Синергетический подход

    1.Синергетика как наука.

Синергетика (греч. "синергетикос" - совместный, согласованно действующий) - наука, целью которой является выявление, исследование общих закономерностей в процессах образования, устойчивости и разрушения упорядоченных временных и пространственных структур в сложных неравноценных системах различной природы (физических, химических, биологических, экологических и др.). Термин "синергетика" буквально означает "теория совместного действия". Синергетика являет собой новый этап изучения сложных систем, продолжающий и дополняющий кибернетику и общую теорию систем. Если кибернетика занимается проблемой поддержания устойчивости путем использования отрицательной обратной связи, а общая теория систем - принципами их организации (дискретностью, иерархичностью и т. п.), то синергетика фиксирует свое внимание на неравновесности, нестабильности как естественном состоянии открытых нелинейных систем, на множественности и неоднозначности путей их эволюции. Синергетика исследует типы поведения таких систем, то есть нестационарные структуры, которые возникают в них под действием внешних воздействий или из-за внутренних факторов (флуктуации).

Синергетика исследует  организационный момент, эффект взаимодействия больших систем. Возникновение организационного поведения может быт обусловлено внешними воздействиями (вынужденная организация) или может быть результатом развития собственной (внутренней) неустойчивости системы в системе (самоорганизация).

Синергетика возникла в начале 70-х гг. XX века. До этого времени считалось, что существует непреодолимый барьер между неорганической и органической, живой природой. Лишь живой природе присущи эффекты саморегуляции и самоуправления.

Синергетика перекинула мост между неорганической и живой природой. Она пытается ответить на вопрос, как возникли те макросистемы, в которых мы живем. Во многих случаях процесс упорядочения и самоорганизации связан с коллективным поведением подсистем, образующих систему. Наряду с процессами самоорганизации синергетика рассматривает и вопросы самодезорганизации - возникновения хаоса в динамических

системах. Как правило, исследуемые системы являются диссипативными, открытыми системами.

Основы синергетики  были заложены немецкий ученым Г. Хакеном ( автором книги "Синергетика" (М, 1980)), работами бельгийского ученого И. Пригожина и его группы. Работы Пригожина по теории необратимых процессов в открытых неравновесных системах были удостоены Нобелевской премии (1977).

Модели синергетики - это модели нелинейных, неравновесных систем, подвергающихся действию флуктуации.. Понятия и образы синергетики связаны, в первую очередь, с оценкой упорядоченности и беспорядка - информация, энтропия, корреляция, точка бифуркации и др. Методы синергетики в значительной степени пересекаются с методами теории колебаний и волн, термодинамики неравновесных процессов, теории катастроф, теории фазовых переходов, статистической механики, теории самоорганизации, системного анализа и др.

. По существу, она рассматривала изолированные, закрытые системы. Но в мире есть и открытые системы, которые обмениваются веществом, энергией информацией со средой. В открытых системах тоже возникает энтропия, происходят необратимые процессы, но за счет получения материальных ресурсов, энергии и информации система сохраняется, а энтропию выводит в окружающую среду. Открытые системы характеризуются неравновесной структурой. Неравновесность связана с адаптацией к внешней среде (система вынуждена изменять свою структуру), система может претерпевать много различных состояний  неопределенность и т.д. Переход от термодинамики равновесных процессов, к анализу открытых систем ознаменовал крупный поворот в науке, многих отраслях научных знаний. В открытых системах обнаружен эффект самоорганизации, эффект движения от хаоса к порядку.

Немецкий физик Герман Хакен термином “синергетика” предложил обозначить совокупный, коллективный эффект взаимодействия большого числа подсистем, приводящих к образаванию устойчивых структур и самоорганизации в сложных системах.

Синергетические закономерности

Как же синергетика  объясняет процесс движения от хаоса  к порядку, процесс самоорганизации, возникновения нового”?

1. Для этого система  должна быть открытой, и от  точки термодинамического равновесия. Большинство систем открыты - они обмениваются энергией, веществом  информацией с окружающей средой. Главенствующую роль в окружающем  мире играет не порядок, стабильность  и равновесие, а неустойчивость  и неравновестность, от есть непрерывно флуктуируют.

2. Фундаментальным  условием самоорганизации служит  возникновение и усиление порядка  через флуктуации.

