План: В ведение 3 1. Синергетика по Хакену 3 2. Начала синергетики 4 3. Отсутствие стандарта терминов 5 4. Междисциплинарность синергетики 7 5. Синергетика относительно динамических систем 9 6. Самоорганизация в синергетике 12 7. Критика синергетики и синергетиков 13 8. Синергетическая концепция самоорганизации 14 Заключение 17 Литература 20 Введение В последние годы наблюдается стремительный и бурный рост и н тереса к междисциплинарному напр авлению, получившему название «синергетика». Издаются солидные моногр афии, учебники, выходят со т ни стате й, проводятся национальные и международные конференции. Трудно или даже невозможно назвать область знания, в которой сегодня не проводились бы и сследования под рубрикой синергетики. Для публ и каций на тему синергетики характерно то, что в них нередк о приводятся авторские трактовки принципов синергетики, причем тракто вки довол ь но разнородные и не всег да достаточно аргументированные. Причиной этого является отсутствие д остаточной определенности относительно основоположений синергетики и возникающей отсюда необходимости уточнения статуса излагаемого мате риала. Цель данной работы – попытаться на доступном ур овне раскрыть существо и понятие синергетики, как нового направления со временной научной мысли. Данная работа, в сущности, результат совмещени я мн о гих исто чников, результат поиска некоей золотой середины в описании синергетик и как перспективного направления современной научной мысли. 1. Синергетика по Хакену Создателем синергетического направления и изоб ретателем те р мина "синергетика" является профессор Штутгартского ун иверситета и директор Института теоретической физики и синергетики Ге рман Хакен. Сам т ермин «сине ргетика» происходит от гречес ?кого «синергена» - с о действ ие, сотрудничество, «вместедей ?ствие». По Хакену, синергетика занимается изучением систем, состоящих из большо го (очень большого, «огромного») числа частей, компонент или подсистем, од ним словом, деталей, сложным образом взаимоде й ствующих между собой. С лово «синергетика» и означает «совместное действие», подчеркивая согл асованность функционирования частей, о т ражающуюся в поведении системы как целого. Очевидно, что методол о гии разных областей знани я столь различны, что их общность может быть реализована лишь на концепт уальном уровне. Подтверждением т о го, что замысел Г. Хакена был в определенной мере неопр еделенен и субъективен, являются свидетельства некоторых ученых, в бесе дах с к о торыми Г. Х акен говорил, что называние предложенного им научного направления «син ергетикой» случайно и непринципиально. Трудно, о д нако, согласиться с мнение м, что название непринципиально, и с полаг а нием, что синергетику можно было бы с неменьшим успехом назвать Х– наукой. В конечном счете начинание Г. Хакена оказалос ь плодотворным именно благодаря естественно понимаемой ассоциации син ергетики с самоорганизацией. 2. Начала синергетики Ч. Шеррингтон назыв ал синергетическим, или интег ративным, с о гласованное воздей ствие нервной системы (спинно го мозга) при упра в лении м ?ышечными движениями ( согласованное действие сгибательных и разгибательны х мышц - протагониста и антигониста ). С. Улам был непосредственным у частником одного из первых чи с ле нных экспериментов на ЭВМ пер вого поколения (ЭНИВАКе) и поня ?л всю важность и пользу «синер гии, т. е. непрерывного сотрудни ?чества между машиной и ее опер ?атором», осуществляемого в со временных м а шинах за счет вывода информации на дисплей. И. Забуский к середине 60-х годов, реалистически оценивая огр а ни ченные возможности как анали тического, так и численного по дхода к решению нелинейных за дач, пришел к выводу о необходи ?мости единого синтетическог ?о подхода. По его словам, «синер гетический подход к н е линейн ым математическим и физическ им задачам можно определить к ак совместное использование обычного анализа и численной машинной м а тематики для получе ния решений разумно поставле нных вопросов мат е матиче ского и физического содержан ия системы уравнений». Все вышеприведенные начала о бьеденяет тот факт, что во всех ? случаях речь идет о согласова ?нности действий. 3. Отсутствие стандарта тер минов Синергетика, заним ающаяся изучением процессов самоорганиз а ции и возникновени я, поддержания, устойчивости и распада структур самой разли чной природы, еще далека от зав ?