Искусство системного мышления. Необходимые знания о системах и творческом подходе к решению проблем

В классической физике рассматриваются закрытые системы, которые можно считать изолированными от внешних воздействий. В них конечное состояние полностью зависит от начальных условий. Термостат представляет собой такую систему. Когда температура задана, дальнейшее его поведение легко предсказать. Общественные и живые системы — открытые, они поддерживают свое существование путем обмена с окружающей средой, т.е. что-то берут в ней, а что-то отдают. Мы поглощаем кислород и продукты питания, а углекислый газ и продукты жизнедеятельности выделяем в окружающую среду. Мы постоянно изменяемся, чтобы остаться самими собой. В отличие от закрытых систем, которые подвержены износу и поломкам, мы способны к самовосстановлению. За год человек внешне очень мало изменится, но 90% атомов в его теле будут новыми.

Открытые системы крайне чувствительны к начальным условиям. В один день мы отнесемся к утренней пробке на дороге спокойно, а на следующее утро точно такая же ситуация может привести нас в бешенство. Реакция будет зависеть от нашего утреннего настроения. Вот почему живые системы столь непредсказуемы. Небольшое различие в начальных условиях может дать совершенно разную реакцию на одинаковый набор влияющих факторов. Это наблюдение лежит в основе науки о хаосе, которая изучает поведение сложных систем.

Две стороны хаоса

Представление о хаосе и чувствительности сложных систем к начальным условиям дает так называемый «эффект бабочки» — выражение, использованное метеорологом Эдвардом Лоренцем на лекции, прочитанной им в Массачусетском технологическом институте. Лекция называлась так: «Может ли трепетание крыльев бабочки в Бразилии стать причиной торнадо в Техасе?» Материалом для нее послужило проведенное в 1961 г. компьютерное моделирование изменений погоды. В ходе него метеорологу понадобилось продолжить уже сделанные расчеты и вместо того, чтобы начинать все сначала, он ввел в качестве исходных параметров промежуточные значения факторов из прежней распечатки. Когда он вернулся, чтобы посмотреть на результаты, они оказались совершенно другими, чем в более ранней распечатке. Причиной стало то, что Лоренц, вводя исходные параметры, слегка их округлил. Полагая, что это не может отразиться на результатах, он впечатал не шесть знаков после запятой, а только три. Оказалось, что в таких сложных системах, как погода, незначительная разница исходных условий со временем может дать принципиально иные результаты моделирования. Краткосрочные прогнозы погоды обычно достаточно точны. Долгосрочные — значительно более рискованны.

Аналогичные силы проявляются в мелких, вроде бы случайных событиях, направляющих нашу жизнь. Существует немало научно-фантастических книг и фильмов (например, «Назад в будущее») о том, как жизнь могла бы развиваться иначе, если бы не произошло определенных незначительных событий. Малозаметные случаи могут иметь крайне серьезные последствия. В случайном телефонном разговоре мы вдруг получаем приглашение на встречу, которая совершенно изменит направление нашей карьеры. Несколько шутливых слов могут перевернуть чью-то жизнь. И нет, как в магнитофоне, кнопки, которая позволила бы вернуться назад, чтобы проверить, как все могло бы быть. Мы творим собственное будущее мелкими, незначительными ежедневными поступками, и только позднее узнаем, что какие-то решения определили всю последующую жизнь.

У теории хаоса есть и обратная, «светлая» сторона. Нужно знать, на что обращать внимание, и тогда за внешне случайными событиями можно увидеть некий скрытый порядок. Если взять простую систему и раз за разом подвергать ее одному и тому же простому воздействию, она может стать очень сложной. Хаос не случаен. Сколь бы глубоко мы ни заглянули в него, там можно найти сходную структуру связи событий, элементов, т.е. один и тот же паттерн. Например, очертания побережья, различаемые с высоты, очень похожи на береговую линию, видимую с земли, и тот же рисунок вы обнаружите при более близком рассмотрении. Структура береговой линии никогда не становится гладкой, — ее характер остается неизменным, один и тот же паттерн возникает на всех этих разномасштабных изображениях. Структуры — паттерны, воспроизводящиеся на всех уровнях, называют фракталами.

Здесь уместно вспомнить анекдотическую историю, которая якобы имела место во время выступления американского психолога Уильяма Джеймса в Гарвардском университете. В конце публичной лекции, посвященной религии и космологии, он отвечал на вопросы слушателей. Когда ему задали вопрос, почему Земля не падает вниз, он решил сначала узнать мнение спрашивающего.

— Очень просто, — ответил тот. — Мир опирается на панцирь гигантской черепахи.

— А почему черепаха никуда не проваливается? — поинтересовался Джеймс.

— Ну, на этом вы меня не поймаете, — был ответ. — Там до самого дна сплошные черепахи.

Вот так и в теории хаоса — до самого дна сплошные фракталы!