Синергетическая картина мира

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ КРЫМА

Таврический национальный университет им. В. И. Вернадского

Кафедра философии

Курсовая работа

по онтологии

на тему:

«Синергетическая картина мира».

Выполнил:

Павленко Сергей

Студент 2 курса

Философского факультета

Кафедры философии

Научный руководитель:

Проф. Лазарев Ф.В.

Симферополь 2003

Содержание.

Введение.

Глава I

1. Основные представления синергетики;

· Отсутствие стандартов терминов.;

2. Синергетика как наука о сложном;

3. Новое значение понятия нестабильности;

4. Режимы с обострением.

5. Открытость системы;

6. Мировоззренческий смысл понятия нелинейности;

7. Идеи эволюционизма в синергетике;

· Переоткрытие времени;

Глава II

1. Категориальное осмысление идей самоорганизации;

2. Понятие триадности в синергетике;

3. Синергетика: от Запада к Востоку;

· Логика небытия и целого;

Заключение.

Введение.

Становление синергетики как направления науки в картину мира ведет за собой целый ряд новых методологических, идеологических, гносеологических и онтологических установок. Несмотря на свой сравнительно небольшой возраст, идеи синергетикиe уже давно вышли на междисциплинарный уровень своего развития. В связи с этим неизбежно возникает проблема поиска пределов и границ применения и востребованности синергетического подхода. Первоначально возникнув в области физического знания данные представления находят свое место в разных сферах науки. Искусства и культуры. И необходимым в такой ситуации становится осмысление идей теории самоорганизации в рамках философского дискурса.

Само собой возникает вопрос о том каковы же причины столь активного развития данной сферы знания. Нужно заметить, что «синергетика возникла не по прихоти и своеволию каких-то ученых, она-то как раз и делает это своеволие невозможным, ибо исходит не из того, что считалось в науке неукоснительным, а из законов самой Природы.

Закономерно, что в рамках такой позиции это направление становится актуальным, потому что позволяет по новому взглянуть на проблему дихотомии человека и природы.

В начале XXI века человечество со всей остротой осознало тупиковость существования цивилизации в рамках прежней стратегии развития общества. Ненормированные техногенные нагрузки на экосистемы приводят к необратимым и непредсказуемым последствиям как для человека, так и для всей Земли. Усиление экологических кризисов подталкивает к поиску способов перехода к более согласованному и оптимальному пути развития.

Одним из таких вариантов решения проблемы является синергетический подход. В рамках этой парадигмы идет попытка снятия дихотомии человека и природы, гуманитарного и естественнонаучного знания и переход от анализа к синтезу, от рассмотрения природы как костной и подвластной материи к взгляду на нее как на сложную и самоорганизующуюся структуру. Эвристичность данного подхода делает возможным качественно новый процесс взаимоотношения общества.

Первый кто начал работать в этом направлении был Г. Хакен. Его физические работы задали дальнейший курс развития данной области науки. Следующий шаг был сделан И. Пригожиным, который открыл теорию диссипативных структур. Основное его произведение «Порядок из хаоса». Наряду с работами сотрудников Брюссельского Свободного университета в этом направлении работали ученые Института Прикладной математики им. М. В. Келдыша и Института математического моделирования РАН на факультете ВМК МГУ. Большой вклад в рассмотрении синергетики в сфере философского знания сделала Добронравова И.С. в своей книге «Синергетика: становление нелинейного мышления»

Целью курсовой работы состоит в том, чтобы создать наиболее полный образ синергетической картины мира. В связи с этим задача заключается в как можно более точно раскрыть основные понятия и категории относящиеся к данной проблеме, а также сделать экстраполяцию идей самоорганизации в область философского знания.

Предметом же данной работы послужило категориальное осмысление и переход к логике триадности, а объектом взаимоотношение научного и философского взгляда на синергетическую картину мира.

Методологией решения проблемы послужил структурно-функциональный анализ, в рамках которого синергетика выступает во взаимоотношении идей нелинейности, открытости, неустойчивости, режимов с обострением, сложности и эволюционизма.

