Фэндом

Виртуальная лаборатория

Сложное

перенаправлено с «Сложность»

204 619статей на
этой вики
Добавить новую страницу
Обсуждение1 Поделиться

СЛОЖНОЕ - состояние системы в условиях термодинамического и динамического хаоса, для которого характерны:

S320x240.jpg
1. Наличие внутренней системной организации, что диктует необходимость рассмотрения такого рода систем как органически целостных.

2. Принципиальная открытость и неравновесность, самоподдерживаемость и самовосстанавливаемость за счет обмена материально-энергетическими потоками с внешней средой. Ср. Инвестиции.

3. Детерминированность текущих состояний системы со стороны метасистемных внешних факторов (единственный вид детерминации, позволяющий осуществлять прямое воздействие на систему); внутренняя детерминация, обусловленная целостностью и динамическим режимом функционирования системы; детерминация "историческим прошлым" системы (наследование тенденций); и т.н. теленомическая детерминация (см. Будущее как причина настоящего).

4. Эволюционирование системной организации за счет ассимиляции новаций, имеющего, как правило, флуктуационный стохастический характер.

5. Полифункциональность элементов системы определяет неоднозначность, неопределенность поведения элементов в рамках системного целого.


"Как только естествознание столкнулось с необходимостью изучать сложные системы, ему пришлось модифицировать свой подход к времени. …Неравновесная система может спонтанно эволюционировать к состоянию более высокой сложности, вдали от равновесия, где флуктуации и нестабильности становятся нормой, система обретает новые свойства, она становится "активной".


[1] "Мы живем в мире, который американцы называют миром VUCA – нестабильном, неопределенном, сложном и неоднозначном (VUCA – аббревиатура от volatility, uncertainty, complexity и ambiguity). Именно таков сегодняшний мир – и он не собирается меняться. И это очень интересное время для креативных людей, потому что старые рабочие модели больше не функционируют. Менеджмент умер. Маркетинг умер. Стратегия умерла."


Попов Ю.А. (МИФИ) и др.: Описание сложных систем возможно двумя противоположными подходами: феноменологическим и метафизическим. Первый реализуется переходом от частных законов функционирования подсистем к общему закону системы как целостности. Второй подход направлен от общих законов функционирования системы к частным законам ее подсистем. Аналогом в логике являются индуктивный и дедуктивный выводы, в технике - проектирование "Снизу-вверх" и "Сверху-вниз". Несмотря на противоположный характер, оба подхода находятся в отношении взаимной дополнительности, и если сложная система решается с использованием обоих подходов и дает сходные результаты, то правдоподобие результатов решения существенно повышается.

К современным феноменологическим подходам автор относит методы системного анализа и синергетики. В метафизическом подходе Мироздание понимается как сложная иерархически организованная система, включающая три фундаментальные сферы бытия: физическую сферу (неживая природа), вложенную в нее биосферу (живая природа) и вложенную в нее [антропосфера|антропосферу] (разумная природа человека и человечества в целом).

Несоответствие между гигантским многообразием реальности и ограниченными познавательными способностями человека порождает т.н. "проблему сложности" (синонимы - "дурная бесконечность", "проклятие многомерности"). Решением проблемы сложности является, в рамках математической метафизики, согласование объема многообразия реальности с объемом сознания человека. В математическом плане решение состоит в переходе от описания реальности с использованием множества переменных к использованию одной-двух переменных ("параметров состояния", см. Синергетика).


Свирский, с.44: в случае со сложными самоорганизующимися объектами не всегда можно провести четкое рациональное разграничение на субъект и объект исследования, поскольку сам субъект - именно в силу присутствия познавательного контакта, осуществляемого как через приборы, так и через теоретические представления - оказывается частью объекта, и все действия первого, направленные на рациональную реконструкцию второго, будут сопровождаться искусственным препарированием объекта под те или иные схемы познания (См. Опыт, Наблюдатель, Неопределенность). Создается герменевтическое измерение, согласно которому "точка зрения, которая возвышается над всеми прочими точками зрения и которая якобы позволяет нам мыслить истинное тождество проблемы - чистейшая иллюзия" (Гадамер Х.-Г. Истина и метод. М., 1988, с.442)

с.108: Временные характеристики структуры (темп горения) тесно связаны с ее пространственной формой, что находит свое отражение в существовании пространственно-временных инвариантов для всего спектра структур данной среды \КИПоле\. Единый темп горения также является одним из необходимых условий существования сложных структур.


РГБаранцев, 2003 (см. Неопределенность + 92, 119) Феномен сложного обнажился в связи с изменением классической картины мира, вызванным теорией относительности, квантовой механикой, поставившими под сомнение следующие постулаты классической механики:

  • независимость результатов эксперимента от прибора и наблюдателя,
  • детерминизм описания,
  • непрерывность динамических переменных.

В итоге последовали соответствующие выводы:


Эволюция учёного, не стеснённого рамками своей научной специализации

Методология современной науки. Моделирование сложных систем Править

из: Сборник трудов международной научной конференции, г. Киров, /Под ред. А.В. Шатрова. - Киров: Изд-во ВятГУ, 2007 .-194 с.

Триадичность познания Править

Триадично не только бытие, но и познание. Отличительным и сквозным принципом философских рассуждений Р.Г. Баранцева является идея триады. В данной концепции явно доминируют онтологиические и логические соображения. Нам представляется, что у принципа триады существуют и перспективные гносеологические возможности.

Вместо материальных предметов разум имеет дело с сенсорной чувственностью и идеальными образованиями знания. Этот информационный материал обладает структурными возможностями:

  • а) свойство делиться на элементы, каждый из которых ограничен определенным знаком и специфическим значением (кодирование);
  • б) информационный элемент способен, с одной стороны, сохранять свою знаково-смысловую форму (эффект «кристаллизации») и, с другой стороны, он таит в себе пластичность. При воздействиях извне эта единица готова изменить старую форму на новую в ходе той трансформации, которая преобразует композицию знак-значение (перекодирование). Стало быть, знание-информация обладает своеобразной двойственностью. Если в одной ситуации задаются одни требования, то когнитивное содержание выступает относительно завершенным продуктом, структура которого признается удовлетворительной. В другой ситуации ранг требований повышается, и эта же информация становится субстратным сырьем, несущим избыточную неопределенностьи фрагменты беспорядочности, что ожидает структурной доработки. Различение знания на нормативный результат и предметный материал относительно, оно определяется целевыми характеристиками деятельности.

Если взять отдельную единицу информации, то она сама по себе измениться не может. Как и в любом производстве, здесь нужно иметь два компонента: сырье и орудие. Применительно к интеллекту первое назовем когнитивным предметом, второе - методом. Основное различие между ними сводится к выполнению разных функций. Предмет играет роль «что» и концентрирует в себе информацию в качестве материала, предназначенного быть той претерпевающей стороной, которой нужно придать новую конструктивную форму. Знание «что» является внутренним предметом интеллектуальной активности, его содержание ситуативно обновляется. Самыми простыми предметами выступают чувственные впечатления, задаваемые внешней средой, которым интеллект должен придать некоторые значения.

Более сложными предметными образованиями становятся элементы эмпирического (обыденного, специализированного научного опыта) и теоретического знания. «Что» представлено здесь модельными конструкциями и преимущественно облачено в проблемную форму.

В отличие от предмета метод выполняет функцию «как». Он предназначен быть средством активного воздействия на знания «что» и придания им завершенной структурной формы. Хотя предмет конституируется первым и задает «коридор» возможного поиска элементов для средства, их содержание должно являть разные качественные уровни. Роль метода заключается в том, чтобы внести в субстрат предмета необходимое структурное улучшение.

Это возможно лишь в том случае, если качество знаний «как» будет выше качества знаний «что».
Характеристиками первых выступают - фундаментальность, более высокая общность, структурная завершенность, предметная же информация должна проигрывать по данным параметрам. Другое измерение неоднозначности определяется функциональными местами. Если знания «что» играют роль пассивного предмета, лишь принимающего на себя воздействия извне, то знания «как» концентрируют в себе активные усилия интеллекта, выступая орудием структурных трансформаций.

Естественная технология жизни как единство информационной и энергетической техник. В неживой природе господствуют причинные и функциональные взаимодействия, где качественная неравноценность сторон существенной роли не играет. Жизнь ввела важную асимметрию средства и предмета, где первое важнее второго. Функция средства состоит в том, чтобы поставить предмет на службу организму, преобразовав его в нужный продукт. В роли средства выступают внутренние структуры самого организма, в своих действиях они активны, вызывая и определяя все основные эффекты изменений. Роль предмета пассивна, он выступает "претерпевающей" стороной, появляясь на периферийной окраине жизнедеятельности организма в виде элемента внешней среды. Если все органы считать внутренними структурами организма, то они своими орудийными воздействиями и осуществляют трансформации предметов в необходимые продукты. Так, свет является для растений сырьевым предметом, который преобразуется их органами в энергетически усваиваемые продукты.