3. В особой точке  бифуркации флуктуация достигает  такой силы, что организации системы  не выдерживает и разрушается,  и принципиально невозможно предсказать:  станет ли состояние системы  хаотичным или она перейдет на новый, более дифференцированный и высокий уровень упорядоченности. В точке бифуркации система может начать развитие в новом направлении, изменить свое поведение. Под точкой бифуркации понимается состояние рассматриваемой системы, после которого возможно некоторое множество вариантов ее дальнейшего развития.

4. Новые структуры,  возникающие в результате эффекта  взаимодействия многих систем, называются диссипативными, потому что для их поддержания требуется больше энергии, чем для поддержания более простых, на смену которым они приходят. В точке бифуркации система встает на новый путь развития. Те траектории или направления, по которым возможно развитие системы после точки бифуркации и которое отличается от других относительной устойчивостью, иными словами, является более реальным, называется аттрактором. Аттрактор- это относительно устойчивое состояние системы, притягивающее к себе множество "линий" развития, возможных после точки бифуркации. Случайность и необходимость взаимно дополняют друга в процессе возникновения нового.

5.Диссипативные  структуры существуют .тишь постольку, поскольку система диссипирует (рассеивает) энергию, а, следовательно. производит энтропию. Из энтропии возникает порядок с увеличением общей энтропии. Таким образом, энтропия не просто соскальзыванием системы к дезорганизации, она становится прародительницей порядка, нового. Так из хаоса (неустойчивости) в соответствии с определенной информационной матрицей рождается Космос.

Синергетика основывается на следующих  идеях и выводах:

1. Системности или  целостности мира и научного  знания о нем, общности закономерностей  развития объектов всех уровней  материальной и духовной организации.

2. Нелинейности (т.е.  многовариантности и необратимости).

Нелинейность - одно из центральных понятий в синергетике. Нелинейность в математическом плане  отражает определенный вид математических уравнений, содержащих искомые величины в степенях, больших 1, или коэффициенты, зависящие от свойств среды.

Нелинейные уравнения  имеют несколько решений. Множеству  решений нелинейного уравнения  соответствует множество путей  эволюции системы, описываемой этими  уравнениями (нелинейной системы).

Нелинейность в  мировоззренческом плане может  быть развернута посредством идеи многовариантности путей эволюции, идеи выбора из альтернатив и вытекающей отсюда идеи необратимости эволюции.

3. Глубиной взаимосвязи  хаоса и порядка (случайности  и необходимости). С точки зрения  синергетики, хаос, беспорядок, случайности  необходимы для рождения нового, а, следовательно, необходимы  для эволюции. Синергетика рассматривает  случайность и хаос как необходимые  составные части этого мира, в  то время как раньше они  рассматривались как нечто непознанное.  Природа содержит в себе случайность  и необратимость как существенные  моменты, а «это ведет к новой  картине материи. Она не рассматривается  больше в качестве пассивной,  как это имеет место в механистической  картине мира.» В механистической  науке непостигаемое было тождественно неизменяемому, но хотя человеку не дано полностью постичь природу, она все же обладает возможностью спонтанной деятельности.

4. Открытости систем  и мира в целом.

5. Новое понимание  времени.

 Значение синергетики для  науки н мировоззрения.

Действительно, возникнув  из неравновесной термодинамики, синтеза  естественнонаучных знаний, синергетика  ориентирует на раскрытие механизмов самоорганизации сложных систем-природных  и социальных, а также созданных  руками человека. Вместе с синергетикой пришло понимание единства неорганического и органического мира, понимание того, что чередование хаоса и порядка является универсальным принципом мироустройства.Синергетика выявила бифуркационный механизм развития, конструктивную роль хаоса в процессах эволюции самоорганизованных систем, механизм конкуренции виртуальных, т. е. допустимых, возможных форм структур, заложенных в системе. По своему воздействию на современное мировоззрение идеи синергетики равнозначны идеям теории относительности и квантовой механики. Синергетические понятия применимы к любым развивающимся системам. Они становятся инструментами социального мышления и анализа.

  Вопрос 2. Самоорганизующиеся системы как предмет изучения синергетики

Предметом синергетики  являются сложные самоорганизующиеся системы. Система называется самоорганизующейся, если она без специфического воздействия  извне обретает какую - то пространственную, временную или функциональную структуру. Основными свойствами самоорганизующихся систем являются открытость, нелинейность, диссипативность.