Новизна курсовой работы состоит в попытке отойти от чисто физических способов трактовки представлений синергетики и перейти к онтологическому осмыслению основных ее идей. А также показать ограниченность бинарной позиции определения теории самоорганизации и переход к тринитарной дефиниции синергетики. Ведь недостатки классической картины мира состоит не в том , что она считала его детерминированным, а в том, что утверждала тотальный характер предопределенности и отрицании доли вероятности в реальности. Поэтому сущность проблемы заключается не в принятии той или иной позиции (случайности или необходимости), а в смене акцента на какой-то одной категории. Синергетика же предполагает решение проблемы асимметрии категорий методом синтеза их по принципу дополнительности, т. е. утверждении, что хаос и порядок являются двумя неизбежными характеристиками реальности, но которые актуализируются в зависимости от временного или познавательного интервала.

Глава I

1.Основные представления синергетики.

Синергетика разрушает многие наши привычные представления. Вплоть до настоящего времени многих пугает хаос. Еще в мифологии он уподоблялся зияющей бездне. Хаос представлялся сугубо деструктивным началом мира. Казалось, что он ведет в никуда.

Случайность всячески изгонялась из научных теорий. Она считалась второстепенным, побочным, не имеющим принципиального значения фактором. Существует убеждение, что случайности никак не сказываются, забываются, стираются, не оставляют следа в общем течении событий природы, науки, культуры. А мир, в котором мы живем, рассматривался как независимый от микрофлуктуаций на нижележащих уровнях бытия, ни от малых влияний космоса.

Довольно прочно укоренился миф о том, что человеческое усилие может иметь видимого влияния на ход истории, что деятельность каждого отдельного человека несущественна для макросоциальных процессов. Неравновесность и неустойчивость воспринимались с позиции классического разума как досадные неприятности, которые должны быть преодолены.

Развитие понималось как поступательное, без альтернатив. Считалось, что пройденное представляет лишь исторический интерес. Если и есть альтернативы, то они лишь случайные отклонения от магистрального течения, подчинены этому течению, определяемому объективными законами универсума.

Картина мира, рисуемая классическим разумом, – это мир, жестко связанный причинно-следственными связями, причем причинные цепи имеют линейный характер, а следствие если не тождественно причине, то по крайней мере пропорционально ей. По причинным цепям путь развития может быть просчитан неограниченно в прошлое и будущее. Развитие ретросказуемо и предсказуемо. Настоящее определяется прошлым , а будущее – настоящим и прошлым.

Классический, традиционный подход к управлению сложными системами основывался на представлении, согласно которому результат внешнего управляющего воздействия есть однозначное и линейное, предсказуемое следствие приложенных усилий, что соответствует схеме; управляющее воздействие желаемый результат. Чем больше вкладываешь энергии, тем больше будто бы и отдача. Однако на практике многие усилия оказываются тщетными, «уходя в песок» или даже приносят вред, если они противостоят собственным тенденциям саморазвития сложноорганизованных систем.

Один из господствующих по сей день мифов линейного мышления – это представление о том, что процесс бурного роста (возрастание народонаселения земного шара, рост знания, «экономическое чудо») происходит по экспоненте. На самом деле, большинство процессов происходит не по экспоненте, а в так называемом режиме с обострением, когда рассматриваемые величины хотя бы часть времени изменяется по закону неограниченного возрастания за конечное время.

Синергетика поражает необычными идеями и представлениями. Синергетика, математически описывая необратимые качественные изменения, обеспечивающие переход от простого к сложному, оказывается теоретическим описанием развивающихся систем Изучение их имеет огромное значение, потому что большинство интересующих нас систем — и мы сами, и города, в которых мы живем, и, наконец, наша планета — относится именно к такому типу

Во-первых, становится очевидным, что сложноорганизованным системам нельзя навязывать пути ее развития. Скорее необходимо понять, как способствовать их собственным тенденциям развития, как выводить системы на эти пути. В наиболее общем плане важно понять законы совместной жизни природы и человечества, их коэволюции. Проблема управляемого развития принимает, таким образом, форму проблемы самоуправляемого развития.

