Синергетика: становление нелинейного мышления

Добронравова И.С.

ВВЕДЕНИЕ

Человеческая деятельность стала оказывать необрати­мое воздействие на природу значительно раньше, чем че­ловек начал об этом догадываться. Сейчас, когда глобаль­ны сами масштабы этой деятельности, необходимость при­ведения процесса освоения природы в гармоничное соответствие с законами ее функционирования становится условием существования человечества.

К счастью, развитие современной науки создав адек­ватные средства решения глобальных проблем, в том чис­ле задач возведения предметного мира, создаваемого че­ловеком, на уровень саморегуляции, характерный для жи­вых систем. Только в 80-е годы наука приблизилась к открытию законов, действие которых обеспечивает це­лостность развивающихся природных систем. Об этом сви­детельствует создание синергетических теорий самоорга­низации сложных систем, а также единых теорий фунда­ментальных физических взаимодействий Синергетика появляется как научное направление, изучающее единую сущность самых разных явлений, рассматриваемых как процесс перехода от неупорядоченности к порядку. Это излучение лазера и морфогенез гидры, автоволновые про­цессы в химических реакциях и биение человеческого сердца, распространение информации в научном сообщест­ве и поведение плазмы в определенных температурных ре­жимах. Даже в космологических моделях, основанных на единых теориях фундаментальных физических взаимо­действий, осуществляется синергетический подход к опи­санию начальных этапов становления нашей Вселенной. Здесь повсюду имеет место согласованное кооперативное движение элементов среды (атомов, молекул, живых кле­ток и пр.), т. е. возникают устойчивые структуры. Послед­ние являются открытыми и достаточно активно обмени­ваются энергией и веществом со сре-

дой. При этом в них понижается энтропия за счет повышения энтропии в среде. Синергетика, математически описывая необратимые качественные изменения, обеспечивающие переход от про­стого к сложному, оказывается теоретическим описанием развивающихся систем Изучение их имеет огромное зна­чение, потому что большинство интересующих нас сис­тем — и мы сами, и города, в которых мы живем, и, нако­нец, наша планета — относится именно к такому типу

Возможности практического применения достижений синергетики огромны и еще не до конца исследованы На­пример, в ведении синергетики находится вся область ко­герентных процессов, использование которых позволило создать голографию, лазерную технику, безлинзовую и волоконную оптику Синергетический подход к человече­скому организму как развивающейся целостной системе уже сейчас теоретически обеспечивает первые шаги биоре­зонансной диагностики и терапии.

Однако новый подход требует пересмотра привычных для классической и даже современной науки методологи­ческих установок, сложившихся при изучении равновесных изолированных систем. Так, автоволны как бы «забыва­ют» начальные условия своего возникновения. В этом их отличие от механических систем, жестко зависящих от на­чальных условий движения. В то же время само возник­новение этих устойчивых структур основано на неравно­весности и является закреплением случайного отклонения от равновесия, что поддерживается какими-либо фактора­ми: внутренними (химическая реакция, диффузия) или внешними (поток энергии). Регресс нереализовавшихся воз­можностей при выборе системой одного из путей в точке их разветвления демонстрирует как наличие необратимо­сти качественных изменений, так и связанную с ними диа­лектику прогресса и регресса, возможного и действительно­го в развитии системы.

Переход точного естествознания к исследованию отк­рытых развивающихся систем, складывающихся как орга­ническое целое, выдвигает потребность диалектического понимания категорий возможного и действительного, не­обходимого и случайного, части и целого. Ведь становле­ние самоорганизующейся целостности задает способ пове­дения ее частей Так, при образовании цунами рельеф морского дна на протяжении многих километров опреде­ляет сохраняющуюся форму волны, т. е. движение всех капель воды, входящих в эту гигантскую волну — солитон, движущуюся как одно целое Для физики и химии прева­лирование целого по отношению к частям ново и требует существенного дополнения типичных норм объяснения,

ориентированных на выведение всех свойств целого из свойств его частей и их взаимодействия.

Диалектическое соотношение категорий целого и части является существенным моментом и в единых теориях фундаментальных физических взаимодействий. Здесь ти­пы симметрии, характерные для становящейся Вселенной как целого, и способ их нарушения определяют фундамен­тальные законы существования всех видов элементарных частиц.

Исследование самоорганизующихся целостных систем ведет к пересмотра норм объяснения в конкретных нау­ках, к качественным изменениям в научной картине мира. Подобные сдвиги в научном познании рассматриваются в методологии науки как революционные Научные револю­ции с необходимостью требуют философского осмысления как новых познавательных результатов, так и меняющих­ся методологических установок деятельности ученых

Следует подчеркнуть, что происходящие в научном познании революционные изменения затрагивают и инте­ресы общественного развития, причем не только в силу стимулирующего влияния научного знания на технический прогресс. Не меньшее значение, на наш взгляд, имеют трансформация стиля научного мышления и связанный с ней пересмотр ряда стандартов научного объяснения, ок­руженных ранее ореолом эталонов точности. Респекта­бельность таких стандартов, представленных в обыденном сознании как научные, может продолжать влиять на дея­тельность людей с силой предрассудка даже тогда, когда наука уже обнаружила их ограниченность. Так, авторитет классической механики как образца научности продолжа­ет сохраняться на уровне методологического сознания, хо­тя в физических теориях пределы применимости механики давно обнаружены. Тем не менее представления о незыб­лемости научных законов, о неограниченности их линей­ной экстраполяции в пространстве и во времени сохраня­ют статус признаков научности. Между тем их неявным основанием является концепция лапласовского детерми­низма, применимая благодаря линейности математических уравнений, что связано с идеализирующими допущениями о неизменности исследуемых объектов и условий их су­ществования. Связь между такими идеализирующими до­пущениями и методологическими принципами становится очевидна лишь в свете дальнейшего развития науки, но ее осознание требует дополнительных методологических уси­лий.

