Инновационная сложность
Шрифт:
3. Когнитивный эпистемологический багаж тесно и непосредственно связанный с таким инновационным подходом к управленческому программному процессу преобразования облика науки и образовательного пространства ближе всего не к понятийному аппарату предметных, профилированных областей знания, дисциплинарных наук, а к синергетике и комплексу связанных с нею трансцисциплинарных ветвей знания – диатропике, гармонистике, миксеологии, трибофатике, эконофизике, диалектике, общей теории систем, информатике, интегративистике и т. п. А те оперируют в корне (т. е. существенно) иным понятийным аппаратом – аттракторами, параметрами порядка, диссипативными процессами и процессами стремления систем к состояниям сингулярности, принципами сохранения, раздвоения единого, универсальной макроквантовой эволюции, эволюционного синтеза, дополнительности, кратных отношений, простоты и экономии действия («бритва Окакма»), самоподобия (фрактальности), неопределенности и частичной определенности, единства симметрии и асимметрии, встряхивания («принцип Челомея»), однополярного доминирования и др. Здесь установочным является принцип неэффективности больших систем, постулируется высокая роль «эффекта мелочей» (принцип большого влияния малых факторов), интегративных (коллектичных) измерителей реального мира; здесь типично признание существенных различий в методах исследования объектов как систем и как систем объектов (выход на метауровень познания), углубление в процессы становления стационарных фазовых состояний сложных систем вдали и вблизи от равновесия, на основной эволюционной ветви и вне ее; здесь постигают единые основания синтетической (универсальной) эволюции сложных системных формирований и комплексов, задаются проблемами обеспечения неравновесной устойчивости и неустойчивого равновесия, гармонии и дисгармонии в связи со всеобщими диагностическими оценками нормы и патологии любых сложных систем; здесь занимаются процессами минимального и максимального производства энтропии как неотъемлемого атрибута стационарности и соответственно динамического хаоса структурно расчлененных и пространственно рассредоточенных систем, проблемами резервирования и расчета необходимого числа и веса «меронов» (структурных мест); здесь оперируют тетрад-методологией, методологией моделирования обменных процессов и функциональных режимов на основе ориентированных графов, а также инвариантами для отдельных классов выявляемых в этом случае на основе графовых представлений отдельных родов объектов; здесь плотно и живо занимаются изучением интегральных характеристик (в статусе интегральных измерителей, коллективных переменных) объектов как систем и системы объектов как статистических ансамблей, а также проблемами собственного (внутреннего) времени и собственного (внутреннего) пространства для объектов-систем и для систем объектов, фазовой динамикой, критериями меры гармонии и гармонии мер, феноменами нелинейности, неравновесной устойчивости и неустойчивого равновесия, открытости-закрытости сложных систем в первую очередь как систем сложенных, ограниченности-неограниченности, надежности, живучести, респонсивности, релевантности, верифицируемости и др. Сама стратегическая линия переориентации существующего комплекса наук, образовательного пространства и образовательного процесса с переходом на метатеоретический уровень повторяет то, что сделал в свое время Аристотель, создавая логику как составляющую «Метафизики», а более общо – создавший «Органон» и получивший на данном пути обретающие сегодня новый смысл и чрезвычайную методологическую значимость выводы: «предмет всякого познания – общее» (1087а11) и «знание обо всем необходимо имеет тот, кто в наибольшей мере обладает знанием общего» (982а 20–22).
4. Все вышесказанное, имеющее непосредственное отношение к процессам гармонизации систем, а значит и к постижению феномена качества сложных систем в любой области человеческой деятельности, обеспечивается привязкой коллективной переменной, интегральной меры структурированного целого (относительной энтропии), выражающей их состояния, к одному из ее узловых значений. Это открывает принципиально новые и весьма широкие перспективы познания мира объектов как систем и как систем объектов и позволяет, в частности: закономерно и законосообразно организовывать внутреннее пространство любой системы, состоящей из ряда сравнительно независимых, разнообъемных, разномасштабных компонентов (подсистем, страт, групп, событий, естественных подразделений или частей целого и пр.); обеспечивать процессы гармонизации структурно сложного целого, придавая ему высокие качества – функциональные, эксплуатационные, эстетические и другие; проектировать наиболее оптимальную структурную организацию сложных систем как систем сложенных, придавая тем самым эффективность соответствующим режимам их функционирования; гарантировать конкурентоспособность производимых композиционных материалов; осуществлять диагностику сложных систем как целостных формирований, организмов в аспекте их нормы или патологии (глубокой и острой); минимизировать затраты на поиск эффективных вариантов производственных циклов и производственных процессов, резко улучшив управление экспериментом через избавление от метода проб и ошибок; при эпидемиях и эпизоотиях надежно совершать селекцию наиболее действенных вариантов терапии человека и животных в условиях дефицита времени; осуществлять биоиндикацию состояния экологических сред и т. п. Тем самым в данном случае мы имеем стратегическую линию, реализуем стратегический проект по превращению естествознания и наук о человеке в одну единую науку, как это прогнозировал, глядя в будущее, К. Маркс.
