Синергетика Германа Хакена

       Синергетика объясняет процесс самоорганизации  в сложных системах следующим  образом:

       Система должна быть открытой. Закрытая система  в соответствии с законами термодинамики  должна в конечном итоге прийти к  состоянию с максимальной энтропией и прекратить любые эволюции.

       Открытая  система должна быть достаточно далека от точки термодинамического равновесия. В точке равновесия сколь угодно сложная система обладает максимальной энтропией и не способна к какой-либо самоорганизации. В положении, близком  к равновесию и без достаточного притока энергии извне, любая  система со временем ещё более  приблизится к равновесию и перестанет изменять своё состояние.

       Фундаментальным принципом самоорганизации служит возникновение нового порядка и  усложнение систем через флуктуации (случайные отклонения) состояний их элементов и подсистем. Такие флуктуации обычно подавляются во всех динамически стабильных и адаптивных системах за счёт отрицательных обратных связей, обеспечивающих сохранение структуры и близкого к равновесию состояния системы. Но в более сложных открытых системах, благодаря притоку энергии извне и усилению неравновесности, отклонения со временем возрастают, накапливаются, вызывают эффект коллективного поведения элементов и подсистем и, в конце концов, приводят к «расшатыванию» прежнего порядка и через относительно кратковременное хаотическое состояние системы приводят либо к разрушению прежней структуры, либо к возникновению нового порядка. Поскольку флуктуации носят случайный характер, то состояние системы после бифуркации обусловлено действием суммы случайных факторов.

       Самоорганизация, имеющая своим исходом образование  через этап хаоса нового порядка  или новых структур, может произойти  лишь в системах достаточного уровня сложности, обладающих определённым количеством  взаимодействующих между собой  элементов, имеющих некоторые критические  параметры связи и относительно высокие значения вероятностей своих  флуктуаций. В противном случае эффекты  от синергетического взаимодействия будут  недостаточны для появления коллективного  поведения элементов системы  и тем самым возникновения  самоорганизации. Недостаточно сложные  системы не способны ни к спонтанной адаптации ни, тем более, к развитию и при получении извне чрезмерного количества энергии теряют свою структуру и необратимо разрушаются.

       Этап  самоорганизации наступает только в случае преобладания положительных обратных связей, действующих в открытой системе, над отрицательными обратными связями. Функционирование динамически стабильных, неэволюционирующих, но адаптивных систем — а это и гомеостаз в живых организмах и автоматические устройства — основывается на получении обратных сигналов от рецепторов или датчиков относительно положения системы и последующей корректировки этого положения к исходному состоянию исполнительными механизмами. В самоорганизующейся, в эволюционирующей системе возникшие изменения не устраняются, а накапливаются и усиливаются вследствие общей положительной реактивности системы, что может привести к возникновению нового порядка и новых структур, образованных из элементов прежней, разрушенной системы. Таковы, к примеру, механизмы фазовых переходов вещества или образования новых социальных формаций.

       Самоорганизация в сложных системах, переходы от одних структур к другим, возникновение  новых уровней организации материи  сопровождаются нарушением симметрии. При описании эволюционных процессов  необходимо отказаться от симметрии  времени, характерной для полностью  детерминированных и обратимых  процессов в классической механике. Самоорганизация в сложных и  открытых — диссипативных системах, к которым относится и жизнь, и разум, приводят к необратимому разрушению старых и к возникновению новых структур и систем, что наряду с явлением неубывания энтропии в закрытых системах обуславливает наличие «стрелы времени» в Природе.