Открытость. Открытые системы - это такие системы, которые поддерживаются в определённом состоянии за счёт непрерывного притока извне вещества, энергии или информации. Постоянный приток вещества, энергии или информации является необходимым условием существования неравновесных состояний в противоположность замкнутым системам, неизбежно стремящимся к однородному равновесному состоянию. Открытые системы - это системы необратимые; в них важным оказывается фактор времени. В открытых системах ключевую роль, наряду с закономерным и необходимым, могут играть случайные факторы.

Нелинейность. Так как большинство систем во Вселенной носит открытый характер, то доминирующими оказываются не стабильность и равновесие, а неустойчивость и неравновесность. Неравновесность, в свою очередь, порождает избирательность системы, её необычные реакции на внешние воздействия среды. Неравновесные системы имеют способность воспринимать различия во внешней среде и "учитывать" их в своём функционировании.

Диссипативность. Открытые неравновесные системы могут приобретать особое динамическое состояние - диссипативность, которую можно определить как качественно своеобразное проявление процессов, протекающих на микроуровне. Благодаря диссипативности в неравновесных системах могут спонтанно возникать новые типы структур, совершаться переходы от хаоса и беспорядка к порядку и организации, возникать новые динамические состояния материи.

Самоорганизация

Главной заслугой синергетики считается открытие ею процессов самоорганизации и  кооперации в природе - это шаг  вперед в познании мира. И хотя авторы синергетики вначале подметили  явления самоорганизации только для отдельных физических и химических процессов, но в дальнейшем синергетика была распространена практически везде. При этом все первоначальные выводы автоматически были перенесены на новые области. В результате, вся наша жизнь стала неустойчивой, а основным фактором ее эволюции стала случайность. Вместе с тем анализ показывает, что самоорганизация - это не кооперация под воздействием случайных факторов в состоянии неустойчивости, а процессы, причины которых заложены в природе. Эти процессы происходят на всех уровнях иерархии Вселенной и обеспечиваются всеми действующими в ней законами и силами.

Самоорганизация проявляется  на уровне живой клетки, тканей, образованных из клеток, на уровне органов, систем органов, выполняющих определенные функции  организма, и, наконец, всего организма  в целом. Не только одного организма, но и всей популяции в целом.

Самоорганизация - это основной закон природы, это - механизм управления процессами, происходящими  на всех уровнях, направленный на возникновение  и поддержание процессов, связанных  с образованием новых более высокоорганизованных форм и структур, предусмотренных  эволюцией, и подавлением процессов, которые находятся в стороне  от эволюции, противодействуют ей. Все  эти силы и законы, механизмы управления, заложенные в природе, не имеют смысла, если изначально развитие всей Вселенной  случайно, не имеет Высшей Цели и  обеспечивающей ее Программы.

Вопрос 3. Хаос - это максимальное значение энтропии в системе. То есть это максимальный уровень неопределенности, отсутствие информации, которая бы могла помочь, что называется, прояснить ситуацию. За примерами далеко ходить не нужно: в нашем государстве энтропия достигла почти максимального значения, люди не ориентируются в том, кому можно доверять, и вообще не уверены в завтрашнем дне. От этого и возникает чувство хаоса - всеобщего беспорядка и путаницы. Но вот если бы люди знали, что их ждет завтра, если бы они были уверены в том, что государство их в очередной раз не обманет, если бы их информировали о том, что будет делать правительство, полагаю, и хаоса бы не возникло. В этом случае информации бы было достаточно для того, чтобы принимать определенные решения в соответствии с известной ситуацией. У нас же сегодня ситуация меняется по пять раз на день - и о каком принятии решений может идти речь?

Хаос - это такое состояние, при котором очень трудно или  вообще невозможно предсказать развитие той или иной системы в будущем. Грубо говоря, это путаница, отсутствие четкости и стройности в организации  системы. Однако следует отметить, что  не стоит считать хаос лишь вредным  явлением, способным только сбить  с толку. Хаос можно и нужно  изучать, более того, его можно  применять в своей деятельности. Например, понятие хаоса очень  важно для синергетики, то есть согласованного взаимодействия элементов при образовании  системы. Кроме того, в некотором  смысле деятельность людей как элементов  общества носит зачастую хаотический, спонтанный характер. Изучение хаоса  вполне может пригодиться социологу  при изучении общества и деятельности людей как его элементов, экономисту, математику, физику и т. д. На мой  взгляд, стремление человека все максимально  упорядочить, систематизировать вскоре приведет к тому, что нам придется пересмотреть отношение к хаосу  и признать, что это всего лишь одно из состояний системы, характеризующееся  определенными законами и поддающееся  управлению.