Синергетична парадигма сучасної економічної
теорії
С.А. Єрохін
Минулий ХХ століття залишило у спадок людству
безліч невирішених проблем. Сьогодні на планеті кожен шостий чоловік
голодує, кожен п'ятий не отримує належного медичного обслуговування, кожен
четвертий не має достатньої освіти, кожен третій перебуває в небезпечних
екологічних і техногенних умовах, кожен другий украй пасивний до тим, що відбувається
навколо нього трансформаційних процесів, особливо політичним.
Економічну сторону всіх цих проблем покликана
вирішувати економічна наука. Але парадокс полягає в тому, що вона сама
перебуває у глибокій кризі. Наявний у неї методологічний арсенал не
дозволяє в повному обсязі проникати в суть вкрай складних і динамічних
суспільних процесів. Ще вчора здавалося, що діалектичний матеріалізм з
допомогою свого категоріального апарату гарантує вирішення будь-яких
гносеологічних проблем. Але сьогодні і він не може відповісти на питання: чому
ще в другій половині минулого століття соціалізм стрясав капіталізм своїми
"історичними перевагами", а в останній чверті - поступився йому
дорогу.
Людство живе в єдиному, взаємопов'язаному і крихкому
світі, доля якого, як ніколи раніше, залежить від того, наскільки розумно до
нього ставлення. Сьогодні антропогенне навантаження на навколишнє середовище сягнула
настільки дивовижної величини, що подальше її збільшення загрожує
катастрофічними наслідками не тільки безпосереднім винуватцям, а й
всьому людству. Безповоротно минула пора бездумного ставлення до природи
як до невичерпного джерела матеріальних та енергетичних ресурсів. Гостре
розуміння необхідності виробити нове, відповідальне свідомість і
каталізувати його в умах як тих, хто наділений владою приймати рішення,
що впливають на долі мільйонів людей, так і тих, хто зайнятий своїми повсякденними
проблемами і не думає про долю світу, підштовхує науку до творчого
пошуку радикальних теоретико-пізнавальних підходів.
Криза економічної теорії виявляє себе в тому,
що теорія не зуміла знайти ефективні рішення насущних проблем економічної
політики. Нестачі в різноманітності точок зору і підходів з тих чи інших
проблем немає. Але немає й істотних проривів в онтології і гносеології
суспільного розвитку.
Сучасна цивілізація, з усіма своїми, здавалося,
безмежними можливостями, породила безліч проблем, які потребують
невідкладних рішень. Виживання і розвиток людства дедалі більше
мірою залежать від його здатності до глибокої і системної реформації, яка
тягне за собою кардинальну зміну соціальних, економічних, культурних
координат розвитку. Взаємопов'язаних, взаємозалежних характер сучасного світу
виступає сьогодні як протиріччя між об'єктивною необхідністю і
суб'єктивної неготовністю різних держав, народів і регіонів
співробітничати один з одним в силу наявних цивілізаційних, етнічних і
ідеологічних бар'єрів.
Констатація перехідного характеру нашої епохи не
знімає питання про визначення її основного вектора - від чого до чого
відбувається перехід. Існує безліч концепцій, що пояснюють сенс
перехідної епохи: від індустріального суспільства до постіндустріального
(інформаційного), від тоталітаризму до демократії, від біполярного світу до
поліцентричності, від технічної цивілізації до посттехніческой. Необхідно
оцінити адекватність цих концепцій і з'ясувати ступінь їх взаємозв'язку і
сумісності.
Хоча глобалізація є, на загальну думку,
об'єктивною тенденцією нового світового порядку, її не можна інтерпретувати в
дусі історичного фаталізму. Не слід новий світовий порядок ототожнювати з
однією моделлю, що йде із Заходу. У формуванні нового світового порядку може і
повинен взяти активну участь Схід і тим самим позбавити цей порядок від
небезпечної одномірності. Новий порядок сьогодні несе на собі печатку гегемонізму,
пов'язаного зі спробами затвердити модель однополярного світу. Глобалізація в її
нинішній формі - це перехідний і поки що односторонній процес, ще не
досить інституйований, не вбудований в систему загальновизнаних
демократичних норм.