Пространственно-временная динамика эволюционных процессов в сложных системах
Е. Н. Князева
Е. С. Куркина
В данной главе раскрывается содержание эволюционной модели, предложенной С. П. Курдюмовым, рассматриваются выдвинутые им ключевые идеи, составляющие ныне фундамент для развития методологии исследования сложных саморазвивающихся систем – синергетики. В основе этой эволюционной модели лежат четыре представления: связь пространства и времени, сложность и ее природа, режимы с обострением, в которых происходят самоорганизация и быстрый, лавинообразный рост сложности, эволюционные циклы и переключение режимов как необходимый механизм поддержания «жизни» сложных структур. Эта методология позволяет понять природу инновационных сдвигов в природе и обществе и показать возможность управления инновационными процессами и конструирования желаемого будущего. Определяются подходы для возможных применений этой модели для понимания динамики сложных социальных, демографических и геополитических систем.
Ключевые слова: инновация, конструирование будущего, коэволюция, нелинейность, неустойчивость, режимы с обострением, пространство и время, самоорганизация, синергетика, сложные системы, темпомиры.
В 2013 году исполнилось 85 лет со дня рождения С. П. Курдюмова (1928–2004), выдающегося ученого, который по праву считается основателем синергетики и главным вдохновителем синергетического движения в России. Его вклад в развитие современной междисциплинарной теории и методологии исследования сложных саморазвивающихся систем трудно переоценить. Исследуя динамику формирования и развития неравновесных структур при термоядерном горении плазмы, он интуитивно осознал, что она является достаточно общей и определяет основные черты эволюции многих систем самой разной природы. С его ученицей Е. Н. Князевой они заложили фундамент нового научного направления в философии, которое ныне интенсивно развивается [144] .
144
Князева Е. И., Курдюмов С П. Основания синергетики. Синергетическое мировидение. М.: КомКнига, 2005; Князева Е. И., Курдюмов С П. Основания синергетики. Человек, конструирующий себя и свое будущее. М.: КомКнига, 2006; Князева Е. И., Курдюмов С. П. Синергетика: нелинейность времени и ландшафты коэволюции. М.: КомКнига, 2007.
Сергей Павлович развивал синергетику как теорию режимов с обострением, режимов, которые начинаются с медленной квазистационарной стадии и заканчиваются взрывным развитием, коллапсом и гибелью системы. Как правило, до коллапса дело не доходит, в системе происходят качественные изменения, и начинается новый цикл развития обновленной системы. Структуры, развивающиеся в режиме с обострением, взаимодействуют друг с другом, на одних стадиях развития они формируются, объединяются в более сложные структуры, на других – распадаются. Некоторые структуры сильно опережают в развитии всех остальных, другие, наоборот, выпадают из общей тенденции развития навсегда. Примером быстро развивающихся структур могут служить города мирового масштаба, такие, как Нью-^Hорк, Лондон, Москва, Сингапур и др. Примером структур, выпавших из исторического хода развития, являются анклавы цивилизации: аборигены Австралии и Новой Зеландии, некоторые племена Африки и Юго-Восточной Азии. Разные эволюционирующие сложные системы отличаются друг от друга временными и пространственными масштабами, природой и характером взаимодействий, смыслом переменных и параметров, но по отношению к процессу эволюции они могут быть рассмотрены с единой позиции – через призму взаимодействия и развития структур разной сложности. Сергеем Павловичем были сформулированы некоторые основополагающие принципы эволюции сложных структур: принцип коэволюции, или принцип объединения простых структур в сложные, принцип цикличности как необходимого условия самоподдержания и развития сложных структур, высказаны гипотезы о связи пространства и времени, о влиянии будущего на настоящее, а также сформулированы некоторые принципы управления сложными системами.
