Фрагмент книги «НОВАЦИИ. Суждения в русле эволюционной парадигмы»

От диссипативных структур к самоорганизации сложных систем

Понятно, что в рамках обсуждения эволюционной парадигмы на страницах этой книги, среди множества синергетических эффектов для нас наиболее интересно явление самоорганизации. Однако это самое значимое достижение синергетики — описание самоорганизации как формирования диссипативных структур в открытых неравновесных средах — является и самым неоднозначным, противоречивым при его философском анализе. Введение в философский лексикон категории «самоорганизация», конечно, с одной стороны, позволило на новом уровне обсуждать многие проблемы эволюции Мира, но с другой — породило множество спекуляций и бессодержательной риторики, лишь жонглирующей новыми терминами. Так, в философско-синергетических публикациях обиходным стал тезис «самоорганизация – это изначально присущее материи свойство». Следует ли понимать его буквально: что самоорганизацию можно рассматривать, как некое качество (атрибут) вещества, наравне с массой, зарядом и т.д.?

О непосредственном, буквальном понимании самоорганизации

На время забудем о специально синергетическом смысле слова «самоорганизация» и порассуждаем о том, что мы под ним подразумеваем, и о наших ожиданиях, связанных с научной реализацией теории самоорганизации. То есть, что такое процесс самоорганизации некоторой, пусть даже самой простой, системы (физической, химической, биологической, социумной), если забыть про то, что самоорганизация — это образование диссипативных структур в неравновесных средах?

Прежде всего условимся, что под системой, представленной как результат самоорганизации, в данном конкретном случае хотелось бы понимать совокупность элементов, объединенных в той или иной мере стабильными связями, обладающую структурой и специфическими системными качествами, не сводимыми к качествам элементов. Именно наличие фиксированных связей между элементами отличает интересующие нас системы от стохастических, форма которых задается исключительно внешними границами, а качества определяются случайным взаимодействием элементов. Стохастические системы – такие как газ, жидкость или их потоки, - корректнее называть средами, чтобы однозначно отличать их от систем, обладающих структурой, то есть устойчивыми связями между элементами.

Итак, до начала процесса самоорганизации мы должны иметь набор не взаимосвязанных (не имеющих однозначных устойчивых связей) элементов будущей системы. Эти элементы могут быть однотипными или разнообразными, рассредоточенными или объединенными в другие системы. Для нас важен лишь факт наличия элементов и предварительного отсутствия самой системы. Тогда под самоорганизацией можно понимать самопроизвольное (самостоятельное) объединение разрозненных элементов в систему. Такая вот самосборка, в противовес сборке системы под воздействием внешней целеполагающей силы (воли).

О наглядных примерах самоорганизующихся систем

Первый приходящий на ум пример, иллюстрирующий предложенную схему самоорганизации — это процесс кристаллизации. «На входе» — хаотично распределенные в жидкости атомы, «на выходе» -- кристалл, то есть система объединенных связями атомов, образующих однозначную стабильную структуру. Процесс формирования системы-кристалла происходит с абсолютным выполнением условия «самости» — его структура определяется исключительно свойствами элементов-атомов, а процесс кристаллизации начинается спонтанно и проходит без какого-либо внешнего формообразующего вмешательства. Вообще, самоорганизацию кристаллов можно рассматривать как частный случай самопроизвольного образования систем из атомов химических элементов. То есть все химические реакции, в результате которых образуются молекулы (структурированные системы атомов), можно рассматривать как примеры чистой самоорганизации.

Можно привести примеры самоорганизации и из области физики. К таковым можно отнести объединение разрозненных элементарных частиц (нуклонов и электронов) в атомы, образование спутниковых гравитационных систем — вращающихся друг вокруг друга массивных тел.

