Сложные системы: целостность, иерархия, идентичность

Авторы:

В. А. Устюгов (гл. 1), В. И. Кудашов (гл. 2 и 10), М. А. Петров (гл. 3), А. В. Думов (гл. 3 и 10), А. Ю. Коловская (гл. 4), Ю. В. Коловский (гл. 4), В. Н. Кульбижеков (гл. 5), Г. А. Илларионов (гл. 6), М. В. Седельников (гл. 7), Ю. В. Грицков (гл. 8), Д. В. Львов (гл. 8), Е. Р. Кроль (гл. 9)

В становлении современных представлений о сложных системах определяющая роль принадлежит философской рефлексии, даже если эта рефлексия осуществляется некоторыми творцами научного знания. Сложность понимается как очень многообразный и разносторонний когнитивно-социальный феномен, имеющий свои логические, исторические, деятельностные и институциональные изменения. Многосторонность проявлений сложных систем – самоорганизация, целостность, иерархия, идентичность и многие другие – обусловила многоаспектность философского анализа этих сторон, который мы попытались изложить в предлагаемой вниманию заинтересованных читателей монографии.

Ее авторами являются в основном сотрудники кафедры философии Сибирского федерального университета: кандидат философских наук, доцент Устюгов Виктор Анатольевич; доктор философских наук, профессор Кудашов Вячеслав Иванович; кандидат философских наук, доцент Петров Михаил Александрович, студент Думов Александр Витальевич; кандидат философских наук, доцент Коловская Анна Юрьевна; кандидат технических наук, профессор Коловский Юрий Васильевич; кандидат философских наук, доцент Кульбижеков Виктор Николаевич; кандидат философских наук Илларионов Григорий Андреевич, кандидат философских наук Седельников Михаил Валерьевич, доктор философских наук, профессор Грицков Юрий Викторович; кандидат философских наук, доцент Львов Денис Владимирович и ассистент Кроль Елизавета Робертовна.

У каждого из философов свой личностный взгляд и свое отношение к пониманию сложности и сложных систем. Поэтому каждый автор выбрал свой специфический аспект сложности, рассмотрев его в целом как особый тип бытия и организации познания или обратив внимание на философские проблемы некоторых современных сложных систем. Естественно, что эти аспекты не могут исчерпать всего многообразия современных теорий и концепций сложности, но они указывают на некоторые наиболее яркие стороны этого чрезвычайного интересного и перспективного для научного и философского познания феномена.

Авторский коллектив попытался представить стереоскопичное и разностороннее видение теоретических проблем сложности, стараясь описать их сущность максимально понятным языком, не сводя философский анализ лишь к популярному изложению. Насколько нам удалось реализовать эту непростую задачу, судить читателям.

Общеизвестно, что современная наука исследует сложные системы. Однако словосочетание «сложная система» представляется, на наш взгляд, тавтологией. «Часть – целое», «простое – сложное» исторически ранние представления, выражающие системный характер бытия. Элемент системы – это нечто простое. Любая система, поскольку она образована из элементов, есть нечто сложное по отношению к ним. «Сложное» и «простое» в обыденном, не выходящем за рамки созерцаний и представлений понимании – это нечто относительное. Элемент некоторой системы может сам быть системой, следовательно, система может быть элементом – подсистемой.

Вместе с тем эти обыденные представления определенным образом характеризуют систему как целостность. Сложность характеризует целостность как множественность, чисто внешнее случайное соотношение слагающих ее дискретных единиц. По мнению Георга Гегеля, это «очень отсталое определение» [1] не выражающее непрерывность. Обыденный взгляд на вещи не позволяет понять их как единство многообразия. Имеет ли смысл вводить представление «сложность» в понятийный аппарат теории систем для характеристики современного понимания отношений элементов, образующих целостность?

Предмет современной науки не вещи, данные нам непосредственно в чувственном опыте, а отношения вещей, массовые явления, целостность которых нам непосредственно не дана и может быть установлена только научным исследованием. Особенность систем такого типа в том, что в них совокупность как множество единичного, особенного есть вместе с тем непрерывная совокупность.

