Самоорганизация в живой и неживой природе

В прошлом не раз выдвигались модели Вселенной, основанные на некоторых уравнениях теории тяготения, общей теории относительности и ряде дополнительных постулатов.

Эти модели считались достаточными для характеристики всей Вселенной. Она считалась то статичной, то расширяющейся в неограниченный вакуум, то пульсирующей. Однако этих моделей недостаточно, все они будут идеализацией, отнюдь не тождественной реальности.

Для познания Вселенной необходимо раскрытие природы гравитации, разработка единой теории материи, синтез космологии и физики микромира, а также много других дисциплин.

4. Развитие научного знания как синергетический процесс

1. Изображая единые механизмы структурогенеза, синергетика оказывается общественной естественнонаучной теорией становления и развития материальных структур.

2. В сложных саморазвивающихся системах часто происходят процессы, приводящие к различным результатам. Прежде всего в системе могут возникнуть качественно новые структуры, наблюдается расширение структуризации (когда она охватывает все большее число компонентов), а нередко и ее углубление (когда отношения становятся четкими, строгими, формализованными).

3. Проблема механизмов творческого мышления превратилась ныне в актуальную проблему математического и технического моделирования. И хотя творчество полностью не может быть формализуемо, программы в области создания искусственного интеллекта, особенно в части автоматического образования гипотез, существенно продвинули нас в понимании природы творческих актов, механизмов эволюции человеческого познания.

4. Эволюция теоретического знания, выдвижение новых научных гипотез, сформулированных в рамках имеющихся теорий или знаменующих переход к новой теории, -- процесс, который не является полностью рациональным во всех его звеньях, так как:

а) значительная часть его протекает в области под сознательного;

б) включает случайные шаги.

Присутствие элементов случайности в творческом процессе, мышлении не исключает применения научных методов, не обесценивает их, а лишь заставляет систематически использовать случайность для управления этим процессом.

5. Представление о конструктивной роли случайности в эволюции научного знания, особенно на этапах перехода от одних научных парадигм к другим, хорошо согласуется с динамикой самоорганизующихся систем, что привело к пониманию общих механизмов спонтанного образования высокоупорядоченных структур из менее упорядоченных.

6. Самоорганизация сложных систем в ходе их адаптации к внешней и внутренней среде осуществлялась методом случайных проб и детерминированного отбора:

в биологической эволюции -- путем мутаций и естественного отбора по критериям приспособленности;

в технике -- методом проб и искусственного отбора по критериям эффективности;

в науке -- методом выдвижения гипотез и отбора по критериям истинности.

Конечно, выдвижение гипотез не является продуктом чисто случайной комбинации идей. Новая гипотеза не должна противоречить известным фактам, а определенный круг фактов должен следовать из нее. Она также не должна противоречить проверенным практикой теоретическим положениям. Но новая теория не выводима из старой и новых фактов. Она не осуществляет функции, которые позволяли бы старым теориям однозначно предсказывать содержание новой теории. Будущее науки в принципе непредсказуемо.

4.1 Синергетика и социальное развитие

Самоорганизация материи, ведущая к становлению жизни и ее дальнейшему развитию, является сложным экологическим процессом. Вначале он связан с комплексом неотделимых от внешней среды химических реакций и физических взаимодействий. Затем синергетика включает в себя и взаимосвязанные и взаимозависимые этапы детерминации, т.е. возникновения качественного своеобразия частей развивающегося организма, а также этапы регуляции и управления, которые приводят к самодетерминации развивающихся систем.

Особенно существенны эти тенденции в социальном развитии. Оптимизация социального развития требует разумного сочетания планово-централистских и экономических взглядов. Именно экономические методы, базирующиеся на рыночных механизмах спроса и предложения, позволяют ввести элемент самоорганизации в развитие экономики и блокировать тенденции жестких, однозначно-определенных субъективных распоряжений. В политическом смысле синергетика связана с демократизацией принятия и осуществления решений и плюрализмом мнений (гласностью). В процессе самоуправления должно происходить широкое привлечение масс.

