Синергетика – теория самоорганизации

по курсуконцепций
современногоестествознания
Тема: «Синергетика– теория самоорганизации»

План :
 
1. Введение……………………………………………………..….…..…...2
2. Основная часть.
2.1 Ключевые положениясинергетики…………………………………...5
2.2 Синергетика исинергетики…………………………………………..14
2.3 Пути формированиясинергетики……………………………………16
3.Заключение…………………………………………………….………20
Словарь терминов………………………………………………….……22
Библиографическийсписок……………………………………….…...24

Введение
 
Синергетика – современная теориясамоорганизующихся систем, основанная на принципах целостности мира, общностизакономерностей развития всех уровней материальной и духовной организации;нелинейности (многовариантности, альтернативности) и необратимости, глубиннойвзаимосвязи хаоса и порядка, случайности и необходимости.
Почему целое можетобладать свойствами, которыми не обладает ни одна из его частей? В чем человеквидит сложность окружающего его мира? Почему, зная фундаментальные физическиезаконы, мы не можем предсказывать поведение простейших биологических объектов?Как согласовать следующую из классической термодинамики тенденцию кустановлению равновесия с переходом от простого к сложному, от низшего квысшему, который мы видим в ходе биологической эволюции?
Перечисленные вопросы ещесовсем недавно можно было бы смело назвать общефилософскими и отнести к тойнауке, которые представляет собой учение об общих принципах пребывания человекав мире, взаимодействия человека с миром и его преобразования – а наукой этойявляется философия.
И, на самом деле, неболее как полтора десятилетия назад эти вопросы специалисты относили ккомпетенции философии. Сейчас же они встают в конкретном контексте физических,химических, биологических задач. В их решении все больше помогает теориясамоорганизации, или синергетика (от греческого synergeia – совместное действие).
Почему, однако,общефилософские вопросы вдруг стали предметом рассмотрения теории синергетики ипочему в этом возникла необходимость?
Что стало причинойвозникновения науки самоорганизации, какие причины привели к возникновению этойнауки, чем отличается взгляд на мир этой науки от представлений, выработанныхраньше? Попробуем ответить на эти вопросы.
Очевидно, что системы,существующие в природе, безусловно, не похожи на те, которые созданы человекоми существенно отличаются от них.
 Для систем, существующихв естественной природной среде, характерны устойчивость относительно внешнихвоздействий, возможность к самоусложнению, развитию, росту, самообновляемость исогласованность всех составных частей. Для систем же, являющихся творением рукчеловеческих, свойственны такие черты, как резкое ухудшение функционированиядаже при сравнительно небольшом изменении внешних воздействий или ошибках вуправлении.
При этом сам собойнапрашивается вывод: нужно позаимствовать опыт построения организации,накопленный природой, и использовать его в нашей деятельности. Отсюда вытекаетодна из задач синергетики: выяснение законов построения организации,возникновения упорядоченности. В отличие от кибернетики здесь акцент делаетсяне на процессах управления и обмена информацией, а на принципах построенияорганизации, ее возникновении, развитии и самоусложнении.
          При решениизадач в самых разных областях от физики и химии до экономики и экологии,создание и сохранение организации, формирование упорядоченности является либоцелью деятельности, либо ее важным этапом. Покажем это на следующих примерах.
Первый – задачи,связанные с управляемым термоядерным синтезом. В большинстве проектов самыйважный момент – создание необходимой пространственной илипространственно-временной упорядоченности.
          Другой пример –формирование научных коллективов, где активная творческая работа большинствасотрудников должна сочетаться с возможностью совместно решать крупные задачи.Такой коллектив должен быть устойчив и быстро реагировать на все новое. Каковаже оптимальная организация, позволяющая добиваться этого?
          Данный вопросособенно остро стоит при исследованиях таких глобальных проблем, какэнергетические, экологические и многие другие проблемы, которые требуютпривлечения огромных ресурсов. И здесь нет возможности искать ответ методомпроб и ошибок, а «навязать» системе необходимое поведение очень трудно. Гораздоразумнее действовать, опираясь на знание внутренних свойств системы, законов ееразвития. В такой ситуации значение законов самоорганизации, формированияупорядоченности в биологических, физических и других системах труднопереоценить.
          Еще однойпричиной, обусловившей создание синергетики, является необходимость при решенииряда задач науки и техники анализировать сложные процессы различной природы,используя при этом новые математические методы.
          Классическаяматематическая физика (наука об исследовании математических моделей физики)имело дело с линейными уравнениями. Формально это уравнения, в которыенеизвестные входят только в первой степени. А реально они описывают процессы,идущие одинаково при разных внешних воздействиях. С
увеличением интенсивностивоздействия изменения остаются количественными, новых качеств не возникает.
          Однако ученымвсе чаще приходится иметь дело с явлениями, где более интенсивные внешниевоздействия приводят к качественно новому поведению системы. Здесь нужнынелинейные математические модели. Их анализ – дело гораздо более сложное, нопри решении многих задач он необходим.
Это приводит кформированию широкого фронта исследований нелинейных явлений, к попыткамсоздать общие подходы, применимые ко многим системам. Именно такие подходы иприменяются в  синергетике.
          Целью данногореферата является приведение наиболее точного определения понятия«синергетика», выделение ключевых положений и идей этой теории, изложениеосновных взглядов синергетиков, а также рассмотрение путей формированиясинергетики как науки.