Глобалізація, відзначав Е. Ласло, кидає виклик
утвердженим життєвих шляхах, вдач і інститутам, навіть легітимності і влади
національних держав. Процес глобалізації набагато більше багатоликий, ніж
вважають. Він має не тільки добре відоме економічний, соціальний і
політичний вимір, тобто "зовнішній вимір", але і своє
"внутрішнє людський вимір". Останнє стосується того, як
люди сприймають процес глобалізації і того, як суспільства
інтернаціоналізує людей в рамках їхньої культури. У цій сфері можна очікувати і
нових проривів до прогресу, і нових криз [1].
XX століття можна назвати століттям держави. Ставши століттям
перевірки політичних інститутів на міцність, пристосовність, здатність до
розвитку, він показав значення держави, як одного з вищих досягнень
цивілізації. Але парадокс полягає в тому, що в поточному столітті, на думку
багатьох учених, поняття національної держави багато в чому старіє.
Оскільки держави взаємозалежні, то значить вже не повністю суверенного або
щодо суверенних. Контроль над економічної, екологічної,
інформаційною політикою все більше йде від держав до наднаціональних
структурам. Як прийнято говорити, влада "мігрує вгору".
Напередодні нового століття виразно позначився ряд нових
тенденцій світової економіки, які визначають її розвиток в поточному XXI столітті.
Ці тенденції полягають у наступному.
1. Глобалізація економічної діяльності,
що виражається у все більшій розширення і поглиблення міжнародних зв'язків у
сфері інвестицій, виробництва, обігу, постачання та збуту, фінансів,
науково-технічного прогресу, освіти. Поступово на базі
транснаціональних корпорацій (ТНК) складаються потужні міжнародні
господарські комплекси, що діють у всеосяжних, глобальних масштабах і
ведуть конкурентну боротьбу за ринки збуту, матеріальні та фінансові ресурси
на світовій арені.
2. Лібералізація світової економіки, міжнародної
економічної діяльності, що виражається в поступовому (хоча далеко не завжди
послідовному і прямолінійній) ослабленні або усунення перешкод на шляху
міжнародного руху товарів, послуг, об'єктів інтелектуальної
власності, праці, капіталу, фінансових ресурсів.
3. Регіоналізація світової економіки, міжнародної
економічної діяльності, що виражається у формуванні на всіх континентах
міждержавних об'єднань (зон вільної торгівлі, митних союзів,
"загальних ринків", економічних спільнот тощо), що передбачають
створення сприятливих умов для розвитку економічних зв'язків між
країнами-учасниками. Прикладом найбільш глибокої регіональної економічної
інтеграції може слугувати Європейський Союз, який нині 15 країн і
готується до подальшого розширення за рахунок прийому нових членів з числа країн
Центральної та Східної Європи.
4. Інформатизація світової економіки, що виражається у
всім ширше використання комп'ютерних систем, телекомунікацій, мережі
Інтернет у сучасній економіці, науці, освіті, культурі. Інформаційні
технології розвиваються прискорюються, випереджаючими темпами, а інформація --
науково-технічна, економічна, політична, соціальна - набуває все
більше значення в житті суспільства, в тому числі для міжнародної економічної
діяльності.
Кожна із зазначених тенденцій перебуває під впливом
як національних особливостей, історичних традицій, економічної структури
окремих країн, так і всієї міжнародної економічної та політичної
обстановки. Тому форми прояву даних тенденцій часто і не завжди
передбачувано змінюються, ускладнюючи загальну ситуацію, і без того повну
суперечностей, пов'язаних з посиленням міжнародної конкуренції. Крім того, всі
зазначені тенденції перебувають у взаємозв'язку один з одним, утворюючи у своїй
сукупності дуже динамічну, складну і суперечливу систему світової
економіки на її сучасному етапі.
Сьогодні обгрунтовано велика незадоволення рівнем
розвитку економічної науки в Україні. Вітчизняна теоретична думка, як
і економічну науку в країнах ближнього зарубіжжя, не зуміла знайти ефективні
суспільно визнані вирішення нагальних проблем соціально-економічної
практики. Теорія, за справедливим зауваженням В. Полтеровіча, виявилася не
здатної не тільки вирішити, але навіть і передбачати проблеми перехідної економіки.