Системная связь "средство -> предмет = продукт" эволюционно закрепилась в качестве универсальной технологии жизни. Ее единый функциональный механизм утверждался у различных таксонов в самых разных модификациях. Конечно, на первом плане была вещественно-энергетическая техника, поставлявшая пищевые ресурсы. Но сама по себе она эффективно действовать не может, пищу предварительно надо найти. Нахождение пищевых источников и других ценных элементов внешней среды (факторы, угрожающие жизнедеятельности, половые партнеры и т.п.) взяла на себя информационная технология. Она воплотила в себе основной закон всякой технологии - ничего не дается в готовом виде, все вырабатывается в качестве продукта при воздействии должных средств на некие предметы. Это означает, что наличная для организма информация должна структурироваться в соответствующие средства. Те же сигналы внешней среды, которые поступают на чувственные рецепторы, возьмут на себя роль предмета. Орудийное воздействие информационного средства на информационный предмет приводит к такому изменению последнего, который становится новой информацией.

Функционально все происходит так же, как органы тела перерабатывают пищу. С подавлением внешнего сигнала в роли пассивного предмета внутренние информационные структуры его активно перерабатывают, в итоге образуются новые ценные сведения. Для эффективного поведения потребовалась взаимодополнительность вещественно-энергетической и информационной технологий и эволюция такую связь закрепила. Основания для единой работы были в самих естественных техниках. Обе построены на причинном воздействии средства на предмет, обе одинаково ориентированы изнутри вовне.

Информационная технология использует знания для приспособительной ориентации организма в окружающей среде. Вещественно-энергетическая техника обеспечивает двигательную активность в информационно найденных направлениях. Такое совместное взаимодействие оказалось адаптивным.

Жизненный опыт человека сочетает в себе принудительность внешнего мира и свободную преднамеренность личности. Формирование эмпирического опыта начинается у ребенка с первых минут его жизни (Е.А. Сергиенко и др.). Здесь устанавливается интерсенсорное взаимодействие и конституируются первые когнитивные значения. Приобретаемые ощущения и восприятия ребенок дополняет словесными представлениями. Если первые выражают его сугубо индивидуальный опыт, то вторые обогащают сознание коллективными знаниями. Последние не только пронизываются эмоциональным строем переживаний, но и усваиваются на основе методов индивидуального интеллекта. Доминирование эмпирических образов делает опыт ребенка наивным и лишенным рефлексивных оценок. Развивающийся интеллект еще не способен к

рефлексии, к той сложной процедуре, когда сами образы делаются предметом осмысления с помощью специализированных инструментов.
Сознание может функционировать только в режиме внешней установки, за счет этого оно набирает необходимый минимум знаний для ориентации в основных условиях социального бытия. Юная личность осваивает круг бытовых предметов, углубляет знание близких людей, и даже в начальной школе у нее продолжается постижение мезокосмоса, т.е. мира средних размерностей (Г. Фоллмер). Лишь начиная со средней школы, подросток приступает к овладению элементов теоретического познания и благодаря этому он формирует способность к рефлексии.

Итак, эмпирический опыт человека складывается из двух областей:

  • 1) образы как обобщения ощущений и восприятий;
  • 2) вербальные представления, формируемые речевой культурой. Последние не столько дополняют образы, выраженные чувственными знаками, сколько их организуют и систематизируют. Уже у ребенка, начинающего осваивать речь, формируется эмпирическая картина или мировоззрение, которое претерпевает стремительный рост. Структурированный опыт служит юной личности многофункциональным аппаратом и делает ее поведение успешным и социально адаптивным. Вот почему нельзя согласиться с В.П. Ивановым, который противопоставил опыт всякому знанию, лишив первое логической конструкции и черт преднамеренности, но оставив ему прагматическую ориентацию [1, с. 142-143].
Юлов Опыт.gif

Эмпирический опыт (обобщенные образы)

Эмпирический опыт отличен только от теоретического знания, но совпадает с многообразием обобщенных образов ощущений, восприятий и представлений. Конечно, он сопряжен с целой гаммой переживаний, превративших многие образы в личностные верования. Но если опыт сведен к чувственности и «лишен смысла вопрос о его адекватности объекту», то непонятно, как он может обеспечить своему носителю прагматические достижения. Можно согласиться с В.П. Ивановым лишь в том, что опыт выражает то, что происходит с нами и это от нашей воли не зависит. По мнению А.В. Ахутина, на такую непреднамеренность эмпирического

постижения и указывали античные греческие мыслители. Одно из утверждений Парменида чаще всего переводится так: «быть и мыслить одно и то же». Но в действительности глава школы элеатов предполагал не мышление-рассуждение, а восприятие бытия, которое напрямую захватывает все наше внимание. Здесь

лучше всего говорить о знании как эстетике, когда сущее открывается нам, и мы всем существом схватываем его
. На подобную стихию взаимопроникновения внешнего бытия и человека указывал и Протагор: «человек есть мера всех вещей...» Данное направление позднее стала развивать феноменология [2, с. 130-145].

И все же опыт не исчерпывается теми претерпеваниями, которые мы испытываем непроизвольно. В опыте мир дается человеку не только с принудительной необходимостью и не столько с нею. Как свободная личность человек откликается на предметные зовы и совершает в них выбор (Г.В. Флоренский). Главными формами преднамеренности выступают эмпирические методы, придающие знаковой чувственности рациональные смыслы. Благодаря этому не только конституируются ощущения, восприятия и представления, но и развивается та личность, в сознании которой они образуются. Уровень преднамеренности еще более возрастает, когда задается цель и непрерывность восприятий делает их наблюдением. Итак, можно констатировать, что

жизненный опыт сочетает в себе активность преднамеренности и непреднамеренные детерминации бытия
. В этой связи ведущее место принадлежит тем модусам сознания, которые обеспечивают свободу и инициативу личности.

Привычные и стереотипные методы-установки закрывают опыт от внешнего мира. Обычные и неспециализированные ощущения и восприятия симультанны, т.е. они не распределены во времени и совершаются практически мгновенно. Быстрота эмпирического акта означает, что на предъявленное впечатление память почти сразу находит нужный образ и интеллект без промедления «накладывает» его в качестве метода на предмет. Иначе говоря, когда определенные впечатления демонстрируют высокую частотность появления в ментальном пространстве, соответствующие общие образы закрепляются в роли привычных методов их обработки. Возникает эффект постоянно действующей установки. Он реализуется во множестве случаев, когда на одно или несколько регулярно появляющихся впечатлений уже заранее настроены потенциальные методы. А. Бергсон здесь использовал выражение «автоматическое включение памяти в актуальное настоящее». Современные авторы предполагают рассуждать о неосознанной нагруженности сенсорной чувственности функциональной информацией.

Зачем прикладывать какие-то особые усилия, если в прошлом ожидание сбывалось не один раз. Поскольку «приклеивание» значения к чувственному знаку происходит многократно, сенсорная картинка приобретает черты устойчивой естественности. Такое срастание выпячивает в образе чувственную сторону и делает незаметным, как бы прозрачным, ее смысловое содержание. Если брать привычное восприятие, то на фоне его пространственную протяженность. К двум - трем месяцам дети осваивают гравитацию и причинность, в шесть месяцев они своими движениями учитывают закон инерции. При этом антиципирующие восприятия опережают моторику действий. Данный вывод опровергает кардинальные идеи Ж. Пиаже и А.Н. Леонтьева, согласно которым младенцы начинают с хаотических, сенсомоторных действий и лишь на этой основе приобретают знания [4, с. 135-153].

Предвосхищающую схему, которая действует как установка с ожиданиями, можно интерпретировать в качестве гипотезы. Здесь нет никаких смысловых деформаций и натяжек. Суть любой гипотезы - практической, научной, мировоззренческой - сводится к тому, что когда общие знания применяют к некоторому предмету, то нет уверенности в правильном выборе метода. Соответствующее сомнение переносится на полученный продукт. Всем этим признакам соответствует [[|прогнотип|антиципирующая схема]]. Она предполагает такой предмет, которого еще нет и его появление вовсе не означает обязательного совпадения с ожидаемым. Ведь нередко бывает так: мы ожидаем одно, а происходит нечто другое и такое расхождение означает, что мы не смогли учесть реальный ход событий. В качестве метода предвосхищающего восприятие был взят неадекватный образ и его надо заменить на другой. К примеру, в летний день мы выглянули в окно и, не заметив облаков, вышли на улицу без зонта. Однако вскоре мы попадаем под дождь. Восприятие фрагмента безоблачного неба привело нас к знанию: «дождя сегодня не будет, зонт не нужен». Эта установка определяет наши ожидания и поведение, реальный дождь указывает на ошибку. В следующий раз мы будем в подобных ситуациях более внимательными и осмотрительными.

