Основные концепции самоорганизации И. Пригожина

Основные концепции самоорганизации И. Пригожина. Брюссельская школа лауреата Нобелевской премии И.Р. Пригожина развивает термодинамический подход к самоорганизации с точки зрения диссипативных структур, раскрывающую исторические предпосылки и мировоззренческие основания теории самоорганизации. В отрытых системах поток энергии может вывести ее из устойчивого состояния - начинается развитие неустойчивостей, а их последующая самоорганизация может привести систему в устойчивое неоднородное состояние.

Такие состояния И. Пригожин назвал «диссипативными структурами». Примерами таких структур могут служить автоколебания, возникающие, например, в тонком горизонтальном слое масла при его подогреве снизу (ячейки Бенара) или в лазерах. Другой знаменитый пример - уединенные волны на поверхности воды и в других средах (солитоны). Осознание того факта, что хаотическая динамика присуща практически всем нелинейным физическим системам, стало революцией в современном естествознании.

Огромную роль в этом сыграли работы И. Пригожина.

Мотивацией его работы, выполненной совместно с И. Стенгерс, был парадокс времени, который, однако, не существует сам по себе. С ним тесно связаны два других парадокса, которые, как пишет И. Пригожин, имеют самое непосредственное отношение к отрицанию парадокса времени: «квантовый парадокс» и «космологический парадокс». Такая проблема, как парадокс времени, для людей, далеких от физики, может показаться странной: «Как физика, предъявляющая всё более строгие требования к эксперименту, что означает всё более тесную связь между теорией и опытом, дерзает отрицать различие между прошлым и будущим?». «Будущее при нашем подходе пишут И. Пригожин и И. Стенгерс перестает быть данным; оно не заложено более в настоящем.

Это означает конец классического идеала всеведения». Парадокс времени не был осмыслен вплоть до второй половины XIX века. К тому времени законы динамики уже давно воспринимались как выражающие идеал объективного знания. А поскольку из этих законов следовала эквивалентность между прошлым и будущим, всякая попытка придать стреле времени (выражение Эддингтона) некое фундаментальное значение наталкивалось на упорное сопротивление как угроза объективному знанию.

Однако разделять эту точку зрения, по мнению И. Пригожина, более невозможно. В последние десятилетия родилась новая наука – физика неравновесных процессов, связанная с такими понятиями, как самоорганизация, диссипативные структуры, необратимость. «Искусственное может быть детерминированным и обратимым пишут И. Пригожин и И. Стенгерс естественное же непременно содержит элементы случайности и необратимости». Последнее играет существенную конструктивную роль: необратимость приводит к множеству новых явлений, таких как образование вихрей и т.п. Невозможно себе представить жизнь в мире, лишенном взаимосвязей, создаваемых необратимыми процессами.

Время и реальность нерасторжимо связаны между собой. Отрицание времени может быть актом отчаяния или казаться триумфом человеческой мысли, но это всегда отрицание реальности.

Однако и то, что полностью случайно, также лишено реальности. И. Пригожин считает самым разумным отыскать узкую тропинку между двумя концепциями, каждая из которых приводит к отчуждению: концепцией мира, управляемого законами, не оставляющими места для новации и созидания, и концепцией, символизируемой Богом, играющим в кости, концепцией абсурдного, акаузального мира, в котором ничего нельзя понять. «Поиск тропинки» - это и есть основная тема книги И. Пригожина и разделяющей его взгляды И. Стенгерс.

Стрела времени, как убедительно показывают авторы книги, существует: «…мы дети стрелы времени, эволюции, но отнюдь не её создатели». Исследование парадокса времени заставило И. Пригожина рассмотреть проблему центральной роли «законов природы». Он считает отождествление науки с поисками «законов природы» самой оригинальной концепцией западной науки. Прототипом универсального закона природы служит закон Ньютона, который детерминистичен (коль скоро начальные условия известны, можно предсказывать движение) и обратим во времени (между предсказанием будущего и восстановлением прошлого нет никакого различия). Границы физики значительно расширились с начала ХХ века, однако основные характеристики закона Ньютона детерминизм и обратимость во времени сохранились. На протяжении всей истории западной мысли неоднократно возникал один и тот же вопрос: как следует понимать новое, играющее центральную роль в мире, управляемым детерминическими законами? Очевидно, настало время видоизменить само понятие физических законов так, чтобы включить в фундаментальное описание природы необратимость, события и стрелу времени.

Прежде чем принять подобную программу, И. Пригожин подвергает понятие «закон природы» блестящему анализу, на котором стоит остановиться подробнее.

