© Н.А. Тельнова, 2006

ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ СИНЕРГЕТИКИ И ИХ МЕТОДОЛОГИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ

Н.А. Тельнова

Одной из центральных проблем современной науки становится проблема самоорганизации материальных систем, которую решает синергетика. Достоинством синергетики является то, что она рассматривает условия и принципы самоорганизации, саморазвития в их единстве и взаимодополнительнос-ти. Разработка и использование синергетической методологии, ее принципов дает возможность по-новому подойти к исследованию научных проблем.

Феномен самоорганизации связывается с понятием диссипативной структуры - структуры спонтанно возникающей в открытых неравновесных системах. Под воздействием энергетических взаимодействий с окружающей средой система переходит в неравновесное «возбужденное» состояние, элементы начинают действовать согласованно и между ними возникают корреляции, когерентное взаимодействие. «Совместное действие», или когерентное поведение, элементов диссипативных структур и является тем феноменом, который характеризует процессы самоорганизации. Взаимодействие, понимаемое как энер-гийное соединение элементов, выступает движущей силой и фундаментальной сущностью саморазвития системы.

Системам приходится иметь дело с такими проблемами, как адаптация к внешней среде, достижение цели, поддержание внутренних форм бытия, сложная структурированность, разнообразие форм проявления. Чем большее число различных факторов воздействует на систему и чем шире диапазон их изменения, тем сложнее организована деятельность системы. Чем проще и элементарнее система, тем меньшее количество факторов влияет на ее устойчивость, поэтому система стремится упростить свою организацию. Но подобное организационное упрощение уменьшает набор возможностей для

развития системы, препятствует инновационным процессам, ограничивает возможности ее самосовершенствования. Прогресс живой системы осуществляется путем возрастания разнородности элементов и числа связей, когда возникают более эффективные функции и внутренние импульсы к дальнейшей дифференциации, к повышению целостности системы, что означает лучшую приспособленность к среде, эффективность реализации механизмов воспроизведения, установление более работоспособной структуры, обеспечивающей надежное выполнение жизненных функций.

Сложная система развивается на всех сущностных уровнях своего бытия благодаря способности самоуправления и саморегуляции, выбору оптимальных форм деятельности. Этот выбор, говоря языком синергетической теории, осуществляется по законам взаимопревращения устойчивости и изменчивости (гармонии и дисгармонии, аутентичности и неаутентичности), в которых нелинейно проходит опробование различных траекторий дальнейшего процесса развития, пока сила притяжения будущего (так называемый аттрактор) не установит, какая из них оптимальна для формирования более высокого типа упорядоченности данной системы. Из этого следует, что многообразие индивидуальных модификаций системы определяется соотношением ее «сущностных сил», способных к различным вариациям.

Например, механизмы регулирования социальных процессов оказываются весьма прочными, поскольку они концентрируют в себе полезную информацию, наиболее жизнеспособный опыт и традиции, скорректированные многовековой практикой; выражают сложные связи и отношения, включенные в многообразие форм дифференциации, рефлексии, регулирования и управления.

Всякой системе свойственно стремление к самосохранению, которое достигается за счет действия двух механизмов: консервативного, обеспечивающего устойчивость системы за счет сохранения «положительного старого», и инновационного, определяющего адекватную реакцию системы на изменения внешней среды и тем самым обеспечивающего ее развитие. Иначе говоря, система представляет собой единство устойчивости и изменчивости, которое можно описать с помощью основных принципов синергетики. Устойчивость бытия системы выражают следующие принципы:

1. Принцип гомеостатичности, который характеризует стабильное существование системы, фазу «порядка» функционирования ее внутренних элементов, корректировка которых осуществляется за счет отрицательных обратных связей. Конечной целью всех многосложных реакций системы является самоста-билизация (поддержание внутренней среды организма в равновесном состоянии), достигаемая посредством негативных обратных связей, которые элиминируют возмущения среды. Этот принцип, названный гомеостазисом и свойственный всем сложным саморегулирующимся системам, заключается в поддержании существенно важных для сохранения системы параметров в допустимых пределах через абсорбирование возмущений среды, а также в противодействии поступающей из нее информации, нарушающей устойчивость основных элементов организма. Степень сложности организации гомеостазиса определяется сложностью системы, но во всех случаях в ее основе лежит совокупность отрицательных обратных связей, имеющих стабилизирующие воздействия. Обратные связи являются селективными и конфигурационными: лишь правильно организованное резонансное воздействие приводит к определенному изменению процессов в среде.