«Человек учится на ошибках» - эта мудрость имеет прямое отношение к эмпирическому опыту. Если некий образ хорошо служил нам и стал привычным методом восприятия и поведения, но однажды дал осечку, то здесь открывается две возможности. Самое простое - игнорировать произошедшее и не менять привычку даже тогда, когда разочарование в ожиданиях повторяется. Это упорство будет означать, что ваш опыт стал закрытым для внешней реальности, она стучится в двери вашего сознания, но вы не хотите принять эти сигналы и узнать что-то новое. Другая возможность реализуется обучением, когда из ошибок извлекают уроки. Здесь индивид отказывается от старой и чрезмерно жесткой установки, переоценивает роль образов, содержащихся в ней, и отыскивает другие образы в качестве метода. Такая смена и обновление интеллектуальных средств выражает открытость опыта реалиям жизни, благодаря чему он непрерывно развивается. Когда происходит извлечение уроков опыта, в этом состоянии нет места бездумным автоматизмам, ибо на всех уровнях личности, включая психику и интеллект, протекает напряженная работа.

Всякий акт мышления триадичен. Начало любого мышления - это всегда проблематизация в той или иной форме. В этом акте предметом выступают фрагменты знания, оцениваемые на нормативность. Методами проблематизации являются идеалы-образцы когнитивных продуктов (связность, непротиворечивость и т.п.), а итогами ценностного действия - проблемы.

Процесс формирования метода также имеет ценностный характер. Предмет здесь - инструментальные фонды интеллекта, методы поиска - ценностные образцы средств, результат - когнитивный аппарат, способный решить проблему.
Эта потенция реализуется в инструментальном акте, где на проблемное знание воздействуют все три элемента метода - теория, правила и операции. Но содержание метода может быть сокращенным. Вместо системы содержательных понятий может выступать обособленная когниция (идея, принцип). Полная номенклатура правил -это чаще всего идеал, а в реальности субъект мышления располагает одним или двумя правилами, которые определяют выбор значимых операций и направляют их действия. В такой редуцированной форме метод совпадает с «концептуальной схемой». Трансформированная методом проблема в итоге становится новым результатом. Его соответствие целевым установкам устанавливается в акте обоснования.

Итак, способ мышления включает в себя четыре основных акта:

Юлов Мышление.gif

способ мышления включает в себя четыре основных акта

Литература:

1. Иванов,В.П. Человеческая деятельность -познание-искусство [Текст] / В.П. Иванов. Киев, 1977.

2. Ахутин, А.В. Чтение «Теэтета» [Текст] / А.В. Ахутин // Архэ: Труды культурологического семинара / Под ред. B.C. Библера. Вып.З. М., 1998.

3. Мамардашвили, М.К. Картезианские размышления [Текст]/М.К. Мамардашвили. М., 1993.

4. Сергиенко Е.К.Когнитивная репрезентация в раннем онтогенезе человека [Текст] / Е.К. Сергиенко // Ментальная репрезентация: динамика и структура. М., 1998.

Характеристики Сложного[1] Править

  • Для социальных систем уместны следующие понятийные антиномии, в рамках которых определяются основные параметры развития сложных систем:
  • В сложных системах, в первую очередь, социальных, можно лишь сохранять и поддерживать порядок, осознавая его спонтанность, признавая позитивным и конструктивным автопоэзис системы.
  • Феномен сложного и разнообразного поведения нелинейных систем, не укладывающегося в единственную теоретическую схему, создается в нелинейной области из-за множественности стационарных состояний и их возможной неустойчивости. Поэтому поведение таких систем в области неустойчивости нельзя прогнозировать, опираясь только на предшествующий опыт.
  • …в некотором смысле для поддержания динамики сложной системы необходимы попятное движение по времени, оживление старых следов, проявления инволюций
  • Мир, в котором мы живем, устроен так, что он допускает сложное. Известна формулировка антропного принципа, связанного с происхождением Вселенной. Сложность наблюдаемой Вселенной определяется очень узким диапазоном сечений первичных элементарных процессов и значениями фундаментальных констант. Если бы сечения элементарных процессов в эпоху Большого взрыва были бы, скажем, немного выше, то вся Вселенная «выгорела» бы за короткий промежуток времени. Антропный принцип оказывается принципом существования сложного в этом мире. Чтобы на макроуровне сегодня было возможно существование сложных систем, элементарные процессы на микроуровне изначально должны были протекать очень избирательно.

Чем сложнее организована и многофункциональнее система, тем она более неустойчива

Все сложное построено в мире чрезвычайно избирательно, эволюционный коридор в сложное очень узок. Эволюционное восхождение по лестнице все усложняющихся форм и структур означает реализацию все более маловероятных событий. Нелинейный мир по своей природе таков, что в нем возрастает вероятность совершения маловероятных событий. Помимо того, возможные формообразования дискретны, квантованы, а промежуточные эволюционные формы неустойчивы, просто нежизнеспособны. Симбиотические системы - с синергетической точки зрения - представляют собой неустойчивые структуры, которые подвержены быстрому распаду.

Относительно простые математические модели содержат сложное, сложный спектр структур-аттракторов. На выделенном классе открытых и нелинейных сред могут возникать и метастабильно поддерживаться сложные спектры нестационарных структур, структур, развивающихся в режиме с обострением. Путь к сложному - это путь к средам с большими нелинейностями и новым свойствами, с более сложным спектром форм и структур. Это создает основания рассматривать мир как иерархию сред с разной нелинейностью.

Физически и математически обосновано, что только специфический класс нелинейных степенных зависимостей (определенный класс моделей) допускает существование сложного спектра структур-аттракторов. И потому именно эта модель может быть использована для моделирования процессов в сложных системах, а именно для определения:

  • примерного количества структур-аттракторов;
  • их формы, пространственно-временной «архитектуры»;
  • эволюционной иерархии, принципов построения сложных структур из простых;
  • нарушения симметрии в связи с объединением структур «разного возраста», включением «памяти» системы.

Сложность структуры связана с когерентностью.

Для построения сложной организации необходимо когерентно соединить подструктуры внутри нее, синхронизировать темп их эволюции.

Тем более важно суметь докопаться в нашем сложном до "параметров порядка", выйти на возможность его описания в жанре теории инерциальных многообразий [Foias C., etc., 1988]. Это отвечает интересам холистического описания, ассимиляции\заимствования традиций даосизма во имя эффективного регулирования инновационным процессом.


), обрушивающихся (согласно ранее высказанным представлениям (см. антропокосмическую \коэволюционную\ модель ИД) на Социум из Космоса\Вселенной. Т.е. почему и как отдельные персоны (человеки) становятся акторами и в результате каких процессов они сходятся\интегрируются в альянсы?


Проектирование сложного [2] Править

Синтез относительно простых эволюционирующих структур в одну сложную структуру происходит посредством установления общего темпа их эволюции. Именно темп эволюции является индикатором того, что мы имеем дело с целостной структурой, а не с конгломератом разрозненных фрагментов. При этом интенсивность процессов в различных фрагментах сложной структуры (скажем, для социальной среды — уровень экономического развития, качество жизни, информационное обеспечение и т.д. в различных странах) может оставаться различной.

Итак, в результате объединения структуры попадают в один темпомир. Последнее означает не то, что они начинают развиваться с одной и той же скоростью, а то, что они

обретают один и тот же момент обострения.

Определяющим здесь является то, что отношение максимумов интенсивности внутри сложной структуры в процессе ее развития сохраняется. В максимумах выделяется практически вся энергия (причем, чем ближе к моменту обострения, тем во все большей мере), а в остальных фрагментах сложной структуры энергия только «подтекает» из максимумов. Причем по мере приближения к моменту обострения максимумы интенсивности сближаются («сбегающиеся волны горения»), и

определяющими для сложной структуры становятся процессы, протекающие в ее центре, в ее центральном максимуме.

Еще раз обратим внимание на правила нарушения симметрии при соединении разновозрастных структур в целое, на необходимость соблюдения оптимальной степени связи подструктур внутри сложной возникшей в результате объединения структуры. При объединении структур величина максимумов интенсивности происходящих в них процессов должна быть определенным образом

согласована с расстоянием от центра.

Три структуры, имеющие одинаковые максимумы интенсивности (уровни развития), объединяясь, располагаются в вершинах равностороннего треугольника. Если одна из структур более развита, то равносторонний треугольник превращается в равнобедренный: большая интенсивность горения «компенсируется» ее большим расстоянием от центра симметрии. Но в этом механизме «компенсации» нет непрерывности, т. е. большинство промежуточных состояний неустойчиво, и лишь избранные, определенные конфигурации структур метастабильно устойчивы. Компенсация величины максимума ее большим расстоянием от центра «работает» на дискретном, квантованном поле возможностей интеграции.

