И стратегия современного научного поиска.

Как отмечалось выше, одной из особенностей развития наук на современном этапе является тенден­ция к их интеграции, то есть объединению методов разных наук и установлению их общих закономерностей. Это проявляется в том, что достаточно часто возникают и решаются задачи, охватывающие весьма далекие друг от друга области зна­ния. При этом рождаются общие понятия, терминология, методы.

Идея структурного единства мира, выражающегося в разной степени подобия различных классов явлений, зародившись еще в рамках античного космизма и получив первое научное осмысление в механистическом мировоззрении XVII-XVIII вв., овладевает современным научным мыш­лением не меньше, чем идея единой физической картины мира. Попытки универсализации научных принципов, отвлечения от разнооб­разия конкретных форм, отыскания ядра единой научной картины мира пред­принимались еще в конце XIX – начале XX вв. Так, в 1906 году русский кристаллограф Е.С. Федоров попытался распространить дей­ствие принципа Ле-Шателье[5] не только на физико-химические, но и на биоло­гические, психические и социальные процессы. При этом физическая химия, как в свое время философия, выступила в роли интеграто­ра и организатора всех наук.

Однако ближе всех подошел к реализации идеи построения науки об общих принципах организации систем наш соотечественник – врач по образованию, экономист и философ по призванию А.А. Богданов (Малиновский). Он разработал учение, названное им тектологией, которую характеризовал как «все­общую организационную науку». Исходным пунктом новой науки положение, что структурные отношения могут быть обобщены до такой же степени формаль­ной чистоты схем, как в математике отношения величин, и на такой основе организационные задачи могут решаться способами, аналогичными математи­ческим.

Богданов отмечал два наиболее общих организационных механиз­ма: а) формирующий совокупности и комплексы объектов; б) регулирующий их. При этом некоторым терминам из биологии он придавал универсальный смысл. Открытые им механизмы во многом объясняли пути образования интегративных (системных) качеств и параметрических свойств.

Первоэлементом структуры Богданов считал связь –организаци­онную интерпретацию взаимодействия материальных объектов, то есть форму их обнаружения. Порядок, считал он, начинается с объединения объек­тов и с необходимостью следует за организационным кризисом – ростом энтропии и хаоса, в которых действует элемент порядка – отбор. При этом в стро­гом соответствии с требованием закона сохранения энергии потери всегда превышают усвоение материала среды.

Среда, вторгаясь в систему, вызывает ее мутацию, повышая уровень энт­ропии, но порядок вновь восстанавливается уже на новом уровне за счет внутренней пере­стройки системы. Организационные резервы системы безграничны, в отличие от вещественных и энергетических, пополняемых из внешней среды, а потому безграничны возможности совершенствования системы. Но среда отпечатыва­ет на системе все свои структурные действия. Они же тесно связаны с энергией, а через нее – с веществом. Поэтому обмен веществ включает в себя и обмен организацией.

Движущей силой прогресса Богданов считал противоречия между однородностью и неоднородностью, устойчивостью и неустойчивостью, равновесием и не­равновесностью. В прогрессивном отборе к старым противо­речиям добавляются новые, и это является прологом нарушения устойчивости системы. Прогрессу благоприятствует постоянство изменений, или «устойчивая неустой­чивость».

В единстве положительного и отрицательного отбора осуществляется динамика структурного развития. Первый усложняет формы, увеличивает раз­нородность бытия и диапазон выбора, доставляя строительный материал для возрастающей организации; второй – упрощает этот материал, устраняя из него все непрочное, неустойчивое, вносит в связи однородность, согласован­ность, порядок, то есть производит систематизацию. Взаимно дополняя друг друга, оба процесса стихийно организуют мир.

Сформулированный А.А. Богдановым закон сохранения организации, вытекал из логики мирового развития, подтверждался всем опытом развития природы и общества.