Система стремится к выработке механизмов, блокирующих нарастание в ней негативных тенденций. В диссипативных системах «поиск устойчивости играет роль естественного отбора»1. Устойчивое существование целостной системы предполагает динамическое равновесие и постоянную взаимозамы-каемость актов расширения какого-то элемен-

та и расчленение исходной целостности другого элемента (как обратной стороны дополнения). Эти акты расширения (через формирование дополнений к себе) должны переходить в акты расчленения, и наоборот: в процессе взаимодействия элементов происходит их «размножение». Любой акт взаимодействия «расщепляет» их пространство на множество частей (ролей), и каждый из элементов системы выступает как совокупность проекций своей единой сущности. Отдельный элемент «присоединяет» к себе в качестве дополнения разнообразные элементы целостной системной реальности, расширяя за счет этого свое внутреннее пространство и реализуя стремление к полноте бытия и самоопределению. Закон устойчивости, которому подчиняется взаимодействие частей, производит предварительную сортировку материала, играя роль селекционного фильтра.

Биосистемы способны противостоять возмущениям со стороны внешней среды за счет автономности и стабильности их внутренней организации. Поддержание гомеостазиса происходит посредством удовлетворения потребностей и обеспечения благополучия, с которыми система так или иначе соотносит свою деятельность и исходя из которых формирует свое бытие. Благодаря деятельности в принципе возможно достижение характерного для органических систем негэнтропий-ного эффекта, выражающегося в их способности к устойчивости своих форм и повышении самоорганизации.

Система становится целостной, когда начинает воспроизводить себя на своей собственной основе. Закон целостной системы -способность претерпевать изменения, сохраняя самое себя. Она является одновременно и предпосылкой, и результатом самой себя (имеет основание своего бытия в себе самой), поэтому способна выражать свои внутренние качества и скрытые потенции, многомерное и непрестанно изменяющееся богатство собственных виртуальных содержаний, личностных возможностей и энергий.

2. Принцип иерархичности системы предполагает определенную уровневую организацию ее внутренней структуры. Согласно Дж. Николису, сложное связано с субординацией уровней, иерархическим принципом по-

строения и, кроме того, сложное с необходимостью должно рассматриваться в эволюционном аспекте 2. Основным смыслом структурной иерархии являются такие отношения между уровнями системы, которые не подчиняются полной редукции.

Каждый из уровней, составляющих органическую целостность, является необходимым условием для существования и, в определенной степени, развития последующего. Каждый из уровней обладает собственной «природой» и относительно самостоятельной (с собственной внутренней связью элементов, их отношениями, опосредованиями и импульсами развития) качественной определенностью. Каждый уровень имманентно-смысловой иерархии бытия обладает собственной целостностью и внутренней сосредоточенностью, собственной внутренней мерой и перспективой саморазвития. Отношения между уровнями системного целого построены без монополии для одних и без отрицания других; они взаимодополняют друг друга, и внутреннее развитие каждого из них не только не прекращается с развитием следующих уровней, но и оптимизируется под их влиянием.

По мнению Г. Хакена, сложная система имеет два уровня описания: на микроуровне (уровень элементов) она описывается «параметрами состояния», на макроуровне (уровень кооперативных эффектов) - «параметрами порядка». Параметры порядка задают онтологию, закон существования системы, описывая в сжатой форме смысл ее поведения и цели-аттракторы. В процессе эволюции системы осуществляется согласованное действие ее элементов на микроуровне, которые, связываясь в структуру, передают ей часть своих функций, степеней свободы и, обретая новое качество, переходят на более высокий иерархический уровень - макроуровень. Ха-кен формулирует синергетический принцип подчинения, согласно которому параметры порядка подчиняют себе параметры состояния, то есть их изменение как бы синхронно управляет поведением множества компонентов, отдельных частей системы.

Взаимоотношения между параметрами порядка и параметрами состояния системы описываются с помощью понятия круговой причинности: параметры состояния формиру-

ют параметры порядка, но и управляются ими. В результате этого между взаимодействующими частями устанавливаются согласованные и когерентные отношения, что усиливает срастание «синергирующих процессов».

Важную роль в иерархии систем играет время: именно топология выявляет моменты, связанные с зарождением и последующим развитием всех органических систем. «Важное различие между параметрами порядка и подчиненными им частями состоит в разных временных масштабах. Параметры порядка изменяются на более медленном масштабе времени, чем подчиненные им части»3.