В нелинейном мире выявлена любопытная

закономерность, по своему внутреннему смыслу противоположная закону Кулона в электростатике. 
  • Скрытые размерности социокультуросферы: лишь деликатная работа на микросоциальном уровне, работа с индивидуальным семантическим миром служит постижению гармонии ноосферыПерейти к Скрытые размерности социокультуросферы: лишь деликатная работа на микросоциальном уровне, работа с индивидуальным семантическим миром служит постижению гармонии ноосферы
  • Тор с вырезанным диском («проколотый») можно вывернуть наизнанку непрерывным образом (топологически, то есть рядом диффеоморфизмов). При этом две пересекающиеся перпендикулярно окружности на нём («параллель» и «меридиан») поменяются местами.[1] Этапы выворачивания тора * Два таких «дырявых» тора, сцепленных между собой, можно продеформировать так, чтобы один из торов «проглотил» другой.[2] Другие парадоксы, связанные с торами можно найти в статьях М. Гарднера, опубликованных в Scientific American в декабре 1972 и декабре 1979 гг.Перейти к Подробности приведены в статьей М. Гарднера в Scientific American за март 1977
  • Пространство Калаби — Яу как топологическая метафораПерейти к Двумерная проекция трехмерной визуализации пространства Калаби — Яу
  • Метод орбифолдов как процедура построения нового многообразия Калаби—Яу путем склеивания различных точек на исходном многообразии

Сложная структура может быть построена из ряда максимумов и минимумов интенсивности протекающих в ней процессов: в то время как разные максимумы притягиваются друг другу (и, стало быть, сближаются), максимум и минимум отталкиваются друг от друга (и расходятся). Чем больше минимум и максимум в сложной структуре, тем дальше они должны быть расположены друг от друга, поскольку они отталкиваются.

В том случае, если удается создать топологически правильную организацию коэволюционирующей целостной структуры, быстро развивающиеся структуры первоначально вынуждены чем-то жертвовать, темп их эволюции замедляется, ибо они «подтягивают к себе» по темпу жизни медленно развивающиеся. При правильном объединении отношение максимумов более развитых структур к структурам менее развитым остается постоянным, т.е. малые структуры не выпадают в другой темпомир, не становятся фоном для развития структур с большим максимумом, не происходит распад темпомиров.

Нетривиальный синергетический вывод, вытекающий из понимания общих закономерностей коэволюции, состоит в том, что объединение в долгосрочной исторической перспективе выгодно не только слабым элементам (что очевидно), но и сильным, высоко развитым и приблизившимся к моменту обострения элементам (что отнюдь не очевидно). ...Оказывается, если эволюционное целое будет организовано правильно, построено резонансно, то оно в итоге начнет развиваться в более высоком темпе, чем тот, который был у самой быстро развивающейся структуры (ставшей теперь ее частью) до объединения.

Принципы нелинейного синтеза простого в сложное могут быть суммированы в виде следующих ключевых представлений и);

  • именно общий темп развития является ключевым индикатором связи структур в единое целое, показателем того, что мы имеем дело с целостной структурой, а не с конгломератом разрозненных фрагментов;
  • неединственность способов сборки целого из частей;
  • целое собирается не по крохам, а большими кусками, крупными блоками, оно собирается не из отдельных элементов, скажем атомов, а из промежуточных сред, выстраивающихся — в случае прогрессивной эволюции — в виде иерархии сред, обладающих разной нелинейностью;
  • структуры-части входят в целое не в неизменном виде, но определенным образом трансформируются, деформируются в соответствии с особенностями возникающего эволюционного целого;
  • для объединения «разновозрастных структур» (как бы структур прошлого, структур настоящего и структур будущего) в единую устойчиво эволюционирующую структуру необходимо нарушение симметрии; путь к возрастающей сложности мира — это путь увеличения моментов нарушения симметрии в конфигурации сложных структур;
  • » для образования устойчивой целостной структуры важно надлежащая топология соединения структур (скажем, в случае структуры горения нелинейной диссипативной среды — правильное конфигурационное распределение максимумов и минимумов интенсивности горения структуры);
  • для сборки новой сложной структуры, для перекристаллизации среды требуется создать ситуацию «на краю хаоса», когда малые флуктуации способны инициировать фазовый переход, сбросить систему в иное состояние, задать иной ход процесса морфогенеза, иной способ сборки сложного целого. «Сама природа коэволюции заключается в достижении этого края хаоса» (С. Кауффман)

Важнейшей вытекающей из синергетики идеей здесь является то, что для устойчивого развития, для динамично развивающегося процесса коэволюции необходимы определенная доля хаоса, спонтанности развития и самоуправления и определенная доля внешнего управления, которые должны быть согласованы друг с другом. Обе крайности — как чистый хаос, исключительно стихийные, рыночные механизмы отбора и «выживания сильнейших», так и тотальное внешнее управление, полный контроль и политика протекционизма по отношению к избранным организациям или структурам, государственная монополия и т. п. — неприемлемы.

Важно понимать, что для динамического развития сложных социальных структур жизненно необходимы определенная доля хаоса, т. е. доля спонтанной самоорганизации, и определенная доля управления, внешнего контроля, и что эти две составляющие — самоорганизация снизу и организация сверху — должны быть сбалансированы. Важно понимать, что допустимая доля свободы в смысле хаоса — не какая угодно, а своя для каждой стадии развития, что при прохождении кризиса она усиливается, а это способствует выходу из него и нахождению новых динамических путей развития социальных систем.

Необходимо осознать, что сама нелинейность развития приводит к существованию, как говорят математики, особенностей, т.е. кризисов, что кризисы — это не досадная неприятность, которую можно избежать, а путь внутренней жизни сложных систем, что время от времени общество (причем чем оно сложнее, тем чаще) попадает в такие состояния, когда усиливаются турбулентности, хаотические процессы и происходят выбросы иррационального в социальном и культурном плане.

Хаос как сложная взаимосвязь элементов порядка и беспорядка в сложных системах природы, человеческой психики и социума выполняет ряд немаловажных функций в процессах самоорганизации и самоуправления:

  • хаос есть механизм выхода на тенденцию самоструктурализации открытой нелинейной среды, на одну из спектра структур-аттракторов;
  • хаос есть способ синхронизации темпов эволюции подсистем внутри сложной системы и тем самым как способ сохранения ее целостности и поддержания ее жизни;
  • балансирование на краю хаоса (самоорганизованная критичность) представляет собой способ построения сложных коэволюционных ландшафтов в биологии, экологии, экономике, культуре (С. Кауфф-ман);
  • хаос, разнообразие элементов есть фактор адаптации к изменчивым условиям окружающей среды, разнонаправленные векторы индивидуального поведения элементов готовят систему к различным вариантам ее будущего развития, прокручивают сценарии будущего развития уже сегодня;
  • хаотичность, разбросанность, разнообразие элементов есть основа достижения их единства, что давно осознавалось на Востоке: «Реализация одного во многих, установление единства в разнообразии — это внутренняя мораль Индии» (Рабиндранат Тагор);
  • хаос является стимулом, толчком эволюции, выходом из эволюционных тупиков, а спонтанность процессов, их внутренняя случайность есть основа способности мира и отдельных его вещей создавать инновации;
  • и, наконец, именно на стадии угасания активности и возрастания доли диссипативных, рассеивающих, хаотических процессов могут устанавливаться новые связи, возникать новые структуры, инициироваться процессы морфогенеза, словом, хаос — это фактор обновления сложной организации.

  1. (Василькова В.В.)
  2. Князева Елена Николаевна, Курдюмов Сергей Павлович Синергетика: Нелинейность времени и ландшафты коэволюции. М.: КомКнига, 2007. — 272 с. (Синергетика: от прошлого к будущему.)

См. также Править

ясно и точно излагаются глубокие и важные научные идеи. Среди них - искусственная жизнь, клеточные нейронные сети, новый взгляд на проблемы сознания, которые впервые обсуждаются в литературе на русском языке.

Председатель редколлегии серии "Синергетика: от прошлого к будущему",профессор Г.Г.Малинецкий:

Альберт Эйнштейн, говоря об императиве современной науки, заметил, что

мы ничего не хотим знать, но все хотим понимать
. Но что такое понимание? Как правило, это способ свести возникшую проблему, поставленный вопрос, изучаемую ситуацию к чему-либо простому, известному, очевидному или к аксиомам в дисциплинах, опирающихся на математический формализм. "Упрощай и властвуй", -- лозунг современной науки.

Во второй половине XX века возникла практическая потребность, а с ней и научная идея упрощать сложные системы, возникшие в одних дисциплинах, опираясь на модели и методы, родившиеся в других областях знаний. Простейший пример -- прикладная математика, являющаяся инструментом во множестве сфер жизнедеятельности и научных направлений. Однако исследователям хотелось большего -- переносить понятия, концепции, модели -- хотелось создать междисциплинарный подход. Раньше ставить такие вопросы отваживались только философы.

Первой удачной попыткой сделать это, оставаясь на почве естествознания, конкретных моделей, экспериментов, технических систем, стала кибернетика. сохранить ядро этого подхода не удалось. Огромная полноводная река разбилась на речки, речушки, ручейки...

