Главная | Обратная связь

Глава 2. Синергетика и диалектика (онтологическое и эпистимологическое единство)

Существует подход, согласно которому диалектика и синергетика являются двумя взаимосвязанными частями единой методологии. Основой этой позиции является так называемая концепция самоорганизации.

Единицей и категорией анализа данного вопроса выступает понятие взаимодействия. Связано это с тем, что взаимодействие включает в себя такие значимые понятия, как элемент, структура, цель, информация, энергия, а исходные категории диалектики, такие как бытие (существование), тождество и различие, движение и покой. Согласно современным космогоническим представлениям, в начала существования мира качественное многообразие отсутствовало и единственной формой качества выступало взаимодействие как проявление энергии. Физика рассматривает вещество как “запертую” энергию, так как оно возникает и исчезает, но всегда остается энергия. Иными словами, идея взаимодействия элементов является исходной и во всех концепциях самоорганизующихся систем, т.е. в синергетике.

Возникает вопрос, что лежит в основе взаимодействия? Диалектика говорит о противоречии взаимодействующих сторон. Движение, взаимодействие, выступает формой существования материи. В этом философском обобщении заключен глубочайший смысл диалектического противоречия – чтобы сохраняться, нужно изменяться. Сохранение имплицитно содержит в себе изменение, а изменение означает и сохранение. Синтез этих противоположностей в диалектике находит отражение в понятии развития. Так диалектика доказывает неизбежность развития материи. Этот абсолютный диалектический принцип и составляет субстанциональную основу всеобщего закона взаимодействия.

В данной концепции самоорганизации субстанциональнойь основой взаимодействия элементов системы является системообразующий фактор, определение которого позволит объяснить организацию систем, взаимосвязь между ее структурными уровнями, механизмы и логику развития. Понятие системы отражает форму организации существования материи. Следовательно, само существование материи и мира является системообразущим фактором, их субстанцией. В синергетике аналогом системообразующего фактора выступает определенная область устойчивого состояния самоорганизующейся системы, называемой аттрактором. Так, Е.Н. Князева и С.П. Курдюмов [8] отмечают, что они под аттракторами понимают реальные структуры в пространстве и времени, на которые выходят процессы самоорганизации в открытых нелинейных средах. Структуры аттракторов выглядят как цели эволюции. Для формулировки физического смысла системообразующего фактора необходимо обратиться к принципу наименьшего действия, экономии энергии, сформулированному Лейбницем и де Мопертюи в физике, а в химии – Ле Шателье, который, по сути, является отражением диалектики взаимодействия двух фундаментальных законов мира – закона сохранения энергии (1-й закон термодинамики) и закона возрастания энтропии (2-й закон термодинамики). Таким образом, системообразующим фактором самоорганизующейся системы является ее стремление к устойчивости, самосохранению, физический смысл которых составляют организация и взаимодействие между ее элементами в соответствии с принципом наименьшего действия, или экономии энергии. Получается, что всеобщий диалектический принцип стремления к разрешению противоречия получает естественнонаучную конкретизацию во всеобщем принципе наименьшего действия. Ведь противоречие между элементами системы выводит ее из состояния равновесия, возбуждает, и ее функционирование происходит с дополнительными затратами энергии, что противоречит системообразующему фактору, принципу экономии энергии, и поэтому система стремится вернуться к состоянию максимальной устойчивости. Следовательно, в этом исходном пункте взаимодействия и источника развития системы диалектика и синергетика имеют единое основание.

Можно сделать несколько выводов о том, что объектом диалектики и синергетики является весь мир во всех его проявлениях; предметом диалектики служат всеобщие законы мироздания так же, как предметом синергетики – законы самоорганизации мира; диалектика и синергетика рассматривают мир как единое целое, как самоорганизующуюся систему.

Современная физическая теория доказала, что любое взаимодействие сил осуществляется путем обмена частицами, т.е. одни частицы, взаимодействуя с другими, обмениваются третьими частицами. На этом основано физическое единство материи.

Таким образом, на границе любого взаимодействия должны возникать структуры, облегчающие это взаимодействие, а эволюция этого взаимодействия и заключается в развитии данных катализаторов, посредников. Яркими примерами этого могут быть возникновение живого на границе взаимодействия планеты Земля и Космоса, появление техники, как посредника во взаимодействии человека и природы, второй сигнальной системы в психике человека, которая также служит посредником взаимоотношений между людьми.

Следовательно, и в понятии посредника, катализатора, границы мы имеем тождественность смысла диалектического понятия, синтез противоположностей с физическим законом наименьшего действия. Отсюда и тождественность структуры диалектической триады со структурой любой самоорганизующейся системы. В этом проявляется и структурно-функциональное единство мира как самоорганизующейся системы, конкретизируется диалектический принцип единства в многообразии, субстанциональная организация материи.

