Синергетика и эволюция

105. Сложные системы и нелинейные процессы

Как не раз уже отмечалось, основные терминологические и методологические проблемы, возникающие при переносе результатов синергетики в сферу философии, связаны с манипулированием понятием «сложная система».

Тепловая конвекция, волны в плазме, движение некоторых небесных тел, погодные и климатические изменения, химические и биохимические реакции, колебания численности биологических популяций и другие объекты изучения синергетики являются всего лишь процессами и потоками, которые не имеют устойчивой структуры, а следовательно, могут рассматриваться как сложные системы лишь с большими допущениями.

Другое дело, что многие рассматриваемые нелинейные процессы протекают в реальных сложных системах и, конечно, характеризуют их, отражают их движение, но никак не определяют сущность самих сложных систем. То есть, говоря о нелинейности сложной системы, в действительности подразумевают лишь нелинейность какого-либо одного или нескольких ее параметров, на основании чего неправомерно относят всю систему к неравновесным и безоговорочно объявляют ее синергетическим объектом.

Также не следует забывать, что нелинейные процессы синергетика рассматривает исключительно как открытые, то есть изучает их принципиально обособленно от системы, обеспечивающей поток энергии или вещества извне. Наличие притока и стока энергии говорит о том, что исследуемый процесс является элементом некой внешней системы, о структуре и состоянии которой ничего не известно, и эта внешняя система никоим образом не рассматривается в ходе изучения синергетикой локального нелинейного процесса. Следовательно, в рамках своего предмета синергетика, способная предсказать возможные результаты хода нелинейных неравновесных процессов, ни в коей мере не может распространять свои выводы на функционирование сложных систем, по определению лежащих вне ее предметной области. По сути, для синергетики не только недоступен, но и неважен вопрос о природе и происхождении самого нелинейного процесса.

К примеру, отмечается наличие открытых неравновесных процессов в живых организмах. Множество химических реакций в них протекает с постоянным притоком энергии и вещества, которые безусловно могут быть описаны в терминах нелинейной термодинамики. Изучение их в рамках синергетического формализма может дать много полезного для изучения функционирования биологических систем. Однако границы синергетических концепций, их понятийный аппарат не позволяют делать какие-либо заключения о структуре и функционировании живого организма как целого, как сложной динамической системы. Новационное формирование и последующее воспроизводство биологических систем нисколько не исчерпываются синергетическими процессами, не сводятся к ним. Можно высказать суждение, что применительно как к биологическим, так и к социумным системам синергетику должно рассматривать лишь как формализм описания неравновесных сред и потоков различной природы (химических, информационных, товарных и т.д.), являющихся неотъемлемой составляющей этих систем.

Смысл же множества приводимых в философско-синергетических текстах аналогий, соответствий, наблюдаемых в функционировании сложных эволюционирующих систем (например, социума) и процессов в открытых нелинейных средах не в том, что синергетика в состоянии описать эволюционные процессы, а в том, что сложные системы настолько сложны, что в них находят отражения все мыслимые человеком закономерности: от детерминистских взаимодействий классической механики до синергетических бифуркаций.

106. Непредсказуемость эволюции сложных систем

Довольно часто в текстах, посвященных философии синергетики, на основании выводов о возможности недетерминированного поведения открытых нелинейных потоков (сред), реализации нескольких траекторий их движения, зависимости выбора одной из траекторий от малых флуктуаций делается заключение о непредсказуемости и многовариантности эволюции всех сложных систем и Мира в целом.

Однако, как уже отмечалось, при такой экстраполяции синергетических выводов на функционирование сложных эволюционирующих систем игнорируется факт, что эти заключения сделаны относительно поведения именно открытых сред, необходимо связанных с внешними потоками энергии и вещества, то есть являющихся элементами некоторых более крупных систем. И эти внешние системы могут быть в свою очередь относительно замкнутыми и не являться объектами синергетического рассмотрения.

Традиционный пример вероятностного недетерминированного поведения открытых систем, наличия множественности вариантов движения системы — это рыночная экономика. Но рассмотрение этого примера заканчивается на анализе отдельных предприятий (или отраслей) или выделенных потоков (денежных, сырьевых, демографических и т.д.), которые действительно можно рассматривать как нелинейные и открытые. Однако реально эволюционирующей системой является именно вся экономика планеты. И если мы рассмотрим ее развитие на длительном отрезке времени (тысячелетия), то отметим, что она бесспорно развивалась по однозначной траектории в сторону роста производимого продукта, прироста используемой энергии, роста эффективности орудий труда и т.д. И трудно представить себе возможность какой-либо вариантности, каких-либо бифуркаций на этом пути.

Другое дело, что равновесность и стабильность в целом на длительных временных промежутках эволюции экономической системы обеспечивается именно многовариантностью и стохастичностью ее элементов и процессов. Можно сказать, что нелинейность, неустойчивость элементов системы — это необходимое условие ее эволюции, возможности реализации новаций, но никак не первопричина.

То же самое можно сказать и про развитие биосферы — ее непрерывное движение в сторону увеличения биомассы и повышения приспосабливаемости живых организмов к среде является, может, и нелинейным, но не вероятностным и не предполагает бифуркаций. А стохастическое поведение элементов биосферы только поддерживает, реализует это стабильное движение.

Главный вывод, который можно сделать из приведенных рассуждений, заключается в том, что эволюционные процессы не могут быть описаны и тем более объяснены в рамках идеологии и формализма синергетики. Хотя отдельные элементы, процессы и связи (потоки) в этих системах вполне являются синергетическими объектами. По сути, перед нами проблема редукционизма: можем ли мы описать поведение системы, основываясь только на формализме описания ее элементов? Тем более что элементы системы неоднородны и относятся к различным иерархическим уровням: физическому, химическому, биологическому, социумному.

