Сложные системы: целостность, иерархия, идентичность

В процессе развития системной целостности отношение элементов меняется, что было предпосылкой, становится основанием, организацией системы. В свою очередь, основание может стать предпосылкой последующих изменений организации системы. К числу самоорганизующихся систем можно отнести, например, социальные, биологические и химические. Исследование процесса самоорганизации систем является важнейшей целью современной науки.

Преобразование оснований классической науки явилось необходимой исторической предпосылкой исследования процессов самоорганизации. Лидером революционных преобразований в естествознании были физико-математические науки. Данное обстоятельство определило форму научного дискурса тех лет. Исследование феномена самоорганизации, особенно в живой природе, сопровождалось дискуссиями о всеобщности второго закона термодинамики[2], о применимости его к системам живого, в том числе для исследования эволюционного процесса. Использовался понятийный аппарат термодинамики для характеристики самоорганизации систем: «открытые системы», «необратимые процессы», «отрицательная энтропия», «диссипативные структуры», «неравновесные процессы», «антиэнтропийные процессы», «нелинейные уравнения описывающие процесс» и другие.

Не удивительно, что в качестве типичного примера самоорганизации исследователи рассматривали так называемые «конвекционные ячейки Бенара», «когерентное (лазерное) излучение», «реакцию Белоусова – Жаботинского»[3], а не системы живой природы или социальные. Эти явления, экспериментально воспроизводимые, получили впервые обстоятельное объяснение в теории диссипативных структур И. Пригожина.

«Диссипативной структурой»[4] И. Пригожин называет спонтанную упорядоченность, возникающую в сильно неравновесных условиях, в процессе рассеивания (диссипации) энергии, поступающей в систему из окружающей среды. Порядок и хаос в теории диссипативных структур оказались тесно связанными. Кроме того, в условиях неравновесности возможно возникновение случайных событий (точки бифуркации), существенно расширяющих формы самоорганизации системы. Образование диссипативных структур должно подчиняться принципу П. Гленсдорфа и И. Пригожина (универсальный критерий эволюции): при неравновесных фазовых переходах процесс самоорганизации системы идет по пути наименьшего значения производства энтропии в открытой системе.

Существенный вклад в развитие теории И. Пригожина внес Г. Хакен. Ссылаясь на исследования Рольфа Ландауэра и Рональда Ф. Фокса он приходит к выводу, что принцип П. Гленсдорфа и И. Пригожина не является универсальным.[5] Кроме того, данный принцип не позволяет предсказать возникновение конкретных диссипативных структур, будь то форма ячеек Бенара или свойства лазерного излучения.

Г. Хакен называет «…систему самоорганизующейся, если она без специфического воздействия извне обретает какую-то пространственную, временную или функциональную структуру»[6]. Специфическое воздействие извне навязывает системе структуру или функционирование.

Самоорганизующиеся системы являются открытыми по веществу и энергии. Несмотря на то, что «…энергия подводится к системе в совершенно хаотической форме», система организует себя когерентно, что является «…поразительным свойством самоорганизующихся систем», по мнению Г. Хакена[7].

Как же он объясняет это поразительное свойство открытых систем? «Множество отдельных элементов открытой системы задействованы в процессе постоянного тестирования различных возможностей, предоставляемых им системой… Под воздействием непрерывно поступающей энергии (или же энергии и вещества) один или несколько типов такого коллективного движения или коллективной реакции оказывается предпочтительнее других; именно эти формы движения или типы реакций становятся преобладающими в системе. Постепенно происходит… подчинение – ими всех прочих форм движения или типов реакций»[8]. Новую дисциплину, исследующую совместное действие многих подсистем, приводящее к самоорганизации когерентного типа, Г. Хакен назвал синергетикой.

Синергетика установила связь между теорией динамических систем и статистической физикой. В дальнейшем пришло понимание, что «… кооперация многих подсистем какой-либо системы подчиняется одним и тем же принципам независимо от природы подсистем»[9]. Начав с физических объектов, последователи Г. Хакена стали исследовать самоорганизацию химических и биологических систем. Синергетика стала развиваться как междисциплинарный подход или как общая теория самоорганизации.

По мере развития синергетики как междисциплинарного подхода становилось все более очевидно, что понятийный аппарат теории самоорганизации и само понятие «самоорганизация» не имеют категориальный статус. Исследуются различные формы самоорганизации и выявляются аналогии при переходе от неупорядоченного к упорядоченному состоянию, устанавливаются общие признаки систем и формулируются принципы. К числу принципов самоорганизации В. Эбелинг[10], например, относит:

1) постоянный приток отрицательной энтропии;