1.  Основнаячасть.
 
1.1.     Ключевыеположения синергетики.
 Вопросо возникновении из простого сложного считается в науке одним из самых сложных.Лишь во второй половине XX в. наука стала осваивать сложные системытеоретически. В этой связи появилась особая наука, синергетика, теориясамоорганизации сложных систем. Слово «синергетика» древнегреческогопроисхождения, в переводе на русский язык означает «сотрудничество, совместноедействие».Каквидно, лингвистический смысл слов разный, но их концептуальный смысл одинаков,так как синергетика – новое направление междисциплинарных исследований,предметом которых являются процессы самоорганизации в открытых системаххимической, биологической, физической, экологической и другой природы.Термин«синергетика» ввел в научный обиход английский физиолог Ч.С. Шеррингтон болееста лет назад. Приоритет в разработке системы понятий, описывающих механизмысамоорганизации, взаимоподобные процессы развития в мире, принадлежит немецкомуфизику Г. Хакену («Синергетика. Иерархия неустойчивостей в самоорганизующихсясистемах и устройствах»), бельгийскому ученому русского происхождения, лауреатуНобелевской премии И. Пригожину («Самоорганизация в неравновесных системах»,«Философия нестабильности» и др.), российским ученым С.П. Курдюмову, М.В.Волькенштейну, Ю.А. Урманцеву и др. Предложенный Г. Хакеном, этот терминакцентирует внимание на согласованности взаимодействия частей при образованииструктуры как единого целого.Рассмотримособенность синергетики как науки. В отличие от большинства новых наук,возникавших, как правило, на стыке двух ранее существовавших и характеризуемыхпроникновением метода одной науки в предмете другой, синергетика возникает,опираясь не на граничные, а на внутренние точки различных наук, с которыми онаимеет ненулевые пересечения: в изучаемых синергетикой системах, режимах исостояниях физик, биолог, химик и математик видят свой материал, и каждый изних, применяя методы своей науки, обогащает общий запас идей и методов даннойнауки.
          Эту особенность синергетики подробноохарактеризовал Хакен: «Данная конференция, как и все предыдущие, показала, чтомежду поведением совершенно различных систем, изучаемых различными науками, существуютпоистине удивительные аналоги. С этой точки зрения данная конференция служитеще одним примером существования новой области науки – Синергетики. Разумеется,Синергетика существует не сама по себе, а связана с другими науками по крайнеймере двояко.
Во-первых, изучаемыеСинергетикой системы относятся к компетенции различных наук. Во-вторых, другиенауки привносят в Синергетику свои идеи»*.
          Итак,синергетика как наука делает первые шаги, и существует сразу не в одном, а внескольких вариантах, отличающихся не только названиями, но и степенью общностии акцентами в интересах.
          Когда Г. Хакенакак одного из основателей синергетики попросили назвать ключевые положениясинергетики, то он перечислил их в следующем порядке:
1.   «Исследуемые системы состоят изнескольких или многих одинаковых или разнородных частей, которые находятся вовзаимодействии друг с другом.
2.   Эти системы являются нелинейными.
3.   При рассмотрении физических,химических и биологических систем речь идет об открытых системах, далеких оттеплового равновесия.
4.   Эти системы подвержены внутренним ивнешним колебаниям.
5.   Системы могут стать нестабильными.
6.   Происходят качественные изменения.
7.   В этих системах обнаруживаютсяэмерджентные (т.е. вновь возникшие) новые качества.
8.   Возникают пространственные,временные, пространственно-временные или функциональные структуры.
9.   Структуры могут быть упорядоченнымиили хаотичными.
10.Во многих случаях возможнаматематизация»**.
* Chaos andorder in nature /Ed. by H. Haken. B. etc. 1980.
**  Интервью с профессором Г. Хакеном // Вопросыфилософии. 2000. № 3.
В приведенных выше десятиположениях Хакену действительно удалось в весьма лаконичной форме выразитьосновное содержание синергетики. Для полноты картины рассмотрим это содержание.
Хакен прежде всего подчеркивает, что части системвзаимодействуют друг с другом. Он выделяет истоки, которые приводят кобразованию новых систем. Обычно рассуждают так: сложное возникает из простого,но ведь это непостижимо. Хаос есть хаос, он никак не может превратиться впорядок. Логика Хакена идет в другом направлении. Основополагающий системныйфактор состоит не в хаотичности, а во взаимодействии, в динамике.
Динамика не чужда даже хаосу. А раз так, то вполневозможно, что в хаосе рождается порядок, упорядоченность. Это действительноимеет место. Многим упорядочение хаоса, его самоорганизация кажется чем-тодиковинным. Им трудно понять, что хаос не лишен динамики, они абсолютизируютхаос, считают его деструктивным началом.
          Важнейшимконцептом синергетики является нелинейность. В синергетике основноевнимание уделяется изучению нелинейных математических уравнений, т.е.уравнений, содержащих искомые величины в степенях, не равных 1, иликоэффициенты, зависящие от среды. Линейность абсолютизирует поступательность,безальтернативность, торжество постоянства. Нелинейность фиксируетнепостоянство, многообразие, неустойчивость, отход от положений равновесия,случайности, точки ветвления процессов, бифуркации.