Во-вторых, синергетика демонстрирует нам, каким образом и почему хаос может выступать в качестве созидающего начала, конструктивного механизма эволюции, как из хаоса собственными силами может развиться новая организация.

Через хаос осуществляется связь разных уровней организации. В соответствующие моменты – моменты неустойчивости – малые возмущения, флуктуации могут разрастаться в макроструктуры. В особенных состояниях неустойчивости социальной среды действия каждого отдельного человека могут вилять на макросоциальные процессы. Отсюда вытекает необходимость осознания каждым человеком огромного груза ответственности за судьбу всей социальной системы, всего общества.

В-третьих, для сложных систем, как правило существует несколько альтернативных путей развития. Укрепляется надежда на возможность выбора путей дальнейшего развития, причем таких, которые устраивали бы человека и вместе с тем не являлись бы разрушительными для природы.

В-четвертых, синергетика открывает новые принципы суперпозиции, сборки сложного эволюционного целого из частей, построение сложных развивающихся структур из простых. Объединение структур не сводится к их простому сложению: имеет место переоткрытие областей локализации структур с дефектом энергии. Целое уже не равно сумме частей. Вообще говоря, оно и не больше и не меньше суммы частей, оно качественно иное. Появляется и новый принцип согласования частей целое: установление общего темпа развития входящих в целое частей (сосуществование структур разного возраста в одном темпомире).

В-пятых, синергетика дает знание о том, как надлежащим образом оперировать со сложными системами и как эффективно управлять ими. Оказывается, главное – не сила, а правильная топологическая конфигурация, архитектура воздействия на сложную систему (среду). Малые, но правильно организованные – резонансные – воздействия на сложные системы чрезвычайно эффективны. Поразительно, что это свойство сложной организации было угадано еще тысячелетия назад родоначальником даосизма Лао-цзы выражено в вечно озадачивающей нас форме: слабое побеждает сильное, мягкое побеждает твердое, тихое побеждает громкое и т. д.

В-шестых, синергетика раскрывает закономерности и условия протекания быстрых, лавинообразных процессов и процессов нелинейного, самостимулирующего роста. Важно понять, как можно инициировать подобного рода процессы в открытых нелинейных средах и какие существуют требования, позволяющие избегать вероятностного распада сложных структур вблизи моментов максимального развития.( Е.Н.Князева, С.П.Курдюмов. Синергетика как новое мировидение: диалог с И.Пригожиным//Вопросы философии. – 1992. – №12. – С. 3-20;)

Отсутствие стандарта терминов.

Синергетика, занимающаяся изучением процессов самоорганизации и возникновения, поддержания, устойчивости и распада структур самой различной природы, еще далека от завершения и единой общепринятой терминологии (в том числе и единого названия всей теории) пока не существует. Бурные темпы развития новой области, не оставляют времени на унификацию понятий и приведение в стройную систему всей суммы накопленных фактов. Кроме того, исследования в новой области ввиду ее специфики ведутся силами и средствами многих современных наук, каждая из которых обладает свойственными ей методами и сложившейся терминологией. Параллелизм и разнобой в терминологии и системах основных понятий в значительной мере обусловлены также различием в подходе и взглядах отдельных научных школ и направлений и в акцентировании ими различных аспектов сложного и многообразного процесса самоорганизации. Отсутствие в синергетике единого общепринятого научного языка глубоко символично для науки, занимающейся явлениями развития и качественного преобразования.

Синергетика как наука о сложном.

Сложность – одно из ключевых слов, специфирующих синергетические исследования. Наряду с понятием «самоорганизация», «открытость», и «хаос», синергетика концентрирует внимание на исследовании сложного, его природы, принципов организации и эволюции.

Согласно классической термодинамике и ее II началу, эволюционность мира заключается в процессах упрощения организации, деградации структур и образований, возрастания энтропийных, хаотических элементов. Синергетика, в основу которой положена неравновесная термодинамика, изучает главным образом противоположные процессы: путь к сложному, рождение сложного и его нарастание, прочесы морфогенеза. Процессы хаотизации и упрощения организации исследуется синергетикой лишь как необходимые эволюционные стадии функционирования сложного и восхождения более сложному. Изучению модели морфогенеза была посвящена работа А. Тьюринга, опубликованная еще в 1952 г.