И причины, на первый взгляд, тут две. В любой науке, тем более широком подходе, очень важны общие идеи, философия, своеобразная идеология. Но должно быть не только это! Один из основоположников кибернетики профессор Уильям Эшби на взлете этого подхода высказал мысль, что кибернетика -- это не модели, уравнения, конкретные задачи, а взгляд, точка зрения, видение мира под определенным углом. Рамки оказались раздвинуты слишком широко. Множество людей, далеких от собственно кибернетических воззрений, с полным правом начали именовать себя кибернетиками. При этом идея оказалась дискредитирована, ребенок был выплеснут с водой, популяризация науки во многом заменила саму науку. Во многом это и предопределило судьбу кибернетики в научном сообществе.

Вторая причина -- более глубокая и принципиальная. Наши возможности управлять, создавать организацию, контролировать весьма ограничены. В самом деле, человек может следить не более чем за 5--7 медленно меняющимися со временем переменными. Он способен учесть не более 5--7 факторов, принимая осознанные решения. Он может активно работать не более чем с 5--7 людьми (большими коллективами приходится руководить опосредованно).

Теория управления -- весьма сложная математическая дисциплина -- также оперирует достаточно простыми модельными сущностями. Простыми, по сравнению с теми системами, которыми человек управляет. Несмотря на огромный прогресс компьютерной техники и здесь мы подошли к пределам. В свое время физик-теоретик Дайсон для числа 10100 ввел специальное название "гугол", сочтя, что это и большие числа не могут возникнуть в научных исследованиях. Для такого суждения есть резоны -- в нашей вселенной, по оценкам физиков, не более 1080 атомов. Однако сейчас в криптографии, в теории оптимизации, в биоинформатике возникают гораздо большие числа. Наш мир слишком сложен, чтобы его можно было "просчитать" и чтобы им можно было эффективно управлять. И здесь на арену выходит главный герой книги К.Майнцера -- сложность.

Как же природа, общество, человек справляются с этой сложностью? Как упрощают ее? Ответ на этот вопрос потребовал создания другого междисциплинарного подхода -- теории самоорганизации, или синергетики (от греч. "совместное действие"). Вводя этот термин в 1970-х годах, немецкий физик-теоретик Герман Хакен имел в виду два смысла.

С одной стороны, этот подход рассматривает возникновение новых свойств и характеристик у сложных систем, подсистемы которых этими свойствами не обладают. По сути, это теория возникновения новых качеств.

С другой стороны, это подход, развитие которого требует совместных усилий естественников, гуманитариев, специалистов по математическому моделированию.

Первые успехи синергетики были связаны с теоретической физикой и математическим моделированием. Герман Хакен, Илья Пригожин (лауреат Нобелевской премии по химии 1977 г.), другие исследователи выявили поразительную аналогию в теоретическом описании сложных нелинейных процессов, изучавшихся в физике, химии, биологии, других областях естествознания. Выдающийся математик Анри Пуанкаре на рубеже XX века предвидел, что в будущем можно будет предсказывать новые физические явления, опираясь на общую математическую структуру теории. Синергетика на рубеже XXI века сделала этот прогноз реальностью.

Она оказалась на магистральном пути развития современной науки. До середины XX века центральное место в естествознании занимали линейные теории, линейные математические модели и методы, созданные для их изучения.

В истории науки бывают повороты, когда вдруг выясняется, что сложное и непонятное, в сущности, оказывается устроено достаточно просто. На других поворотах, напротив, за видимой простотой исследователям удается увидеть парадоксальность и глубину. На почти сорокалетнем пути, который прошла синергетика, были и те, и другие повороты.

Американский науковед Томас Кун ввел очень удачное слово парадигма. Это некоторый стандарт исследований, удовлетворяющий двум условиям. С одной стороны, в его основе лежит некоторое крупное достижение, ответ на принципиальный вопрос, задающий образец в данной области исследований. С другой стороны, это исследовательская программа, "генератор головоломок", в решении которых могут принять участие многие ученые.

Характерным признаком научной революции является то, что на поставленные в рамках предшествующей парадигмы вопросы удается получить в новой парадигме глубокие, содержательные, открывающие новую перспективу ответы.

В центре внимания исследователей во второй половине XX века оказались неустойчивость и нелинейность. Классическая механика, связанные с ней технологии ориентировались на устойчивые решения, конструкции, стратегии. Ключевым понятием кибернетики является отрицательная обратная связь. Если в системе есть такая связь, то в ответ на внешнее воздействие система, как целое, реагирует так, чтобы скомпенсировать его, уменьшить его влияние, сохранить состояние равновесия (гомеостаз).

Однако развитие предполагает иную динамику -- отклонение от равновесия усиливается системой и порождает еще большее отклонение. Последнее, воздействуя на систему, вновь усиливается. Это положительная обратная связь. Оказалось, что роль положительных обратных связей в науках о природе, обществе, человеке очень велика. Неважно, идет ли речь о цепной реакции, горении или взрыве, о проектах управляемого термоядерного синтеза (с которыми связывают решение энергетических проблем человечества), о неравномерности развития соперничающих государств или алгоритмах роста инновационных кластеров, положительная обратная связь становится желательным и необходимым условием успеха.

Можно сказать, что кибернетика делала акцент на организации и системах с отрицательной обратной связью, а синергетика основное внимание уделяет самоорганизации и системам с положительной обратной связью.

Выдающиеся ученые часто искали мировоззренческие основы своей деятельности в философских работах. Например, Гейзенберг считал, что квантовая механика, в том виде, в каком он ее представлял, является одним из воплощений идей Платона о совершенных формах, лежащих в основе бытия, и о примате геометрии в осмыслении мироздания.

Так же можно посмотреть на синергетику и кибернетику. Этот глубокий и интересный аспект обсуждается в первой главе книги Клауса Майнцера. Отцом синергетики можно считать Гераклита из Эфеса (около 500 г. до н.э.). Он мыслил реальность как процесс, а не как результат, как арену борьбы и самоорганизации разных сущностей: "Этот космос, тот же самый для всех, не создал никто ни из богов, ни из людей, но он всегда был, есть и будет вечно живым огнем, мерами разгорающимся и мерами погасающим".

Замечательно, что эту же фразу, как выражающую суть синергетики, привел мне во время нашей первой встречи один из основоположников синергетики в России, третий директор Института прикладной математики Академии наук, замечательный человек и большой ученый, мой учитель, Сергей Павлович Курдюмов.Она же открывает его сайт -- http://spkurdyumov.narod.ru, который за последние годы стал одним из крупнейших научных и образовательных интернет-порталов России.

В противоположность Гераклиту, его оппонент, Парменид Элейский (около 500 г. до н.э.) сделал акцент на результате, на гомеостазе, на достижении совершенства. По Пармениду, совершенный мир будет представлять собой твердый, конечный, материальный шар вне времени, движения, изменений.

В обсуждаемой книге ярко и убедительно показано, как при решении научных проблем ученые, конструируя исследовательские программы,вновь и вновь делали выбор в пользу мысли Гераклита или Парменида. Сложность, самоорганизация, неустойчивость -- основные сюжеты синергетики -- восходят к гераклитову мировидению.

Единство мира состоит не только в его материальности, что достаточно очевидно, но и в том, что процессы различной природы описываются одними и теми же уравнениями. К этой мысли выдающийся математик Анри Пуанкаре и многие естествоиспытатели пришли на рубеже XX века. Единство, общность, простота, гармония были связаны с линейностью решавшихся ими уравнений. Сами же уравнения представляли математические модели гидродинамики, теории электричества, теории упругости и волновой оптики. Линейность означает пропорциональность отклика системы силе внешнего воздействия. Для линейных уравнений характерен принцип наложения, или суперпозиции, -- результат суммы воздействий равен сумме результатов каждого из воздействий по отдельности. Нельзя сбросить со счетов огромный арсенал методов исследования линейных систем, созданный за три века интенсивной работы многих поколений ученых.

Однако интенсивные воздействия, возросшие требования к точности, неустойчивости, выводящие систему из линейной области, заставили исследователей обратиться к более разнообразному, богатому и сложному миру нелинейных математических моделей. Путешествие в этот мир сделало возможным широкое использование компьютеров. Еще тридцать лет назад ученые считали, что каждая нелинейная модель "нелинейна по-своему". Сейчас мы смотрим на это иначе.

Одним из принципиальных результатов прикладной математики, синергетики, других направлений исследований стало установление нового уровня единства в этом нелинейном мире. Оказалось, что сами уравнения могут быть различными (а иногда это могут быть вовсе и не уравнения, а другие инструменты для описания процессов во времени и пространстве), но типы установившегося поведения (аттракторы -- притягивающие множества, которым уделено большое место в книге) могут быть одними и теми же. Это новый, более высокий уровень понимания реальности, умения увидеть единое во многом, новый синтез.