3. Принцип самодетерминации системы связан с взаимодействием ее различных сторон, воспроизводящим условия становления, «самонастройки» и саморазвертывания системы. Для элементов целостной системы более существенными являются внутренние связи, чем внешние. Набор возможных эволюционных путей ограничен, ибо они должны соответствовать внутренним свойствам рассматриваемой системы.

Характер реакции системы на внешнее воздействие определяется в основном спецификой ее внутренней самодетерминации. Речь идет о том, что самоорганизация означает переход системы в когерентное состояние, при котором причина перемещается во внутреннюю сферу и обнаруживается в са-моразвертывании формы, имманентной системе. Чем более система внутренне целостна, тем она индивидуальнее, оригинальнее. И чем сложнее организация целостного образования, тем большее количество детерминант влияет на поддержание стабильности его существования.

Наличие внутренней причины саморазвития системы затрудняет процесс прогнозирования процессов ее самоопределения, поскольку она плохо поддается формализации и унификации, является открытой и динамичной по своему характеру. «Каждая гуманитарная система представляет уникальную реализацию некоторого сложного стохастического процесса, для которого никоим образом невозможно установить правила заранее»4.

Синергетика предлагает строить прогнозы о возможном становлении систем не из настоящего или прошлого состояний, а из

будущего. Система, развиваясь, попадает в поле притяжения определенной структуры аттрактора, которая выстраивает ее в соответствии со своей конфигурацией. Поэтому выявление аттракторов эволюционирования системы и есть определение ее будущего состояния. Будущее одновременно детерминировано и неопределенно (поведение системы часто зависит от случайных факторов). Детерминировано будущее спектром возможных путей эволюции системы, задаваемых общими тенденциями развития окружающей среды, и формированием собственных функций системы.

В процессе самоорганизации система эволюционирует так, что в ней постепенно возникают очаги целенаправленного развития. В текущем состоянии системы присутствуют (в идеально-информационном виде) ее будущие ситуации, выполняющие функции целевой детерминации поведения системы. Цель, выступая как конкретное выражение потребностей (и способа их удовлетворения) системы, активно воздействует на процесс формирования ее целостности. Элементы системы объединяются и функционируют ради определенной цели, которая является системообразующим фактором (или конечным результатом развития), влияющим на отбор степеней свободы элементов и производящим селекцию интересов в соответствии с возможностями их осуществления. Объединение происходит, поскольку изолированные друг от друга компоненты не могут обеспечить реализацию целей системы, а в интегрированном виде они приобретают новое системное качество, обеспечивающее достижение (приближение) цели.

Сохранение своего системного качества представляет основную целевую характеристику жизнедеятельности системы. Достижение цели означает завершение действия, замыкание круга, восхождение к полноте и процесс самодостраивания до целостного паттерна. Например, цели человека формируются на основе всего совокупного опыта человечества и поднимаются до высших форм своего проявления в виде идеалов, которые выступают интегративным фактором всего предшествующего процесса в сочетании с перспективой его реализации в будущем.

К принципам, характеризующим фазу трансформации, изменчивости, альтернативности сценариев развития и возникновения нового качества бытия системы, относятся:

1. Принцип нелинейности, в основе которого лежит не только подобие, но и отклонение от него, образование неоднородностей в сплошной гомогенной массе. И чем больше отклонение от равновесия, тем быстрее идет процесс системного изменения. Направление развития системы выступает не в форме однозначно и определенно направленного вектора, по типу жестких причинно-следственных зависимостей, а как результат пересечения различных событийных потоков, усиливающих друг друга, изменяющих или сохраняющих определенные тенденции, как сложное переплетение внешних непреложностей и внутреннее преломление их в индивидуальном бытии системной организации. Нелинейный характер системы обеспечивает возможность ее многовариантного развития, допускаемая путем признания следующих положений:

- система характеризуется наличием внутренней сложноорганизованной структуры гетерогенного и полиморфного характера;

- невозможно жесткое обусловливание и программирование тенденций эволюции сложноорганизованных систем - речь может идти лишь об их самоуправляемом развитии;

- отрицание существования универсальной системы отсчета, абсолютных критериев и оценок поведения системы, поскольку она имеет свою собственную судьбу, уникальную историю развития;

- любой сложной системе присуща альтернативность сценариев ее развития в контексте наличия некоторой предопределенности ее трансформаций в точках бифуркаций;

- целое и сумма частей - качественно различные структуры: часть может брать на себя функции целого, а роли частей могут меняться; результат суммы воздействий частей не равен сумме их результатов;

- эволюция системы осуществляется через поиск ею адекватных ответов на вызовы внешней среды, под влиянием

которой возможно изменение целей системы, ее параметров, значимости важных элементов.