Как возникает сложное? Почему формообразования и структуры самоорганизации природы именно такие, скажем, спиральные или решетчатые (правильные гексагональные решетки)? Как возможна смена форм, усложнение формообразований в мире? Как осуществляется процесс морфогенеза? Как возможна цепная реакция усложнения? (Именно над этой вопросом билась мысль А. Тьюринга и последующих исследователей.) По таким принципам строится сложная структура из простых, целое из частей? Как происходит сборка сложного в этом мире?

Г. Николис И. Пригожин в своей книге «Познание сложного.» пытается проникнуть в природу сложности как таковой, исследовать поведение сложных систем независимо от того, идет ли речь о молекулах, биологических или социальных системах. В качестве ингредиентов сложного поведения с их точки зрения можно рассматривать «неравновесность, обратные связи, переходные явления, эволюцию». Несколько ниже они выражают это более детально: это – «возникновение бифуркационных переходов вдали от равновесия и при наличии подходящих нелинейностей, нарушение симметрии выше точки бифуркации, о также образование и поддержка корреляций макроскопического масштаба.»( Николис Г. Пригожин И. Познание сложного. Введение. М.,1990. с.53, 96)

Согласно Дж. Николису, сложное связано с субординацию уровней, иерархическим принципом построения и, кроме того, сложное с необходимостью должно рассматриваться в эволюционном аспекте.(Николис Г. Динамика иерархических структур. Эволюционное представление. М., 1989)

Известный американский физик М. Гелл-Манн, также занимающийся в последнее время междисциплинарным исследованием природы простого с сложного, выступил в 1984 г. в качестве одного из основателей Института в Санта-Фе (Нью-Мехико). Этот институт получил ныне мировую известность как ведущий центр по изучению сложного. В нем проводятся исследования таких сложных адаптивных систем, как биологические организмы, языки, человеческий мозг и креативное мышление.

В своей книге «Кварк и ягуар» Гелл-манн стремится показать, что, как это ни парадоксально, мир кварков имеет довольно много общего с миром блуждающем в ночи ягуара. Два полюса мира – простое и сложное – тесно взаимосвязаны. «Кварк символизирует базисные физические законы, которые управляют универсумом и всем веществом в нем… Ягуар означает сложность окружающего нас мира, в особенности то, как мир проявляет себя в сложных адаптивных системах… Мне представляется, – заключает он, – что кварк и ягуар отлично выражают два аспекта природы, котрые я называю простым и сложным: с одной стороны, лежащие в основе всего физические законы материи и Вселенной, а с другой – богатая фабрика мира, которую мы прямо воспринимаем и частью которой мы сами являемся».(Gell-Mann M. Quark and Jaguar. Adventures in the Simple and the Complex. London. Abacus, 1995. P. 11.)

М. Гелл-Манн предложил новый термин «plectics», который с его точки зрения удачно выражает взаимоотношения простого и сложного во всех их бесчисленных проявлениях. Этот термин имеет греческое происхождение и семантически связан с «искусством переплетения, «составления»,»усложнения». Таким образом. В современной теории сложного происходит переход «from complexity to perplexity». Подлинно сложные феномены возникают на границе хаоса и порядка, at the adge of chaos ( на границе хаоса). Выше некоторого порогового состояния система становится неустойчивой, когда микроскопическое движение (флуктуация) вызывает быстрый лавинообразный процесс, выход на аттрактор.