С этим взглядом связано развитие и успехи первой парадигмы синергетики, изучающей возникновение диссипативных структур. В линейных системах, близких к равновесию, диссипативные процессы, обусловленные рассеянием энергии, вещества, информации (вязкость, теплопроводность, трение, забывание), приводят к уничтожению упорядоченности, властно влекут систему к равновесию. В нелинейных системах, напротив, диссипация может способствовать возникновению порядка, выступать в качестве архитектора структур различного рода (которые стали называть, чтобы подчеркнуть это обстоятельство, диссипативными).

В становлении этой парадигмы огромную роль сыграли представители нескольких научных школ. В брюссельской научной школе, которую в течение многих лет возглавлял нобелевский лауреат Илья Романович Пригожин, изучались системы химических реакций с учетом диффузионных процессов. При этом самоорганизация в пространстве и во времени, возникновение упорядоченности, многие годы казалась парадоксальной, противоречащей законам природы. Об этом говорит история одного из выдающихся экспериментальных открытий XX века -- колебательных химических реакций. Несмотря на демонстрацию этого эффекта журналы много лет отказывались принимать соответствующие статьи -- рецензенты заявляли, что эффект противоречит законам термодинамики.

Огромную роль в становлении и этой парадигмы, и становлении синергетики в целом сыграла немецкая научная школа во главе с выдающимся физиком-теоретиком Германом Хакеном. Строя модели лазеров, он обратил внимание на поразительную аналогию между соответствующими уравнениями, описывающими генерацию лазерного излучения, и простейшими моделями конвективной неустойчивости в подогреваемом снизу слое жидкости.

Причины этой глубокой аналогии -- подчинение одних степеней свободы системы другим, так называемым параметрам порядка. Сложные системы, описываемые нелинейными уравнениями в частных производных, обладающие потенциально бесконечным числом степеней свободы, вели себя поразительно просто!

За внешней сложностью скрывается внутренняя простота. За конкретными задачами Герман Хакен увидел контуры широкого, обобщающего междисциплинарного подхода. Огромную роль в становлении синергетики сыграла серия книг, содержащая около сотни работ, которая в течение многих лет издавалась под его редакцией в издательстве "Шпрингер". И автора этой книги естественно отнести к следующему поколению немецкой синергетической школы.

Принципиальную роль в развитии синергетики и в нашей стране, и в мире сыграла научная школа С.П.Курдюмова, сложившаяся в Институте прикладной математики имени М.В.Келдыша Академии наук, в Московском государственном университете имени М.В.Ломоносова, в Московском физико-техническом институте.

В нелинейных системах с сильной положительной обратной связью возможны режимы с обострением, при которых одна или несколько величин, характеризующих систему, неограниченно возрастают за ограниченное время.

Такие режимы являются отличным приближением для ряда неустойчивостей в физике плазмы, теории горения и взрыва, и даже в глобальной демографии, в тех задачах, которыми занимался С.П.Курдюмов. Структуры, возникающие в таких средах, также парадоксальны. Например, тепловые процессы в среде с нелинейным объемным источником могут быть... локализованы в пространстве. В этой области удалось получить ряд строгих и глубоких математических результатов. И вновь за сложностью уравнений здесь возникли новые понятия, принципы, новая простота.

От развития парадигмы диссипативных структур сейчас непосредственно зависит успех нанотехнологической программы, реализация которой начата в США, России, в ряде других стран. Дело в том, что "организация", манипулирование отдельными атомами, например, с помощью сканирующего электронного микроскопа, не позволяет выйти на уровень технологий. Единственный путь -- путь "снизу вверх", создание условий, при которых в результате самоорганизации на наномасштабах формируются структуры желаемых типов. Первые шаги показывают, насколько перспективен и труден этот путь. Проблема состоит в том, чтобы создать соответствующие математические модели, поставить эксперименты, помогающие понять, как происходит самоорганизация на нанометровых масштабах.

Следующий этап развития синергетики -- парадигма динамического хаоса. Здесь, напротив, за фасадом внешней простоты оказалась внутренняя сложность. Главный фундаментальный результат этих работ -- выяснение принципиальных ограничений в области прогноза. Пьер Симон Лаплас, выдающийся математик, механик и астроном наполеоновской эпохи, считал, что умея решать уравнения, следующие из законов Ньютона, мы можем как угодно далеко заглянуть в прошлое и в будущее. В конце XX века ученые поняли, что Лаплас был неправ. И после этого прогноз стал бурно развивающейся областью индустрии. В рамках этой парадигмы были созданы новые методы шифрования и защиты информации, способы управления (управление хаосом), новые алгоритмы медицинской и технической диагностики. И эти работы продолжаются самым активным образом.

И, наконец, парадигма сложности -- основой объект интереса и усилий ученых, развивающих синергетику, в настоящее время. И, конечно, главная тема этой книги. В книге замечательно представлены многие, хотя далеко не все, ипостаси сложности в современной науке. И поэтому обращу внимание только на два вызова исследователям, не рассматриваемых подробно в этой книге.

Первый вызов связан с так называемой субъективной самоорганизацией. В предыдущих парадигмах речь шла, прежде всего, о естествознании, о самоорганизации в физических, химических, биологических системах, а также в экономике и социологии, во многом имеющих сходную динамику. Однако не менее важной представляется самоорганизация в информационном пространстве, в пространстве правил, стратегий, ожиданий, оценок. Именно с такой самоорганизацией и имеет дело субъективная синергетика.

В самом деле, нервная клетка -- нейрон -- срабатывает в миллион раз медленнее, чем триггер -- элементарная логическая единица в чипе персонального компьютера. Скорость передачи информации нервной системе в миллион раз меньше, чем в персональном компьютере. Это означает, что принципы работы мозга кардинально отличаются от тех, которые воплощены в компьютере. И, судя по всему, самоорганизация и тут играет ключевую роль.

Другая сторона той же медали. По данным психологов, человек в состоянии принять во внимание не очень много факторов. Однако для постановки диагноза медицинские учебники советуют оценить 400 и более признаков, симптомов, результатов анализов. Как же врач принимает решения, причем во многих случаях достаточно быстро и эффективно? Как в результате самоорганизации в процессе обучения и работы вырабатываются те самые решающие правила, которые мы называли профессиональным опытом, как выделяются те 5--7 параметров порядка, которые он на самом деле и принимает во внимание? Первые многообещающие шаги здесь сделаны. Но это только начало пути.

Второй пример. На рубеже XX века был открыт так называемый закон Ципфа. Оказалось, что население городов многих стран, регионов, мира в целом часто описывается степенной зависимостью N(r) пропорционально r-alpha.

Вначале города упорядочиваются по числу жителей и первому городу присваивается ранг r0 (единственный подгоночный коэффициент), второму r0+1, третьему r0+2 и т.д. N(r) -- население города ранга r. Для систем расселения alpha пропорционально 1.

Закон Рихтера--Гутенберга утверждает, что число землетрясений в зависимости от их энергии также описывается степенной зависимостью N(E) пропорционально E-alpha,

где N(E) -- число землетрясений с энергией большей E, а alpha пропорциональное 1 (оно зависит от сейсмичности региона). Этот степенной закон порождает степенные зависимости ранг -- размер, аналогичные закону Ципфа.

В мире степенных зависимостей находятся роды, упорядоченные по числу входящих в них видов, слова по частоте их употребления в языке, природные катастрофы по числу погибших в их результате, компьютерные вирусы, упорядоченные по числу пораженных компьютеров, страны, отранжированные по доле взрослого населения, зараженного СПИДом...

Мы видим поразительную общую закономерность. Ключ к пониманию системных механизмов этой общности дает парадигма сложности. И первые шаги здесь также весьма успешны.

Казалось бы, при таком разнообразии проблем, при ряде крупных достижений, при глубоких изменениях в понимании мироздания, связанных с синергетикой, можно говорить только о бурном развитии этого междисциплинарного подхода, а уж никак не о кризисе.

Однако не все так просто. Развитие синергетики и ее будущие успехи зависят от того, насколько успешно ей удается прокладывать свой путь между Сциллой и Харибдой. Сцилла в этой аналогии связана с дисциплинарной, узкопрофессиональной ориентацией и российской, и мировой науки. Узкая специализация, рождение новых направлений на стыке дисциплин, большие усилия, посвященные небольшой проблеме, давали успехи в течение многих десятилетий. Специалистам, знающим все об очень немногом, трудно примириться с появлением журналов, конференций, книг, где с единых позиций, конкретно и конструктивно рассматриваются многие задачи, относящиеся, по сути, к разным наукам. Во многих научных организациях просто нет структур, способных поддерживать междисциплинарный поиск. Однако эти трудности преодолимы. В сущности, тем же путем шли прикладная математика, вычислительная физика, системное программирование, которым в течение нескольких десятилетий научное сообщество отказывало в признании полноценными, "респектабельными" научными дисциплинами. Конкретные успехи на междисциплинарном поле -- здесь лучший аргумент.