Понятно, что приведенные примеры самособирающихся систем не совсем то, что хотелось бы обсуждать при разговоре о самоорганизации. В формировании простейших физических и химических систем нет никакой загадки, их природа вполне достоверно описывается имеющимися теориями. От теории самоорганизации хотелось бы получить ответ на вопрос, как формируются принципиально новые, ранее не существовашие системы, а не на вопрос, как самособираются стандартные физические и химические образования – атомы, кристаллы, молекулы.

Синергетическая самоорганизация и эволюционные новации

Эти новационные ожидания в какой-то степени стала оправдывать синергетика, исследуя феномен образования диссипативных структур. Действительно, возникающие в неравновесных открытых средах структуры, волны, колебания не есть закономерное следствие взаимодействия элементов этих сред. Сама возможность формирования диссипативных структур (в отличие от элементарных физических и химических систем) не определяется характеристиками элементов среды. Структуры возникают спонтанно из хаоса и в какой-то степени могут восприниматься как новационные. Но существует ряд проблем, ограничивающих расширительное толкование представлений о синергетической самоорганизации как общей «теории самоорганизации и эволюции» (как это иногда констатируется).

Во-первых, что самое главное, диссипативные структуры — это не системы. Они по своей природе являются лишь регулярными уплотнениями сред (потоков), либо периодическими изменениями их характеристик. Диссипативные структуры — это не структуры элементов, объединенных однозначными связями, а лишь некие внешне временные или пространственные (геометрические) формы организации среды. Они не обладают никакими свойствам, системными качествами, функционированием и т.д.

Во-вторых, формирование диссипативных структур столь же закономерно и однозначно воспроизводимо в экспериментах, как упомянутые процессы образования молекул, кристаллов и атомов. Оно лишь требуют более экзотических условий, чем, к примеру, традиционные для химии и физики температурные ограничения. Таким образом формирование диссипативных структур принципиально не может рассматриваться как эволюционный феномен, то есть невоспроизводимый и необратимый процесс (по ранее введенной терминологии, см. «Общие суждения об эволюционной парадигме»).

Следовательно, формирование диссипативных структур можно представлять как самоорганизацию, лишь в смысле перехода некой среды (потока) из одного состояния в другое — из менее упорядоченного во внешне более упорядоченное, которое к тому же не является новационным. С внешне формальной стороны (то есть не по своей природе) диссипативные структуры не отличаются от других примеров образования волн и периодических колебаний в физических и химических системах.

Итак, синергетика, лишь пробудила интерес к феномену самоорганизации, задала больше вопросов, чем дала ответов. Она наметила некоторое направление движения к пониманию того, как из «ничего» формируется «нечто», из неорганизованного — организованное. Как теория описывающая лишь внешне формальную сторону перехода от хаоса к порядку и не затрагивающая принципов формирования систем (связи, элементы, функционирование), синергетика не может претендовать на роль теории «самоорганизации сложных систем», под которыми обычно подразумеваются биологические и социумные образования. Однако проблема, как мне видится, здесь скорее не в потенциальных возможностях синергетики или любой другой теории, а в неоднозначности трактовки самого понятия «самоорганизация сложных систем». Основная проблема, как ни странно, это само выделение вне физической и химической сфер самоорганизующихся систем как таковых.

Что такое самоорганизующаяся система?

Резонно задать вопрос: какие в достаточной степени обособленные биологические или социумные системы можно представить как самоорганизующиеся? Обычно в качестве примеров, самоорганизующихся систем мимоходом, не акцентируя внимания и не вдаваясь в подробности упоминают биологические организмы или социальные институты, чаще, экономические предприятия.

Да, действительно, в этих примерах мы наблюдаем реальное формирование систем — объединение разрозненных элементов (химических молекул, людей и технических устройств) в сложные структуры. Но можно ли представить процесс образования этих систем как самосборку — самостоятельное соединение ранее независимых элементов? Напомню, что под «самостоятельностью» здесь понимается самопроизвольное, внешне не управляемое образование связей — как при образовании молекул, кристаллов, атомов (или структур в диссипативных средах). Так вот с «самостью»-то и возникают проблемы.

