Для описания нелинейного поведения систем была придумана идея "фазового пространства", которое описывает диапазон положений, которые может занимать система.15 Проблема хаотических систем заключается в том, что, в отличие от маятника часов (который медленно возвращается к остановке), они никогда не проходят через одну и ту же точку, т. е. система никогда не повторяется, поэтому каждый цикл маятника (если продолжить пример) охватывает новую область фазового пространства. Невозможно предсказать, через какую точку фазового пространства система пройдет в определенный момент времени, но можно составить карту фазового пространства, поскольку, несмотря на кажущуюся неустойчивость движения, точки в фазовом пространстве распределены не случайно. Вместе они образуют сложный, высокоорганизованный паттерн (метко названный аттрактором), который компьютеры способны визуализировать.
Когда к системе добавляется энергия, она еще больше удаляется от равновесия и движется к краям фазового пространства. В отсутствие значительных возмущений диссипативная система обычно движется по "нормальной" линейной траектории. Будут происходить обычные граничные испытания, но в отсутствие какого-либо устойчивого увеличения энергии окружающей среды система вернется в исходную точку отсчета. В какой-то момент такое движение может быть вызвано внутренними микрофлуктуациями или внешними возмущениями из окружающей среды. Это может привести к возникновению самоусиливающегося цикла. В пограничной зоне, вдали от равновесия, системы могут раздваиваться.
Точка бифуркации - это кризисная точка системы, в которой переменные параметры постоянно колеблются. Сначала система колеблется между двумя или более новыми точками, а по мере продолжения колебаний отказывается от первоначального пути и "выбирает" между двумя возможными новыми траекториями на основе очень малых различий в значениях управляющего параметра (параметров) в точке изменения. На рисунке 4.1 показана бифуркационная диаграмма для химических реакций, далеких от равновесия.16
Изменения - это результат возмущения за пределами границ. Это возмущение может быть очень небольшим, но из-за нелинейности сложных систем результатом может стать радикальная смена режима. Это означает переход системы от динамического режима одного набора аттракторов, как правило, более стабильных и простых, к динамическому режиму набора более сложных и хаотических аттракторов. Или же система может найти новую область стабильности. Таким образом, диссипативные структуры эволюционируют. Они переходят из явно хаотического состояния во все более упорядоченное по ту сторону точки бифуркации. Таким образом, в диссипативных структурах проявляется процесс самоорганизации. Они возникают спонтанно и могут эволюционировать в сторону усложнения и повышения степени упорядоченности системы. Однако переход в хаотический режим, к точке бифуркации, может привести и к фатальному возмущению, в результате которого система распадется. Таким образом, бифуркация также обозначает критическое состояние, в котором система либо эволюционирует, либо исчезает.17 Это, очевидно, имеет последствия для стратегической теории.
Рисунок 4.1 Бифуркационная диаграмма.
Какой путь она выберет, зависит от истории системы, от различных внешних условий и никогда не может быть предсказано. Таким образом, существование бифуркаций, при которых система может пойти по нескольким различным путям, подразумевает также, что неопределенность является еще одной характеристикой теории Пригожина, добавляя к неопределенности, обусловленной нелинейностью, вызванной свойством SIC, еще одного "производителя" фундаментальной неопределенности диссипативных систем.18 Это означает, по словам Николиса, что "мы отказываемся от идеи получения точных результатов глобального характера и ограничиваем свое внимание локальным поведением решений в окрестности точки бифуркации".19
От химии к жизни: аутопоэз
Впоследствии множество подобных процессов было обнаружено в физических и биологических системах. Было обнаружено, что в биохимических системах, таких как ферменты, под воздействием потоков энергии различные каталитические реакции объединяются в сложные сети, которые иногда содержат замкнутые циклы, в которых ферменты, произведенные в одном цикле, выступают в качестве катализаторов в последующем цикле. Эти циклы оказались не только удивительно стабильными, но и способными к саморепликации и исправлению ошибок репликации, а значит, они могут сохранять и передавать сложную информацию. Поразительным свойством таких циклов является их способность эволюционировать, проходя через нестабильности и создавая последовательно более высокие уровни организации, которые характеризуются все большим разнообразием и богатством компонентов и структур.20