ершения и единой общ е принят ой терминологии (в том числе и е ?диного названия всей теории) п ?ока не существует. Р яд авторитетных авторов высказывается о синерг е тике как о новой научной па радигме. Например в работе говорится: «Предельно краткая характеристик а синергетики как новой научной п а радигмы включает в себя три основные идеи: нелинейнос ть, открытость, диссипативность». Более общей является следующая тракто вка: «Сине р гетик а является теорией эволюции и самоорганизации сложных систем мира, выст упая в качестве современной (постдарвиновской) парадигмы эволюции». Заслуживающим внимания представляется следующее определ е ние: «Синергетика — (от г реч. synergetikos — совместный, согласо ванный, действующий), научное направление, изучающее связи между элемент а ми структуры (по дсистемами), которые образуются в открытых системах (биологических, физи ко– химических и других) благодаря интенсивному (потоковому) обмену вещ еством и энергией с окружающей средой в неравновесных условиях. В таких системах наблюдается согласованное поведение подсистем, в результате чего возрастает степень ее упоряд о ченности, т. е. уменьшается энтропия (самоорганизация). Основа сине р гети ки — термодинамика неравновесных процессов, теория случайных процесс ов, теория нелинейных колебаний и волн». Бурные темпы разв ?ития новой области, не оставля ?ют времени на унификацию поня ?тий и приведение в стройную си ?стему всей суммы накопленных ? фактов. Исследования в новой области ввиду ее специф и ки веду ?тся силами и средствами многи ?х современных наук, каждая из которых обладает свойственн ыми ей методами и сложившейся термин о логией. Параллелизм и разнобой в терминологии и сис темах основных понятий в знач ительной мере обусловлены та кже различием в подходе и взгл ядах отдельных научных школ и направлений и в акцентирован ии ими различных аспектов сло жного и многообразного проце сса самоорг а низации. О тсутствие в синергетике единого общепринятого научного языка глубоко символично для науки, занимающейся явлениями разв и тия и качественного пр еобразования. Строгое определение синергетики требует ут очнения того, что следует считать большим числом частей и какие взаимоде йствия подп а дают под категорию сложных. Считается, что сейчас строгое определ е ние, даже если бы он о было возможным, оказалось бы явно преждевр е менным. Поэтому далее ( как и в работах самого Хакена и его последов а телей) речь пойдет лишь об описании того, что включает в себя понятие "синергетика", и её отличите льных особенностей. 4. Междисциплинарность сине ргетики Системы, составляющие предме т изучения синергетики, могут быть самой различной природы и содержател ьно и специально изучаться различными науками, например, физикой, химией , биологией, математ и кой, нейрофизиологией, экономикой, социологией, лингви стикой (пер е ч ень наук легко можно было бы продолжить). Каждая из наук изучает "свои" сис темы своими, только ей присущими, методами и формулирует результаты на "с воем" языке. При существующей далеко зашедшей дифференциации науки это п риводит к тому, что достижения одной науки зачастую становятся недоступ ными вниманию и тем более пон и манию представителей других наук. В отличие от традиционных областей науки синергетику интер е суют общие закономерн ости эволюции (развития во времени) систем любой природы. Отрешаясь от сп ецифической природы систем, синерг е тика обретает способность описывать их эволюци ю на интернационал ь ном языке, устанавливая своего рода изоморфизм двух яв лений, изуча е мых специфическими средствами двух различных наук, но имеющих общую мод ель, или, точнее, приводимых к общей модели. Обнаружение единства модели п озволяет синергетике делать достояние одной области науки доступным п ониманию представителей совсем другой, быть м о жет, весьма далекой от нее области науки и переносить результаты о д ной науки на, казалось бы, чужеродную почву. Следует особо подчеркнуть, что синергетика отнюдь не является одной из п ограничных наук типа физической химии или математической биологии, воз никающих на стыке двух наук (наука, в чью предметную область происходит в торжение, в названии пограничной науки