Введение в понятие «самоорганизация»

 
Введение в понятие «самоорганизация»
 

В предыдущих главах мы уже не раз пользовались поня­тием «самоорганизация», так как невозможно, рассматривая проблему организации систем, обойтись без присущего любой системе свойства самоорганизации.
Изучение природы и общества показывает, что многие сложные открытые системы, состоящие из большого числа подсистем, при определенных условиях способны к самоорганизации и эволюции. Примером могут служить живые существа, их появление и развитие на нашей планете.
Под самоорганизацией мы понимаем необратимый процесс, приводящий в результате кооперативного взаимодействия подсистем к образованию более эффективных структур с позиции системы.
Самоорганизация — это основной процесс эволюции сложных сис­тем, состоящий из необратимых последовательных процессов (циклов) самоорганизации. Эволюция самоорганизации систем телеологична в том смысле, что сама по себе ведет ко все более совершенной (эффек­тивной) структуре и динамике вещества, энергии и информации. Для самоорганизации не нужно вне- или надсистемное целеполагание. Условиями любой самоорганизации и эволюции являются: а) проток энергии через динамическую систему; б) гетерогенность, разнообразие системы; в) отбор — элиминирование или разрушение отбракованных подсистем или элементов.
Одной из центральных проблем является проблема описания про­цесса самоорганизации, познание взаимоотношений между процесса­ми целенаправленной организации и самоорганизации. Подступы к исследованию механизмов самоорганизации связаны с огромным мно­гообразием и разнообразием этих механизмов. Ученые бьются над во­просами: что за механизмы лежат в основе этих процессов; каковы при­чины, вызывающие процессы самоорганизации систем; существуют ли какие-либо общие принципы; можно ли с помощью современного язы­ка и знаний приблизиться к пониманию этих архисложных процессов?
Значение самоорганизации для природных и общественных про­цессов было предметом исследования, пусть на абстрактно-философ­ском, даже богословском уровне, еще со времен Аристотеля. Как устро­ен мир; в чем первопричина целостности и устойчивости Вселенной, ко­торая существует миллиарды лет, — об этом написаны сотни трудов.
Удивительно, что категориям случайного, необходимого и веро­ятного, т.е. именно тем понятиям, которые и положены в основу современной концепции самоорганизации, уделено много внимания уже в трудах Аристотеля. Можно сказать, что первое систематическое изложение учения о самоорганизации, дошедшее до нашего времени, принадлежит Аристотелю: именно он дает представления об обрати­мости и цикличности развития мира и даже начала представлений об индетерминизме (неопределенности). «В числе причин называют также случай и самопроизвольность и говорят, что многое и сущест­вует, и возникает благодаря случаю и самопроизвольно. Каким обра­зом случай и самопроизвольность принадлежат к указанным выше причинам, означают ли случай и самопроизвольность одно и то же или нечто разное. Однако идея закономерности случайных событий чужда Аристотелю: случайность и закономерность для него взаимо­исключающие понятия. Согласно Аристотелю природа как бы «по­пускает случайности в менее важных процессах, но элиминирует ее в процессах наиболее важных». Если пренебречь ими, то картина мира вновь приобретает детерминистический характер. С учетом совре­менных представлений о самоорганизации можно по-другому интер­претировать эту мысль Аристотеля: Природа (макросистема) допус­кает отклонения в поведении входящих в нее элементов, но в пре­делах заданной траектории своего развития, в пределах аттрактора. Однако значительные отклонения макросистема «элиминирует», так как они могут перевести систему в область бифуркации.
В конце Средневековья, в преддверии Нового времени появля­ются значительные труды Людовика Молины, Рене Декарта, Френ­сиса Бэкона, напрямую связанные с изучением процессов самоор­ганизации в сложных системах. Особенное значение для исследова­ния процессов самоорганизации до сих пор имеют труды философа XVI в. Л. Молины. В своих работах он впервые рассматривает веро­ятность как характеристику события и развивает оригинальное уче­ние о самоорганизации ансамбля свободных человеческих воль с некой главенствующей волей. Л. Молина приходит к выводу, что с появлением человека, обладающего свободной волей, мир становится существенным образом случайным вследствие того, что «свободные причины», встраиваясь в ряд необходимых причин, придают всему ха­рактер случайности, «Множество свободных воль» можно рассматривать как аналог единамического хаоса», который и является питательной средой многова­риантности и необратимости. По Аристотелю, случайная причина, вкли­нившись в сколь угодно длинный ряд необходимых причин, не может сделать весь результат случайным, так как, по Аристотелю, все процес­сы в мироздании строго детерминированы. Согласно Молине свобод­ная воля играет роль случайной причины, которая, вырвавшись из-под опеки первопричины (т.е. Бога) порождает многовариантность, встраиваясь в ряд необходимых природных причин. Каждая из сво­бодных воль также независимо производит свободный выбор. Таким образом, свобода — важный фактор самоорганизации сложной сис­темы Универсума, и Творец знал, что делал. Проблеме управления хаосом свободных воль и многовариантности Молина посвящает свой основной труд «О согласовании свободного выбора с даром благодати, Божественным всеведением, провидением, предопределе­нием и осуждением».