Ученый пишет, что мы настолько привыкли к понятию «закон природы», что оно воспринимается как трюизм, как нечто само собой разумеющееся.

Однако в других взглядах нами такая концепция «закона природы» отсутствует. По Аристотелю, живые существа не подчиняются никаким законам. Их деятельность обусловлена их собственными автономными внутренними причинами. Каждое существо стремится к достижению своей собственной истины. В Китае господствовали идеи спонтанной гармонии космоса, своего рода статического равновесия, связывающего воедино природу, общество и небеса. Идея о том, что в мире могут действовать законы, вызрела в недрах западной мысли.

Отчасти эти идеи восходят к стоикам, несмотря на ту роль, которую они отводили року. Немаловажное значение сыграли здесь христианские представления о Боге как всемогущем Вседержителе, устанавливающим законы для всего сущего. Для Бога всё есть данность: новое, выбор или спонтанные действия с нашей, человеческой точки зрения. Теология и наука достигли согласия. Однако это препятствовало, как уже было сказано, включению события и вероятности, например, в эволюционное описание, будь то дарвиновская эволюция или эволюция истории человечества.

Традиционный подход привел к отчуждению фундаментальной физики от всех остальных наук, исходивших в своих описаниях из допущения о существовании стрелы времени. Основательный пересмотр формулировки законов природы стал возможен благодаря замечательным успехам, связанным с идеями неустойчивости и хаоса. С их помощью разрешимы сопутствующие парадоксу времени квантовый и космологический парадоксы.

Теперь возможна реалистическая интерпретация квантовой теории. Что касается космологии, то рождение Вселенной в результате Большого Взрыва около 15 миллиардов лет назад не может не рассматриваться как событие. Однако в традиционную формулировку законов природы события не входят, и гипотеза Большого Взрыва поставила физику «перед её величайшим кризисом». Кризис разрешим, если принять точку зрения И. Пригожина, что события являются следствием неустойчивости хаоса. В рамках детерминистического подхода всё, в том числе и написание книги И. Пригожина, предопределено с момента Большого Взрыва.

В новой формулировке законов природы последние относятся к вероятностям. Ученый сравнивает природу с образом ребенка: отваживаясь делать свои первые шаги, ребенок может в дальнейшем стать музыкантом, юристом или стоматологом, но выбрав что-то одно, а не всё сразу. К счастью для нас эволюция Вселенной привела к зарождению жизни на Земле и, в конечном счёте, к появлению человека.

И. Пригожин убежден, что его подход приводит к более согласованному и единообразному описанию природы. Между фундаментальными законами физики и всеми остальными уровнями описания, включающего в себя химию, биологию и гуманитарные науки, существовал разрыв. Новая перспектива, которая открывается благодаря объединяющей роли хаоса, глубоко трансформирует связь между науками. Однако ученый предостерегает от искушения создать «теорию всего на свете»: унифицирующий элемент, вводимый хаосом, соответствует концепции открытого эволюционизирующего мира, в котором, по словам Поля Валери, «время есть конструкция». Суть «диалога с природой», который связывается с научным пониманием, заключается в том, чтобы превратить хаос в новое орудие исследования ситуаций, до сих пор остававшихся вне досягаемости физики.

Понятие аттрактора (от лат. attraho притягивающий к себе), фигурирующее в исследовании И. Пригожина, используется им для описания эволюции диссипативных систем; к таким, например, относится движение реального маятника, включающее трение.

В отличие от идеального маятника (без трения), движение которого бесконечно, реальный постепенно останавливается в положении равновесия: это положение и является аттрактором. Не все диссипативные системы приходят к одной единственной конечной точке. Например, сильно неравновесная диссипативная структура, известная под названием «химические часы», эволюционизирует не к какому-нибудь состоянию, а к устойчивому периодическому режиму.

Такая ситуация приводит к необходимости обобщения идеи аттрактора: он более не точка, а линия. В других случаях, пытаясь построить геометрическое изображение аттрактора, можно получит поверхность или объем. Полной неожиданностью стало открытие так называемых странных аттракторов. В отличие от линии или поверхности, странные аттракторы характеризуются не целыми, а дробными размерностями. Они являются фрактальными объектами. Открытие фрактальных объектов позволило по-новому взглянуть на удивительный мир форм, существующих в природе.

