Адаптационный и бифуркационный механизмы развития
libre 4860
В реальности процесс развития является единственным, сочетающим в себе различные механизмы. Основные черты единого процесса развития следующие. Законы природы устанавливают определенные пределы изменения состояния системы, «каналы», внутри которых могут протекать процессы эволюции системы.
В свою очередь, множество случайных факторов влияет на эти границы, что может привести к их нарушению. Если параметры и состояния системы не выводятся за ограничивающие пределы, механизмы развития носят адаптационный характер.
Пределы адаптации могут быть определены в том случае, если известны законы, управляющие развитием. Однако под действием каких-либо причин система может выйти на пересечение «каналов» адаптационного развития.
Тогда вступает в действие бифуркационный механизм. Возникает несколько новых и различных вариантов развития. Этих вариантов столько, сколько «каналов» выходит на «перекресток».
Чем сложнее система, тем больше вероятность увеличения числа возможных путей ее эволюции, дивергенции, а вероятность появления двух развивающихся систем, в тождественных эволюционных каналах практически равна нулю. Поэтому процесс развития (самоорганизации) ведет к непрерывному росту разнообразия форм.
Бифуркационный механизм позволяет объяснить диалектическое противоречие эволюции, когда вместе с усложнением, дифференциацией, возникновением качественно новых структур в природе и обществе возможны деградация, необратимый распад и исчезновение системы.
При построении теории эволюции Н. Моисеев широко использует язык и основные положения теории самоорганизации. Приложение теории самоорганизации к моделированию процессов эволюции позволил говорить о эволюционно-синергетическую парадигму постнеокласичной науки.
Деятельность С. П. Курдюмова
Вместе с задачами, в которых меняются параметры среды, З.П. Курдюмов и др. рассмотрели другой класс нелинейных уравнений, описывающих явления самоорганизации. В этих задачах варьируется только характер начального воздействия на одно и то же среду.
Изменение характера начального действия означает не изменение его интенсивности, а изменение пространственной конфигурации, топологии этого действия. При этом в среде появляются различные структуры.
Эта проблема интенсивно изучается также в моделях среды с «конечных автоматов», в известной игре «Жизнь» Мейгена и др.. Итак, в одном и том же среде без изменения ее параметров могут возникать разные структуры, разные пути эволюции.
Однако внимание школы Пригожина и многих других исследователей направлена как раз на изучение нестабильного, переменного, развития мира. В этом мире без неустойчивости нет развития.
Например, нелинейный положительная обратная связь - важнейший элемент в моделях автокаталитичных процессов, детально исследованных Пригожиным и группой его сотрудников. В таких процессах присутствие продукта может увеличить скорость его собственного производства.
Школе под руководством С. П. Курдюмова удалось построить еще один тип моделей, поведение которых определяется нелинейными положительными обратными связями.
Это так называемые решения с обострением, режимы сверхбыстрого нарастания процессов в открытых нелинейных средах, при которых характерные величины неограниченно возрастают за конечное значение.
Методология решения задач «на обострение» может дать новые подходы к решению проблем коллапса - быстрого сжатия веществ, химической кинетики, метеорологии (катастрофические явления в атмосфере Земли), экологии (рост и вымирание популяций), нейрофизиологии (моделирование распространения сигналов), нейроэпидемологии (вспышки инфекционных заболеваний), экономике (феномены бурного экономического роста или финансового обвала).
Несомненным успехом синергетики появилось раскрытие механизмов развития, перехода систем в состояние с новой организацией в новое качество.
Таким образом, сформулированный как философское обобщение диалектический закон перехода количественных и изменений в качественные нашел не только еще одно подтверждение, но и в отношении частных наук получил возможность конкретизироваться в математической форме для исследования реальных систем.
Закон перехода количественных изменений в качественные
Закон перехода количественных изменений в качественные на уровне неживой природы долгое время иллюстрировался равновесными фазовыми переходами, в частности, изменением агрегатного состояния вещества, механизм которой был хорошо изучен еще в XIX веке.
Несомненным научным прорывом синергетики появился математическое описание неравновесных процессов, приводящих к появлению новых структур на всех уровнях организации материи. Однако успехи в математическом описании явлений самоорганизации привели часть ученых до философских выводов, которые послужили источником полемики.
Так, И. Пригожин решил, что «нестабильность» в некотором смысле заменяет «детерминизм», а потому наука сегодня не является детерминистической. Только системы, далекие от равновесия, системы в состоянии неустойчивости, нестабильности, способны спонтанно организовывать себя и развиваться. Устойчивость и равновесие - это, наоборот, тупик эволюции.
Аргументированное возражение позиции И. Пригожина дали Е. Н. Князева и З.П. Курдюмов. Они не соглашаются с Пригожиным в том, что, подчеркивая и ставя в центр проблемного поля одно представление - нестабильность, можно отвергать другое - стабильность, детерминизм.
Если бы неустойчивость была главным свойством всех систем мира, тогда все было бы хаотичным, распадающимся, не было бы возможности ни контролировать, ни предвидеть будущее состояние.
Очевидно, что это далеко не так. Не все в мире неустойчиво, а есть определенные классы неустойчивых систем. Неустойчивыми системами, т.е. такими, для которых существуют принципиальные границы прогнозов и контроля, можно считать, например, так называемые странные аттракторы.
Но даже системы, описываемые странными аттракторами, т.е. хаотизованные, неустойчивые системы, нельзя считать абсолютно неустойчивыми.
Поскольку для таких систем возможен вовсе не любое состояние, а лишь состояние, попадающее в ограниченную, детерминированную, область фазового пространства. Неустойчивость означает случайные движения внутри вполне определенной области параметров.
Таким образом, имеет место не отсутствие детерминизма, а другая, более сложная закономерность, фактически иной тип детерминизма, представляющая диалектическое единство определенного и случайного.
Другое возражение относительно позиции Пригожина заключаеться в том, что существует лишь определенная стадия развития процессов, на которой нестационарные диссипативные структуры становятся неустойчивыми. Это согласуется со всей наблюдаемой привычной картиной мира: мы видим, что макроструктуры природы, биологические формы, человеческое тело и мозг относительно устойчивые, долгое время не разрушаются.
Этот квазистационарный состояние может существовать, согласно С.П. Курдюмовым, достаточно долго, пока система не перейдет в режим обострения, при котором начнется сверхбыстрая смена. В мире стадии устойчивости и неустойчивости, развивающейся оформления структур и их разрушения сменяют друг друга.
И. Пригожин, а вслед за ним Н. Моисеев, постоянно подчеркивают, что случайность, флуктуации, малые возмущения могут играть существенную, определяющую роль для системы вблизи точек бифуркации. С. Курдюмов указывает, что в процессе самоорганизации имела случайное действие, флуктуация не всегда существенны. Необходимым условием является развитие процесса с обострением, в основе механизма которого лежит нелинейная положительная обратная связь.
Неустойчивость, по Курдюмову, - это вероятностный характер решения сложно организованных структур вблизи момента обострении. Конечно, если работает случайность, то имеют место блуждания, но не которые желательно, а в рамках вполне определенного, детерминированного поля возможностей.
В результате появляется возможность для субъекта исследования, не только наблюдать не детерминированные последствия бифуркаций, вызванные действием случайных факторов, но и заложить новые научные основы управления сложно организованным системами.
При этом управление теряет характер слепого вмешательства методом проб и ошибок или волюнтаристского навязывание опасных действий против собственных тенденций систем и строится на основе того, что вообще возможно в данной среде.
Управление начинает основываться на соединении вмешательства человека с существом внутренних тенденций развивающихся систем. Поэтому появляется в определенном смысле высший тип детерминизма - детерминизм с пониманием неоднозначности будущего и с возможностью выхода на желаемое будущее, детерминизм, который усиливает роль человека.
Синергетический кооперативный подход к принятию решений
Универсальный характер синергетических моделей сделал их привлекательными для попыток моделирования социальных процессов, в частности, уже основатель синергетики Г. Хакен применил ее для построения модели формирования общественного мнения. Однако многие исследователи отмечают, что к таким попыткам следует относиться осторожно, учитывая фактор сознательного поведения индивидуумов в социальных системах.
Относительно социальных процессов особенно часто сомнению подвергается интерпретация бифуркационного механизма развития как непредсказуемого результата действия случайных, мелких факторов. В противоположность этому Курдюмов вводит представление по структурах-аттрактор - «притягувателей» развития. Если система попадает в поле притяжения определенного аттрактора, то она неизбежно эволюционирует к этому относительно устойчивому состоянию, несмотря на действия случайных факторов.
Основатель научной школы социоестественная истории Э.С. Кульпин подошел к соотношению случайного и закономерного в социальном развитии с другой стороны. Одним из источников данного научного направления является теория эволюции биосферы Н. Моисеева.
Однако, полемизируя с Моисеевым, Э.С. Кульпин на основе рассмотрения конкретных исторических примеров пришел к выводу о не фатальном характере непредсказуемости, т.е. основные параметры нового «канала эволюции» в обществе, в отличие от природы, определяются отнюдь не ничтожными обстоятельствами.
Э. С. Кульпин считает, что для понимания эволюции биосферы с учетом социальной подсистемы механизм отбора, кроме адаптационного и бифуркационного, должен быть дополнен третьим, который может быть сформулирован как принцип превалирования не антагонистических противоречий над антагонистическими.
Этот принцип Э.С. Кульпин распространяет не только на человеческое общество, но и выделяет его как ключевой момент нравственно-ценностного ориентира во взаимоотношениях человека и природы в условиях нарастания глобальной социально-экологического кризиса и угрозы планетарной антропогенной катастрофы.
Принцип сосуществования
Другим вариантом названия этого правила отбора - «принцип сосуществования» подчеркивается общность, общность действий, сотрудничество, взаимность и т.д. В обществе этот принцип проявляется в политике мирного сосуществования, отказе от ядерной войны (во многом благодаря сценарной модели «ядерной зимы», разработанной группой Н. Моисеева), кооперации, честной конкуренции и др..
Здесь проявляется один из аспектов синергетики - ее кооперативный характер, согласованность действий множество элементов, что приводит к эмерджентности эффекта. В данном случае эмерджентность проявляется в нахождении оптимального, сбалансированного решения, возможных компромиссов.
Синергетический, кооперативный подход к принятию решений, в т.ч. в условиях конфликта века и природы.
Моисеев считает важнейшим условием перехода к обществу ноосферного типа, обеспечивающий коэволюцию человека и природы. Именно необходимость установления качественно новых отношений с окружающей природной и социальной средой требует формирования социально-синергетического подхода к современным общественным процессам и тенденциям.