предста в лена существительным; наука, чьими средствами производится "вторж е ние", представлена прил агательным; например, математическая биология занимается изучением тр адиционных объектов биологии математич е скими методами). По замыслу своего создател я профессора Хакена, с и нергетика призвана играть роль своего рода метанауки, подмечающей и изучаюшей общий характер тех закономерностей и зависимо стей, кот о рые частные науки считали "своими". Поэтому синергетика возникает не на стык е наук в более или менее широкой или узкой пограничной обл а сти, а извлекает предст авляющие для нее интерес системы из самой сердцевины предметной област и частных наук и исследует эти системы, не апеллируя к их природе, своими с пецифическими средствами, нос я щими общий ("интернациональный") характер по отношен ию к частным наукам. Физик, био лог, химик и математик видят св ?ой материал, и ка ж дый из н ?их, применяя методы своей наук ?и, обогащает общий запас идей и методов синергетики. Как и всякое научное направление, родившееся во второй пол о вине ХХ века, синергети ка возникла не на пустом месте. Ее можно ра с сматривать как преемн ицу и продолжательницу многих разделов точного естествознания, в перву ю очередь (но не только) теории колебаний и к а чественной теории диф ференциальных уравнений. Именно теория кол е баний с ее "интернацион альным языком", а впоследствии и "нелинейным мышлением" (Л.И. Мандельштам) с тала для синергетики прототипом науки, занимающейся построением модел ей систем различной природы, обслуживающих различные области науки. А ка чественная теория ди ф ференциальных уравнений, начало которой было положено в трудах А н ри Пуанкаре, и выросшая из нее современная общая теория динамич е ских систем вооружила синергетику значительной частью математич е ского аппарата. 5. Синергетика относительно динамических систем Любые объекты окружающего нас мира представляю т собой с и сте мы, т.е. совокупность составляющих их элементов и связей между ними. Элементы любой системы, в свою очередь, всегда обладают нек о торой самостоятельно стью поведения. При любой формулировке нау ч ной проблемы всегда пр исутствуют определенные допущения, которые отодвигают за скобки рассм отрения какие-то несущественные параметры отдельных элементов. Однако этот микроуровень самостоятельности элементов системы существует все гда. Поскольку движения элементов на этом уровне обычно не составляют ин тереса для исследователя, их принято называть “флуктуациями”. В нашей об ыденной жизни мы также концентрируемся на значительных, информативных событиях, не обр а щая внимания на малые, незаметные и незначительные про цессы. Малый уровень индивидуальных проявлений отдельных элементов позволяе т говорить о существовании в системе некоторых механизмов коллективно го взаимодействия – обратных связей. Когда коллективное, системное вза имодействие элементов приводит к тому, что те или иные движения составля ющих подавляются, следует говорить о наличии о т рицательных обратных связей. Собственно говоря, именно отрицател ь ные обратные связи и со здают системы, как устойчивые, консервати в ные, стабильные объеди нения элементов. Именно отрицательные обра т ные связи, таким образо м, создают и окружающий нас мир, как устойч и вую систему устойчивы х систем. Стабильность и устойчивость, однако, не являются неизменными. При опреде ленных внешних условиях характер коллективного взаим о действия элементов из меняется радикально. Доминирующую роль нач и нают играть положител ьные обратные связи, которые не подавляют, а наоборот – усиливают индив идуальные движения составляющих. Флу к туации, малые движения, незначительные прежд е процессы выходят на макроуровень. Это означает, кроме прочего, возникн овение новой стру к туры, нового порядка, новой организации в исходной сист еме. Момент, когда исходная система теряет структурную устойчивость и качес твенно перерождается, определяется системными законами, оп е рирующими такими сист емными величинами, как энергия, энтропия. Особую роль в мировом эволюционном процессе играет принцип минимума ди ссипации энергии, т.е.: если допустимо не единственное с о стояние системы (проце сса), а целая совокупность состояний, согласных с законами сохранения и с вязями, наложенными на систему (процесс), то реализуется ее состояние, ко торому отвечает минимальное рассеяние энергии, или, что то же самое, мини мальный рост энтропии." Н.