К. Майнцер также обсуждает различные аспекты теории сложных нелинейных систем. Описание сложного невозможно без представления о нелинейности и современных нелинейных моделей. В условиях современного мира линейное мышление, до сих пор доминирует в некоторых областях науки, становится принципиально недостаточны и даже опасным. «Наш подход предполагает, что физическая, социальная и ментальная реальность является нелинейной и сложной, – приходит он к выводу. – Этот существенный результат синергетической эпистемологии влечет за собой серьезные следствия для нашего поведения. Стоит еще раз подчеркнуть, что линейное мышление может быть опасным в нелинейной сложной реальности… Наши врачи и психологи должны научиться рассматривать людей как сложных нелинейных существ. Обладающих умом и телом. Линейное мышление может терпеть неудачу в установлении правильных диагнозов… Мы должны помнить, что в политике и истории монокаузальность может вести к догматизму, отсутствию толерантности и фанатизму… Подход к изучению новых систем порождает новые следствия в эпистемологии и этике. Он дает шанс предотвратить хаос в сложном нелинейном мире и использовать креативные возможности синергетических эффектов.(Mainzer K. Thinking in Complexity. The Complex Dynamics of Matter, Mind, Humankind. Berlin: Springer-Verlag, 1994.P. 13.)( Е.Н.Князева, С.П.Курдюмов. Антропный принцип в синергетике//Вопросы философии. – 1997. – №3. – С. 62-79;)

Новое значение понятия нестабильности.

У термина "нестабильность" странная судьба. Введенный в широкое употребление совсем недавно, он используется порой с едва скрываемым негативным оттенком, и притом, как правило, для выражения содержания, которое следовало бы исключить из подлинно научного описания реальности. Чтобы проиллюстрировать это на материале физики, рассмотрим элементарный феномен: обычный маятник, оба конца которого связаны жестким стержнем, причем один конец неподвижно закреплен, а другой может совершать колебания с произвольной амплитудой. Если вывести такой маятник из состояния покоя, несильно качнув его груз, то в конце концов маятник остановится в первоначальном (самом нижнем) положении. Это — хорошо изученное устойчивое явление. Если же расположить маятник так, чтобы груз оказался в точке, противоположной самому нижнему положению, то рано или поздно он упадет либо вправо, либо влево, причем достаточно будет очень малой вибрации, чтобы направить его падение в ту, а не в другую сторону. Так вот, верхнее (неустойчивое) положение маятника практически никогда не находилось в фокусе внимания исследователей, и это несмотря на то, что со времени первых работ по механике движение маятника изучалось с особой тщательностью. Можно сказать, что понятие нестабильности было, в некоем смысле, идеологически запрещено. А дело заключается в том, что феномен нестабильности естественным образом приводит к весьма нетривиальным, серьезным проблемам, первая из которых — проблема предсказания.

Дело в том, что идея нестабильности не только в каком-то смысле теоретически потеснила детерминизм, она, кроме того, позволила включить в поле зрения естествознания человеческую деятельность, дав, таким образом, возможность более полно включить человека в природу. Соответственно, нестабильность, непредсказуемость и, в конечном счете, время как сущностная переменная стали играть теперь немаловажную роль в преодолении той разобщенности, которая всегда существовала между социальными исследованиями и науками о природе.

Принимая в науке идею нестабильности, мы достигаем тем самым и более широкого понимания существа самой науки. Мы начинаем понимать, что западная наука, в том виде, как она до недавних пор существовала, обусловлена культурным контекстом XVII в. — периода зарождения современного естествознания и что эта наука ограничена. В результате начинает складываться более общее понимание науки и знания вообще, понимание, отвечающее культурным традициям не только западной цивилизации.

Разумеется, введение нестабильности является результатом отнюдь не только идеологических особенностей истории науки XX в. Оно стало реальностью лишь благодаря сочетанию ряда собственно научных экспериментальных и теоретических открытий. Это, во-первых, открытие неравновесных структур, которые возникают как результат необратимых процессов и в которых системные связи устанавливаются сами собой; это, во-вторых, вытекающая из открытия неравновесных структур идея конструктивной роли времени; и, наконец, это появление новых идей относительно динамических, нестабильных систем, — идей, полностью меняющих наше представление о детерминизме.