Прогноз інфляції було занижено у тисячі разів; зовсім несподіваними виявилися
найглибший спад виробництва, кризи неплатежів і криміналізація суспільства;
практично у всіх теоретичних роботах з приватизації передбачалося, що
вона призведе до швидкого збільшення ефективності, що виявилося хибним, і не
виправдалася гіпотеза про спонтанне розвитку ринкової поведінки та ринкових
інститутів і т.д. Емпіричні дослідження сучасної економіки не привели до
виявлення фундаментальних законів або хоча б закономірностей універсального
характеру, які могли б служити базою для теоретичних побудов.
Викладене вище дозволяє зробити, принаймні,
два головних виводу.
1. Економічна дійсність занадто
багатоваріантності і швидкість її зміни випереджає темп її вивчення. Мінливість
економічних реалій, вважає Полтеровіч, почасти корениться у зворотному впливі
економічних теорій на економічну поведінку. Висновки з економічних теорій
досить швидко стають надбанням маси економічних агентів та впливають на
формування їх очікувань.
Щоб отримати опис системи в цілому, економічні
теорії пов'язують воєдино моделі індивідуального вибору за допомогою того чи іншого
організаційного принципу, звичайно - вводячи поняття рівноваги. Тут виникають
дві не подолані і, мабуть, принципово непереборних труднощів.
По-перше, природні принципи не дозволяють однозначно визначити рух
системи, рівноваг виявляється "дуже багато". Неповнота принципів
рівноваги призводить до неозорої множинності рішень. По-друге, труднощі
полягає в різноманітності правдоподібних принципів. З вальрасовскіх і
кейнсіанських моделей виходять зовсім різні висновки, при цьому зовсім не
ясно, яку схему слід застосовувати в тій чи іншій ситуації. Перехідні
економіки є джерелом численних прикладів такого роду [2].
2. Економічні висновки виявляються нестійкими
щодо "малих" варіацій вихідних припущень. Швидкий темп
економічних змін і якісне різноманіття форм економічної
організації - обставини, які були добре відомі на зорі
виникнення економічної науки. Ці обставини істотно проявляються в
самій структурі економічного знання. У цьому відношенні теоретична економіка
відрізняється як від природних наук (де знайдені фундаментальні
закономірності), так і від інших гуманітарних дисциплін, де методи аналізу ще
не вигострить до такої міри, щоб виявити принципову обмеженість
своїх можливостей.
Мабуть, вважає Полтеровіч, різноманіття
економічних явищ не може бути пояснено на основі невеликого числа
фундаментальних закономірностей. Невідповідність між цілями економічної
теорії та її можливостями багатьма економістами сприймається як внутрішній
конфлікт. Для його подолання було зроблено низку спроб переформулювати мети,
знизити рівень претензій.
Немає сумніву, що економічна теорія виконує
корисні функції, створюючи необхідний інструмент для розуміння реальності.
Безсумнівно також, що безпосередньо скористатися цим інструментом вдається
лише в порівняно небагатьох випадках. Якщо вірно, що основна причина полягає
у відсутності універсальних економічних законів, надзвичайному різноманітті і
швидкої мінливості економічних об'єктів, то, можливо, вихід полягає в
принципово іншої організації наукового дослідження [2].
Синергетика як нова парадигма науки
Під науковою парадигмою (від грец. paradеigma - приклад,
зразок) розуміють, взагалі кажучи, деяку вихідну концептуальну схему,
модель постановки та вирішення проблем, методів дослідження, пануючих в
протягом певного історичного періоду в науковому співтоваристві. В основі її
лежать найбільш загальні припущення про природу явищ і можливі способи їх
пізнання, отримані шляхом групування спостережень подібних явищ. Такий
парадигмою сучасності є синергетика [3].
При цьому синергетика розглядається як один з
фундаментальних концепцій, що складають ядро сучасної наукової картини світу
[4]. У самому короткому визначенні синергетика являє собою теорію
самоорганізації систем різної природи [5].
Виникнення синергетики як самостійного
напрями наукових досліджень датується 1969 роком. Саме тоді німецький
фізик Герман Хакен став використовувати термін "синергетика" у своєму
курсі з теорії лазерного випромінювання, який він читав в університеті міста
Штутгарт. Новий термін був утворений ним від грецького виразу Vun-ergia, що
означає співробітництво, погоджену дію, співучасть.
Закономірності, які Хакен відкрив у фізиці
мікросвіту, дивно нагадують функціонування і розвиток складних
економічних систем. Але перш надамо слово Хакеном.