Точкой бифуркацииназывают состояние максимальной хаотичности неравновесного процесса (от лат. bifurcus – раздвоенный). Благодаряхаотичности дальнейшее развертывание неравновесного процесса имеет не один путьдвижения, а множество возможных путей из зоны ветвления, то есть из точкибифуркации. Состояние бифуркации можно уподобить положению шарика на выпуклойповерхности, типа сферической, которое является неустойчивым.
Любое влияние можетвывести шарик из неустойчивого состояния, и он начнет скатываться сверху вниз.По какой траектории он будет скатываться из точки бифуркации – угадать точнонельзя. Это – случайный процесс. 
Имея дело с открытыми(имеющими источники и стоки энергии) нелинейными системами, синергетикаутверждает, что мир возникает в результате самопроизвольных исамоорганизующихся механизмов. В их основе лежит единая симметрия форм в живойи неживой природе. Например, спирали Галактики и циклона подобны спиралираковины улитки, рогов животных. Есть общность структуры Вселенной и живойприроды, урбанизации и географического распределения населения и т.п.
Синергетика объясняет,почему образуются именно эти структуры. Она обосновывает положение, согласнокоторому подобные структуры являются структурами эволюционными. Функциональнаяобщность процессов самоорганизации систем, их устойчивость поддерживаетсязаконами ритма (день – ночь, подъем – спад в творческой активности человека, вэкономике и т.п.).
          Случайностьоказывается необходимым элементом мира: порядок (закон) и беспорядок (хаос)включают в себя друг друга. Более того, случайность играет роль творческогоначала в процессе самоорганизации. Чем дальше от состояния равновесия, тембыстрее растет число решений, состояний сложной системы.
Иначе говоря, система всостоянии равновесия «слепа», а в неравновесных условиях она «воспринимает»различия внешнего мира и «учитывает» их в своем функционировании. Срабатываетэффект бумеранга, который ускоряет протекание процессов.
          Доказав конструктивную роль случайности,синергетика явилась в определенном плане рационализацией житейского афоризма:«Незначительные причины всегда ведут к большим следствиям». Паскаль выразил этуидею следующим образом: «Будь нос Клеопатры короче, лик мира был бы иным».
          Синергетика,как правило, имеет дело с открытыми системами, далекими от равновесия.Открытость системы означает наличие в ней источников и стоков, например,вещества, энергии и информации.
Чтобы системаобразовалась, необходим соответствующий динамический источник, который как рази выступает организующим началом. Без подвода вещества и энергии организмывымирают, без подвода газа не горит пламя в газовой горелке; безжизненнойоказывается любая социальная система, обесточенная в информационном отношении.Там, где наступает равновесие, самоорганизация прекращается.
          Самоорганизующиесясистемы подвержены колебаниям. Именно в колебаниях система движется котносительно устойчивым
структурам. Нелинейныеуравнения, как правило, описывают колебательные процессы. Теория колебанийважна не только в радиотехнических, но и в любых других системных процессах.
          Если параметрысистемы достигают критических значений, то система попадает в состояниенеравновесности и неустойчивости. Именно в силу этого происходят качественныеизменения и, следовательно, возникают новые качества, своеобразный режим собострением. Новое возникает быстро. И, как правило, под воздействием легкихбифуркационных возмущений. Как часто ученые, анализирующие генезисбиологических и социальных систем, ведут поиск глобальных факторов, мощных иобъемных. Но вполне возможно, что существенные изменения явились результатоммалых возмущений, которые привели систему в резонансное состояние. Развитиеидет через неустойчивость и часто посредством малых возбуждений.
          Одним из сенсационных открытий былообнаружение Лоренцом* сложного поведения сравнительно простой динамическойсистемы из трех обыкновенных дифференциальных уравнений первого порядка сквадратичными нелинейностями. При определенных значениях параметров траекториясистемы вела себя столь запутанным образом, что внешний наблюдатель мог быпринять ее характеристики за случайные.
          Природа странного аттрактора (от лат.attrahere – притягивать) Лоренца была изучена совместнымиусилиями физиков и математиков. Как и в случае многих других моделейсинергетики, выяснилось, что система Лоренца описывает самые различныефизические ситуации – от тепловой конвекции в атмосфере до взаимодействиябегущей электромагнитной волны с инверсно-заселенной двухуровневой средой,когда частота волны совпадает с частотой перехода**. Из экзотического объектастранный аттрактор Лоренца оказался довольно быстро низведенным до положениязаурядных «нестранных» аттракторов – притягивающих особых точек и предельныхциклов. От него стали уставать: легко ли обнаруживать странные аттракторыбуквально на каждом шагу!
          Однако в запасе у странного аттрактораоказалась еще одна довольно необычная характеристика, оказавшаяся полезной приописании фигур и линий, обойденных некогда вниманием Евклида, — так называемая фрактальнаяразмерность.Нейман Дж. фон. Теория самовоспроизводящихся автоматов. М: Мир,1971. Рабинович М.И. Стохастические автоколебания и турбулентность. — УФК,1978, 125, №1.