Открытие неравновесных структур, как известно, сопровождалось революцией в изучении траекторий. Оказалось, что траектории многих систем нестабильны, а это значит, что мы можем делать достоверные предсказания лишь на коротких временных интервалах. Краткость же этих интервалов (называемых также темпоральным горизонтом или экспонентой Ляпунова) означает, что по прошествии определенного периода времени траектория неизбежно ускользает от нас, т.е. мы лишаемся информации о ней. Это, кстати, служит еще одним напоминанием, что наше знание — всего лишь небольшое оконце в универсум и что из-за нестабильности мира нам следует отказаться даже от мечты об исчерпывающем знании. Заглядывая в оконце, мы можем, конечно, экстраполировать имеющиеся знания за границы нашего видения и строить догадки по поводу того, каким мог бы быть механизм, управляющий динамикой универсума. Однако нам не следует забывать, что, хотя мы в принципе и можем знать начальные условия в бесконечном числе точек, будущее, тем не менее, остается принципиально непредсказуемым.

И еще, заметим, новое отношение к миру предполагает сближение деятельности ученого и литератора. Литературное произведение, как правило, начинается с описания исходной ситуации с помощью конечного числа слов, причем в этой своей части повествование еще открыто для многочисленных различных линий развития сюжета. Эта особенность литературного произведения как раз и придает чтению занимательность — всегда интересно, какой из возможных вариантов развития исходной ситуации будет реализован. Так же и в музыке — в фугах Баха, например, заданная тема всегда допускает великое множество продолжений, из которых гениальный композитор выбирал на его .взгляд необходимое. Такой универсум художественного творчества весьма отличен от классического образа мира, но он легко соотносим с современной физикой и космологией. Вырисовываются контуры новой рациональности, к которой ведет идея нестабильности. Эта идея кладет конец претензиям на абсолютный контроль над какой-либо сферой реальности, кладет конец любым возможным мечтаниям об абсолютно контролируемом обществе. Реальность вообще не контролируема в смысле, который был провозглашен прежней наукой.( Пригожин И. Философия нестабильности//Вопросы философии.—1991.—№6.—С.46-52;)

Режим с обострением.

За нелинейностью, кроме того, стоит представление о возможности на определенных стадиях сверхбыстрого развития процессов. В основе механизма такого развития лежит нелинейная положительная обратная связь. Об этом стоит сказать несколько поподробнее, ибо идея нелинейной положительной обратной связи является для данной области обобщающей.

Хорошо известно, например, к чему приводит отрицательная обратная связь. Она дает стабилизирующий эффект, заставляет систему вернуться к состоянию равновесия. А что дает положительная обратная связь? На первый взгляд кажется, что она приводит лишь к разрушению, к раскачке, уводит систему от состояния равновесия, к неустойчивости, а неустойчивость не представляет интереса.

На самом деле сейчас внимание школы Пригожина и многих других групп исследователей направлено как раз на изучение нестабильного, меняющегося, развивающегося мира. Без неустойчивости нет развития. Нелинейная положительная связь – важнейший элемент в моделях автокаталитических процессов самой различной природы. А что представляет собой автокатализ? Имеется нелинейная обратная положительная связь в каждой точке среды пропорционально его концентрации в этой области (да еще в степени выше первой). Концентрация возрастая, возрастая нелинейно, ускоряет производство вещества.

Механизмы автокатализа в химических реакциях подробно исследованы И. Пригожиным и группой его сотрудников. Эти механизмы «связаны с особенным молекулярными структурами и особой реакционной способностью определенных компонентов, но и позволяет таким системам переходить в новые состояния путем усиления (или ослабления) влияния слабых возмущений». «Например, присутствие продукта может увеличить скорость его собственного производства. По существу, это кажущееся экзотическим явление довольно обычно в любом процессе горения благодаря присутствию свободных радикалов – чрезвычайно активных молекул с неспареным электроном, которые, реагируя с другими молекулами, приводят к дальнейшему увеличению количества свободных радикалов и тем самым к самоускоряющемуся процессу».( Николис Г. Пригожин И. Познание сложного. Введение. М.,1990. С. 29, 23-24)

Автокаталитические процессы широко исследуются в том числе и в биологических, экономических, социологических системах. Один из классических и наглядных примеров из области экономики – это быстрый рост капитала, как говорят, «деньги к деньгам», или «капитал на капитал». Психологи даже раскрыли такую закономерность, что всякий раз мы склонны недооценивать сумму денежного капитала, длительное время растущего по сложным процентам. Если же свободные денежные средства пускают в оборот, вкладываются в какие либо дело, то это может приводить к многократному увеличению капитала. Причем состояние в различных точках открытой нелинейной среды различно (разное количество денег, разное количество вещества и т. п.),т.е. процессы в каждой точке среды идут по разному. Но если самовлияние в каждой точке среды влияет на действие нелинейного источника в данном месте. Объемная нелинейная положительная обратная связь, таким образом, означает ускоренный самодстегивающийся рост по своему пространству среды. Она не только вредна, но и может служить источником быстрого развития.