Н.Моисеев, академик РАН. Необходимо отметить, что принцип минимума диссипации (расс е яния) энергии, приведен ный выше в изложении академика Моисеева, не признается в качестве универ сального естественнонаучного закона. Илья Пригожин, в частности, указал на тип систем, не подчиняющихся этому принципу. С другой стороны, употреб ление термина «принцип», а не «закон», оставляет возможность уточнения ф ормулировок. Моменты качественного изменения исходной системы называются бифуркац иями состояния и описываются соответствующими разделами математики – теория катастроф, нелинейные дифференциальные уравн е ния и т.д. Круг систем, по дверженных такого рода явлениям, оказался настолько широк, что позволил говорить о катастрофах и бифуркациях, как об универсальных свойствах ма терии. Таким образом, движение материи вообще можно рассматривать, как чередов ание этапов адаптационного развития и этапов катастрофн о го поведения. Адаптаци онное развитие подразумевает изменение пар а метров системы при сох ранении неизменного порядка ее организации. При изменении внешних усло вий параметрическая адаптация позволяет системе приспособиться к новы м ограничениям, накладываемым средой. Катастрофные этапы – это изменение самой структуры исходной системы, е е перерождение, возникновение нового качества. При этом оказывается, что новая структура позволяет системе перейти на новую термодинамическую траекторию развития, которая отличается меньшей скоростью производств а энтропии, или меньшими темпами диссипации энергии. Возникновение нового качества, как уже отмечалось, происхо дит на основании усиления малых случайных движений элементов – флукт у аций. Это в частности объясняет то т факт, что в момент бифуркации с о ст ояния системы возможно не одно, а множество вариантов структурн о го преобразования и дальнейшего развити я объекта. Таким образом, сама природа ограничивает наши возможности точ ного прогнозирования ра з вития, ос тавляя, тем не менее, возможности важных качественных з а ключений. 6. Самоорганизация в синерг етике В определенной части своего смысла синергетика и т акие понятия как самоорганизация, саморазвитие и эволюция имеют общнос ть, кот о рая позво ляет указать их все в качестве результатов синергетического процесса. В особенности самоорганизация устойчиво ассоциируются с е годня с синергетикой. Одна ко такие ассоциации имеют двоякое знач е ние. С одной стороны, эффект самоорганизации яв ляется существенным, но, тем не менее, одним из компонентов, характеризую щих синергетику, с другой — именно этот компонент придает выделенный см ысл всему понятию синергетики и, как правило, является наиболее существе нным и представляющим наибольший интерес. Не только результаты, а и условия, причины и движущие силы с а моорганизации имеют альте рнативы. В рассмотрении И.Р. Пригожина применительно к диссипативным стр уктурам речь идет о когерентной самоорганизации, альтернативой для кот орой является континуальная самоорганизация индивидуальных микросис тем, разработанная и пре д ложенная А.П. Руденко. В показано, что теоретическое обосн ование я в ления с амоорганизации неравновесных открытых систем, равно как и процесса нер авновесного упорядочения, было дано И.Р. Пригожиным и А.П. Руденко практич ески в одно время независимо друг от друга. Гла в ным достоинством «контину альной» самоорганизации, предложенной А.П. Руденко, является то, что имен но такой подход позволяет провести рассмотрение связи самоорганизации и саморазвития. В соответствии с развитыми взглядами сущность прогресс ивной эволюции состоит в с а моразвитии континуальной самоорганизации индивидуаль ных объектов. Показывается, что способностью к саморазвитию и прогресси вной эв о люции с е стественным отбором обладают только индивидуальные ми к рообъекты с континуальной самоорганизацией и что именно прогресси в ная химическая эволюция способна быть основан ием для возникновения жизни. 