"У лазері велике число атомів занурені в
активне середовище, наприклад, у такий кристал, як рубін. Після накачування ззовні
атоми збуджуються і можуть випускати окремі цугі світлових хвиль. Таким
чином, кожен атом випромінює сигнал, тобто створює інформацію, переноситься
світловим полем. У порожнині лазера іспущенние цугі хвиль можуть зіткнутися з
іншим порушеною атомом, що призведе до посилення що випускається їм хвилі ... Так
як окремі атоми можуть випромінювати світлові хвилі незалежно один від одного і
тому що ці хвилі можуть потім посилюватися іншими порушеними атомами,
виникає суперпозиція некоррелірованних, хоча і посилених цугов хвиль, і ми
спостерігаємо абсолютно нерегулярну картину.
Але коли амплітуда сигналу стає досить
великий, починається абсолютно новий процес. Атоми починають когерентно
осцілліровать, і саме поле стає когерентним, тобто воно не перебуває більше
з окремих некоррелірованних цугов хвиль, а перетворюється на одну практично
нескінченно довгу синусоїдою.
Перед нами типовий приклад самоорганізації: тимчасова
структура когерентної хвилі виникає без втручання ззовні. На зміну хаосу
приходить порядок. Детальний математична теорія показує, що виникає
когерентна світлова хвиля служить свого роду параметром порядку, що вимушує
атоми осцілліровать когерентно, або, інакше кажучи, підпорядковує собі атоми "
[6].
У наведеному уривку перш за все звертає на себе
уваги поняття - самоорганізація. Саме воно є ключовим для розуміння
суті синергетики. Синергетика і визначають як науку про самоорганізацію або,
більш розгорнуто, про мимовільне виникненні та самопідтримки
впорядкованих часових і просторових структур у відкритих нелінійних
системах різної природи [7].
В описі процесу освіти когерентної світловий
хвилі Хакен використовує цілий ряд інших основних понять синергетики.
"Накачування енергії" означає, що розглянута система є
відкритою, тобто, має інтенсивний приплив енергії ззовні, а також відтоки
енергії. Виникає тимчасова або просторова структура формується в
активному середовищі і є виявлення одного з потенційно властивих
їй дискретних станів. Система реагує нелінійно, тобто перехід від
неорганізованого поведінки атомів до злиття їх випромінювання в когерентну
світлову хвилю відбувається не плавним шляхом, у лінійній пропорції до збільшення
енергії, а стрибкоподібно - в момент, коли приплив енергії перевищить певний
бар'єр. Розрізнено і неврегульоване поведінку окремих атомів відповідає
хаотичного стану системи, макроскопічного хаосу, з якого шляхом
фазового переходу народжується порядок. Для будь-якої системи можна визначити
параметри порядку, що дозволяють описати її складність?? е поведінку досить простим
чином, а також вибрати певні контролюючі параметри, при зміні
яких істотно змінюється макроскопічне поводження системи. Параметри
порядку підпорядковують поведінку окремих елементів системи - в цьому виражається
введений Хакеном принцип підпорядкування.
Як бачимо, відоме нам другий початок термодинаміки, що казала
про зростання безладдя (ентропії) в замкнутих системах, втрачає свою силу для
відкритих нелінійних систем, що вивчаються синергетикою. Локалізовані, швидко
що розвиваються структури існують за рахунок зростаючої хаотизації середи, на
основі виробництва в ній ентропії. Структури горіння як би інтенсивно
"випалюють" середовище навколо себе. І організація (порядок), і
дезорганізація (ентропія) збільшуються одночасно. Але на піку загострення
процесу розігріву і "підбирання" кордонів тепла структура стає
надзвичайно хиткою, чутливою до найменших флуктуацій, випадковим змінам
ходу процесу. Вони здатні ініціювати розпад складної структури або ж
вивести на інший, протилежний режим - режим спаду температури і розповзання
тепла.