При взаимодействии двух элементов системы с помощью третьего (катализатора) имеет место и диалектическое проявление второго закона термодинамики – чтобы высвободить большее количество энергии, необходимо часть энергии связать, сконцентрировать в определенную структуру – катализатор. При этом происходит общее снижение термодинамического потенциала системы из трех элементов за счет рассеивания части энергии при частичном разрушении двух взаимодействующих элементов, и это разрушение будет тем большим, чем больше будет развитие, упорядочивание третьего элемента-катализатора.

В развиваемой нами концепции самоорганизации роль посредника, катализатора, диалектического синтеза выполняет ядерный элемент системы. Это понятие отражает структурную и функциональную особенности определенной части самоорганизующейся системы (как правило, центральной). Ядро имеют самые различные системы – элементарная частица, атом, молекула, живая клетка, организм в целом, плоды растений, общество, наука, биосфера, Галактика, Вселенная. Можно сказать, что ядро – обязательный атрибут всякой самоорганизующейся системы.

Ядро системы есть синтез противоположностей – целого и его частей – и содержит в себе, как всякий синтез, общее этих противоположностей. С одной стороны, ядро всей системы, как ее центральный компонент, имеет общую основу с каждым отдельным элементом системы, так как он потенциально тождествен с ядрами этих элементов, в которых содержится актуально только часть информации о всей системе. С другой стороны, ядро системы отражает не только отдельные ее элементы, но и всю систему в целом, существенные особенности ее организации и развития. Поэтому ядро всей системы богаче отдельных ее элементов. Следовательно, ядро самоорганизующейся системы является структурным отражением и естественнонаучной конкретизацией диалектического синтеза части и целого.

Важным методологическим аспектом проблемы соотношения диалектики и синергетики является вопрос об онтологическом статусе получаемых знаний. Всеобщие законы природы, будучи осознанными человеком, выступают и как законы мышления, логические законы, что и проявляется в тождественности их структуры (диалектическая триада) структуре естественных самоорганизующихся систем. Так, сферность мышления есть выражение системной сущности природы

Сущность целого, его субстанция в самоорганизующихся системах опредмечиваются, материализуются в его ядре, и поэтому оно потенциально равно всему целому. Ядро системы выступает организационной, структурной формой проявления субстанции систем.

Особенности сфероцентрической модели – максимальные экономность и устойчивость – делают ее универсальной формой существования естественных систем и столь привлекательной для человеческого разума, как высшего уровня развития этих систем.

Таким образом, сферическая модель является моделью максимально упорядоченной системы. Это модель диалектического принципа монизма, как единства в многообразии, а поэтому она в максимальной степени отвечает и экономии мышления.

Механизм развития в диалектике отражен в законе перехода количества в качество и законе отрицания отрицания. В синергетике переход количества в качество конкретизируется в законе фазового перехода при достижении системой состояния наименьшей устойчивости – точки бифуркации. В этой точке противоречие между стремлением системы к максимальной устойчивости и нарушающим эту устойчивость воздействием внешней среды достигает своего пика. Достигнув этого состояния, система переходит в качественно новое состояние устойчивости. Точка бифуркации – это точка концентрации и перехода диалектических противоречий, демонстрации эффективности диалектики. В точке бифуркации встречаются случайность и закономерность, имеет место их взаимопревращение. Случайные изменения в самой системе или во внешней среде переводят систему в новое качественное состояние, где случайность уступает место закономерности.

Ядро любой самоорганизующейся системы состоит из двух ветвей. Первая ветвь ядра возникает как способ разрешения противоречия между элементами системы, она есть их диалектический синтез. Однако дальнейшее развитие системы, ее рост приводит к следующему противоречию, уже между первой ветвью ядра и остальными элементами. Так синтез на следующей фазе развития превращается в свою противоположность – новый тезис. Возникшее противоречие разрешается в новом синтезе – образовании второй ветви ядра системы. Вторая ветвь является взаимосвязанной с первой и выступает посредником во взаимодействии первой ветви с остальными элементами системы, она есть их диалектический синтез, включающий особенности обеих сторон. Поэтому вторая ветвь ядра в процессе своего развития постепенно начинает занимать доминирующее положение по сравнению с первой. И в случае объединения с другой системой, т.е. при образовании укрупненной эволюционирующей единицы, это объединение происходит именно на базе второй ветви ядра. Начинает развиваться новая диалектическая триада, в которой вторая ветвь, как синтез, превращается, переходит в свою противоположность – в новый тезис. Образование второй ветви в ядре системы является признаком ее зрелости, целостности, законченности. Следовательно, на пути к зрелости, целостности, гармоничности самоорганизующаяся система проходит два этапа диалектического синтеза.