Ярким примером эволюции в режиме с обострением может служить развитие мировой капиталистической системы, которая на первых порах основывалась исключительно на рыночных отношениях и не регулировалась правительствами. Результатом стал мировой кризис и крах всей экономической системы в 1928–1932 годах, сильнейшее расслоение общества и депрессия. В режиме с обострением развивалось более миллиона лет и мировое сообщество людей. Об этом свидетельствуют исследования характера роста общей численности людей и мирового валового продукта. Демографический взрыв – последний этап развития мировой системы в режиме с обострением. Он наблюдался в середине прошлого века, а теперь имеет место – демографический переход и начало новой стадии эволюции.
Курдюмов впервые предложил применить модель нелинейной теплопроводности с источником, которую используют для описания процессов в плазме, к исследованию эволюции человеческого общества, и посмотреть на историю как на развитие структур разной сложности. Ему же принадлежит идея реализации и исследования циклического развития общества. Эта модель может быть использована и для описания эволюции других сложных систем. Динамика этой модели положена и в «Основания синергетики», поэтому мы назвали ее моделью эволюционной динамики С. П. Курдюмова. Развитие модели Курдюмова в применении к анализу эволюции общества (преимущественно в аспекте демографии) было осуществлено в работах учеников и последователей Курдюмова [145] . Режим с обострением был наложен на весь ход истории, и с этой точки зрения проанализировано изменение структур расселения и хозяйствования, исследована последняя стадия развития в режиме с обострением и сделаны прогнозы будущего развития. В работе [146] были исследованы и сравнены механизмы и причины усложнения систем в ходе биологической эволюции, экономической эволюции при капитализме и глобальной эволюции общества.
145
Белавин В. А., КапицаС П., КурдюмовС П. Математическая модель демографических процессов с учетом пространственного распределения. // Журнал вычислительной математики и математической физики. 1998. T. 38, № 6. С. 885902; Белавин В. А., Курдюмов С. П. Режимы с обострением в демографической системе. Сценарий усиления нелинейности // Журнал вычислительной математики и математической физики. 2000. T. 40, № 2. С. 238–251.
146
Куркина Е. С., Князева Е. Н. Эволюция пространственных структур мира: математическое моделирование и мировоззренческие следствия // Эволюция: дискуссионные аспекты глобальных эволюционных процессов. М.: Книжный дом «ЛИБРОКОМ», 2011. С. 274–315.
Настоящая работа лежит в русле этих исследований. Она опирается на результаты математического моделирования динамики сложных систем, и в первую очередь на модель эволюции Курдюмова, которая учитывает, как диссипативные процессы, так и кумулятивные – две главные движущие силы эволюции. В ней мы попытались сформулировать общие законы пространственно-временной эволюции сложных систем, развивающихся в режиме с обострением, исследовали механизмы циклов и их роль в появлении и распространении инноваций. Мы стоим на позиции универсального эволюционизма, рассматривающего эволюцию как непрерывный во времени единый процесс, который стартовал в результате Большого Взрыва и привел к формированию Вселенной, появлению человека разумного, способного к познанию. Парадигма универсального эволюционизма включает представление о познаваемости нашего мира, который существует независимо от человека, но отражает его присутствие в мире и креативные возможности его сознания. Мир познаваем, поскольку человек сам является эволюционным продуктом этого мира. Антропный принцип здесь рассматривается как следствие глобального эволюционного процесса. Как и многие ученые (А. В. Молчанов, А. Д. Панов, О. П. Иванов, А. П. Назаретян, Л. Е. Гринин, А. В. Коротаев,
А. В. Марков и др.), мы считаем, что химическая, биологическая, космическая и социально-экономическая макроэволюции являются результатом процесса самоорганизации материи, имеют генетическую и структурную преемственность и подчиняются единым законам развития. Эволюционная парадигма, опирающаяся на идею универсальной эволюции, или, как сейчас говорят, Big History, дала возможность увидеть картину развития мира в целом и стала одной из важнейших составляющих науки и философии.
Многолетний опыт математического моделирования эволюционных процессов, протекающих в сложных системах, дает нам основание полагать, что мы можем видеть необычные, парадоксальные, порой скрытые от привычного взгляда свойства хода эволюции и понимать внутренние механизмы эволюции. Целью настоящего исследования и является развернуть эту общую картину характера эволюции в сложных системах (причем как в природных, так и в социальных и человеческих), пространственно-временных свойств эволюционных процессов и динамики нестабильностей, кризисов и рождения инноваций.