Важливі результати, що стосуються спонтанного
виникнення впорядкованих структур, були отримані до початку 70-х років і в
хімії. Вони пов'язані в першу чергу з дослідженнями, проведеними у Вільному
університеті Брюсселя під керівництвом Іллі Пригожина - бельгійського вченого, який отримав
в 1977 році за свої роботи в області нерівноважної термодинаміки Нобелівську
премію. "У різних експериментальних умовах, - пишуть Ілля Пригожин і
його співавтор Ізабелла Стенгерс, - у однієї і тієї ж системи можуть спостерігатися
різні форми самоорганізації - хімічні годинник, стійка просторова
диференціація або утворення хвиль хімічної активності на макроскопічних
відстанях "[8].
Хімічні годинник - мабуть, найбільш яскравий феномен
самоорганізації хімічних процесів, відкритий на початку 50-х років російськими
вченими Б. П. Белоусовьм і О. М. Жаботинським. Структура, яка тут утворюється,
являє собою не просторову, а тимчасову структуру - коливання з
регулярною періодичністю. Для теоретичного опису реакції Білоусова-Жаботинського
Пригожин зі своїми співробітниками розробив спеціальну модель, названу
брюсселятором. Вона виглядає так. Є речовини, які вступають між собою в
хімічну реакцію. Концентрацію тільки одного з них --
"керуючого" речовини - плавно збільшують. Як тільки концентрація
переходить критичний поріг (за інших рівних параметрах), колишнє
стаціонарний стан хімічної системи стає нестійким і
концентрації двох інших реагуючих речовин починають коливатися з виразно
вираженою періодичністю. Коливання відбуваються навколо деякого нестабільного
фокусу і виходять на граничний цикл, тобто встановлюється сталий
періодичне рух.
У теорії самоорганізації проводиться чітке розходження
між стаціонарними, "застиглими" структурами, такими, як грати
кристалів, і відносно стійкими структурами, що викликаються до життя з
спочатку хаотичного стану шляхом інтенсивного зміни по деякому
провідному параметру - будь то накачуванням енергії у фізичному ефекті лазерного випромінювання,
збільшенням концентрації речовини в описаному вище хімічному ефекті або, за
самої загальної точки зору, припливом інформації в середу, що також охоплюється
синергетичним моделями. Перший тип структур - це, можна сказати,
"глухі кути еволюції". Для рівноважних стаціонарних структур мале
обурення "звалюється" на ту ж саму структуру. Другий тип - це
структури, здатні спонтанно виникати і розвиватися в активних,
розсіюють (дисипативних) середовищах в станах, далеких від термодинамічної
рівноваги. Для позначення такого типу структур Пригожин запропонував
використовувати поняття дисипативної структури.
Дослідження явищ самоорганізації в хімічних
процеси призвели Пригожина до створення власної узагальненої теорії
самоорганізації, далеко виходить за межі хімії. Він називає її по-різному:
нелінійної нерівноважної термодинаміки, наукою про складний, теорією переходу від
хаосу до порядку, але найчастіше теорією дисипативних структур. Пригожин
вважає за краще не користуватися терміном "синергетика", хоча за своїм
внутрішньому змісту його дослідження, безперечно, належать до синергетичної
теорії еволюції та самоорганізації складних систем.
Таким чином, у другій половини XX століття отримали
посилене розвитку наукові напрямки, що намагаються зрозуміти світ у його цілісності,
угледіти в штучно розсічених сферах щось істотно спільне.
Синергетика в найбільш послідовній формі відповідає на цей виклик часу.
До суті синергетики відноситься універсальний
характер розкритих нею закономірностей, а значить, за потребою
міждисциплінарний характер проведених у її рамках досліджень. На перше місце
вона ставить спільність процесів еволюції і самоорганізації, що мають місце в
фізичних, хімічних, біологічних, соціальних і інших системах. Вказівка ж
на специфіку, несхожість цих систем розглядається скоріше як
уточнює, що коректує поправки, виноситься за дужки. При цьому завдання
синергетики - не просто вловити зовнішні аналогії, а встановити внутрішні
ізоморфізму поведінки таких систем [9].
Синергетика рівним чином припускає як
сходження від конкретних експериментальних даних до теоретичних і
міждисциплінарним узагальнень, так і зворотний процес - прикладне використання
теоретичних уявлень і розроблених моделей у різних дисциплінах і
сферах практичної діяльності.