Система полифункциональна, она включена в различные сферы, системные связи, что определяет неоднозначность и известную неопределенность ее поведения. Жизнеспособность системы зависит от необходимой меры сложности и разнообразия ее элементов. Специфика жизнедеятельности системы обнаруживается в нелинейной связи между ее сущностными основаниями и характером: образующая систему совокупность свойств и качеств проявляется в деятельности, но и формируется в этой же деятельности. В системе происходит когерентное взаимодействие различных целей, потребностей, интересов, которое может неоднозначным образом повлиять на ее дальнейшую траекторию вследствие нелинейного характера возмущающих факторов.

Жесткое программирование и предзадан-ность развития системы невозможны. Речь в данном случае может идти лишь о самоуправляемом развитии системы посредством топологически упорядоченных (таксономических) и темпорально (своевременно) правильных резонансных воздействий. Благодаря резонансному эффекту неравновесные колебания превращаются в устойчивую систему. Эффективное управляющее воздействие на нелинейную систему может быть только резонансным, то есть согласованным с внутренними процессами и свойствами данной системы. При этом важна не сила, а топология, «архитектура» воздействия. «...Сложные системы обладают свойством селективной топологической чувствительности. Они демонстрируют неожиданно сильные ответные реакции на возмущения, релевантные их внутренней организации, а именно на резонансные возмущения»5. Следовательно, одной из важных проблем является организация этих резонансных воздействий в соответствии с особенностями системы.

2. Принцип открытости системы, который позволяет рассматривать ее как эволюционирующую по законам синергетики. Синергетика исследует процессы, протекающие в открытых системах, в которых при определенных условиях из хаоса могут са-

мопроизвольно возникать упорядоченные структуры, что и характеризует стремление к самоорганизации. Открытые системы готовы воспринять разные модели деятельности и пути развития.

Самоорганизация и самовоспроизвод-ство органической целостности системы предполагает ее принципиальную открытость миру, отсутствие между ними непроницаемых границ. Способность живой органической системы к самоорганизации обеспечивает ее относительно самостоятельное поведение по отношению к окружающей среде, воздействие которой приводит в движение всю совокупность процессов, происходящих в самом организме. В точке неустойчивости система становится открытой, что позволяет ей оформляться, усложняться, получать новую информацию, раскрывать полноту бытия.

Открытость системы связана с феноменом ее самодетерминации, объясняемой наличием в системе свободной энергии и информации, которую она получает из внешней среды, кодирует в собственной структуре и осознанно использует для организации своей жизнедеятельности. В процессе приспособления живой системы к изменяющимся условиям бытия происходит накапливание полезной информации и через это - повышение уровня самоорганизации.

3. Принцип неустойчивости системы долгое время не применялся к ее анализу: неустойчивость считалась недостатком системы. В синергетике неустойчивость трактуется как одно из условий и предпосылок стабильности и динамичности развития, а созидающий потенциал хаоса становится важнейшим фактором для конструирования новых организационных форм системы. Состояния неустойчивости, выбора поведения называют точками бифуркаций: здесь пролегает граница между новым и старым качеством.

Специфика саморазвивающейся системы не позволяет отыскать то достаточное причинное условие (или неразложимый простейший «элемент», «категорию», «отношение»), которое определенным образом детерминирует ее поведение и знание которого позволяет однозначно предсказать динамику ее развития. В результате неустойчивости (отклонение от нормы, флуктуации) осуществля-

ются инновационные процессы и конституируются новые организованные формы и структуры. Благодаря флуктуации возникают процессы отражения информации, принципиально новый тип энергии и обратная связь как способ обмена энергией и веществом, необходимым для самоорганизации.

Целостность системы выступает как необходимый поиск меры (соразмерности, совместности) и нормы (равновесия, соответствия) и лежит в основе определенного типа упорядоченности. Стабилизация движения достигается через нестабильность, постоянное изменение направления движения, небольшую ротацию. Говоря языком информатики и синергетики, происходит перекодирование разнообразия, которое, изменяя форму, сохраняет содержание. В антропогенетическом процессе становления и развития человеческий род сохраняет все критерии жизни, основанные в процессе длительной эволюции на самоорганизации системы: пространственно-временная определенность, тенденция к изменчивости, активность, адаптивность, рефлексивность, экспансивность, репродуктивность, избирательность.