В связи с этим следует рассмотреть еще одну особенность научной школы, работающей в ИПМ.—это изучение так называемых режимов с обострением (blow up). Это режимы сверхбыстрого нарастания процессов в открытых нелинейных средах, при которых характерные величины (например, температура, энергия или же денежный капитал) неограниченно возрастают за конечное время. Вводится характерный параметр – время обострения, конечный (ограниченный) промежуток времени, в течении которого процесс сверхбыстро (асимптотически) развивается вплоть до достижения бесконечных значений. Механизм лежащий в основе режимов с обострением, – это как раз широкий класс нелинейных положительных обратных связей.

Режимы с обострением – это некий тип модельных задач, которые широко используются при анализе сложных систем. Именно через идеализацию, через модельное представление часто проступают важные, даже парадоксальные, свойства, которые не видны, затеняются многочисленными побочными факторами при исследовании реальных процессов.

Вспомним , например, закон инерции Галилея. Хотя этот закон в чистом виде нигде в природе не проявляется, но он на столько важен, что стал одним из краеугольных камней новой физики. Уже этот факт истории науки свидетельствует, что идеализированные образы – вовсе не недостаток, а, напротив, дает возможность проникнуть в глубинную суть вещей.

Первый наиболее парадоксальный результат решения модельных задач на обострение – то, что может приводить ( при определенных условиях) к локализации, к образованию нестационарных, диссипативных структур. Локализация, оказывается, возможна на нелинейных источниках, без стоков, тогда как основное внимание направлено до сих пор на образование стационарных структур на стоках. Рассматривая нелинейную положительную обратную связь, видим, что она уже содержит в себе внутренние механизмы переключения режимов – механизмы самоорганизации, образования структур.( Е.Н.Князева, С.П.Курдюмов. Синергетика как новое мировидение: диалог с И.Пригожиным//Вопросы философии. – 1992. – №12. – 11-13.)

Открытость системы.

Класс систем, способных к самоорганизации, это открытые нелинейные системы. Открытость системы означает наличие в ней источников и стоков, обмена веществом и энергией с окружающей средой. Причем когда речь идет об источнике. Обычно возникает образ некоего точечного или, во всяком случае, локализованного источника. Иначе обстоит дело в случае самоорганизующихся систем. Источники и стоки имеют место в каждой точке таких систем. Это, как говорят, – объединенные источники и стоки. Процессы обмена происходятне только через границы самоорганизующейся системы, но и в каждой точке данной системы.

Чтобы прояснить себе суть происходящих в такого рода открытых системах (средах) процессов, нужно представить себе две прилегающие друг к другу и взаимопроникающие среды ( или качественно отличающиеся слоя, уровня одной и той же среды). В одной среде разыгрываются основные интересующие нас процессы, а другая прилегает к первой в каждой точке и служит для нее некоторой питающей, поддерживающей основой. В каждой точке этой среды происходят процессы обмена: постоянно протекают какие-то необходимые вещества и отходят продукты обмена. Такой системой является, к примеру, кора головного мозга, пронизанная сосудами, питающими мозг. По сути дела, также и всякий город имеет своего рода «кровеносную систему» – разветвленную инфраструктуру (транспорт, связь и т.п.), которая обеспечивает определенное состояние городской жизни в каждой его точке.