Харибда же связана с риском выплеснуть с водой ребенка. В самом деле, создание коллектива из представителей различных дисциплин, деятельность по "сборке" больших междисциплинарных проектов предполагает огромную работу по объяснению, популяризации, пропаганде комплексных идей, подходов и взглядов. Участники таких проектов должны говорить на одном языке и понимать друг друга! Это прекрасно показывает и настоящая книга. На это уходит очень много времени и сил. И очень важно, чтобы цель при этом не была утрачена, чтобы остались ресурсы собственно на исследовательскую работу, чтобы популяризация науки не заменяла саму науку. Но и эти проблемы разрешимы, потому что в современной науке возникает все больше проблем, где альтернативы междисциплинарности просто нет.

Но из того, что проблемы разрешимы, совсем не следует, что их легко решить...


Вызов нового поколения

Здравствуй, племя младое, незнакомое! А.С.Пушкин

Один из великих писателей заметил, что каждый человек может написать одну прекрасную книгу. Книгу о своей жизни. Но настоящий писатель может написать и вторую книгу...

Видимо, то же самое относится и к научному поиску. Чтобы развитие определенной области науки, да и всей науки в целом, шло успешно, мало усилий одного поколения. Помнится, Ньютон говорил, что мы видим далеко, так как стоим на плечах гигантов. Важно, чтобы на этих плечах было кому стоять...

И в этом контексте книга Клауса Майнцера исключительно важна и интересна. В самом деле, основополагающий вклад в развитие синергетики внесли ученые, которым сейчас 80 или больше. Илья Романович Пригожин, Герман Хакен, отечественные исследователи -- Сергей Павлович Курдюмов, Юрий Львович Климонтович, Дмитрий Сергеевич Чернавский, другие выдающиеся исследователи.

И у основоположников вновь и вновь возникал или возникает вопрос о том, есть ли следующее поколение, есть ли кому передать эстафету? И при этом не утратить главных целей и задач своей науки, сохранить ее дух и стиль. И у нового поколения должны появиться новые задачи, новые впечатляющие достижения. Без этого кризис неизбежен. В этом отношении книга Клауса Майнцера -- одна из наиболее оптимистических и вселяющих надежду на будущее синергетики.

В последние годы появились глубокие работы, посвященные методологии синергетики. В этой области успешно работают сотрудники Института философии -- В.С.Степин, В.И.Аршинов, Е.Н.Князева, В.Г.Буданов.

Зачастую многие представители естественных наук и математики со скепсисом и осторожностью относятся к философии. И тем не менее, создавая и разрабатывая междисциплинарные подходы, без существенной и значимой философской компоненты не обойтись.

Известный методолог синергетики В.Г.Буданов определил ее как подход, лежащий на пересечении трех сфер -- предметного знания, математического моделирования и философской рефлексии. Все три компоненты представлены в этой книге. В ней есть и конкретные задачи, и захватывающие дух перспективы, есть обсуждение математических инструментов (хотя порой возникает соблазн привести несколько формул, проясняющих суть текста) и очень большое внимание уделено философской традиции. Платон, Аристотель, Декарт, Лейбниц, Кант и другие мыслители ставили и обсуждали проблемы, с которыми сегодня при решении конкретных задач столкнулась синергетика.

Почему существенны все три компоненты этой триады? Появление предметного знания понятно. Сегодня наука так же конкретна, как во времена Френсиса Бэкона, осознавшего эту конкретность как методологический принцип. Математическое моделирование тоже естественно -- синергетика говорит на языке моделей и прикладной математики. Но почему здесь оказывается важна философская рефлексия?

Академик В.С.Стёпин -- выдающийся специалист по философии науки -- поясняет это таким образом.В основе классической науки лежал принцип повторяемости, объективности, независимости от времени и места наблюдения. Ни инструмент, ни наблюдатель, ни его установки не были существенны. Неклассическая наука показала, что во многих случаях дело обстоит сложнее. Оказалось, что в квантовой механике у нас нет возможности одновременно сколь угодно точно измерить координату и импульс микрочастицы. Более того, сама процедура измерения меняет и свойства частицы, и то, что будет измерено. Кроме того, в результате множества экспериментов возникает неустранимым образом вероятность. А это уже совсем не такая жесткая причинно-следственная связь, как в классической механике. Однако все чаще мы сталкиваемся со следующим этапом познания -- постнеклассической наукой. Основы такого видения науки заложены в книге: Стёпин В.С. Теоретическое знание. М.: Прогресс-Традиция, 2000. 744 с.. Здесь существенен и объект исследования, и используемые инструменты, и познающий субъект. Простой пример -- понятие безопасности в контексте охраны окружающей среды. Очевидно, что зайцы, волки и люди, стремящиеся сохранить биоразнообразие, трактуют ответ на этот вопрос с принципиально различных позиций, имеют разные картины мира.

Постнеклассическая наука все чаще оказывается перед необходимостью описать уникальный, необратимо развивающийся объект (вселенную, биосферу, техносферу, цивилизацию, историю, психику), спрогнозировать наиболее вероятные сценарии его развития и осмыслить, как в этих условиях можно добиться своих целей, да и какие цели разумно ставить субъектам. На сегодняшний день именно синергетике удается наиболее успешно продвигаться в постановке и решении таких проблем. По мысли В.С.Стёпина именно этому научному подходу суждено стать ядром всей научной парадигмы XXI века. Поэтому обсуждение мировоззренческих проблем, вопросов методологии, "вечных вопросов" познания в книге К.Майнцера -- не украшение текста, а обсуждение по существу. Он делает это с глубоким знанием и философской традиции, и синергетики, с изяществом и блеском.

В 2004 г. по инициативе С.П.Курдюмова в Москве, в Российской академии государственной службы при Президенте РФ была проведена большая международная конференция, посвященная проектированию будущего: "Стратегии динамического развития. Единство управления и самоорганизации". Конференция собрала более 1000 участников из многих стран, в том числе ряд ведущих специалистов по синергетике из России и Германии. В ее рамках был проведен симпозиум "Диалог научных школ". Он показал глубокое внутреннее единство развития синергетических исследований в России и в Германии. Этот очевидный, на первый взгляд, результат является очень важным.

Расхожим мнением является представление об интернациональном характере науки, о "незримом колледже", объединяющем ученых разных стран. Конкретные исследования науковедов и знакомство с организацией научной деятельности в различных государствах показывают, что это романтическое представление весьма далеко от реальности. И хотя школьники всех стран учат законы Ньютона и таблицу Менделеева, различий оказывается гораздо больше, чем сходства.

Наука в современном обществе является, прежде всего, тонким, сложным и дорогим инструментом, позволяющим решать многие задачи в области обороны, промышленности, в области государственного управления, в образовании, в социальной сфере. Но все эти области, а с ними и научные приоритеты, существенно отличаются в разных странах. Об очень большой разнице и в организации научной деятельности, и в самой науке, и в стиле работы говорит организация крупных международных проектов. Согласование приоритетов и организация эффективного сотрудничества обычно занимает десятилетия. И это так, идет ли речь о международной космической станции, проекте термоядерного реактора ИТЕР или гигантского ускорителя.

Поэтому встреча специалистов по синергетике из двух стран, шедших разными путями и знавших друг друга в основном по публикациям, оказалось очень впечатляющей. Создавалось ощущение, что это давно сотрудничающие коллеги, прекрасно понимающие и дополняющие друг друга, ведут прерванную на вчерашнем семинаре беседу. Это замечательное ощущение единства, связанного с объективностью поставленных проблем и предлагаемых решений, правильностью выбранного пути. Именно тогда и возникла мысль перевести книгу Клауса Майнцера.

О синергетике можно писать по-разному. В нашей серии "Синергетика: от прошлого к будущему", выпускаемой издательством URSS с 2002 года, вышло около 40 книг на русском и испанском. Это учебники для гуманитариев и естественников, монографии ученых, находящихся на переднем краю исследований, со сложным, развитым математическим формализмом или с результатами конкретных экспериментов, это философские размышления о драме идей в современной науке, одним из активных участников которой стала синергетика.

Однако в настоящее время многие результаты и идеи синергетики стали не только достоянием ученых. Они формируют образ будущего и помогают выбрать варианты развития. Эти идеи живут сегодня в обществе. Понятия бифуркации, горизонта прогноза, управляемого хаоса, фракталов прочно заняли место в массовом сознании. Они меняют мир, становясь элементами культуры. И самый короткий путь в нее связан с философией. Здесь появляется возможность обсуждать научные идеи без формул, опираясь на философскую традицию. Достаточно сказать, что наиболее популярными, известными и читаемыми среди книг по синергетике в России являются работы С.П.Курдюмова и его ученицы, профессора Е.Н.Князевой, посвященные философии синергетики. По этому пути идет и Клаус Майнцер в настоящей книге, привнося в обсуждение научных проблем и достаточный оптимизм, и энергию, и большие надежды на будущее, и философское измерение.