Принцип неустойчивости выражается в понятии фрактала. Мир фрактален, все есть фрактал, то есть все есть самодвижение и изменение. Идея фрактальности мира обнаруживается у Гераклита в учении о единстве противоположностей и изменчивости бытия, у Лейбница в учении о монаде как источнике развития Вселенной, у Гегеля в учении о становлении как переходе от ничто к нечто.

В основе феномена фрактальности, индексирующего неустойчивое переходное состояние в процессе эволюции, лежит принцип самоподобия, то есть возможность по части (осколку) судить о целом. По отдельным поступкам можно судить о субъекте, по субъектам - об обществе, по обществу - об общем состоянии мира. Фрактальные структуры отличаются масштабной инвариантностью, и их осмысление возможно при помощи многомерных неустойчивых мыслеформ, которые открывают более богатую и широкую панораму мира.

4. Принцип наблюдаемости, согласно которому научная теория должна иметь эмпирическое обоснование и к ней необходимо

применять такие величины и понятия, которые операциональны и допускают опытную проверку. Развитие науки связано с антропным принципом, личностным знанием, понятие о котором ввел М. Полани. «Будучи человеческими существами, мы неизбежно вынуждены смотреть на Вселенную из того центра, что находится внутри нас, и говорить о ней в терминах человеческого языка, сформулированного насущными потребностями человеческого общения. Всякая попытка исключить человеческую перспективу из нашей картины мира неминуемо ведет к бес-смыслице»6.

Творцы квантовой физики (Н. Бор, В. Гейзенберг, М. Борн) отрицают позицию «независимого наблюдателя», считая, что никакое явление в мире не может быть описано без ссылки на наблюдателя, на совокупность его операций, связанных со средствами наблюдения, измерительными устройствами. «Само наблюдение изменяет ход событий... Именно действия экспериментатора, который конструирует прибор, предопределяют существенные черты наблюдателя»7. В квантовой механике проявляется зависимость объекта от процедуры измерения.

Принцип наблюдаемости подчеркивает относительность человеческих представлений

о системе. Это связано с непредсказуемостью изменений нелинейных процессов, с не-контролируемостью взаимодействия средств наблюдения с системой, что значительно ограничивает роль наблюдателя этих процессов в его возможности влиять на поведение синергетических систем.

Согласно принципу дополнительности, введенному Н. Бором, наблюдатель, получая информацию об одних величинах, одновременно обречен на неведение относительно многих других, дополнительных к первым (такими взаимодополнительными величинами являются координата частицы и ее импульс). В конечном результате, наблюдаемость приобретает характер иррационального события с непредсказуемым заранее результатом.

В синергетике речь идет об относительности интерпретаций к масштабу наблюдений и изначально ожидаемому результату. Понятия порядка и хаоса, устойчивости и измен-

чивости относительны к средствам и масштабам наблюдения. Целостное описание системы возможно в совокупности разных дополняющих друг друга величин и складывается из коммуникации между наблюдателями разных уровней.

Таким образом, новизна ситуации состоит в том, что ряд синергетических принципов стали выполнять определенные методологические функции. Осмысление системы в контексте основных принципов синергетики выступает как комплекс описаний, осуществленных с различных тематических сторон, допускающий возможность ее многовариантного раскрытия и демонстрирующий особенности и кардинальные характеристики ее бытия. Синергетическая парадигма приближает нас к новому целостному образу объекта, сотканному из чередований организации и дезорганизации, хаоса и порядка, динамизма и гоме-

остазиса, равновесия и неравновесия. Синергетика фиксирует новые гносеологические, методологические и ценностные подходы в постижении мира, изменяющиеся субъектнообъектные отношения и связи.

ПРИМЕЧАНИЯ

1 Пригожин И., Николис Дж. Познание сложного. М., 1990. С. 89.

2 См.: Николис Дж. Динамика иерархических систем: Эволюционное представление. М., 1989.

3 Хакен Г. Синергетика мозга // Синергетика и психология: Тексты. Вып. 1. М., 1997. С. 63.

4 Пригожин И., Николис Дж. Указ. соч. С. 276.

5 Князева Е.Н. Синергетическое видение креативности человека // Грани научного творчества. М., 1999. С. 120.

6 Полани М. Личностное знание. М., 1985. С. 20.

7 Борн М. Физика в жизни моего поколения. М., 1963. С. 92.