107. Равновесность состояния эволюционирующей системы

Перенос синергетического формализма на функционирование сложных систем (живые организмы, социумные образования) часто обосновывают тем, что они находятся в состоянии, далеком от равновесия. Однако применение понятия «равновесие» к сложным системам неоднозначно.

Говоря о равновесном и неравновесном состояниях систем в физике (откуда пришло это понятие), принимают, что в первом и во втором состояниях система сохраняет свою определенность (целостность): атом остается атомом, газ — газом и т.д. Можно ли утверждать, что какая-либо биологическая система (скажем, организм) находится далеко от равновесия? От какого равновесного состояния идет отсчет? От стационарного состояния газового облака, в виде которого можно распылить тело? Или относительно мертвого тела, в котором прекращены все метаболические процессы? Действительно, следует констатировать, что для сложных систем (коими являются и организмы, и социальные образования) равновесными являются их нормальные (функционирующие) состояния. Более того, мы не можем утверждать, что состояние одноклеточного организма более равновесно, чем состояние организма здорового человека (значительно более удаленного от равновесного состояния газового облака из его атомов в замкнутом объеме, чем единичная клетка). Понятно, что перенесение формализма неравновесных состояний с физических статических (статистических) систем на сложные динамические системы дает возможность использовать синергетическую терминологию, но приведенные выше доводы ставят под сомнение корректность такой экстраполяции. Или, по крайней мере, требуют дополнительно уточнить, что следует подразумевать под понятием «неравновесное состояние сложной системы»: удаленность от нормального функционирования или само нормальное состояние, которое по определению динамической системы не может быть стационарным (равновесным) — в физическом понимании этого термина.

Более того, говоря о синергетических эффектах в неравновесных средах, мы подразумеваем наличие феноменов спонтанного возникновения элементарных структур (диссипативных структур) и не более. В обсуждаемых сложных системах (организмах и т.д.) мы не наблюдаем ничего подобного.

108. Многовариантность эволюции или просто разнообразие форм?

Наличие нескольких решений нелинейного уравнения означает лишь то, что описываемый уравнением процесс может иметь несколько вариантов осуществления, несколько траекторий реализации. Однако из этого заключения никак не следует, что система в целом имеет множество путей эволюции (если, конечно, не называть эволюцией любое изменение системы).

Во-первых, движение системы от одного известного состояния к другому, которые априорно описаны известным уравнением, по определению не может считаться эволюцией системы, представленной цепочкой новационных событий. Это суждение справедливо и для последовательной смены состояний детерминированных (линейных) систем, и для спонтанного (бифуркационного) переключения между возможными состояниями в нелинейных системах. Эволюцией можно назвать появление нового нелинейного процесса, описываемого новым уравнением с принципиально новыми степенями свободы, а не факт существования у известного уравнения нескольких решений и, соответственно, нескольких известных состояний у системы.

Во-вторых, само наличие нескольких решений или вообще какое-либо разнообразие элементов, процессов и т.д. не есть разнообразие эволюционных путей. Опять же, большую достоверность имеет обратное утверждение: единая эволюционная определенность реализуется в многообразии форм. Так появление нового эволюционного класса животных (например, млекопитающих) реализуется в огромном многообразии видов. Тут, конечно, очень существенную роль играет фиксация терминологии. Если в качестве эволюционного процесса признать появление видов, то эволюция действительно имеет множество путей, а если относить к эволюционным изменениям лишь появление нового класса (что реально является принципиальной новацией, новым вариантом организации живого организма), то следует признать, что в эволюции Мира на каждом этапе реализуется лишь один вариант, но во множестве форм. (Однако не следует понимать это суждение, как попытку утверждения жесткой детерминированности Мира. Говорится лишь о единичности новации, а не о предписанности конкретной формы ее реализации).

В-третьих, мы в принципе не можем определить, является ли эволюция Мира детерминированной или нет, по одной простой причине: Мир для нас является уникальным объектом, мы являемся его элементами, и любые наши заверения о вариантах его движения как целого принципиально не проверяемы. Более того, Мир, не являясь незамкнутым нелинейным потоком (средой), не может быть предметом синергетики.

Хотя, конечно, вывод синергетики о вариантности течения нелинейных процессов и случайности выбора одного из вариантов в точке неустойчивости вполне применим к неуникальным элементам эволюционирующей системы. То есть в случае, если элементы эволюционирующей системы могут реализовываться в нескольких дискретных формах, процесс выбора одной из форм конкретным элементом (например, направление развития и форма отдельного экономического предприятия) вполне вписывается в схему синергетического подхода.

109. Спектр состояний системы

Однако понимание механизма перехода системы к одному из возможных состояний не устраняет, а наоборот, делает еще более насущной необходимость описать сами эти состояния — прошлые и возможные будущие состояния. Описать эволюцию системы значит прежде всего показать необходимость существующего спектра состояний и предсказать параметры возможных будущих состояний.

Синергетическая же схема (каналы эволюции, неравновесное состояние, хаос, малые возмущения, бифуркация, варианты эволюции и т.д.) применима лишь для анализа самого перехода между состояниями системы и принципиально бесполезна для описания сущности (природы, параметров) спектра реализованных и возможных состояний.

Предметом синергетики можно считать способ, форму реализации переходов в эволюционных процессах, а не общее движение эволюционных систем.

2 Апрель 2007 |
Подписаться на сообщения RSS 2.0

Опубликовано в разделах: Новации (книга), эволюционизм, синергетика