Відповідно в синергетики можна виділити два
напрямки - синергетику теоретичну і прикладну, хоча таке членування
досить умовно. Учені, що працюють над будь-якими конкретними завданнями у своїй
області, часто пропонують синергетичного спільноті свіжі ідеї і гіпотези
загального порядку, що народилися в ході вирішення таких завдань. А запропоновані ідеї і
гіпотези часто дають несподіваний імпульс для досліджень в зовсім іншій
дисциплінарної області, в результаті чого в науковому співтоваристві відбувається
постійний конструктивний обмін ідеями.
категоріальний апарат синергетики
категоріальний апарат синергетики для економістів на
перший погляд здається занадто переповненим природно-науковою термінологією.
Але це, думається, є рецидив однієї з тих "дрімучих догм", які
вимагали тільки специфічних понять і категорій в пізнанні економічної
дійсності. Сьогодні економічна наука не може замикатися сама на себе.
Потрібно інтегративна методологія, що дозволяє проникати в більш глибоку
сутність економічних явищ і процесів.
Синергетика виникла у відповідь на кризу вичерпало
себе стереотипного, лінійного мислення, основними рисами якого є: 1)
уявлення про хаос як виключно деструктивний початку світу; 2)
розгляд випадковості як другорядного, побічного чинника; 3) погляд на
нерівноважності і нестійкість як на речі, які повинні бути подолані,
тому що грають руйнівну роль; 4) процеси, що виникають в світі, є
зворотними в часі і передбаченими на необмежено великі проміжки
часу; 5) світ пов'язаний жорсткими причинно-слідчими зв'язками; 6) причинні
ланцюги носять лінійний характер. Подолання цього стереотипу зажадало створення
від синергетики розгалуженого категоріального апарату.
Відкритість
Відкриті системи, в яких спостерігається приріст
ентропії, називають дисипативних. У таких системах енергія впорядкованого
руху переходить в енергію неупорядкованого хаотичного руху, в тепло.
Якщо замкнута система (Гамільтона система), виведена зі стану
рівноваги, завжди прагне знову прийти до максимуму ентропії, то у відкритій
системі відплив ентропії може врівноважити її зростання в самій системі і є
ймовірність виникнення стаціонарного стану. Якщо ж відтік ентропії
перевищить її внутрішнє зростання, то виникають і розростаються до макроскопічного
рівня великомасштабні флуктуації, а за певних умов у системі
починають відбуватися самоорганізаційні процеси, створення впорядкованих
структур.
Щоб система була самоорганізується і,
отже, мала можливість прогресивно розвиватися, вона повинна
задовольняти наступним вимогам: по-перше, система має бути відкритою,
тобто обмінюватися з середовищем речовиною, енергією або інформацією, по-друге,
процеси, що відбуваються в ній, повинні бути кооперативними (корпоративними), тобто
дії її компонентів повинні бути узгоджені один з одним, по-третє,
система повинна бути динамічною; по-четверте, перебувати далеко від стану
рівноваги [10]. Всі ці вимоги і характеризують відкритість системи,
перебуває в русі.
Поняття відкритої системи наочніше в зіставленні з
закритою системою. Головною властивістю останньої є наявність рівноважного
стану, при якому макроскопічні параметри залишаються незмінними і
закрита система зберігає сталу структуру, функціонування,
параметри входу і виходу. Стан рівноваги може бути стійким
(стаціонарним) і рухомим. Тривалий час в стані рівноваги можуть
перебувати лише закриті системи. Рівноважні системи не здатні до розвитку і
самоорганізації, оскільки пригнічують відхилення від свого стаціонарного
стану, тоді як розвиток і самоорганізація припускають його якісні
зміни.
У закритих системах поступово зростає ентропія
(хаос, безлад), що випливає з другого початку термодинаміки. Зупинити
нарощування ентропії може лише процес взаємодії із зовнішнім середовищем.
Абсолютно закритих (як і абсолютно відкритих) систем не існує.
Для відкритих систем характерна нерівноважності і
циклічність як загальні форми організації матерії, що виникають під впливом
зовнішнього середовища. Для підтримки нерівноважності система потребує того, щоб
із середовища в неї вступав потік негативної ентропії за величиною, що дорівнює
внутрішнього виробництва ентропії. Немає абсолютного хаосу і абсолютного порядку.
Коректніше було б говорити, що зростає міра впорядкованості (або
хаотичності) з якого-небудь показника за рахунок або на противагу зниженню
заходи впорядкованості (або хаотичності) за іншим показником. Сам хаос має
тонку, іноді невидиму для зовнішнього спостерігача структуру, наприклад, у
турбулентному течії, а порядок може бути визначений як організований хаос.
