Адаптируйся или умирай! 21 атрибут адаптивной организации. Путеводитель по лучшим практикам успешных и жизнеспособных компаний
Шрифт:
Впервые о самоорганизации заговорили специалисты по кибернетике и сам термин пришел именно от них. В кибернетических системах возникновение самоорганизации можно наблюдать в результате задания ограниченного набора простых правил взаимодействия элементов.
Одна из первых и наиболее известных демонстраций возникновения самоорганизации при задании одного лишь простого правила взаимодействия появилась в кибернетике в 50-е годы.
Суть эксперимента заключалась в следующем: была собрана поверхность, состоящая из большого числа маленьких лампочек с логическими переключателями, и задано простое правило: каждая лампочка может находиться в положение «включено» только если определенное количество смежных с ней лампочек в данный момент горят, а в противном случае лампочка должна выключаться.
В начальный момент эксперимента некая доля лампочек в случайном порядке включалась экспериментаторами. После этого лампочки в соответствии с заданным правилом начинали загораться или гаснуть, что приводило к беспорядочной смене картинки.
Но далее, после короткого периода хаотичного мерцания, возникали упорядоченные состояния: по сети лампочек проходили волны или же наблюдались повторяющиеся картинки. Таким образом на месте изначального хаоса возникал порядок – и все это в результате задания одного-единственного правила взаимодействия.
Другой пример возникновения самоорганизации при задании небольшого количества правил взаимодействия был реализован армией США при проведении съемок местности на Ближнем Востоке. Первоначально для осуществления съемок пытались запускать группу дронов, каждый из которых двигался по своему заданному маршруту, но при этом столкнулись с проблемой: если часть дронов сбивали, то на карте съемки оставались белые пятна.
Решить данную проблему удалось после того, как вместо заданных траекторий движения для дронов установили 2 простых правила:
• Лететь и снимать ближайшую еще не снятую область (информация о том, какие области засняты, а какие нет получалась каждым дроном в режиме реального времени);
• Не приближаться к другим дронам менее чем на X метров.
После реализации управления на основе данных правил удалось получать сплошную съемку местности даже в ситуациях, когда часть дронов оказывалась сбитой. Задание двух простых правил позволило системе дронов самоорганизовываться и достигать поставленных целей.
Но наблюдаться «невооруженным глазом» самоорганизация может не только в кибернетических системах, но и в физико-химических.
В физике и физической химии самоорганизация связана с понятием диссипативных структур, введенным в научный обиход бельгийским физико-химиком, лауреатом Нобелевской премии Ильей Пригожиным.
Понятие диссипативных структур было введено им для описания поведения энергетически открытых физических и химических систем, находящихся вдали от состояния термодинамического равновесия: речь шла о системах, которые не являются замкнутыми и обмениваются веществом и энергией с окружающей средой.
Было установлено, что в таких системах могут спонтанно (без внешнего целенаправленного воздействия) возникать упорядоченные структуры, устойчивость которых обусловлена притоком энергии извне и способностью к ее диссипации (рассеиванию в окружающую среду).
Простой и впечатляющий пример возникновения упорядоченных структур – возникновение ячеек Бенара в нагреваемых жидкостях.
Французский физик Анри Бенар обнаружил, что подогрев тонкого слоя жидкости может привести к образованию упорядоченных структур: когда разница температур нижней и верхней поверхностей жидкости достигает определенного значения, возникает упорядоченная структура в виде конвективных ячеек в форме цилиндрических валов, по поверхности которых горячая жидкость поднимается вверх, а холодная опускается вниз.
Изначально неупорядоченный тепловой перенос вдруг приобретает структуру – упорядоченность. Но на этом все не заканчивается.
При изменении режима нагрева данная структура может разрушаться и на ее месте возникает новая, более сложная структура – в виде правильных шестигранных структур (похожих на медовые соты), в которых горячая жидкость поднимается по центру ячеек, а холодная опускается вдоль краев ячеек.
Таким образом оказалось, что эффект самоорганизации может возникать даже в жидкостях.
Более сложными примерами возникновения упорядоченных структур являются лазеры и реакция Белоусова – Жаботинского (известная также как «химические часы»).
Ключевой особенностью сложных диссипативных структур является то, что они, обмениваясь материей и энергией с внешней средой, могут переходить ко все более высоким степеням порядка и сложности.
Исследования показывают [Фритьоф Капра, «Паутина жизни. Новое научное понимание живых систем»], что диссипативные структуры развиваются, переходя к новым степеням порядка и сложности в результате бифуркаций – скачкообразных структурных перестроек. Диссипативные структуры способны уходить все дальше и дальше от состояния равновесия через последовательные бифуркации. Точками бифуркации при этом являются точки потери системой устойчивости, достигаемые через механизмы положительной [1] (усиливающей) обратной связи. В таких точках диссипативная структура либо разрушается, либо переходит к новым степеням порядка и сложности.
1
Различают отрицательную (стабилизирующую) и положительную (усиливающую) обратную связь. В случае отрицательной обратной связи при возникновении отклонений от устойчивого режима в системе возникают взаимодействия, которые противодействуют первоначальному изменению и стремятся вернуть систему обратно в исходный режим. В случае положительной (усиливающей) обратной связи при возникновении отклонений от устойчивого режима возникают взаимодействия, которые способствуют нарастанию отклонений и толкают систему все дальше от устойчивого режима.
Толчками для структурных изменений в системе при этом являются акты ее взаимодействия с внешней средой. Но эти внешние воздействия лишь инициируют сам процесс перестройки, в то время как логика перестройки определяется внутренней структурой системы и историей её предыдущих изменений.
Таким образом, развитие систем как переход к новым степеням порядка и сложности есть не поиск положения равновесия, как может казаться, а наоборот – удаление от него. Системы развиваются как раскручивающийся маховик, в котором каждый оборот прибавляет скорости вращения. И, при этом, сложные системы в процессе своего развития периодически оказываются на границе потери устойчивости – однако, в отличие от простых, «жестких» систем, сложные самоорганизующиеся системы вовсе не обязательно разрушаются в точках потери устойчивости, но могут изменять свою структуру, переходя на новый виток развития (с дальнейшим еще большим удалением от положения равновесия).
Значит, история развития сложной самоорганизующейся системы – история про постоянное движение прочь от положения равновесия, про постоянный набор (в физических терминах) потенциальной энергии и снижение [2] энтропии (т. е. рост степени порядка).
Удивительным и новым здесь является то, что усиливающая обратная связь «вразнос», уводящая систему все дальше от положения равновесия, которая всегда считалась разрушительной в механике и кибернетике, в диссипативных структурах может оказываться источником структурных перестроек и возникновения новых уровней порядка и сложности.
2
Замечу, если Вы вдруг здесь вспомнили про закон неубывания энтропии из курсов физики: энтропия не может понижаться только в изолированных (замкнутых) системах – в открытых системах энтропия может снижаться и степень порядка может нарастать.