4.2 Синергетика и современное видение мира

Что касается современного видения мира, то интересно отметить, что космология теперь рассматривает все мироздание как беспорядочную среду, в которой выкристаллизовывается порядок. Новейшие исследования показали, что на каждый миллиард тепловых фотонов, пребывающих в беспорядке, приходится, по крайней мере, одна элементарная частица, способная стимулировать в данном множестве фотонов переход к упорядоченной структуре. Так, порядок и беспорядок сосуществуют как два аспекта единого целого и дают нам различное видение мира.

В настоящее время широкое распространение получили представления о становлении порядка через хаос, о бифуркационных изменениях, неустойчивости как фундаментальной характеристики эволюционных процессов. Понятие «нестабильность» стало играть огромную роль в контексте синергетического мировоззрения. Понятие нестабильности позволило ввести в поле зрения естествознания человеческую деятельность, дав, таким образом, возможность более полно включать человека в природу.

Введение нестабильности в картину современного мироздания стало возможным благодаря сочетанию ряда научных экспериментальных и теоретических открытий:

1. Открытие неравновесных структур, которые возникают как результат необратимых процессов и в которых системные связи устанавливаются сами собой.

2. Вытекающая из открытия неравновесных структур идея конструктивной роли времени.

3. Появление новых идей относительно динамических, нестабильных систем.

4. Открытия в области элементарных частиц, продемонстрировавшие фундаментальную нестабильность материи.

5. Космологические открытия, констатирующие, что мироздание имеет историю.

Все вышеперечисленное приводит к тому, что наше восприятие становится двойственным, дуалистическим и стержневым моментом в таком восприятии становится представление о неравновесности, открывшей возможности для возникновения уникальных событий, так как спектр возможных способов существования объектов в этом случае значительно расширяется.

Лишь в неравновесной системе могут иметь место уникальные события и флуктуации, способствующие этим событиям, а также происходит расширение масштабов системы, ее чувствительности к внешнему миру и, наконец, возникает историческая перспектива, т.е. возможность появления других, более совершенных форм организации.

Окружающая нас среда, климат, экология, наша нервная система могут быть лучше поняты в свете описанных представлений, учитывающих как стабильность, так и нестабильность. Однако признание нестабильности не означает, что окружающий нас мир не поддается научному изучению. Оно является как бы приглашением к новым теоретическим и экспериментальным исследованиям, принимающим в расчет специфический характер этого мира. Человечество не может полностью контролировать окружающий мир нестабильных объектов и феноменов, как не может полностью контролировать и социальные процессы.

Однако в этом мире, основанном на нестабильности и созидательности, человечество опять становится в центре законов мироздания. Многовариантное видение мира, положенное в основание науки, раскрывает перед человечеством возможность выбора, означающего определенную этическую ответственность.

Все вышеперечисленные моменты являются частью теории самоорганизации -- синергетики, рассмотрением которой и заканчивается этот раздел. Применительно к проблемам мировидения, нестабильности, можно сформулировать следующие положения синергетики: 1. Становится очевидным, что сложноорганизованным системам нельзя навязывать пути развития. Скорее необходимо понять, как способствовать их собственным тенденциям развития и выводить системы на эти пути. Важно в наиболее общем плане понять законы совместной жизни природы и человечества, их коэволюции (совместной эволюции). Проблема управлявмого развития приобретает форму проблемы самоуправляемого развития.

2. Синергетика демонстрирует нам, каким образом и почему хаос может выступать в качестве созидающего начала, конструктивного механизма эволюции, как из хаоса собственными силами может развиваться новая организация. В соответствующие моменты -- моменты неустойчивости -- малые возмущения (флуктуации) могут разрастаться в макроструктуры. Из этого следует, как уже отмечалось, что действия отдельного человека не бесплодны, они не всегда полностью растворены, нивелированы в социальном развитии общества. В особых состояниях неустойчивости социальной среды действия каждого отдельного человека могут влиять на макросоциальные процессы. Отсюда вытекает необходимость осознания каждым человеком того огромного труда ответственности за судьбу всей социальной системы, всего общества.