Богданов также одним из первых предпринял попытку системного подхо­да к анализу взаимоотношений части и целого. Суммарная структурная устой­чивость системы, полагал он, есть результат частичных устойчивостей, причем мерилом здесь выступает самое неустойчивое звено: вся цепь никогда не может быть крепче своего самого слабого звена. Когда система рассогласована, вывести из строя ее можно минимальным усилием. Это – закон минимума: устойчивость целого зависит от наименьших относительных сопротивлений всех его частей во всякий момент. Этот закон известен в механике как принцип наи­меньшего действия, в биологии как закон выживания, в агрохимии как форму­ла урожайности, в кибернетике как теория «вето».

В организационных отношениях важную роль играет среда, которая может изменять систему или консервировать ее. Причем, чем более изменчива среда, тем менее устойчива система. И напротив, чем среда консервативнее, тем система устойчивее. При этом структура ее как бы повторяет колебания среды, отзываясь на них.

Чем значительнее изменчивость основы отбора, тем выше разнородность элементов, богаче выбор их комбинаций. Разнородность элементов при этом не есть дезорганизованность, не есть отрицание общего. Она всегда означает усиление сложности внутренних отношений системы, понимание ее устойчивости как необходимое условие выживаемости в окружающей среде. Это происходит до известного предела, за которым начинается преобладание неустойчивости, разнородности, постепенно перевешивающее порядок. Систе­ма становится неустойчивой. Сумма ее активностей и сопротивлений среде понижается, разнородность переходит в дезорганизованность. При этом часть элементов утрачивается, а на их месте образуются или приобретаются из внешней среды новые. Таким образом, делает вывод Богданов, без разрушения нет созидания, это две стороны взаи­модействия системы со средой.

Для многих ученых того времени идеи Богданова казались неприемлемыми именно в силу их высокого уровня абстракции, поэтому они вели против тектологии явную и скрытую борьбу.

А в 1940-е годы известный австрийский биолог Людвиг фон Берталанфи опубликовал книгу «Общая теория систем», в которую вошли и основные поло­жения богдановской тектологии, хотя и без ссылок на ее автора, что даже вызвало в 1978 году недоумение ряда ученых. Дальнейшее развитие идей Богданова и Берталанфи привели к появлению в 70-х годах ХХ века синергетики, которая в наши дни приобрела большое влияние на все науки, в том числе технические и социальные.

Синергетика (греч. synergeia - совместный, согласованно действующий) – это направле­ние меж­дисциплинарных исследований, объектом кото­рых являются процессы саморазвития и самоорганизации воткрытых системах любой природы.

Синергетика, создателями которой считаются Герман Хакен и Илья Пригожин, занимается изучением систем, состоящих из многих подсистем, и ставит задачу выяснить, каким образом взаимодействие этих подсистем приводит к возникновению пространственных, временных или пространственно-временных структур в макроскопических масштабах. В частности, синергетика сосредотачивает внимание на тех ситуациях, когда структуры возникают в результате самоорганизации, и выясняет, какие общие принципы управляют процессами самоорганизации безотносительно к природе подсистем. Хакен, предложивший называть новую теорию синергетикой, вкладывал в этот термин два значения: во-первых, в ней исследуется совместное действие многих подсистем (преимущественно одинаковых или нескольких различных видов), в результате которого, на макроскопическом уровне, возникает структура и соответствующее функционирование. Во-вторых, для нахождения общих принципов, управляющих самоорганизующимися системами, необходимо кооперирование (согласование) многих различных дисциплин»[6].

В синергетике было выяв­лено, что материя даже на своем неорганическом уровне способна при определенных условиях к самоорга­низации, а также открыт механизм возникновения порядка из хаоса. Это открытие было революционным, ибо прежде наука признавала эволюцию только всторону увели­чения энт­ропии системы, т. е. увеличения дезорганиза­ции, хаоса.

Синергетика обнаружила, что система в сво­ем развитии проходит через точки бифуркации (состояния неустойчивости) и в эти моменты она имеет веерный на­бор возможностей выбора направления дальнейшего раз­вития. Реализоваться этот выбор может путем небольших случайных воздействий, которые являются своеобразным «толчком» для системы в планефор­мировании новых устойчивых структур. Если принять во внимание этот факт, то стано­вится очевидным, что взаимодействие человека с такого рода системами требует повышенной ответственности, так как человеческое действие и может стать тем «небольшим случайным воздействием», которое видоизменит про­странство воз­можных состояний системы. Человек стано­вится причастным к выбору системой некоторого из возможных путей ее развития. А так как сам выбор не обратим, а возможный путь развития системы не может быть про­считан с большой достоверностью, то проблема ответ­ственности человека за вмешательство в про­цесс са­моразвития сложных систем становится очевидной.