Мальдельброт* обратил внимание на то, что довольношироко распространенное мнение о том, будто размерность является внутреннейхарактеристикой тела, поверхности, тела или кривой неверно (в действительности,размерность объекта зависит от наблюдателя, точнее от связи объекта с внешниммиром).
Суть дела нетрудно уяснить из следующего наглядногопримера. Представим себе, что мы рассматриваем клубок ниток. Если расстояние,отделяющее нас от клубка, велико, то клубок мы видим как точку, которая лишенавсякой внутренней структуры, т.е. геометрический объект с евклидовой(интуитивно воспринимаемой) размерностью 0. Приблизив клубок на некотороерасстояние, мы будем видеть его как плоский диск, т.е. как геометрическийобъект размерности 2. Приблизившись к клубку еще на несколько шагов, мы увидимего в виде шарика, но не сможем различить отдельные нити – клубок станетгеометрическим объектом размерности 3. При дальнейшем приближении к клубку мыувидим, что он состоит из нитей, т.е. евклидова размерность клубка станетравной 1. Наконец, если бы разрешающая способность наших глаз позволяла намразличать отдельные атомы, то, проникнув внутрь нити, мы увидели бы отдельные точки– клубок рассыпался бы на атомы, стал геометрическим объектом размерности.
Но если размерность зависит от конкретных условий, тоее можно выбирать по-разному. Математики накопили довольно большой запасразличных определений размерности. Наиболее рациональный выбор определенияразмерности зависит от того, для чего мы хотим использовать это определение.
Мандельброт предложил использовать в качестве меры«нерегулярности» (изрезанности, извилистости и т.п.) определение размерности,предложенное Безиковичем и Хаусфордом. Фракталь — это геометрическийобъект с дробной размерностью Безиковича и Хаусфорда. Странный аттракторЛоренца – один из таких фракталей.
Размерность Безиковича-Хаусфорда всегда не меньшеевклидовой и совпадает с последней для регулярных геометрических объектов (длякривых, поверхностей и тел, изучаемых в современном учебнике евклидовойгеометрии). Разность между размерностью Безиковича-Хаусфорда и евклидовой –«избыток размерности» — может служить мерой отличия геометрических * Mandelbrot B.B. Fractals. SanFrancisco: W.H. Freeman and Co., 1977.образов от регулярных.
О степени упорядоченности или неупорядоченности(«хаотичности») движения можно судить и по тому, насколько равномерно размазанспектр, нет ли в нем заметно выраженных максимумов и минимумов. Этахарактеристика лежит в основе так называемой топологической энтропии, служащей,как и ее статический прототип, мерой хаотичности движений.
Очень важно, что синергетика выступает в рангематематической дисциплины. Математическое моделирование сложных систем иосуществляемые в этой связи вычислительные эксперименты показывают, что иногдаудается обойтись уравнениями, содержащими всего несколько переменных. Научноепознание ведет к ясности и точности там, где расхожее мнение видит сплетение представляющихсяисключительно загадочными событий.
Синергетика, как это показал в своих многочисленныхработах И. Пригожин, позволяет с новых позиций понять два важнейших факторасуществования как нас самих, так и нашего окружения — время и необратимость.
Речь идет о том, что, во-первых, именно необратимостьиграет конструктивную роль, во-вторых, следует переоткрыть понятие времени.Рассмотрим суть данной проблемы.
В свое время теория Ч. Дарвина послужила толчком дляразвертывания исследований развития природных и социальных систем. Эволюционнаяконцепция заставила даже физиков по-иному взглянуть на свой предмет и наприроду в целом. Дело в том, что у биологов и физиков существовали прямопротивоположные взгляды на эволюцию природы.
В биологии время необратимо, его стрела идет отрождения особи к ее смерти, но нет той же связи между необратимостью ивременем, что в термодинамических системах. Живое более упорядочено, чемнеживое, оно «питается» негативной энтропией, и тем не менее его жизньнеобратима. 
В термодинамике при выравнивании температур энтропия взамкнутой системе всегда увеличивается. Согласно Л. Больцману,термодинамическое время необратимо, существует стрела времени. 
          Однако в классической механике времясчитается обратимым. Если подставить в уравнение, например, второго законаНьютона вместо t – t, то уравнение остается одним и тем же. Прямое иобратное течение времени равнозначны. Считалось, что для описания движениядостаточно задать начальные условия, прежде всего координаты и скорость. Тогдас помощью законов механики можно будет определить положение движущегося тела влюбой момент будущего и прошедшего времени. Иначе говоря, фактор времени там неиграл существенной роли.
Итак, налицо неприятная ситуация: в одной физическойтеории, а именно в механике, время считается обратимым, а в другой, втермодинамике, время, наоборот, признается необратимым. Такая несогласованностьвызывает у ученых подозрение, они стремятся к преодолению противоречия.
