Знание-сила, 2008 № 11 (977)

Неустойчивость многолика, и многие области науки изучают ее в разных обличьях. Одно из ее возможных проявлений — самоорганизация. Так называют спонтанное, самопроизвольное возникновение упорядоченности (в пространстве, во времени, в структуре, в функционировании) в системах, где ее первоначально не было.

Важнейший пример самоорганизации — мозг. Поведение, динамику, структуру нервных клеток — нейронов — биофизики и нейробиологи изучают уже более века и отлично себе представляют. Своими удивительными способностями, как сейчас считают исследователи, мозг обязан самоорганизации — связям, формирующимся между нейронами. Эти связи возникают и развиваются в ходе восприятия, обучения, воспитания.

Бледное подобие систем, воплощающих те же принципы, что лежат в основе деятельности мозга (в той мере, в которой их представляют ученые), дают компьютерные системы, получившие название нейронных сетей. Нейронные сети дают новые пути решения множества задач, связанных с распознаванием образов, управлением, выявлением закономерностей.

Поэтому неудивителен интерес научного сообщества к самоорганизации. Дело в том, что в ходе самоорганизации у целого могут появиться новые качества, которыми его части не обладают (идет ли речь о мозге, турбулентных потоках, формировании глобальных компьютерных сетей или динамике рынка). И эти свойства оказываются очень важны.

В 70-х годах прошлого века немецкий физик-теоретик Герман Хакен, в те годы занимавшийся динамикой лазеров, предложил развить междисциплинарный научный подход — теорию самоорганизации, или синергетику. Он вкладывал в этот термин два смысла. С одной стороны, это теория возникновения в процессе самоорганизации новых свойств у сложных систем, состоящих из взаимодействующих элементов. С другой стороны, это направление междисциплинарно, его развитие требует взаимодействия представителей различных научных дисциплин. Можно сказать, что синергетика находится на пересечении сферы предметного знания, компьютерного моделирования и философской рефлексии. Языком синергетики является язык математических моделей. В ее основе лежат сходство или аналогия этих моделей, описывающих неустойчивость и самоорганизацию в разных областях.

Судьба синергетики складывалась счастливо. В «Шпрингеровской серии по синергетике», выходившей в течение ряда лет под редакцией Германа Хакена, было выпущено около сотни томов. В серии «Синергетика: от прошлого к будущему», выпускаемой в издательстве URSS с 2002 года, уже вышло около 40 книг на русском и испанском языках общим тиражом более 70 тысяч экземпляров. Этим проблемам посвящен отечественный журнал «Известия вузов. Прикладная нелинейная динамика», а также множество международных изданий. Ежегодно проводятся многочисленные конференции, собирающие тысячи участников. Но рано или поздно количество переходит в качество. По-видимому, это происходит сейчас, на наших глазах.

Дебют прикладной синергетики

Колесо истории крутят дураки и мошенники... они правят миром.

Они и есть мир.

Д.С. Галифакс

Тот, кто не хочет прибегать к новым средствам, должен ожидать новых бед.

Ф.Бэкон

Синергетика прошла несколько этапов своего развития. Начавшись как игра физиков-теоретиков, увидевших поразительное сходство математических моделей, описывающих различные неустойчивости, она через десяток лет позволила экспериментаторам обнаружить новые явления в физике, химии, биологии, гидродинамике. Затем она стала источником новых технологических идей, стратегий, инструментом для «сшивки» больших научных проектов. И вот, наконец, она оказалась положена в основу нового оружия. Оружия, связанного с информационными технологиями и вычислительными системами.

Простейший пример из области мифов. Чудовища наделяются сплошь и рядом несколькими боевыми характеристиками — лев еще и крылатый, змей — огнедышащий, когтистый, многоглавый (причем вместо отруб - ленной богатырем головы вырастают несколько новых), если рук, то от 6 до 1000. Очевидно, авторы мифов, да и многих нынешних книг в жанре «фэнтэзи», имели в виду синергетический эффект — совместное действие нескольких поражающих факторов усиливает эффект каждого из них, делает бесполезными средства защиты против каждого по отдельности. И конечно, многократно усложняет задачу обороняющихся.

По этому же пути решили пойти создатели нового вида вредоносного программного обеспечения Malware Toolkits или «пакетов вредоносных программ». Эта новинка 2007 года поставила в тупик создателей антивирусных программ, которые с конца 80-х годов уже многое повидали и прошли большой путь. Дело в том, что против каждого браузера, зашедшего на зараженный сайт, использовались различные методы атак, основанные более чем на десятке уязвимостей, выявленных в последнее время в программном обеспечении. При этом соответствующие пакеты практически ежемесячно обновляются.