3. Для сложных систем, как правило, существует несколько альтернативных путей развития. Неединственность эволюционного пути, отсутствие жесткой предопределенности сужают основу для пессимистических настроений. Хотя путей эволюции (целей развития) много, в точках разветвления, называемых точками бифуркации, на определенных стадиях эволюции проявляется некая предопределенность развертывания процессов. Настоящее системы определяется не только прошлым, ее историей, но и строится, формируется из будущего в соответствии с грядущим порядком. Что же касается человека, то именно явные, осознанные и скрытые, подсознательные установки определяют его поведение сегодня.

4. Синергетика открывает новые принципы суперпозиции (см. ТЕМУ 8.2), принципы сборки сложного эволюционного целого из частей, принципы построения сложных развивающихся структур из простых. Объединение структур не сводится к их простому сложению: имеет место перекрытие областей локализации структур с дефектом энергии. Целое уже не равно сумме частей, но оно не больше и не меньше суммы частей: оно качественно иное (см. ТЕМУ 5.5.2). Проявляется и новый принцип согласования частей в целом: происходит установление общего темпа развития входящих в целое частей (например, сосуществование структур разного возраста в одном темпомире).

5. Синергетика дает знания о том, как надлежащим образом оперировать и эффективно управлять сложными системами. Оказывается, главное -- не сила, а правильная топографическая конфигурация, архитектура воздействия на сложную систему или среду. Малые, но правильно организованные -- резонансные -- воздействия на сложные системы чрезвычайно эффективны.

6. Синергетика раскрывает закономерности и условия протекания быстрых лавинных процессов и процессов нелинейного, самостимулирующего роста. Важно понять, как можно стимулировать такого рода процессы в открытых нелинейных средах, например, в среде экономической, и какие существуют требования, позволяющие избежать вероятностного распада сложных структур вблизи моментов максимального развития.

Заключение

В заключении отметим следующее. Проблематика, содержание, методы исследований и результаты, относимые к синергетике характеризуются неоднозначными оценками и неопределенностью. Вместе с

тем, синергетика как научное направление исследований является востребованной обществом. Значительное количество результатов исследований в разных областях знания соотносится исследователями с синергетикой. Контекст синергетики дает возможность плодотворно взаимодействовать ученым разных специализаций на языке системного осмысления и поиска новых решений. Приведенные определения синергетики, полученные преемственным образом, могут конструктивно применяться при решении конкретных задач. Можно предположить, что в связи с существующими и грядущими результатами в кинетической химии, нейробиологии, транспьютерном нейрокомпьютинге и в других областях сформируется более определенный теоретический и аксиоматический базис синергетики, благодаря чему, в частности, и критика в ее адрес станет более конструктивной и продуктивной. Несомненно, при всем том, что синергетика полноценно ''работает'' сегодня как категория научного знания.

Список литературы

1. Горелов А.А. Концепция современного естествознания. - М.: Высшее образование. 2005. 335 с

2. Данилов Ю.А., Кадомцев Б.Б. Что такое синергетика// Нелинейные волны. Самоорганизация. М.: Наука, 1983.

3. Карпенков С.Х. Концепция современного естествознания: Учебник для вузов. - М.: ЮНИТИ, 1997. - 320 с.

4. Учебник для вузов (под ред. проф.В.Н. Лавриненко, проф.В.П.Ратникова: 3-е изд., перераб. и доп. - М.: ЮНИТИ - ДАНА, 2006. - 79 с.

5. Хакен Г. ''Синергетика'' М.: Наука, 1980

Размещено на Allbest.ru