Пригожин, стремясь преодолеть эти противоречия,обращается к синергетическим идеям, которые имеют междисциплинарный характер,т.е. позволяют рассмотреть и физические, и биологические, и химические, исоциальные системы. Ученый приходит к выводу, что время всегда необратимо, анеобратимость связана с самоорганизацией систем и составляет стержневую основувсякой эволюции. С высот синергетики заслуживают известной переоценки вседругие концептуальные системы. Переоткрытие времени вынуждает человечество сновых позиций оценить свое будущее и возможные в этой ситуации стратегии.
Синергетический тип мышления конкретизирует в границахсамоорганизующихся систем древний философский принцип «все в одном и одно вовсем». По мнению российского ученого М.А. Маркова, возможно, существуетэлементарная частица, называемая фридмоном, которая «заключает в себевесь мегамир». Принцип «все в одном» открывает возможности определенияхарактера процессов в больших масштабах, зная их протекание в малых масштабах,и наоборот. Синергетика позволяет «нащупать» внутреннюю связь элементов мира,которая осуществляется через малые воздействия, флуктуации. Последние могутдавать возможность выйти на иные уровни организации, наметить связьразнокачественных уровней бытия. Но синергетика очерчивает границы применимостиэтого положения: малые воздействия могут всплыть с нижележащих уровней невсегда, но лишь на определенных типах сред, на таких, которые способны снелинейной положительной обратной связью их усилить.
В образе мира, создаваемом синергетикой, такоефундаментальное качество системы, относящееся к уровню ее элементного строения,как случайность, ответственно за перемены в глобальных масштабах. Мирнестабилен. В своих основаниях он имеет жесткое, и пластичное начала. Гибкоеначало означает случайность, ответственную за появление нового в процессахразвития. Жесткое начало – существование в мире неизменных связей. Чтобы понятьмир глубже, необходимо множество описаний, не сводимых друг к другу, но тем неменее связанных правилами перехода. Динамическое описание и описание в терминахнеобратимости и есть два вида таких описаний: первое отражает развитие в формедвижения, траекторий или уровней энергии; второе касается конечных процессов,измерений, мира структур, в которых происходит рассеяние энергии (распадатомов, химические реакции, затухание колебаний). По замечанию Пригожина, «вфилософской терминологии оба вида описания отвечают соответственно «бытию» и«становлению». И ни бытие, ни становление по отдельности не могут дать полнойкартины».
          Междисциплинарный характер синергетики позволяетпостроить на ее основе модель универсального эволюционизма.
          Много сделал в этом отношении в последниегоды академик Н.Н. Моисеев. Он утверждает, что человечество как в физическом,так и в биологическом и в социальном смысле «держится на острие»*. Ускорениепроцессов развития человечества сопровождается понижением уровня егостабильности. Естественно, ход развития человечества сопровождается состоянияминеустойчивости, возникают новые аттракторы.
          Так как человечество в облике ноосферыприобрело всепланетарный статус, то в эволюцию вовлекаются все природныеи социальные системы. Эволюция стала процессом общепланетарным. На основе этогоМоисеев вводит представление о двух императивах – нравственном и экологическом.
Нравственный императив понимается как обновленная нравственность,заслоняющая людей от опасности социального порядка. Экологический императив выступаетпри этом как запрет на изменение тех свойств окружающей среды, которые могутпоставить под угрозу само существование человечества. Сложнейшая проблемасостоит в обеспечении коэволюции общественных и природных систем.
          Как ни парадоксально, новое направление,столь успешно * Моисеев Н.Н. Универсальный эволюционизм (Позиция и следствия)// Вопросы философии. 1991. №3. С. 3-28.справляющееся с задачей наведенияпорядка в мире хаоса, существенно меньше преуспело в наведении порядка средиструктур. В частности, при поиске и классификации структур почти неиспользуется понятие симметрии, играющее важную роль во многих разделах точногои описательного естествознания.
          Так же как и размерность, симметриясущественно зависит от того, какие операции разрешается производить надобъектом. Например, строение тела человека и животных обладает билатеральной (от би… и лат. lateralis – боковой; двусторонний, двубокий, относящийся кобеим сторонам, частям чего-то) симметрией, но операция перестановки правого илевого физически не осуществима. Следовательно, если ограничиться толькофизически выполнимыми операциями, то билатеральной симметрии не будет. Симметрия– свойство негрубое: небольшая вариация объекта, как правило, уничтожает весьзапас присущей ему симметрии.
          Если определение симметрии выбрано, то онопозволяет установить отношение эквивалентности между изучаемыми объектами. Всеобъекты, принадлежащие одному и тому же классу, могут быть переведены друг вдруга надлежаще выбранной операцией симметрии, в то время как объекты,принадлежащие различным классам, ни одной операцией симметрии друг в другапереведены быть не могут.
          Симметрию следует искать не только вфизическом пространстве, где разыгрывается процесс структурообразования, но и влюбых пространствах, содержащих «портрет» системы.