Таким образом, синергетика является конкретизацией диалектики и возникла как вторая ветвь в ядре научного познания. Синергетика взаимосвязана с диалектикой и выступает посредником между всеобщими диалектическими законами и конкретно-научным знанием. Это находит отражение в объединении традиционных категорий диалектики и синергетических понятий (таких, например, как “материя–система”, “целое–система”, “часть–элемент”, “форма–структура”, “содержание–функция”, “разнообразие–информация”, “возможность–вероятность” и др. Субстанциональное понятие, объединяющее диалектику и синергетику, есть понятие энергии. Синергетические понятия позволяют осуществлять не только качественный, но и количественный переход от философских категорий к конкретно-научным. Диалектика и синергетика имеют как общее начало – понятие числа, так и общий предел – синергетика в своем предельном развитии приходит к тем же философским проблемам начала и предела развития мира и диалектическим способам их решения.
§1. Синергетическая концепция самоорганизации

«Сложные системы имеют очень много степеней свободы. Однако все устроено так, что в процессе эволюции выделяется несколько главных, к которым подстраиваются все остальные. Эти главные степени свободы называют параметрами порядка. Самые простые примеры самоорганизации, в которых удалось разобраться лучше, чем в остальных, дают некоторые системы из физики, химии, биологии. События в них развиваются не только во времени, но и в пространстве. Всех их роднит одна черта: во всех этих случаях средние величины ведут себя вполне детерминированным образом. Хаос на микроуровне может приводить к упорядоченности на макроуровне».[7]

Буданов утверждает: «Одна из центральных идей синергетики - идея параметров порядка. Эти параметры определяются в ходе самоорганизации и далее сами начинают определять динамику всех степеней свободы». [5]

Объектами исследования синергетической концепции самоорганизации являются открытые системы, находящиеся в неравновесном состоянии и характеризующиеся обменом вещества и энергии между системами и их окружением. Среда, в которую погружена система, является субстратом системы. Исследуемые объекты, входящие в состав среды, то есть составляющие ее совокупность, находятся в динамике и взаимодействии между собой. Данное взаимодействие характеризуется как близкодействие, иначе говоря – контактное взаимодействие. Среды объектов могут быть различными, будь то физическая, химическая или биологическая, а также более низкого уровня – газоподобная, сплошная или однородная. Связано это с тем, что в составе системы осуществляется дальнодействие – полевое и опосредованное взаимодействие.

Необходимо различать процессы организации и самоорганизации. Общий признак для тех и других – это возрастание порядка вследствие течения процессов, противоположных установлению термодинамического равновесия, независимо от взаимодействующих элементов среды. В отличие от самоорганизации, организация может характеризоваться образованием однородных стабильных статистических структур. Рузультатом же самоорганизации становится появление, взаимодействие и даже взаимосодействие (кооперация), рагенерация объектов динамики (подсистем) более сложных, чем объекты среды, из которых они возникли. Таким образом, система и ее объекты становятся динамическими образованиями. Направленность порцессов самоорганизации обуславливается взаимодействием со средой, в которой находится система, и внутренними индивидуальными свойствами объектов и их совместным проявлением. Нужно отметить, что поведение объектов и системы в целом не является строго детерминированным, а объясняется спонтанностью. Процессы противоположного самоорганизации характера также имеют место быть в среде и в некоторых фазах жизни системы могут преобладать над ее прогрессом. Но, несмотря на это, система может быть вполне устойчивой и сохранять тенденции развития или же регресса. Дело в том, что в основе процесса самоорганизации может лежать возникший ранее (вследствие организации) процесс преобразования или распада структуры. Данные аспекты являются не исчерпывающими, но необходимыми к принятию во внимание при создании самоорганизующейся системы. При соотнесении синергетики и понятий самоорганизации непременно следует отметить, идеи, в них заложенные, во многом схожи, но, тем не менее, они, имеют и некоторые расхождения. Следовательно, синергетическая концепция должна рассматриваться в области пересечения понятий самой синергетики и самоорганизации.

Ядро любой самоорганизующейся системы является носителем потенциально всей информации о системе, как, например, в половой клетке содержится почти вся информация о фенотипе. Также, ядра элементов системы потенциально равны ядру всей системы. Через ядро осуществляется рефлексия системы. Рефлексия является существенным свойством любой самоорганизующейся системы, составляет основу целостности системы и механизма ее функционирования, развития и возникает в момент образования ядра системы. В науке она возникла в Новое время (когда ядро науки – философия – окончательно оформилось) и прошла несколько стадий своего развития: онтологизм, гносеологизм и методологизм .