Відкритість - необхідна, але не достатня умова
для самоорганізації системи. Система повинна бути ще й нелінійної.
Нелінійність
нелінійними називають такі системи будь-якої природи,
характеристики яких залежать від відбуваються в них процесів. Термін
"нелінійна система" означає, що на властивості системи впливає
інтенсивність процесів у ній.
У ході наукових експериментів з'ясувалося, що в
деяких просторових точках теплових структур процеси йдуть так, як вони
йшли у всьому обсязі системи в минулому, а в деяких - так, як їм ще тільки
треба буде протікати в майбутньому по всій структурі. У той же час всі ці ділянки
існують у сьогоденні. І це не просто міркування, але цілком точний
математичний результат.
Справа в тому, що в сучасній математиці, як показав
С. Курдюмов, інтенсивно розвивається апарат, що дозволяє відповісти на питання:
куди йдуть процеси, які внутрішні тенденції розвитку процесів, коли
пройде досить багато часу? Для деяких класів нелінійних рівнянь
вдалося встановити, що розвинена стадія процесів призводить до виникнення
структур різних типів, які описуються так званими інваріантної-груповими
рішеннями. Ці рішення відіграють роль аналогів другого початку для відкритих
нелінійних систем. У них простір і час не вільні, а пов'язані інваріантами.
Для окремих типів інваріантної-групових рішень показано, що процеси
поблизу центру сьогодні йдуть, як йшли у всій структурі в минулому, а на периферії
структури зараз йдуть, як підуть у всій структурі в майбутньому.
Мозок, психіка, економіка, екологія - все це
найскладніші, якщо їх спробувати описати математично, відкриті нелінійні
системи, і керувати ними "командними", "адміністративними"
методами не вдається, необхідно враховувати структурування, що відбувається в них
за законами самих цих систем.
Сьогодні експериментально і на математичних моделях
виявлено, що в природі - в хімії, фізики плазми, у твердому тілі, в
астрофізики, в деяких активних біологічних середовищах (наприклад, у процесах,
що йдуть в серцевої тканини) - існують численні явища самоорганізації і
виникнення структур у вигляді локалізованих на певних ділянках середовища
процесів або ж процесів, що мають певну геометричну форму і
переміщаються по середовищу.
Зрозуміло, це відбувається не у всіх середовищах і далеко
не при всіх умовах. Тому необхідно встановити, які саме середовища
здатні до самоорганізації, які структури виникають на них, єдина чи
створюється структура чи можливий цілий спектр їх, як все це залежить від
властивостей середовища, її параметрів. Однією з фундаментальних завдань синергетики
є пошук власних функцій нелінійного середовища, тобто стійких
способів організації процесів у ній, які їй адекватні і до яких
еволюціонують усі інші стани середовища.
Створювані математиками методи розв'язання нелінійних
диференціальних рівнянь - це поки що не дуже універсальний інструмент для
проникнення в таємниці просторово-часової архітектури тих складних
систем, які оточують людину. І в той же час не можна не сказати, що прорив
у досі невідому область все таки зроблено. Він став можливим завдяки
появи потужних комп'ютерів, бо практично всі пропоновані математиками
способи вирішення вимагають гігантських обчислювальних можливостей.
Взяти ті ж нелінійні диференціальні рівняння.
Аналітичне рішення їх математики в переважній більшості випадків не могли
отримати. Тому вільно чи мимоволі все спостерігаються процеси зводилися до
більш простим, лінійним рівнянням. Дослідники як би закривали очі на те,
що природа зовсім не зобов'язана бути такою, щоб її було зручно описувати тими
рівняннями, з якими вони вміють працювати. Тепер же цей внутрішній заборона не
тисне більше на свідомість дослідників. Вони все більше усвідомлює, що світ - це
еволюція нелінійних систем, що світ многомерен і многоваріантен. Як
класична ньютоніанская фізика виявилася лише окремим випадком релятивістської
ейнштейнівської, так і закриті системи, і прагнення до процесів
термодинамічної гілки, що їх здебільшого вивчаються фізиками до цих пір,
виглядають тепер лише окремим випадком нерівноважної термодинаміки. Нелінійна
всесвіт набагато багатший "лінійного" світу, бо вона включає його в
себе як одну з мільйонів можливостей.