Синергетика сосредотачивает внимание не на состо­яниях гомеостаза – состояниях, достаточно изученных кибернети­кой и теорий управления (это проблема поддержания системы в заданном режиме), а на кризисных, нестабильных состояниях. Дело в том, что любой эволюционный процесс выражен чередой смен «оппозиционных качеств» – условных состояний порядка и хаоса в системе, которые соединены фазами перехода к хаосу (гибели структуры) и выхода из хаоса (самоорганизации). Из этих четырех стадий лишь одну стабильную мы относим к бытию, гомеостазу системы. Зачастую эта стадия является наиболее протяженной по времени, остальные три так или иначе связаны с хаосом и относятся к становлению или кризису.

В отличие от традиционных областей науки синергетику интересуют общие закономерности эволюции систем любой природы. Отрешаясь от специфической природы систем, синергетика обретает способность описывать их эволюцию на интернациональном языке, устанавливая своего рода изоморфизм двух явлений, изучаемых специфическими средствами двух различных наук, но имеющих общую модель или, точнее, приводимых к общей модели. Обнаружение единства модели позволяет синергетике делать достояние одной области науки доступным пониманию представителей совсем другой, быть может, весьма далекой от нее области науки и переносить результаты одной науки на, казалось бы, чужеродную почву.

Нужно сказать, что изучением систем, состоящих из большого числа частей, взаимодействующих между собой тем или иным способом, занимались и продолжают заниматься многие науки. Одни из них предпочитают подразделять систему на части, чтобы затем, изучая разъятые детали, пытаться строить более или менее правдоподобные гипотезы о структуре или функционировании системы как целого. Другие изучают систему как единое целое, предавая забвению тонко настроенное взаимодействие частей. Оба подхода обладают как своими преимуществами, так и недостатками.

Синергетика наводит мост через брешь, разделяющую первый, редукционистский, подход от второго, холистического. К тому же в синергетике, своего рода соединительном звене между этими двумя экстремистскими подходами, рассмотрение происходит на промежуточном, мезоскопическом уровне, и макроскопические проявления процессов, происходящих на микроскопическом уровне, возникают «сами собой», вследствие самоорганизации, без руководящей и направляющей «руки», действующей извне системы.

Для изучения и описания саморазвивающихся систем с вариабельным поведением не пригодны статиче­ские идеальные модели. Требуется строить сценарии, включая в них точки бифуркации и возможные пути развития си­стем. Это привело к существенной перестройке норми идеаловисследования. Так, осуществить построение идеальной модели уже невозможно без использования компьютерных про­грамм, которые позволяют вводить большое число переменных и цель исторической реконструкции изучае­мого объекта.

Рассмотрим пример. Допустим, объектом научного ис­следования является биосфера – природный сложный комплекс, в который включен в качестве компонента и че­ловек. Последний в процессе своей произ­водственной де­ятельности взаимодействует с биосферой и влияет на ее структуры. Чтобы узнать вредные по­следствия этого вли­яния с целью выработки запретов и ограничений на не­которые виды человеческой произ­водственной деятельно­сти, следует построить идеальную модель с огромным числом параметров и перемен­ных. Для обнаружения из­менений в биосфере потребуется изучение изменений, происходящих под воздейст­вием промышленности в по­пуляциях и биоценозах. Следова­тельно, надо задействовать пара­метры, связанные с состоянием рек, озер, морей, океанов, лесов, гор, атмо­сферы и т.д.. Очевидно, что классическая идеальная модель не в состоянии связать в целое все это ог­ромное число переменных параметров и здесь не обойтись без особого математического экспери­мента на ЭВМ, без специальных компьютерных программ и т.д.