Одним из важных результатов упомянутой конференции, да и ряда последующих научных форумов, стало понимание, что следующее поколение есть. И этому поколению удается и сохранить традицию, и привнести в синергетику много нового.

Книга К.Майнцера показывает, насколько быстро и радикально меняется облик синергетики. Это прежде всего ее нынешний лейтмотив -- сложность в ее различных проявлениях -- главный герой этой книги.

Синергетика сейчас вбирает в себя идеи и проблемы других научных дисциплин, предлагая свои подходы и свои решения. Это, прежде всего, множество проблем, связанных с субъективной самоорганизацией, с искусственным интеллектом, с моделированием элементов сознания. И здесь ей есть, что сказать. Достаточно упомянуть недавно родившееся и активно развивающееся направление, связанное с искусственной жизнью. Здесь самоорганизация происходит в популяции агентов, имеющих генотип и реализующих на его основе свои фенотипы в зависимости от того окружения и той ситуации, в которой оказываются. Сегодня такие модели все шире используются в теории эволюции, экономике, этнографии, в биологии и теории вычислительных систем.

Квантовая механика -- одна из основ современного естествознания и научной картины мира -- является линейной теорией. И поэтому важным, интересным и неожиданным является проникновение идей синергетики и в эту важную область. Пути взаимодействия этих подходов также очерчены в книге К.Майнцера.

Синергетика позволяет и помогает легко и достаточно конструктивно "скрещивать" подходы и парадигмы разных областей. У клеточных автоматов, развитие которых началось с работы Джона фон Неймана, есть множество достоинств, но и существенные недостатки. То же относится и к нейронным сетям. И когда американский исследователь Леон Чуа в 1991 году на конференции в Кацивели говорил о большом будущем их гибрида -- клеточных нейронных сетей, то это воспринималось как неоправданный оптимизм. Однако прошли годы, и многие надежды, возлагавшиеся на системы такого класса, которые удалось "вырастить" на основе общих идей синергетики и конкретных прикладных задач, оправдались. Этой проблематике посвящена одна из самых вдохновенных и математических глав этой книги.

Будущее зависит от того, есть ли задачи и проблемы, которыми стоит заниматься, решения которых могут открыть двери в сказку, а также от того, есть ли поколение исследователей, готовых взяться за эту работу. Замечательная книга К.Майнцера показывает, что и то и другое в современной синергетике есть. Проблема перевода

Конечно б, это было смело, Описывать мое же дело: Но панталоны, фрак, жилет, Всех этих слов на русском нет.... .......................... Du comme il faut (Шишков, прости: Не знаю, как перевести.) А.С.Пушкин

Ко мне взывает периодика: Нет ли какого переводика? Но знаю я: переводить -- Как в мир теней переводить... С.Кирсанов

Человечество говорит на разных языках. И чтобы воспользоваться его основным преимуществом -- способностью передавать понятое и освоенное во времени и пространстве -- надо переводить с одних языков на другие.

Роль переводов в развитии научного знания огромна. По сути, синергетика, как большое научное направление в сообществе исследователей России, состоялась благодаря отличному и своевременному переводу двух книг: Хакен Г. Синергетика / Пер. с англ. В.И.Емельянова; Под ред. Ю.Л.Климонтовича и С.Н.Осовца. М.: Мир, 1980. 408 с. и Николис Г., Пригожин И. Самоорганизация в неравновесных системах. От диссипативных структур и упорядоченности через флуктуации / Пер. с англ. В.Ф.Пастушенко; Под ред. Ю.А.Чизмаджева. М.: Мир, 1979.

Дело в том, что хорошая книга дает язык, на котором удобно и конкретно можно говорить о каком-то классе задач. И здесь не только эффект отсутствия пророка в своем отечестве. Это возможность взглянуть на свою работу новым взглядом, расширить горизонт. Но для этого перевод должен быть хорошим. И отредактирован он должен быть хорошо в соответствии с уже принятой в этой области терминологией и русской транскрипцией имен основоположников.

В научной сверхдержаве СССР были свои традиции отличного научного перевода. Издательство "Мир" переводило очень много важных и полезных учебников и монографий. Многое переводилось блестяще. В большой степени эти традиции утрачены. И если всерьез говорить о развитии России (как это сейчас начали делать официальные лица), которое невозможно без сильной науки и образованной элиты, то эти традиции придется возрождать.

А пока издательства пытаются решать эти проблемы своими силами. Есть блестящие переводы, в которые вложено очень много. В качестве примера можно привести книгу Роджера Пенроуза "Новый ум короля. О компьютерах, мышлении и законах физики" (Пер. с англ. под общ. ред. В.О.Малышенко. Изд.3-е, испр. М.: Издательство ЛКИ/URSS, 2008. 400с.).

Очевидно, перевод этой работы (безусловно, лучший среди всех книг выдающегося математика и физика Роджера Пенроуза, издававшихся на русском языке) потребовал огромных усилий. Перевод междисциплинарных книг особенно сложен, поскольку и переводчик, и редактор должны хорошо понимать переводимое. Эта книга Пенроуза стала научным бестселлером последних лет в России. К выходу в свет уже готовится ее 4-е издание.

Есть другой блестящий пример -- переводимый в течение многих лет по инициативе профессора С.П.Капицы при поддержке Российского нового университета журнал Scientific American (В мире науки). Трудно переоценить значение этой инициативы для отечественной науки.

Однако таких успешных примеров в десятки, а то и в сотни раз меньше, чем необходимо для инновационного развития. Качество перевода многих издаваемых сейчас книг оставляет желать лучшего, а то и просто дискредитирует автора и проблему.

Почти за 20 лет безвременья накопилось очень много отличных книг, которые должны читать студенты, преподаватели, исследователи, руководители в России. Нужна государственная программа и поддержка тех издательств, которые берут на себя нелегкий труд по переводу и успешно с ним справляются. Видимо, и Академии, и Министерству образования и науки, и другим заинтересованным ведомствам стоит разобраться, что необходимо перевести, если Россия решила двигаться по пути инновационного развития. Пока имеет место странная, если не сказать абсурдная, ситуация. Например, Российский фонд фундаментальных исследований поддерживает переводы работ, вышедших за три последних года, либо классиков науки, умерших более 30 лет назад (видимо, это как раз то время, которое нужно, чтобы разобраться, классик человек или нет). А книги, написанные между тремя годами и вечностью?

Среди книг особого внимания заслуживают вдохновляющие работы, открывающие двери в будущее. И прекрасная работа Клауса Майнцера,безусловно, относится к ним. Он показывает, что слухи о кризисе синергетики сильно преувеличены и этот междисциплинарный подход,скорее, сталкивается с противоположными проблемами, с болезнями бурного роста.

Выдающийся механик, специалист в области космических полетов, академик Тимур Магометович Энеев после одной из защит, поздравляя защитившего диссертацию, так описал стадии развития исследователя: "Первые 20 лет -- время все учения, следующие 20 -- время всеумения. Последующие 20 -- время всепризнания, а потом наступает время всепрепятствования". Вероятно, то же самое относится к научным направлениям и подходам. И, судя по всему, синергетика находится в "переходном возрасте" -- от "всеучения" к "всеумению". И книга К.Майнцера это очень наглядно показывает.

Книга -- результат совместных усилий многих людей. То же относится и к переводу этой книги. Переводчику этой книги Александру Викторовичу Беркову хочется выразить признательность за усилия, вложенные в работу, которая, вероятно, станет важной и значимой для всех, кто интересуется синергетикой. Искренняя благодарность сотруднику Российской академии государственной службы при Президенте РФ Игорю Евгеньевичу Москалеву, получившему грант на издание этой работы, а также отредактировавшему ряд важных моментов, требовавших взгляда философа. Еще хочется выразить благодарность всем коллегам, которые помогали в нелегкой технической работе, особенно Вере Григорьевне Комаровой; Ирине Макеевой -- за замечательную обложку этой книги, Любови Чирок -- за огромные усилия в организации большого коллектива сотрудников издательства, взявших на себя труд по подготовке книги к печати, а также всем другим сотрудникам издательства URSS, благодаря которым книга увидела свет.

После чтения книги Клауса Майнцера возникает большое желание, чтобы обсуждаемые планы и мечты воплотились в жизнь, а ожидаемая реальность превзошла радужные перспективы, нарисованные автором. Надеюсь, что такое же ощущение возникнет и у многих читателей.

СравниПравить

Обнаружено использование расширения AdBlock.


Викия — это свободный ресурс, который существует и развивается за счёт рекламы. Для блокирующих рекламу пользователей мы предоставляем модифицированную версию сайта.

Викия не будет доступна для последующих модификаций. Если вы желаете продолжать работать со страницей, то, пожалуйста, отключите расширение для блокировки рекламы.

Также на Фэндоме

Случайная вики