Ще один внесок у зміну застарілих поглядів на
закони розвитку відкритих нелінійних систем полягає в тому, що теоретично
доведена принципова множинність шляхів їх саморозвитку. Розроблено
математичний апарат, що дозволяє для поки простого класу нелінійних моделей
передбачити спектр власних функцій і способи ініціювання їх в цiй
середовищі. Залежно від ступеня нелінійності моделі таких шляхів і
відповідних їм структур навіть у найпростіших теоретично досліджених середовищах
є величезна кількість. Це красномовно говорить про те, що і найпростіші
нелінійні моделі глибоко змістовними. Вони описують величезний клас структур.
Структури ці можуть бути дуже різноманітними - мати різну архітектуру.
Виходить, що одна й та сама середу здатна містити в собі практично
неосяжне різноманіття форм та шляхів їх розвитку. Тим часом один з головних
цілей наукового пізнання світу - побачити спільний корінь у самих різних явищ.
Крім того, зі сказаного випливають і висновки світоглядного порядку. Раз
існує багато шляхів розвитку процесів, значить, немає жорсткого детермінізму,
залізниці визначеності, задання.
Атрактор
Кінцеву область неминучого сходження фазових
траєкторій руху складної системи називають у синергетики аттрактору. У
як аттрактора може виступати або точка (стійкий фокус), або ін?? е
більш складне утворення. Існують дивні атрактори, коли траєкторії
системи здійснюють довільні і не піддаються регулярному опису блукання
усередині певної області. Слідуючи Пригожина, дивний аттрактор можна назвати
"приваблює хаосом".
Як вже зазначалося, при вивченні систем, їх часто
описують системою диференціальних рівнянь. Представлення вирішення цих
рівнянь як руху деякої точки у просторі з розмірністю, яка дорівнює
числу змінних, називають фазовими траєкторіями системи. Поведінка фазової
траєкторії в сенсі стійкості показує, що існує кілька основних
його типів, коли всі рішення системи в кінцевому рахунку зосереджуються на
деякому підмножині. Така підмножина називається аттрактору.
Атрактор має область тяжіння, безліч
початкових точок, таких, що при збільшенні часу всі фазові траєкторії,
що почалися в них прагнуть саме до цього аттрактору. Основними типами
аттракторів є стійкі граничні точки, стійкі цикли (траєкторія
прагне до деякої замкненої кривої) і тори (до поверхні яких
наближається траєкторія). Рух точки в таких випадках має періодичний
або квазіперіодичні характер.
Існують також характерні тільки для дисипативних
систем так звані дивні атрактори, які, на відміну від звичайних НЕ
є подмногообразіямі фазового простору (у той час як точка, цикл,
тор, гіпертор - є) і рух точки на цьому просторі є
нестійким, а будь-які дві траєкторії на ньому завжди розходяться. При цьому мале
зміна початкових даних призводить до різних шляхів розвитку. Іншими словами,
динаміка систем із дивними аттрактора є хаотичною.
Є. Князєва і С. Курдюмов називають аттрактора ті
реальні структури у відкритих нелінійних середовищах, на які виходять процеси
еволюції в цих середовищах в результаті загасання в них перехідних процесів.
Підкреслюючи це, вони вводять поняття "структура-аттрактор". При цьому
стверджують, що якщо система потрапляє в поле тяжіння певного
аттрактора, то вона неминуче еволюціонує до цього щодо сталого
станом (структурою).
Інакше кажучи, майбутній стан системи як би
притягує, організує, формує, змінює наявне її стан. Майбутнє
"часу" сьогодення ". Таким чином, вони вважають, що
структури-атрактори є реальністю і перехід до них детермінований, для
цього достатньо системі потрапити в поле його дії, тобто аттрактор існує
до того, як у його полі дії потрапить система.
Однак структура-аттрактор - це можлива, ймовірна
реальність, якщо говорити про системи, природним чином самоорганизующихся.
Будь-яка самоорганізована цілісна система має свій власний аттрактор --
стан, що вона разом із середовищем формує і якого вона могла б
досягти, якщо б всі початкові умови зовнішнього і внутрішнього середовища були б
абсолютно постійними протягом всього часу движ
