Инновационная сложность
Шрифт:
– сложные системы имеют память, она заключена в их структуре, генетике и истории. Эволюционные процессы, в том числе и в человеческой истории, часто протекают по старым следам. В физических системах этот феномен носит название гистерезиса, в психологических – dej"a vu, имеют место возвраты к старому и в человеческой истории;
– сложные системы могут находиться в разных состояниях при одних и тех же условиях, состояние системы зависит от предыстории. При переходе системы из одного состояния в другое и обратно зачастую наблюдается несовпадение точек (параметров) перескока, проявление своего рода инерции, стремление сохранить текущее состояние, идти по старым следам (гистерезис);;
– сложные системы имеют сложную иерархическую многоуровневую фрактальную структуру, внутренние взаимодействия между элементами системы тоже имеют фрактальную структуру. Примером может служить управленческая организация некоторой отраслью промышленности, состоящая из аналогичных управленческих структур отраслью, комбинатами, отдельными заводами, цехами и т. д. Сложная система как бы множит и повторят себя на разных уровнях организации, в разных масштабах;
– сложные системы – уникальные, неповторимые системы. Нет двух одинаковых людей, стран, городов, биологических особей, органов и даже звезд и тайфунов;
– сложные системы регулируются петлями обратной связи: отрицательной, обеспечивающей восстановление равновесия, возврат к прежнему состоянию (гомеостатическому равновесию), и положительной, ответственной за быстрый, самоподстегивающийся рост, в ходе которого расцветает сложность;
– каждая сложная система имеет свои внутренние характерные масштабы времени и пространства. Масштаб времени определяется скоростью главного процесса, связующего элементы воедино, а пространственный масштаб зависит и от радиуса внутрисистемных взаимодействий, и от скорости. Внутрисистемные пространство и время связаны между собой. В процессе эволюции наблюдается ускорение течения системного времени, которое выражается в сокращении характерных промежутков времени, за которые происходят глобальные системные события, например, сокращается длительность циклов;
– сложная система не обладает свойством эргодичности и никогда не демонстрирует всех своих свойств на наблюдаемой траектории. Отсюда следует слабая предсказуемость поведения в будущем сложной системы. Из-за сложной иерархической функциональной и топологической организации, из-за вложенности сложных систем друг в друга, из-за непрерывного изменения системы под воздействием взаимодействий с внешней средой в принципе невозможно определить всех функций сложной системы и предсказать поведение системы в будущем. Будущее сложной системы открыто, существуют лишь некоторые горизонты видения будущего;
– на определенных этапах эволюции сложная система может демонстрировать «эффект бабочки» – сильную чувствительность к малым незначительным возмущениям, последствия которых сказываются на траектории развития системы в будущем. «Эффект бабочки» получил свое название в связи с рассказом Р. Брэдбери «И грянул гром» (1952 г.), в котором случайная гибель одной бабочки, из-за очутившихся в прошлом пришельцев из настоящего с помощью машины времени, кардинально меняет жизнь в далеком будущем. Применительно к человеческой истории говорят о «малых причинах больших исторических событий».
Сложная система балансирует «на краю хаоса». Обычно такое поведение наблюдается вблизи точек бифуркаций или в области турбулентности, в области странного аттрактора. Здесь горизонт видения будущего системы чрезвычайно мал, поведение сложной системы практически не непредсказуемо;
– однако, существуют общие законы или правила развития сложных систем. Они выступают как тенденции, как принципы, которые достаточно часто и с большой вероятностью при оговоренных условиях наблюдаются, но не являются обязательными. Они помогают разобраться в сложных явлениях или процессах, и дать им глубокое научное объяснение. Они помогают делать прогнозы и выявлять векторы дальнейшего развития сложной системы. Законы эволюции сложных систем не позволяют делать точные прогнозы, это в принципе невозможно, но они дают возможность делать некоторые общие заключения, например, об усилении неустойчивости развития и увеличения вероятности распада, об усилении процессов концентрации ресурсов, об усилении расслоения общества и т. д., и помогают разрабатывать правильные управленческие решения. Управление будущем – одна из насущных научных проблем человечества.
– Многолетний опыт математического моделирования показывает, что динамика сложных систем поддается математическому моделированию, и даже слабую предсказуемость описывает режим детерминированного хаоса и метастабильная устойчивость структур, развивающихся в режиме с обострением. Однако
никакое, сколь угодно подробное и точное знание поведения сложной системы на реальном интервале (пространства или времени) не позволяет точно предсказать её поведение в будущем.
– Время жизни сложной системы конечно. С одной стороны, чем сложнее система, тем она менее чувствительна к вариабельности внешних условий, лучше адаптируется к их изменению, и в этом смысле более устойчива. Именно поэтому эволюция шла и идет по возрастанию сложности. С другой стороны, чем сложнее структура системы, тем больше функциональных и архитектурных элементов она содержит, тем труднее поддерживать внутренний баланс, или гармонию между всеми ее элементами, тем она менее устойчива по отношению к внутренним флуктуациям. Это говорит о хрупкости сложной системы. Сложные системы, как правило, разваливаются изнутри. В последние десятилетия мы были свидетелями того, как разваливались государства (СССР, Югославия, Чехословакия, Грузия и др.) и революционным путем сменялись политические режимы (Киргизия, Египет, Тунис, Ливия и т. д.), и все эти события происходили из-за накопившихся внутренних противоречий и проблем почти без вмешательства извне. Внешние воздействия и угрозы наоборот, как правило, объединяют и сплачивают нацию. И сейчас в период большой нестабильности нашего мира ничего так не соединяет народы, как общие угрозы эпидемий, терроризма, глобального потепления или нового ледникового периода, падения большого космического тела и т. д.
– Сложные системы обладают свойствами целостности, открытости, адаптивности (активной адаптации и создания под себя своей среды), экономичности (всегда реализуется наиболее выгодный тип системы и/или процесса).
Нелинейность – главная черта сложной системы. Именно с нее начинается сложность. Все описанные выше свойства сложных систем вытекают из нелинейности взаимодействий, процессов или состояний. Для возникновения целостной сложной системы необходимы нелинейные внутренние связи между ее элементами. Эти связи обеспечиваются на этапе становления сложной системы путем кумулятивных эффектов сильных, электромагнитных, гравитационных, биологических полей, полей социальной напряженности или топологии пространства-времени.
Нелинейность, согласно модели С. П. Курдюмова, играет ключевую роль в возникновении сложной, упорядоченной структуры в диссипативной среде.
Нелинейности позволяют во взаимодействии с внешней средой кумулировать внешнюю энергию и перестраивать ее во внутреннюю.
Нелинейности присуща пороговость во взаимодействиях и избирательность чувствительности сложных систем к внешним воздействиям. Именно нелинейностью определяется дискретный спектр структур-атттрактор (форм), которые могут существовать на
данном этапе эволюции.
Нелинейность ответственна за появление новых качеств, новых более сложных структур, форм, процессов и в целом – за усложнение системы. Стало быть, именно нелинейность лежит в основе возникновения инновационных сдвигов на всех уровнях организации бытия.
Роль нелинейности в возникновении структур показал также А. П. Руденко, который разработал теорию эволюционного катализа, называемую им также теорией прогрессивной химической эволюции [147] .
147
Руденко А. П. Теория саморазвития открытых каталитических систем. М.:
Изд-во МГУ, 1969.