После долгих и мучительных рассуждений во­круг поставленной проблемы Л. Молина в конце концов объясняет это так: «...не приходится сомневаться, что вся судьба нашего мира была во всех деталях известна Богу от начала и до конца, еще до того как он сказал: «Да будет!» Другими словами, давая свободу воли че­ловеку, Творец был уверен, что отклонения в поведении людей не повлияют на развитие его творения в целом, с другой стороны, сво­бода и многовариантность — это необходимые катализаторы процес­сов самоорганизации системы. Из долгих рассуждений Молины мож­но понять, что Творец совершенно спокоен за исход гигантского эксперимента, коим явилось сотворение мира, т.е. совершенно исключен случай, что в рамках модели мира, существовавшей в уме Творца, человек выйдет за границы отведенных ему отклонений.
Приблизительно в то же время французский философ, матема­тик, физик и физиолог Декарт (1596-1650 гг.) в «Началах филосо­фии» высказывал свои сомнения по поводу свободной воли: хотя Господь и «предупорядочил» все бесконечно, но «тем не менее, не можем в достаточной степени понять, каким образом Божественное могущество оставляет недетерминированными свободные действия людей». Декарт считал проблему согласования свободных воль с Бо­жественным предопределением неразрешимой.
Из рассуждений Молины следует, что Творец Системы с помощью свободных воль умышленно вводит ее в состояние стохастичности, неопределенности, ибо процессы самоорганизации наиболее активно идут в области неустойчивого равновесия, но, зная начальные условия «запуска» системы, Творец спокоен за свою модель.
Вот так, совсем современный взгляд на проблемы самоорганиза­ции. Нобелевский лауреат в области химии (1977 г.) И. Пригожий, получивший премию за работы в области теории необратимых про­цессов в открытых неравновесных системах признает, что если бы кому-нибудь удалось определить начальные условия системы (на­пример, системы с бифуркациями) с бесконечной точностью, то стал бы возможен точный прогноз поведения системы в будущем. Вся неопределенность в нелинейных системах, по мнению И. Пригожина, возникает из-за того, что мы не можем с бесконечной точно­стью измерить начальные условия, в то время как доказано сущест­вование таких систем, где сколь угодно незначительные изменения начальных условий способны привести к «опрокидыванию» систе­мы. А еще раньше (1912 г.) Богданов при описании закона рас­хождения систем писал, что эволюция комплекса очень чувстви­тельна к начальным условиям. Если мы лишь немного изменим начальные условия, то с течением времени «линии жизни» систем будут удаляться друг от друга, причем расстояние между ними будет расти экспоненциально.
В начале нового времени идеи самоорганизации восходят к рабо­там Канта, Гегеля, Дарвина, а в XX в. — Богданова, Шредингера, Винера, Берталанфи, Моисеева, Пригожина, Стенгерса, Хакена, Эбелинга, Эйгена, Эшби и др.
Основные научные предпосылки феномена самоорганизации за­ложены А.А. Богдановым в «Тектологии»; он исследовал различные структуры и их эволюцию как целого с позиций информационно-управленческих процессов. Один из стержневых тезисов этой рабо­ты — сопряженность целенаправленной организации и некой «ак­тивности», которая преодолевает активность внешней среды. С по­мощью смены организационных форм реализуется тенденция со­хранения более устойчивых форм в ущерб менее устойчивым. Вся его работа посвящена проблеме организационной целесообразности систем, неравновесных отношений как между элементами внутри системы, так и неравновесных отношений между системой и внеш­ней средой. Говоря об истории вопроса, следует еще раз подчерк­нуть, что исследования Богданова относятся к статусу общенауч­ных, они явились прологом кибернетики и синергетики.
Особенно актуальной проблема самоорганизации стала во вто­рой половине прошлого столетия, это связано с развитием киберне­тики. В первом номере журнала «Кибернетика» Н. Винер писал о самоорганизации как точке сосредоточения своих текущих интере­сов. В США проблемам кибернетики уделяется огромное внимание: организуются крупные международные конференции и симпозиумы по самоорганизующимся системам (1959—1962 гг.), идет активное обсуждение проблем в научных публикациях. В СССР первый ин­терес к проблемам самоорганизации отмечен в начале 70-х гг. XX в.
Концепция самоорганизации — одно из наиболее ярких и многообещающих направлений в научной жизни последнего деся­тилетия. В основе исследования процессов самоорганизации лежит ее междисциплинарный характер и системный подход. О самоорга­низации пишут физики, философы, экономисты, химики, экологи, социологи и ученые других специальностей. Осознание связи всего со всем порождает потребность в их общем обсуждении. Взаимо­действие наук по этой проблеме еще недостаточно интегрировано, однако связь становится более тесной: общий объект исследования, общность задач, обмен научными методами и идеями и т.д.
Недостаточная исследованность проблемы порождает различные толкования в определении понятия самоорганизации. В современ­ных работах можно встретить совсем несхожие между собой опре­деления: в одних явление самоорганизации объясняется внутрен­ними причинами, т.е. доминирующая роль отводится внутренним взаимодействиям элементов системы; в других — главными причи­нами самоорганизации систем называются внешние факторы, а стабилизация системы объясняется реакцией системы на воздейст­вия внешней среды. Таким образом, концепция самоорганизации, ее теоретике-познавательный статус находятся в стадии становления.