1.2.     Синергетика и синергетики
 
Подобно тому, как кибернетике Винера предшествовалакибернетика Ампера, имевшая весьма косвенное отношение к «науке об управлении,получении, передаче и преобразовании информации в кибернетических системах»*,синергетика Хакена имела своих «предшественниц» по названию: синергетику Ч.Шеррингтона, синергию С. Улана и синергетический подход И. Забуского.* Словарьпо кибернетике. Киев: Гл. ред. Укр. Сов. Энцикл., 1979
Чарлз Скотт Шеррингтон (1857 – 1952), английскийфизиолог, разработал концепцию интегративной деятельности нервной системы. Онназывал синергетическим согласованное воздействие нервной системы (спинногомозга) при управлении мышечными движениями.
С. Улам был непосредственным участником одного изпервых численных экспериментов на ЭВМ первого поколения (ЭНИВАКе). Эксперимент,проведенный над числовым аналогом системы кубических осцилляторов (осциллятор,от лат. oscillo – качаюсь,  — колеблющаяся система), привел кнеожиданному результату, породив знаменитую проблему Ферми-Пасты-Улама:проследив за эволюцией распределения энергии по степеням свободы на протяжениидостаточно большого числа циклов, авторы не обнаружили ни малейшей тенденции кравнораспределению. С. Улам, много работавший с ЭВМ, понял всю важность ипользу «синергии, т.е. непрерывного сотрудничества между машиной и ееоператором», осуществляемого в современных машинах за счет вывода информации надисплей.
  Решение проблемы Ферми-Пасты-Улама было получено вначале 60-х гг. М. Крускалом и Н. Забуским, которые доказали, что системаФерми-Пасты-Улама представляет собой разностный аналог уравнения Кортевега-деВриза и что равнораспределению энергии препятствует солитон (термин,предложенный Н. Забуским), переносящий энергию из одной группы мод в другую.
 Реалистически оценивая ограниченные возможности каканалитического, так и численного подхода к решению нелинейных задач, И.Забуский пришел к выводу о необходимости единого синтетического подхода. По егословам, «синергетический подход к нелинейным математическим и физическимзадачам можно определить как совместное использование обычного анализа ичисленной машинной математики для получения решений разумно поставленныхвопросов математического и физического содержания системы уравнений»*.
          Если учесть сложность систем и состояний,изучаемых синергетикой Хакена, то становится ясно, что синергетический подходЗабуского (и как составная его часть – синергия Улама) займет достойное местосреди прочих средств и методов * Nonlinear partial differential equations. N. Y.: Acad.press, 1967. синергетики. Иначе говоря, уповать только нааналитику было бы чрезмерным оптимизмом. 

