориентированная на поиск законов природы, — с другой. Сегодня эта дихотомия разрушается» (И. Пригожин). По оценке Г. Хакена, синергетикой заложены концептуальные основания преодоления водораздела, который традиционно разделял естествознание и гуманитаристику: как он пишет, «можно надеяться, что синергетика внесёт свой вклад в дело взаимопонимания и дальнейшего развития кажущихся совершенно различными наук.

Возникая на стыке различных дисциплин, синергетика, в свою очередь, стимулирует интеграционные тенденции и процессы в современной культуре: «сегодня, когда физики пытаются конструктивно включить нестабильность в картину универсума, наблюдается сближение внутреннего и внешнего миров, что, возможно, является одним из наиболее важных культурных событий нашего времени» (И. Пригожин, И. Стенгерс). Исследование синергетикой феноменов самоорганизации макромолекул привело к обоснованию идеи предбиотической эволюции (Р. Винклер, П. Шустер, М. Эйген), в силу чего, по образному выражению А. Баблоянц, «дарвиновскому «дереву» пришлось пустить корни в неживой мир элементов». Аналогично — возникновение социальности утрачивает свой статус конституирования мира, оппозиционного природному: с точки зрения синергетики, человек в своей сложности «больше не уникален в безмерности Вселенной», выступая «интегральной частью окружающей его среды» (А. Баблоянц). Как было отмечено С. П. Курдюмовым, «признание неустойчивости и нестабильности в качестве фундаментальных характеристик мироздания заставляет по-новому оценить положение человека в космосе». В гносеологическом плане это знаменует собой финал традиции понимания объекта как внеположенного субъекту: как пишут И. Пригожин и И. Стенгерс, «наша физика предполагает, что наблюдатель находится внутри наблюдаемого им мира. Наш диалог с природой успешен, если он ведётся внутри природы». Практически это означает радикально новую постановку вопроса о сущности, механизмах и пределах воздействия человека на природу.

По оценке И. Пригожина, «если природе присуща нестабильность, то человек просто обязан более осторожно и деликатно относиться к окружающему его миру, — хотя бы из-за неспособности однозначно предсказывать то, что произойдёт в будущем», в силу чего «следует распроститься с представлением, будто это мир — наш безропотный слуга. Мы должны с уважением относиться к нему. Мы должны признать, что не можем полностью контролировать окружающий нас мир нестабильных феноменов». По оценке Е. Н. Князевой и С. П. Курдюмова, «управление начинает основываться на соединении вмешательства человека с существом внутренних тенденций развивающихся систем». Это позволяет сделать вывод о том, что в контексте синергетической исследовательской парадигмы традиционная для классического западного типа рациональности оппозиция субъекта и объекта сменяется их суперпозицией. Отказ от идеи внеположенности объекта, презумпция его имманентной для субъекта значимости инспирируют в современной культуре поворот от праксеологически ориентированного активизма к закладке аксиологических оснований культуры нового (диалогического) типа, которые находят своё выражение в идеале глобальной цивилизации как основанной на антропо-природной гармонии и гармоничном этнокультурном полицентризме.

Библиография:
  1. Хакен Г. Синергетика. — М., 1980.
  2. Хакен Г. Синергетика. Иерархия неустойчивостей в самоорганизующихся системах и устройствах. — М., 1985.
  3. Пригожин И. От существующего к возникающему: время и сложность в физических науках. — М., 1985.
  4. Пригожин И., Стенгерс И. Порядок из хаоса. Новый диалог человека с природой. — М., 1986.
  5. Пригожин И. Философия нестабильности. — Вопросы философии, № 6, 1991.
  6. Аршинов В. И. Синергетика как феномен постнеклассической науки. — М., 1999.
  7. Тоффлер Э. Третья волна. — М., 2004.
  8. Аршинов В. И. Синергетика как феномен постнеклассической науки. — М., 1999.
  9. Капица С. П., Курдюмов С. П., Малинецкий Г. Г. Синергетика и прогнозы будущего. — М., 1997.
  10. Князева Е. Н., Курдюмов С. П. Законы эволюции и самоорганизации сложных систем. — М., 1994.
  11. Князева Е. Н., Курдюмов С. П. Основания синергетики: Режимы с обострением, самоорганизация, темпомиры. — СПб., 2002.
  12. Михайлов А. С. Введение в синергетику. — М., 1990.
  13. Haken H. Principles of Brain Functioning. Cinergetic Approuch to Brain Activity, Behavior and Cognition. — B.: 1996.
Источник: Синергетика. Гуманитарная энциклопедия [Электронный ресурс] // Центр гуманитарных технологий, 2010–2016 (последняя редакция: 30.10.2016). URL: http://gtmarket.ru/concepts/6876
Текст статьи: © М. А. Можейко. Подготовка электронной публикации и общая редакция: Центр гуманитарных технологий.
Ограничения: Настоящая публикация охраняется в соответствии с законодательством Российской Федерации об авторском праве и предназначена только для некоммерческого использования в информационных, образовательных и научных целях. Копирование, воспроизведение и распространение текстовых, графических и иных материалов, представленных на данной странице, не разрешено.
Реклама: