Синергетика не является в собственном смысле слова теорией самоорганизации и развития, это не универсальная наука. Это, скорее, некий методологический подход, говорящий об общности интересов и математических методов исследования любых нелинейных явлений в разных предметных областях современного естествознания.
В заключение еще раз напомним, что нелинейный мир, образы которого открывает синергетика, - это мир, качественно отличающийся по своим закономерностям от привычных миров классической науки.
Речь идет о закономерностях вырастания сложных структур из малых флуктуаций (хаоса), направленности течения процессов, возникновения сложных эволюционных структур.
Согласно неравновесной динамике аналогами возрастания энтропии, определяющими направление эволюции для замкнутых систем применительно к открытым и нелинейным системам, являются аттракторы. Они-то и определяют собственные тенденции развития системы. Отсюда вытекает, что будущее однозначно, не запрограммировано. Оно - подинвариантно. Иными словами, открытая нелинейная среда представляет собой некоторое единое начало, выступающее в качестве носителя различных форм будущей организации.
То есть если система попадает в поле притяжения определенного аттрактора, то она неизбежно эволюционирует к этому относительно устойчивому состоянию.
Таким образом, будущее «определено» лишь наличием структур-аттракторов. Но оно и открыто, поскольку принципиально неопределенно, какая именно структура в момент неустойчивости определится случайностью, флуктуациями, хаосом на микроуровне.
Как мы уже указывали, ранее почти век в естествознании существовала ситуация, когда логически непротиворечивые естественнонаучные теоретические построения «не замечали», что эволюционные концепции, сформулированные в середине XIX в. почти одновременно в физике (Р. Клаузиус, 1850) и в биологии (Ч. Дарвин, 1859), имели противоположную направленность и как бы исключали друг друга.
Идея эволюции в физике, провозглашенная Р. Клаузисом, связана со вторым началом термодинамики - законом необратимого возрастания энтропии изолированной системы. Позднее Л. Больцман, установив :вязь между энтропией и вероятностью состояния, дал второму началу статистическое обоснование, согласно которому необратимость в терцинамике выражает статистический закон эволюции макроскопикой системы к «наиболее вероятному» состоянию, соответствующему состоянию максимального разнообразия.
Совершенно очевидно, и это отметил И. Пригожин, классическая динамика есть в сущности теория разрушения структур, а производство энтропии можно рассматривать как меру скорости этого разрушения.
Из такого понимания второго начала термодинамики вытекает, что термодинамическая концепция деградации структур, выравнивания свойств всех составляющих системы не может описать естественным образом феномен жизни, ее возникновение, усложнение и совершенствование. Доминирующим рефреном в научной картине мира стали концепции «тепловой смерти».
Напротив, эволюционная теория Ч. Дарвина в биологии утверждает диаметрально противоположное направление развития - это теория не разрушения структур, а их созидания. Главное в учении Дарвина состоит в объяснении движущихся сил постепенного перехода по восходящей линии от одних состояний живых форм к другим, более сложным и совершенным.
Эволюционные концепции как в физике, так и в биологии базируются на огромном экспериментальном материале. Но поскольку между физическими и биологическими фактами практически не было установлено прямой связи и одна концепция эволюции касалась явлений только неорганической природы, а другая - только мира растений и животных, то надолго утвердилось и получило широкое распространение представление о несовместимости законов физики и биологии, об особой сущности явлений органического мира.
И вот, как мы рассматривали выше, на рубеже 70 - 80-х гг. естествознание сумело приблизиться к пониманию самопроизвольного формирования структур в самых различных физических, химических и биологических системах.
Акцентируем внимание. Во-первых, это потребовало осознания существенного различия в природе равновесных и неравновесных процессов, создания теории открытых систем. Во-вторых, разработки особого типа динамических состояний - диссипативных самоорганизующихся структур. И как результат - введение в термодинамику ряда принципиально новых положений. Было доказано, что в открытых системах могут образовываться и длительное время существовать упорядоченные структуры без нарушения второго начала термодинамики, причем поведение энтропии в таких системах существенно отличается от поведения энтропии в изолированных системах. Было доказано, что имеет место вездесущность процессов структурной самоорганизации не только в живой, но и неживой природе.
Для объяснения причин возникновения «порядка из беспорядка» потребовалось расширить теоретические основы классической термодинамики, что в результате привело к созданию сначала линейной (30 - 50-е гг.), а затем (70 - 80-е гг.) нелинейной термодинамики неравновесных процессов.
Нелинейная термодинамика, созданная главным образом трудами И. Пригожина, в настоящее время бурно развивается. Уже сейчас ставшие известными закономерности процессов самоорганизации в открытых диссипативных системах, как классических, так и квантовых, используются во всех областях естествознания (физике, химии, биологии), а также в экономике, социологии, языкознании и т.п.
Физика Пригожина привела к глубоким качественным изменениям таких фундаментальных понятий, как время и динамика. Напомним основные три тезиса Пригожина, принятие которых ведет к новому миропониманию.
Во-первых, необратимые процессы столь же реальны, как и обратимые, и не соответствуют дополнительным ограничениям, которые нам приходится налагать на законы, обратимые по времени.
Во-вторых, необратимые процессы играют существенную конструктивную роль в физическом мире. Они лежат в основе важных когерентных процессов, с особой отчетливостью проявляющихся на биологическом уровне.
В-третьих, необратимость глубоко связана с динамикой. Можно сказать, что необратимость возникает там, где основные понятия классической или квантовой механики (такие как траектории и волновые функции) перестают соответствовать наблюдаемым. Необратимость отвечает не какому-то дополнительному приближению, вводимому в законы динамики, а включению динамики в более широкий формализм.
Добавим к этим тезисам радикальное изменение к модели эволюции во времени, введенные Пригожиным. До этого и в классической, и в квантовой механике считалось, что если бы в некоторый момент времени состояние системы было «известно» с достаточной точностью, то будущее можно было бы предсказать (а прошлое восстановить), по крайней мере, в принципе. По Пригожину, будущее не входит в качестве составной части в прошлое, а потому предсказуемы лишь различные возможные сценарии.
Механизмы самопроизвольного воспроизведения структур чрезвычайно актуальны для биологии, поэтому идеи и подходы нелинейной термодинамики получили распространение в исследованиях клеточных и надклеточных структур, дифференцирования клеток и многих других проблем.
Вскоре в работах М. Эйгена впервые была сформулирована концепция отбора и эволюции биологических макромолекул из неупорядоченных систем на основе качественной теории гиперцикла как одного из принципов структурной самоорганизации открытых систем.
Тем самым была доказана непротиворечивость на элементарном Уровне эволюционных концепций физики и биологии.
Таким образом, нелинейная неравновесная термодинамика уже в период своего становления смогла привести к результату, имеющему фундаментальное, общенаучное значение для всего естествознания.
Но синергетический подход еще в стадии становления. К настоящему времени в нем самом можно выделить несколько направлений, обобщая которые следует говорить о совокупности идей и методов научного исследования, охватывающих процессы самоорганизации в самых различных структурных образованиях. В рамках синергетики, точнее, синергетического подхода объединяются теории диссипативных структур (И. Пригожин) и собственно синергетика (Г. Хакен), -теория описания процессов, сопровождающихся кооперативным эффектом, научное направление, изучающее общие механизмы, присущие как живым, так и неживым формам самоорганизации материи.
Несколько иначе трактуют этот подход отечественные специалисты, но принципиальная идея - представить мир в виде процессов наподобие турбулентностей, волн, солитонов, диссипативных структур (С. Курдюмов) - для представителей этого направления сохраняется.
Эволюционная парадигма как идея глобального эволюционизма стала в менталитете человечества очевидной. Но абстрактная или, точнее, спекулятивная формулировка этой идеи сменилась на научно оформленную лишь в результате ассимиляции идеи глобального эволюционизма физикой (эволюционирующие космогонические модели Вселенной, необратимость физических процессов), химией (каталитические системы, элементарные каталитические системы А. Руденко), биологией (биогенез, синтетическая теория эволюции, несводимость микроэволюции к микроэволюционным изменениям), социологией (тектология А. Богданова). А разработка теоретического механизма глобального эволюционизма стала возможной после «кристаллизации» синергетического подхода. Конечно, специфика картины мира допускает многоязычие средств выражения идеи всеобщего развития, но основанный на идеях Б. Белоусова, И. Пригожина, Г. Хакена и других язык диссипативных структур и кооперативного эффекта наиболее адекватно описывает процессы самоорганизации и самодвижения.
Таким образом, в рамках синергетического подхода самоорганизация определяется как одна из форм организации материи. При этом отделяются, с одной стороны, равновесные формы организации от самоорганизации, а с другой - под «крышей» синергетического подхода объединяются в особый класс динамические, физические, химические и биологические структуры, которые ранее принципиально не сводились вместе.
Именно это обстоятельство вызвало огромный мировоззренческий всплеск вокруг традиционных проблем эволюции, развития и необратимости. Неудивительно, что возникают новые научные представления мира, детерминируемые синергетическим подходом. Приведем, к примеру, упрощенную его картину, созданную под воздействием идей Брюссельской школы И. Пригожина: небольшая часть Вселенной устроена по классическим механическим закономерностям. Такие системы замкнуты. Большая часть Вселенной, по Пригожину, состоит из открытых систем, которые обмениваются с окружающей средой энергией, веществом и информацией. К открытым системам относятся биологические и социальные, понять их в рамках классических механических закономерностей принципиально нельзя. Открытый характер большинства систем Вселенной делает картину мира неустойчивой, неравновесной, и следовательно, основная доминанта мира - необратимость.
Ключевым моментом в таком представлении мира являются точки бифуркации, в которых происходит смена стратегии развития, но ее невозможно предсказать, поскольку она носит спонтанный характер. Поэтому главная особенность таких моделей развития - неопределенность будущего и, следовательно, возможность различных форм организации, направлений развития. Ценностно-антропоцентристские моменты в такой картине полностью нередуцируемы, ибо человек включен в глобальный эволюционный процесс в качестве носителя его субъективной составляющей.
Мировоззренческие выводы из таких концептуальных подходов настолько необычны, что стали поводом провозглашения нового диалога человека и природы, получившего название «неклассического». Сейчас идет осмысление такого подхода к процессам самодвижения, самоорганизации и вместе с тем происходит дальнейшее развитие собственного синергетического подхода. Совершенно определенно можно уже констатировать, что решить сверхзадачу - объяснить природу биологической организации с помощью законов физики в рамках синергетического подхода - не удалось. Естественно, возникает вопрос: случайно это или закономерно? Ведь в рамках философской постановки вопроса давно уже устоялся запрет на редукцию высшего к низшему. Однако практические успехи синергетического подхода как абстрактной теории качественных скачков в организации материи столь впечатляющи, что заставляют вновь обращаться к феномену синергетики.
Представляется, что любой обобщающий подход к проблеме самоорганизации (независимо от того, является он исчерпывающим или нет) должен привнести положительные моменты в формирующуюся картину мира с точки зрения теоретического обоснования процессов самоорганизации.
Заключение
Синергетический подход позволяет, во-первых, не только выявить существование инвариантных характеристик эволюционных процессов, но и выразить их в форме, пригодной для математико-информационной обработки.
Во-вторых, для ассимиляции всеобщей идеи развития он дает возможность «подключить» всю мощь теоретических методов наук естественнонаучного цикла (физики, химии, биологии) и наметить путь единения с социально-гуманитарным знанием.
В-третьих, синергетический подход как наиболее развитая теория самоорганизации ведет к изменению теоретико-познавательных установок. Так, термодинамика неравновесных процессов, исследующая феномен физической самоорганизации, спонтанного возникновения диссипативных структур из беспорядка, способствует открытию процессов, протекающих с локальным уменьшением энтропии.
В-четвертых, синергетический подход как формирующаяся общая теория развития природы, общества и отражающего их мышления «помогает» материалистической диалектике рассматривать природу не в роли пассивного объекта, а как бытие активное, деятельное и самотрансцендентное. Тем самым интуитивная догадка об эволюции получает научное подтверждение, разрушая постулат о неизменности, вечности законов природы. Таким образом, синергетический подход придает современной картине мира неклассический характер.
Наконец, синергетический подход инициирует создание средств описания внутренне эволюционирующей Вселенной, неотъемлемой частью которой являемся и мы сами.
Список использованной литературы
1.Баранцев Р.Г. Синергетика в современном естествознании. - М.: Едиториал УРСС, 2003 г. 144 с. (Серия «Синергетика: от прошлого к будущему)
2.Дмитриева М.С. Синергетика в науке и наука языком синергетики //Сборник статей.- Одесса. Изд-во «Астропринт». - 2005. - 181 с.
.Князева Е.Н., Курдюмов С.П. Основания синергетики. М., 2002. - 279 с.
.Князева Е.Н., Курдюмов С.П. Основания синергетики. Режимы с обострением, самоорганизация, темпомиры - СПб.: Алетейя, 2002. - 414 с.
.Князева Е.Н., Курдюмов С.П. Основания синергетики. Синергетическое мировидение.- М.: КомКнига, 2005. - 240 с. (Синергетика от прошлого к будущему)
.Котельников Г.А. Теоретическая и прикладная синергетика, 2005 г. 105 с.