1.3.     Пути формированиясинергетики
 
Примерно в 60-х гг. XX века научныепредставления о процессах самоорганизации в открытых неравновесных системахформировались разрозненно и независимо в разных дисциплинах. Однако в 70-х гг.они стали предметом сравнения и в них обнаружилось много общего.
И. Пригожин через разработку термодинамикисильнонеравновесных систем вышел на свою теорию самоорганизации. Данномуварианту термодинамики предшествовала разработка теории стационарных, илиустойчивых, неравновесных систем. Стационарное неравновесие достигается, когдавнешнее воздействие выводит систему из состояния равновесия, но так как этовоздействие недостаточно велико, то неравновесное состояние системыудерживается вблизи от состояния равновесия.
Такие состояния оказались для ученых интересными подвум причинам. Во-первых, для подобных случаев с некоторыми поправками применимтеоретический аппарат термостатики. В открытых системах происходит ростэнтропии. И. Пригожин доказал, что в них производится минимальная энтропия.Во-вторых, для феноменологического объяснения устойчивости неравновесныхсостояний может использоваться принцип Ле Шателье-Брауна, который означает, чтосистема, выведенная внешним воздействием из состояния с минимальнымпроизводством энтропии, стимулирует развитие процессов, направленных наослабление внешнего воздействия. Иначе говоря, системы, находящиеся встационарном неравновесном состоянии, обладают от природы свойствомустойчивости.
          Общая теория устойчивости впервые былаисследована и разработана русским математиком А.М. Ляпуновым (1857-1918). Сутьданной теории состоит в том, что устойчивые состояния не теряют своейустойчивости при флуктуации физических параметров. За счет внутреннихвзаимодействий система способна погасить возникающие флуктуации. А неустойчивыесистемы, напротив, при возникновении флуктуаций способны усиливать их, и врезультате нарастания амплитуды возмущений система с ускорением переходит изстационарного неравновесия в неустойчивое неравновесное состояние, котороеведет к хаосу.
          В 50-60-х гг. XX столетиялогика научного развития потребовала перейти от рассмотрения слабонеравновесныхк изучению сильнонеравновесных систем. Здесь и завязка проблемы.
          Это означает, что для сильнонеравновесныхсостояний потребовалось снова разрабатывать теорию. После того, как И. Пригожинвыполнил эту работу, оказалось, что данная теория есть новая концепциясамоорганизации химических и физических систем.
 В начале 70-х гг. особое внимание И. Пригожинапривлекла химическая реакция, названная реакцией Белоусова-Жаботинского.Сопоставив ход данной реакции с теорией Тьюринга, Пригожин вместе с группойбельгийских ученых переформулировал теорему Тьюринга и выдвинул своютеоретическую модель самоорганизации.
Источник самоорганизации Пригожин увидел в флуктуациях,которые до некоторых пор гасятся силами внутренней инерции. Затем случайныемикрофлуктуации перерастают в состояние хаоса. После того, как в систему схаотическим состоянием поступает из среды достаточно большое количество свежейэнергии, то из хаоса рождаются крупномасштабные флуктуации макроскопическогоуровня. Так, по Пригожину, из хаоса рождаются макроскопические состояния, такон объясняет самоорганизацию химических и физических систем. Анализпромежуточных продуктов химических реакций показал сходство этих процессов савтоколебаниями систем различной природы. Сам термин «автоволны» был введенакадемиком Р.В. Хохловым (1926-1977). Теория автоколебательных процессовразрабатывалась школой академика Л.И. Мандельштама (1873-1944), школой академикаА.А. Андронова (1901-1952) и др.
          Типичный пример автоволны – нервный импульс,который бежит без затухания по нервному волокну диаметром менее 0,025 мм и длиной до 1,5 м.
          Исследования показывают, что обработкаинформации в коре головного мозга осуществляется не в форме активностиотдельных нейронов (как в ЭВМ), а на уровне взаимодействий между автоволнамивозбуждения и торможения, которые охватывают обширные участки головного мозга.
          Немецкий физик Г. Хакен пришел к концепциисамоорганизации через разработку проблем квантовой электроники, точнее – отизучения механизмов образования лазерного луча. Он отмечал особую рольколлективного поведения подсистем, и для обозначения процессов самоорганизацииввел понятие «синергетика». По мнению Хакена, самоорганизация – это «спонтанноеобразование высокоупорядоченных структур из зародышей или даже из хаоса».
          По Г. Хакену, характерными чертами процессовсамоорганизации являются: кооперативность действия элементов и подсистем,образующих систему; нелинейность процесса, выражаемая уравнениями второй илитретьей степени; неравновесность состояния, поддерживаемая за счет энергиисреды; пороговый характер процессов самоорганизации.
          Еще одним источником идей синергетики сталиработы немецкого ученого М. Эйгена, который показал, что при благоприятныхусловиях среды сложные органические молекулы способны к самовоспроизводству иусложнению организации на предбиологическом уровне.
          Таким образом, исследование процессовсамоорганизации в начале 60-х гг. ограничилось отдельными естественнонаучнымидисциплинами. Но в 70-х гг. ученые все же начали выходит за рамки своихдисциплин и заметили, что их идеи аналогичны. В 70-80-х гг. стали проводитьсясовместные научные конференции представителей разных дисциплин и сталооформляться новое научное направление – синергетика, или общая теориясамоорганизации систем различной природы. Одновременно с этим обнаружили еесистемный характер.
          Нужно заметить, что формирование синергетикикак общенаучного направления не завершено и еще продолжается. В синергетике досих пор не получил адекватного решения главный вопрос – об истинных источникахсамоорганизации. А без этого само понятие самоорганизации остается условным инедостаточно осмысленным, имеющим лишь рабочее значение. В этом отношении болеегибкую позицию занял сам Хакен, когда во введении к своей работе далобоснование термину «синергетика»: « Я назвал новую дисциплину«синергетикой» не только потому, что в ней исследуется совместное действиемногих элементов систем, но и потому, что для нахождения общих принципов,управляющих самоорганизацией, необходимо кооперирование многих различныхдисциплин»*.
          Из всего вышесказанного можно сделать вывод,что имеющиеся в синергетике наработки не должны волевым образомраспространяться на другие дисциплины. Напротив, изучение специфическихпотребностей разных дисциплин должно служить стимулом для развития самойсинергетики.

