Синергетическая концепция самоорганизации

Обобщение результатов, полученных специалистами в связи с исследованиями по

синергетике, позволяет определить синергетическую концепцию самоорганизации в виде следующих положений.

1. Объектами исследования являются открытые системы в неравновесном состоянии, характеризующиеся интенсивным обменом веществом и энергией между подсистемами, а также между системой и ее окружением.

2. Различаются процессы организации и самоорганизации. Их общий признак — возрастание порядка, обусловленное протеканием процессов, противоположных установлению термодинамического равновесия, независимо от влияния взаимодействующих элементов внешней среды. Организация в отличие от самоорганизации может характеризоваться, например, образованием однородных стабильных статических структур.

3. Результатом самоорганизации становятся возникновение, взаимодействие, а также взаимосодействие (например, кооперация) более сложных в информационном смысле объектов, чем элементы внешней среды, из которых они возникают. Система и ее составляющие являются динамическими образованиями.

4. Направленность процессов самоорганизации обусловлена внутренними свойствами подсистем в их индивидуальном и коллективном проявлении, а также воздействиями со стороны среды, в которую «погружена» система.

5. Поведение подсистем и системы в целом существенным образом характеризуется спонтанностью — акты поведения не являются. строго детерминированными.

6. Процессы самоорганизации происходят в среде наряду с другими процессами, в частности, имеющими противоположную направленность и способными в отдельныефазы существования системы как преобладать над процессами самоорганизации, так и уступать им. При этом система в целом может характеризоваться устойчивой тенденцией, колебаниями к эволюции либо к деградации и распаду.

Синергетика основана на идеях целостности мира и научного знания о нем, общности закономерностей развития объектов всех уровней материальной и духовной организации, нелинейности (многовариантности и необратимости), глубинной взаимосвязи хаоса и порядка (случайности и необходимости). Синергетика дает нам новый образ мира, который сложно организован и открыт, т.е. является не ставшим, а становящимся, не просто существующим, а непрерывно возникающим, эволюционирующим по нелинейным законам. Последнее означает, что этот мир полон неожиданных поворотов, связанных с выбором путей дальнейшего развития.

Синергетика изучает открытые (обменивающиеся веществом и энергией с внешним миром, имеющие источники и стоки энергии) нелинейные (описываемые нелинейными уравнениями) системы. Предмет синергетики — механизмы самоорганизации, т. е. механизмы самопроизвольного возникновения, относительно устойчивого существования и саморазрушения макроскопических упорядоченных структур, характеризующих такого рода системы.

Синергетика имеет собственный язык. Это язык таких понятий, как «аттракторы» и «бифуркации», «фракталы» и «детерминированный хаос». Понятие аттрактора близко понятию цели. Последнее можно раскрыть в широком смысле как направленность поведения нелинейной системы, «конечное состояние» (конечное относительно, завершающее некоторый этап эволюции) системы. Под аттрактором в синергетике понимают относительно устойчивое состояние системы, которое как бы притягивает (от латинского attrahere — притягивать) к себе множество «траекторий» системы, определяемых разными начальными условиями. Если система попадает в конус аттрактора, она неизбежно эволюционирует к этому относительно устойчивому состоянию (структуре).

На уровне математического описания бифуркация означает ветвление решений нелинейного дифференциального уравнения. Физический смысл бифуркации: точка бифуркации — точка ветвления путей эволюции системы. Иными словами, нелинейная система «таит в себе» бифуркации.

Фракталами называются объекты, обладающие свойством самоподобия. Это означает, что малый фрагмент структуры такого объекта подобен другому, более крупному фрагменту или даже структуре в целом.

Синергетика рассматривает случайность, играющую особую роль в процессах самоорганизации, как элемент мира. Случайности на языке синергетики называются флуктуациями. Случайность — творческое, конструктивное начало; она способна играть роль механизма, выводящего систему на аттрактор, на одну из собственных структур среды, на внутреннюю тенденцию ее организации. Нелинейная среда начинает сама себя выстраивать, организовывать, но необходим хаос для инициирования, начального спускового механизма этого процесса.

Отличительной особенностью самоорганизации является целенаправленный, хотя и естественный характер: процессы, протекающие во взаимодействии с окружающей средой, в то же время автономны, что не противоречит эволюционной теории.

Выделяют три процесса самоорганизации:

• процессы возникновения качественно нового целостного формирования из некой совокупности объектов определенного уровня;

• процессы, поддерживающие определенный уровень организации при учете внешних и внутренних условий ее функционирования;

• процессы совершенствования организаций, способные накапливать и использовать прошлый опыт.

Основной характеристикой самоорганизации любой системы, ее эволюции является необратимость, выражающаяся в определенной направленности ее изменений.

Иначе говоря, самоорганизация — процесс развития системы, для которого характерны два принципа:

• принцип отрицательной обратной связи, показывающий, как поддерживается спонтанно возникающий порядок;

• принцип положительной обратной связи, согласно которому прогрессивные изменения, возникающие в системе, не подавляются, а накапливаются и усиливаются.