Открытость системы – необходимое, но не достаточное условие для самоорганизации: т.е. всякая самоорганизующаяся система открыта, но не всякая открытая система самоорганизуется, строит структуры. Все зависит от взаимной игры, соревнования двух противоположных начал: создающего структуры, наращивающего неоднородности в сплошной среде (работы объемного источника), и рассеивающего, размывающего неоднородности начала самой различной природы. Рассеивающее начало в неоднородной системе может пересиливать, перебарывать работу источника, размывать все неоднородности, создаваемые им. В таком режиме структуры не могут возникнуть.

Но с другой стороны, и при полном отсутствии диссипации, организация спонтанно возникнуть не может. Диссипация в среде с нелинейными источниками играет роль резца, которым скульптор постепенно, но целеустремленно отсекает все лишнее от каменной глыбы. А поскольку диссипативные процессы, рассеяние есть по сути дела, макроскопические проявления хаоса, постольку хаос на макроуровне – это не фактор разрушения, а сила, выводящая на аттрактор, на тенденцию самоструктурирования нелинейной среды.

Эффект создания структур в открытой нелинейной среде связывают с эффектом локализации. Сугубо внутренний и спонтанный эффект локализации порождается именно неравновесностью и открытостью системы. Причем роль источников и стоков энергии неравноценны. За счет стоков могут образовываться стационарные структуры. В данном случае внимание направленно на иного рода эффект локализации – на создание нестационарных (эволюционирующих) структур за счет нелинейных источников энергии.

Мировоззренческий смысл понятия нелинейности.

"Нелинейность" – фундаментальный концептуальный узел новой парадигмы. Можно даже, пожалуй, сказать, что новая парадигма есть парадигма нелинейности.

Нелинейность в математическом смысле означает определенный вид математических уравнений, содержащих искомые величины в степенях больше 1 или коэффициенты, зависящие от свойств среды. Нелинейные уравнения могут иметь несколько (более одного)качественно различных решений. Отсюда вытекает физический смысл нелинейности. Множеству решений нелинейного уравнения соответствует множество путей эволюции системы, описываемой этими уравнениями (нелинейной системы).

Особенности нелинейного мира состоят в том, что при определенном диапазоне изменений среды и параметров нелинейных уравнений не происходит качественного изменения картины процесса. Несмотря на количественное варьирование констант, сохраняется притяжение того же аттрактора, процесс скатывается на ту же самую структуру, на тот же самый режим движения системы. Но если мы перешагнули некоторое пороговое изменение, превзошли критическое значение параметров, то режим движения системы качественно меняется: она попадает в область притяжения другого аттрактора.

Парадоксально, что в одной и той же среде без изменения ее параметров могут возникать разные структуры, выступающие в качестве аттракторов, разные пути ее развития. Более того, изучая разные стадии развития процессов в открытой нелинейной среде, можно описать качественное изменение картины процессов, в том числе переструктурирование – усложнение и деградацию – организации среды. Причем это происходит опять-таки не при изменении констант среды, а как результат саморазвития процессов в ней.

В мировоззренческом плане идея нелинейности может быть эксплицирована посредством:

· идеи многовариантности, альтернативности, как часто говорят, путей эволюции;

· идеи выбора из данных альтернатив;

· идеи темпа эволюции(скорости развития процессов в среде);

· идеи необратимости эволюции.

Особенности феномена нелинейности состоят в следующем.

Во-первых, благодаря нелинейности имеет силу важнейший принцип "разрастания" малого, или "усиления флуктуаций". При определенных условиях нелинейность может усиливать флуктуации, значит делать малое отличие большим, макроскопическим по последствиям.

Во вторых, определенные классы открытых нелинейных систем демонстрируют другое важное свойство – пороговость чувствительности. Ниже порога все уменьшается, стирается, забывается, не оставляет никаких следов в природе, науке культуре, а выше порога, наоборот, все многократно возрастает.

В-третьих, нелинейность порождает своего рода квантовый эффект – дискретность путей эволюции нелинейных систем (сред).То есть на данной нелинейной среде возможен отнюдь не любой путь эволюции, а лишь определенный спектр путей. Выше отмеченная пороговость чувствительности определенных классов нелинейных систем, кстати, также является показателем квантовости.

В четвертых, нелинейность означает возможность неожиданных, называемых в философии эмерджетными, изме