3. Заключение
 
          Сделаемнекоторые выводы.
          Под синергетикой следует пониматьтеорию самоорганизации сложных систем, характерными чертами которых являютсявзаимодействие их частей, открытость, нелинейность, наличие колебаний,качественных изменений, вновь возникших (эмерджентных) качеств,структур-аттракторов, той или иной степени упорядоченности, наличиенестабильностей.
          В отличие от рационализма прошлых столетий,идея нестабильности ведет к осуществлению «новой рациональности», котораяподобна деятельности художника. Например, в фуге Баха заданная композиторомтема допускает множество продолжений, из которых истинный художник выбирает(сразу, мгновенно) необходимое ему, оправданное логикой саморазвития темы.
          Мир, природа и общество с имманентнойорганизацией также «выбирают» из множества альтернатив, которые может навязатьчеловек, лишь ту, которая отвечает их законам. Естественно, такие системытребуют новых принципов управления: раз система сама себя «строит», тонеобходимо правильно инициировать в ней желательные тенденции, ибо количествопутей эволюции не бесконечно. Необходимо создавать сценарии «потребногобудущего» с тем, чтобы в нужный момент воздействовать на среду. Следует изучатьне только способы воздействия, но и его последствия. Желаемый эффект получаетсятолько в том случае, если воздействие созвучно внутренним свойствам системы(эффект резонанса). 
          Синергетические представления позволяютоценить характер становления, эволюции и развития человека, общества ичеловечества. Во-первых, нет ничего удивительного в том, что в далеком прошломвзорвался протовакуум, потому что оказался в состоянии неравновесности и витоге «скатился» к определенному аттракторному состоянию, сопровождавшемусярасширением и охлаждением физической Вселенной.
          Во-вторых, мало удивительного в том, чтоживые организмы способны сохранять свою устойчивость, это происходит благодаряобратным отрицательным связям.
          В-третьих, нет ничего удивительного и в том,что «сборка» физико-химических элементов привела к возникновению живого. Врамках сложных систем возникновение жизни не случайно, а закономерно – в смыслесинергетической самоорганизации.
          В-четвертых, с синергетических позицийэволюция мира живого, которая по линии развития древесных млекопитающих привелак становлению человека как биологического вида,  представляется вполнезакономерной.
          В-пятых, возникновение и обновлениеэкономических, эстетических, политических и религиозных составляющих такжевполне укладывается в картину синергетических представлений.
          Концептуальная сила синергетического подходатакова, что он не без успеха используется в качестве междисциплинарногосредства для описания всех сколько-нибудь сложных систем.
          Исходя их всего вышесказанного следуетзаметить, что хаос – один из результатов действия динамических факторов, аотнюдь не деструктивное начало.
          Синергетика позволяет с новых позиций понятьвремя и необратимость: время необратимо, а необратимость играет при случаеконструктивную роль.
          Синергетика имеет междисциплинарныйхарактер, она позволяет осмыслить эволюцию как природных, так и социальныхсистем, представить картину всепланетарного эволюционизма.
          Стратегия человечества должна предполагатьего коэволюцию с природой, сочетание экологического и этического императивов.Синергетика очерчивает возможности человечества по познанию нелинейных открытыхсистем и выработке в этой связи новой стратегии поведения, адекватной реалиям XX1в.
          Синергетика дает представление овозможностях и ограничениях нашего познания нелинейных систем природы иобщества. «Мы не должны ни «пережимать», ни отступать, ибо пережим, как и отказот воздействия, могут толкнуть систему из одного хаотического состояния вдругое. Мы должны быть осторожными и храбрыми – в соответствии с условияминелинейности и сложности эволюции»*.* Майнцер К. Сложность и самоорганизация.Возникновение новой науки и культуры на рубеже века // Вопросы философии. 1997.№3. С. 48-60.

Словарь терминов
 
          Автоволны – один из видов самоподдерживающихся волн в активных средах, содержащихвнутренние источники энергии. Автоволны представляют собой процессыраспространения автоколебаний в распределенных колебательных системах.
Аттрактор –(от лат. attrahere) отрезок эволюционного пути от точки бифуркации донеобходимого финала.
Билатеральный — ( от би… и лат. lateralis – боковой) двусторонний, двубокий, относящийся кобеим сторонам, частям чего-то.
Деструкция – (лат.destructio) нарушение, разрушение нормальной структуры ч.-л.
Конвекция –(от лат. convectio – принесение, доставка) перемещение макроскопических частейсреды (газа, жидкости), приводящее к переносу массы, теплоты и другихфизических величин.
Нравственный императив — обновленная нравственность, заслоняющая людей отопасности социального порядка.
Осциллятор –(от лат. oscillo – качаюсь) колеблющаяся система.
          Солитон – структурно устойчивая уединенная волна, распространяющаяся внелинейной среде. Солитоны ведут себя подобно частицам (частицеподобная волна):при взаимодействии друг с другом или с некоторыми другими возмущениями они неразрушаются, а расходятся, сохраняя свою структуру неизменной.
          Стационарная система – устойчиваясистема, в которой все характеризующие систему физические величины не зависятот времени.
Точка бифуркации — (от лат. bifurcus – раздвоенный) состояние максимальной хаотичностинеравновесного процесса.
Флуктуации –(от лат. fluctuatio — колебание) случайные отклонения физических величинот их средних значений; происходят у любых величин, зависящих от случайныхфакторов.
Фракталь — это геометрический объект с дробной размерностью Безиковича и Хаусфорда.
Фрактальная размерность —  характеристика, полезная при описании фигур и линий,обойденных некогда вниманием Евклида.
Фридмоном –элементарная частица, которая «заключает в себе весь мегамир» (М.А. Марков).
Хаос –беспорядок, неразбериха.
Экологический императив — запрет на изменение тех свойств окружающей среды,которые могут поставить под угрозу само существование человечества.
Эмерджентная эволюция – (от англ. emergent – внезапно возникающий)философская концепция, рассматривающая развитие как скачкообразный процесс, прикотором возникновение новых, высших качеств обусловлено идеальными силами.

Библиографический список:
 
1.        Интервью с профессором Г.Хакеном // Вопросы философии. 2000. № 3.
2.        Канке В.А. Концепциисовременного естествознания: Учебник для вузов. – М.: Логос, 2001.
3.        Николис Г., Пригожин И.Самоорганизация в неравновесных системах. М.: Мир, 1979.
4.        Философский словарь.Справочник студента / Кириленко Г.Г., Шевцов Е.В. – М.: Филологическое общество«Слово»: ООО «Издательство Аст», 2002.
5.        Хакен Г. Синергетика. М.: Мир,1980.