Идеал лапласовского детерминизма вдохновлял твор­цов теорий скрытых параметров десятилетия после созда­ния квантовой механики и разработки концепции вероят­ностной причинности вплоть до осуществленного в самое последнее время экспериментального доказательства пол­ноты квантовой механики. Однако представление об об­ратимости во времени законов физики, органично связан­ное с пониманием причинной связи как однозначной, про­должает оставаться символом фундаментальности в ме­тодологическом сознании подавляющего большинства фи­зиков и сейчас. То обстоятельство, что необратимость, вы­ражаемая законами статистической физики, при таком подходе теряет объективные основания, т. е. случайность должна трактоваться субъективистски — как результат недостаточного знания, осознается далеко не всегда.

А пока физики решают вопрос о том, что более фунда­ментально: микроскопический подход, связанный с обра­тимыми динамическими законами, или макроскопический, связанный с необратимостью, выражаемой статистически­ми законами, люди действия продолжают ассоциировать научность с устаревшими методологическими стандартами. Понятно, что применение стандартов, выработанных для освоения стабильных систем, находящихся в равновесных условиях и подчиняющихся линейным законам, к самораз­вивающимся системам, находящимся в очень неравновес­ных условиях и управляемым нелинейными закономерно­стями, не может привести к успеху. На счету линейного, метафизического мышления — аварии на крупных химиче­ских производствах, экологические катастрофы, просчеты в экономике и социальной политике.

Мы далеки от мысли связывать все трудности нашей истории и современности лишь с издержками в методоло­гическом понимании сущности научных законов. Однако сбрасывать со счетов по сути своей позитивистское пред­ставление о законах науки, на которое опирался полити­ческий централизм в своих технократических тенденциях, нельзя.

Методологическое осмысление развивающегося естест­вознания необходимо и имеет важное значение для разви­тия общества. Прежде всего знание природных объектов необходимо как для их успешного преобразования, так и для осознания разумных границ этих преобразований (т. е. для обеспечения как технической стороны деятель­ности, так и объективных оснований ценностных сужде­ний). Кроме того, законы природы как «неорганического тела человека» (К. Маркс) продолжают действовать и в сознательно созданном им предметном мире, и в

стихийно складывающихся социально-природных комплексах. Да и сам человек как представитель живого на Земле не может игнорировать закономерности своего природного сущест­вования.

Как уже было сказано выше, большинство интересую­щих нас объектов — экологические природные и социаль­но-природные комплексы, живые организмы, города, пред­приятия, экономические структуры — являются открыты­ми системами, неравновесными, управляемыми нелиней­ными законами. Они обнаруживают невозможную в обла­сти действия линейных законов способность к самоорга­низации, резонансным образом реагируют на внешние воз­действия, их поведение неоднозначно определяется пред­шествующей историей их эволюции. Необходимость учета всех этих свойств в деятельности человека очевидна. Но такой учет возможен только на основе перестройки мыш­ления. Новое мышление в его, так сказать, техническом применении должно быть нелинейным.

Всеобщими формами мышления, как известно, являют­ся категории. И обобщение конкретных приемов нелиней­ного мышления требует их философского осмысления. Ну а поскольку речь идет о становлении и развитии, логично предположить, что естественнонаучное мышление входит, наконец, в ту сферу своей деятельности, где окажется со­вершенно адекватным применение диалектики.

Таким образом, если нам удастся показать, что в сво­их философских основаниях нелинейное мышление диа­лектично, то, кроме вполне конкретных методологических последствий (о которых будет сказано в заключительной главе), окажется возможным еще один принципиальный вывод. Речь идет о том, что новое политическое мышление (декларируемое как диалектическое) в качестве под­спорья обретет как конкретную диалектику стиль мышле­ния, вырабатываемый в процессе естественнонаучного ос­воения процессов самоорганизации,— нелинейное мышле­ние. А если учесть, что и общественная жизнь в опреде­ленных своих аспектах поддается синергетическому опи­санию (так, описано формирование общественного мнения, распространение научной информации, смоделированы не­которые экономические процессы), то практическое зна­чение знания общих законов самоорганизации следует оценить еще выше.

Интересно заметить, что мысль о необходимости де­мократизации хозяйственной и политической жизни пол­ностью соответствует концепции самоорганизации, рас-

крывающей объективные возможности и условия самопро­извольного формирования и самовоспроизведения устой­чивых сложных структур.

Как видим, и сами теории самоорганизации, и их фи­лософское осмысление выходят далеко за рамки академи­ческого интереса.

Итак, научный и социальный пафос данного исследо­вания обозначен. Конкретные же задачи, которые ставит перед собой автор, таковы:

1) рассмотреть ход революционных изменений в сов­ременном точном естествознании как становление новых исследовательских программ;

2) показать, что это программы теоретического освое­ния процессов становления (самоорганизации) сложных материальных систем, в чем и кроется их принципиальная новизна;

3) исследовать соответствующее расширение фило­софских оснований естественнонаучного знания, в частно­сти категориальных форм его осмысления;

4) выявить методологические следствия происходящей революции в естествознании:

— изменение методологических принципов физики;

— изменение отношений между науками в связи со становлением физики живого;

— перспективы создания единой естественнонаучной картины мира.

Основное средство методологического анализа и фи­лософского осмысления — интертеоретический анализ раз­вивающегося знания, т. е. комплексное рассмотрение сис­темы теорий в связи с научной картиной мира и системой методологических принципов в соответствующем фило­софском и социокультурном контексте.

ГЛАВА ПЕРВАЯ