Большинство из них не являются правильными геометрическими объектами, но могут быть охарактеризованы дробными размерностями. Семантическая теория К. Харди использует идею аттрактора при описании функционирования семантических констелляций: последние организуют сходный предшествующий опыт. Значительные расхождения в контексте и параметрах этого опыта могут вызвать модификацию аттрактора и привести к бифуркации. Взаимодействие конвергентных и дивергентных сил такого рода обеспечивает гибкость соответствующих процессов, их способность к развитию.

Например, при создании новых значений семантическая констелляция может разбиться на две суб-констелляции, содержащих конфликтные, антагонистические установки (или типы поведения) по отношению к одному и тому же опыту. Такое поведение констелляций обеспечивает психику способностью к выбору и адаптации. Мы можем, наверное, отнести сюда и социальное поведение людей, где огромную роль играют установки (attitudes), характеризующие общий стиль мышления.

Р. Айзер предлагает свой взгляд на исследование социальных установок как многомерных и сложных образований, постоянно подвергающихся изменениям во времени. Он считает естественным описывать их как нелинейные пространства, поверхность которых представляет собой фрактальные очертания. По его мнению, фрактальные формы и поверхности очень часто являются прекрасным «решением» частных проблем, таких, например, как уловить максимальное количество солнечного света и дождя, если речь идет о травинке в поле, или как максимально увеличить обрабатывающую способность коры головного мозга, которая содержится в черепной коробке. Нетрудно представить, что при таком подходе границы семантических констелляций причудливо изрезаны, фрактальны, создавая тем самым «живой» пейзаж ментальной структуры человека.

В эту картину можно удачно вписать единицы ментального лексикона, его ядра, как сущностей, очертания которых также фрактальны, одновременно являясь границей между стабильным и нестабильным состоянием.

Таким образом, в глобальном смысле основные элементы теории хаоса открывают возможности поиска если не универсального, то, по крайней мере, объединяющего принципа устройства мироздания на всех уровнях. Не только результаты, а и условия, причины и движущие силы самоорганизации имеют альтернативы. Так, в рассмотрении И.Р. Пригожина применительно к диссипативным структурам речь идет о когерентной самоорганизации, альтернативой для которой является континуальная самоорганизация индивидуальных микросистем, разработанная и предложенная А.П. Руденко.

Термодинамика неравновесных процессов вместе с теорией диссипативных структур, развиваемые биофизиком И. Пригожиным, Ю. Климонтовичем и другими применяется теперь не только в физике, но и экологии. Есть даже успешные попытки их использования в социологии, языкознании, психологии, педагогике. Вывод: Мы рассмотрели основные концепции самоорганизации: синергетика (Г. Хакена) и теория диссипативных структур (И. Пригожина). Теория самоорганизации попадает в самый эпицентр общечеловеческих проблем мироосмысления, формируя новое мировидение и философию, позволяет увидеть существенный прогресс в решении отмеченных вопросов в рамках новой парадигмы.

Сама концепция самоорганизации - одно из наиболее ярких многообещающих направлений в научной жизни последнего десятилетия и её теоретико-познавательный статус находятся в стадии становления.

Самоорганизация как научное направление исследований является востребованной обществом. Ее основные концепции дают возможность плодотворно взаимодействовать ученым разных специализаций на языке системного осмысления и поиска новых решений. Приведенные определения самоорганизации, полученные преемственным образом, могут конструктивно применяться при решении многих конкретных задач в разных областях наук. Она может быть использована как основа междисциплинарного синтеза знания, как основа для диалога естественников и гуманитариев, для кросс-дисциплинарной коммуникации, диалога и синтеза науки и искусства, диалога науки и религии, Запада и Востока (западного и восточного миропонимания). Будучи междисциплинарной по своему характеру, самоорганизация позволяет выработать некоторые новые подходы к обучению и образованию, к эффективному информационному обеспечению различных слоев общества.

Список использованной литературы: 1. Г.И. Рузавин. Концепции современного естествознания.

Учебник для вузов. – М. 1997 2. И. Пригожин. Философия нестабильности. Вопросы философии. – 1998 №8 3. И. Пригожин, И. Стенгерс. Порядок из хаоса: новый диалог человека с природой – М. 1986 4. Г. Хакен. Синергетика. – М. 1980 5. С.Х. Каперников. Концепции современного естествознания. Учебник для студентов высших учебных заведений. – М. 2001 6. О.Н. Стрельник. Концепции современного естествознания: краткий курс лекций. – М. 2003 7. Г. Хакен. Информация и самоорганизация. – М. 1991 8. А.А. Горелов.

Концепции современного естествознания: курс лекций. – М. 1997.