Формирование, к примеру, конкретного единичного биологического организма как системы определяется не набором его исходных элементов (которые по сути одинаковы и для амебы, и для слона), а предзаданной, предшествующей, внешней для организма генетической программой биологического вида. Мы же не считаем процесс сборки автомобиля по чертежам его самоорганизацией. Хотя, конечно, «сборка» биологического организма – это нечто другое. Он сам себя собирает. Но ведь «по чертежам» же - согласно внешне предопределенной программе.

Аналогично и любые социальные образования нельзя представить как результат локальной спонтанной самосборки из разрозненных элементов. Формы общественных институтов, их внутренняя структура однозначно определяются внешними для них параметрами экономической, политической и других систем — вобщем, состоянием всей социосистемы как целого.

Однако, представление о внешней предзаданности сборки иологического организма можно обойти, приняв передаваемые от родителей гены (молекулы ДНК) за элементы исходного набора наравне с другими химическими ингредиентами, необходимыми для строительства системы. Тогда формирование организма вполне может выглядеть как локальная самосборка, аналогичная самосборке атомов и кристаллов. Безусловно, процесс формирования организма намного сложнее, чем объединение нескольких элементарных частиц или атомов, и пока досконально не изучен. Но по своей сущности он в достаточной степени рационален и воспроизводим, и не окружен загадочным ореолом новационной самоорганизации.

Воспроизводство и новационный системогенез

Следовательно, решение проблемы самоорганизации, не может сводиться к ответу на вопрос: как воспроизводятся существующие системы (физические, химические, биологические, социумные). Проблематичен сам факт первого, новационного образования систем — новационного системогенеза. Возвращаясь к вопросу самоорганизации биологического организма, акцент с реализации предзаданной программы следует сместить на происхождение самой программы.

Так вот, мы неизбежно приходим к выводу, что проблема самоорганизации в широком философском смысле не является как таковой проблемой «самоорганизации систем». Формулируемая в терминах самосборки систем из элементов, проблема самоорганизации сводится к решению частных задач воспроизводства систем (физических, химических и т.д.). В рамках эволюционной парадигмы постановка проблемы самоорганизации — это прежде всего формулирование вопроса о новационном, исторически первом образовании системы, то есть о новационном системогенезе.

Если и можно говорить о какой-то реальной самоорганизации (а не о воспроизводстве систем), то лишь применительно к таким системам, как авангардные эволюционные, или к Миру как единственной реально самоорганизующейся системе. Правда, возможно ли применять термин «самоорганизация» к единичному уникальному объекту, коим предстает перед нами Мир? Ведь определить, является или не является система самоорганизующейся, можно только находясь вне ее, то есть с позиции стороннего наблюдателя, занять которую относительно Мира мы не можем. Более того, бессмысленно утверждать, что Мир самоорганизуется, поскольку его состояние в каждый конкретный момент времени является в полной мере организованным. И, конечно, нельзя говорить о некой само-организации, поскольку по определению для Мира никакого не «само» быть не может.

И возвращаясь опять к синергетике, повторю главные выводы из предшествующих суждений. Применить формализм самоорганизации диссипативных структур к новационному появлению и последующему воспроизводству биологических или социумных систем принципиально невозможно, поскольку последние не являются средами со стохастически распределенными элементами, а представляют собой сложные системы с фиксированными стабильными структурами. И вообще, самостоятельную проблему самоорганизации систем выделить трудно - она распадается на множество специально научных проблем: (1) воспроизводства локальных систем; (2) новационного системогенеза, то есть исторически первого появления систем, и (3) в целом проблему овационно-эволюционного становления Мира.

*
Вариант решение проблемы новационного системогенеза в «Новациях» рассматривается на основе формализма распределенных во времени систем и концепции инволюции новаций.