Целостности надындивидуального характера – это не абстракции нашего ума, а особые формы бытия. Целое как совокупность не составляется входящими в нее отдельными вещами, а развивается благодаря их взаимодействию, превращению в элементы системы. В классическом понимании элемент – это совокупность атомов одного вида, качественная характеристика неделимого атома. В современном понимании элементарность, целостность, неделимость имеют функциональный характер.

В процессе развития системной целостности отношение элементов меняется, что было предпосылкой, становится основанием, организацией системы. В свою очередь, основание может стать предпосылкой последующих изменений организации системы. К числу самоорганизующихся систем можно отнести, например, социальные, биологические и химические. Исследование процесса самоорганизации систем является важнейшей целью современной науки.

Преобразование оснований классической науки явилось необходимой исторической предпосылкой исследования процессов самоорганизации. Лидером революционных преобразований в естествознании были физико-математические науки. Данное обстоятельство определило форму научного дискурса тех лет. Исследование феномена самоорганизации, особенно в живой природе, сопровождалось дискуссиями о всеобщности второго закона термодинамики [2] , о применимости его к системам живого, в том числе для исследования эволюционного процесса. Использовался понятийный аппарат термодинамики для характеристики самоорганизации систем: «открытые системы», «необратимые процессы», «отрицательная энтропия», «диссипативные структуры», «неравновесные процессы», «антиэнтропийные процессы», «нелинейные уравнения описывающие процесс» и другие.

Не удивительно, что в качестве типичного примера самоорганизации исследователи рассматривали так называемые «конвекционные ячейки Бенара», «когерентное (лазерное) излучение», «реакцию Белоусова – Жаботинского» [3] , а не системы живой природы или социальные. Эти явления, экспериментально воспроизводимые, получили впервые обстоятельное объяснение в теории диссипативных структур И. Пригожина.

«Диссипативной структурой» [4] И. Пригожин называет спонтанную упорядоченность, возникающую в сильно неравновесных условиях, в процессе рассеивания (диссипации) энергии, поступающей в систему из окружающей среды. Порядок и хаос в теории диссипативных структур оказались тесно связанными. Кроме того, в условиях неравновесности возможно возникновение случайных событий (точки бифуркации), существенно расширяющих формы самоорганизации системы. Образование диссипативных структур должно подчиняться принципу П. Гленсдорфа и И. Пригожина (универсальный критерий эволюции): при неравновесных фазовых переходах процесс самоорганизации системы идет по пути наименьшего значения производства энтропии в открытой системе.

Существенный вклад в развитие теории И. Пригожина внес Г. Хакен. Ссылаясь на исследования Рольфа Ландауэра и Рональда Ф. Фокса он приходит к выводу, что принцип П. Гленсдорфа и И. Пригожина не является универсальным. [5] Кроме того, данный принцип не позволяет предсказать возникновение конкретных диссипативных структур, будь то форма ячеек Бенара или свойства лазерного излучения.

Г. Хакен называет «…систему самоорганизующейся, если она без специфического воздействия извне обретает какую-то пространственную, временную или функциональную структуру» [6] . Специфическое воздействие извне навязывает системе структуру или функционирование.

Самоорганизующиеся системы являются открытыми по веществу и энергии. Несмотря на то, что «…энергия подводится к системе в совершенно хаотической форме», система организует себя когерентно, что является «…поразительным свойством самоорганизующихся систем», по мнению Г. Хакена [7] .

Как же он объясняет это поразительное свойство открытых систем? «Множество отдельных элементов открытой системы задействованы в процессе постоянного тестирования различных возможностей, предоставляемых им системой… Под воздействием непрерывно поступающей энергии (или же энергии и вещества) один или несколько типов такого коллективного движения или коллективной реакции оказывается предпочтительнее других; именно эти формы движения или типы реакций становятся преобладающими в системе. Постепенно происходит… подчинение – ими всех прочих форм движения или типов реакций» [8] . Новую дисциплину, исследующую совместное действие многих подсистем, приводящее к самоорганизации когерентного типа, Г. Хакен назвал синергетикой.