7. Критика синергетики и синергетиков Хакена и его последователей иногда обвиняют в че столюбивых замыслах, в умышленном введении легковерных в заблуждение. К роме прочего утверждается, будто кроме названия (у которого, как было отм е чено выше, та кже имелись предшественники), синергетика напрочь л и шена элементов новизн ы. Даже если бы новацией было только название, появление синерг е тики было бы оправдано . Предложенное Хакеном выразительное назв а ние нового междисципл инарного направления привлекало к этому нов о му направлению горазд о больше внимания, чем любое “правильное” и понятное лишь узкому кругу с пециалистов, название. Уже нет необходимости доказывать полезность синергетического подхода и неправильно настаивать на непременном использовании названия "синер гетика" всеми, чьи достижения, текущие результаты или методы сторонники синергетики склонны считать синергетическими. Явления самоорганизаци и, излучение сложности, богатство режимов, порождаемых необязательно сл ожными системами, оставляют простор для всех желающих. Каждый может найт и свою рабочую площадку и спокойно трудиться в меру желания, сил и возмож ностей. Однако нельзя не отметить, что перенос синергетических методов и з области точного естествознания в области, традиционно считавшиеся бе зраздельными владениями далеких от математики гуманитариев, вскрыли о дин из наиболее плодотворных аспектов синергетики и существенно углуб или её понимание. 8. Синергетическая ко нцепция самоорганизации 1) Объектами исследования являются открытые системы в нера в новесном состоянии, характеризуе мые интенсивным (потоковым, мн о жес твенно– дискретным) обменом веществом и энергией между подс и стемами и между системой с ее окружением. Конкретная система погружена в среду, которая явля ется также ее субстратом. 2) Среда — совокупность составляющих ее (среду) объектов, находящихся в ди намике. Взаимодействие исследуемых объектов в среде характеризуется к ак близкодействие — контактное взаимодействие. Среда объектов может б ыть реализована в физической, биологической и другой среде более низког о уровня, характеризуемой как газо-подобная, однородная или сплошная. (В с оставе системы реализуется дальноде й ствие — полевое и опосредствованное (информацион ное взаимоде й ств ие.) 3) Разли чаются процессы организации и самоорганизации Общим признаком для них является возрастание порядка вследствие протекания процессов, противо положных установлению термодинамического равн о весия независимо взаимоде йствующих элементов среды (также удаления от хаоса по другим критериям). Организация, в отличие от самоорган и зации, может характеризоваться, например, образова нием однородных с табильных статических струк тур. 4) Результат ом самоорганизации становится возникновение, вза и модействие, также взаимос одействие (например, кооперация) и, возмо ж но, регенерация динамических объектов (подсист ем) более сложных в информационном смысле, чем элементы (объекты) среды, из которых они возникают. Система и ее составляющие являются существенно д и намическими обр азованиями. 5) Направленность процессов самоорганизации обусловлена вну т ренними свойствами объект ов (подсистем) в их индивидуальном и ко л лективном проявлении, а также воздействиями со сто роны среды, в к о то рую «погружена» система. 6) Поведение элементов (подсистем) и системы в це лом, сущ е ственны м образом характеризуется спонтанностью — акты поведения не являются строго детерминированными. 7) Процессы самоорганизации происходят в среде наряду с друг и ми процессами, в частности противоположной направленности, и могут в отдельные фазы существовани я системы как преобладать над последн и ми (прогресс), так и уступать им (регресс). При этом сис тема в целом может иметь устойчивую тенденцию или претерпевать колебан ия к эв о люции либ о деградации и распаду. Самоорганизация может иметь в своей основе процесс преобраз о вания или распада структу ры, возникшей ранее в результате процесса организации. Приведенное развернутое определение является если и не вполне соверше нным, то все– таки необходимым шагом на пути конкретизации содержания, к оторое относится к синергетике, и выработки критериев для создания моде лирующей самоорганизующейся среды. О соотношении синергетики и самоорганизации следует вполне определенн о сказать, что содержание, на которое они распространяются, и заложенные в них идеи неотрывны друг от друга. Они, однако, имеют и различия. Поэтому с инергетику как концепцию самоорганизации сл е дует рассматривать в смыс ле взаимного сужения этих понятий на обл а сти их пересечения. Заключение Синергетика с её статусом метанауки изначально была призвана сыграть роль коммуникатора, позволяющего оценить степен ь общности результатов, моделей и методов отдельных наук, их полезность для др у гих на ук и перевести диалект конкретной науки на высокую латынь междисциплин арного общения. Положение междисциплинарного направления обусловило е ще одну важную особенность синергетики - ее открытость, готовность к диа логу на правах непосредственного участн и ка или непритязательного посредника, видящ его свою задачу во всеми р ном обеспечении взаимопонимания между участниками ди алога. Диал о г ичность синергетики находит свое отражение и в характере вопрошания пр ироды: процесс исследования закономерностей окружающего мира в синерг етике превратился (или находится в стадии превращения) из д о бывания безликой объе ктивной информации в живой диалог исследов а теля с природой, при ко тором роль наблюдателя становится ощутимой, осязаемой и зримой. В настоящее время общая методология науки пер еживает период, который совмещает в себе черты эволюции и кризиса. Совре менная наука, значительно укрепив свою базу за прошедшее столетие, может позволить себе более либеральный подход к включению в сферу своего расс мотрения содержания, не имеющего строгой объективной основы. Позитивны й смысл этого действия заключается во включении в поле внимания существ ующих фактов и практик, реально нуждающихся в и н теллектуальном анализе. О днако ввиду фактической неготовности науки к исследованию этого содер жания объективными методами, процесс с о провождается появлением «нетрадиционных» и « неклассических» наук, симбиозов научного и ненаучного знания и других я влений, которые естественны сами по себе для человеческой познавательн ой деятельн о сти, но далеки от именно научного знания. Важно то, что при этом пр о исходит наработка подходо в к малоисследованному, реально существ у ющему содержанию. Можно указать, например, на кр айне актуальную задачу объективного исследовании субъективной реальн ости, на подст у па х к которой трудятся психологи, нейрофизиологи и разработчики с и стем виртуальной реаль ности и компьютерной анимации. Сама пост а новки задачи выглядит терминологически проти воречивой. Однако это реальная, крайне важная задача, в основе решения ко торой лежит изуч е ние и осмысление процессов самоорганизации в нейробиоло гической, информационной и понятийной средах. Общие закономерности поведения систем, порождающих сложные режимы, поз воляют рассматривать на содержательном, а иногда и на к о личественном уровне, т акие вопросы, как уровень сложности восприятия окружающего мира как фун кции словарного запаса воспринимающего субъекта, роль хаотических реж имов, их иерархий и особенностей в формировании смысла, грамматические к атегории как носители сема н тического содержания, проблемы ностратического языко знания (реко н струкция праязыка) как восстановление «фазового портрета» семейства я зыков и выделения аттракторов, и многое другое. Можно предпол о жи ть, что в связи с существующими и грядущими результатами в кин е тической химии, нейробиол огии, транспьютерном нейрокомпьютинге и в других областях сформируетс я более определенный теоретический и а к сиоматический базис синергетики, благодаря че му, в частности, и крит и ка в ее адрес станет более конструктивной и продуктивной. Несомненно, при всем том, что синергетика полноценно «работает» сегодня как кат е гория на учного знания. Является ли синергетика междисциплинарным подходом, соверше нно новой наукой или просто каким-то философским взглядом – это еще пре дстоит доказать. Однако, новые идеи и неожиданные подходы к и з вестным проблемам составляет несомненный и нтерес к этой отрасли знания. Литература 1. Аршинов В.И.. Синергетика как феномен постне о классической науки, М. ИФ РА Н, 1999 2. Блинков А.В., Киселев А.Н. Решение всех проблем. Неординарное мышление и по ведение. Екатеринбург: Баско, 1994 3. Малинецкий Г.Г. Синергетика. Король умер. Да здравствует к о роль! Нечипоренко Ю. Куда ни кинь - всюду Ян и Инь. 4. Данилов Ю.А., Кадомцев Б.Б. Что такое синергетик а? // В кн. Н е линейны е волны. Самоорганизация. М., Наука, 1983. 5.