Псевдосинергетика

       Наблюдаются случаи использования терминологии синергетики для придания веса псевдонаучным  изысканиям. Отмечается, что некоторые  учёные стали представлять себе и  широкой общественности синергетику  как «панацею», решающую коренные вопросы  во всех науках, в том числе — в гуманитарных, при этом зачастую на фоне некритического отвержения классических и апробированных подходов и теорий:

       Опасность такого интенсивного внедрения «синергетики»  в науки, особенно в общественные, заключалась в полном непонимании  того, что такое синергетика, в  неизбежном назывании применением  синергетического подхода простого сопровождения словом «синергетика»  различных необоснованных утверждений, выдаваемых за научные, и результирующем отбрасывании нормальных наработанных методов конкретных наук. И это формальное и поверхностное «обращение к синергетике», становясь по понятным причинам массовым, должно было порождать и породило целое, вполне самостоятельное и даже обособленное, сообщество взаимно довольных, друг друга поддерживающих и никем не критикуемых деятелей, занимающихся схоластической псевдонаукой. 

Синергетика Германа Хакена

       Термин  «синергетика» как название нового междисциплинарного направления исследований был впервые введен Германом Хакеном в курсе его лекций, прочитанных в 1969 г. в университете Штутгарта. Научное сообщество встретило появление синергетики без особых восторгов, более того, градом незаслуженных упреков, обвинений и возражений. В чем только ни упрекали новое научное направление его противники и (не всегда добросовестные) критики: они утверждали, будто синергетика — детонат пустого понятия, и синергетика не имеет ни своего предмета, ни присущего только ей метода исследования, что она излишне математизирована и представляет собой одну из разновидностей физикализма, не обладает непременным атрибутом науки —прогностической силой, развивается не интенсивно, а экстенсивно.  
Но вот минули три десятилетия, заполненные неустанными трудами проф. Г. Хакена, его сотрудников, учеников и единомышленников, и со всей очевидностью выяснилось, что все опасения, сомнения и упреки несостоятельны и развеялись, как утренний туман.  
Современная синергетика стала признанным междисциплинарным направлением научных исследований, которое занимается изучением сложных систем, состоящих из многих элементов, частей, компонентов, которые взаимодействуют между собой сложным (нелинейным) образом.

       Свой  выбор термина «синергетика» профессор Г.Хакен объясняет следующим образом. «Я выбрал тогда слово «синергетика», потому что за многими дисциплинами в науке были закреплены греческие термины. Я искал такое слово, которое выражало бы совместную деятельность, общую энергию что-то сделать, так как системы самоорганизуются, и поэтому может показаться, что они стремятся порождать новые структуры. Я обратился тогда за советом к моему школьному другу Гауссу Кристофу Вольфу, который хорошо разбирался в греческом, и мы с ним обсуждали различные понятия. Я преследовал цель привести в движение новую область науки, которая занимается вышеуказанными проблемами. Уже тогда я видел, что существует поразительное сходство между совершенно различными явлениями, например, между излучением лазера и социологическими процессами или эволюцией, что это должно быть только вершиной айсберга. Правда, в то время я не подозревал, что эта область может оказать влияние на столь многие и отдаленные области исследования, как, например, психология и философия».

       Разумеется, синергетика — далеко не единственное научное направление, которое занимается изучением сложных систем. Вместе с тем, используемые в синергетике  понятия делают синергетический  подход уникальным, причем не только в  концептуальном, но и в операциональном плане. В отличие от других научных направлений, обычно возникавших на стыке двух наук, когда одна наука давала новому направлению предмет, а другая — метод исследования, синергетика опирается на сходство математических моделей, игнорируя различную природу описываемых ими систем.  
Бич всех научных направлений, занимающихся изучением сложных систем, состоящих из большого числа взаимодействующих деталей — обилие информации, которую требуется перерабатывать для получения детального описания системы. Чтобы уменьшить объем информации до сколько-нибудь приемлемых размеров, прибегают к так называемому «сжатию информации», как правило, сопровождающемуся ее частичной потерей. Например, вместо отслеживания траекторий частиц газа в кинетической теории газов переходят к усредненным характеристикам, например, вводят давление газа. Синергетический подход осуществляет сжатие информации без каких-либо ее потерь  
— путем перехода от переменных или параметров состояния к параметрам порядка на основе принципа подчинения, причем параметры порядка в свою очередь являются функциями параметров состояния (принцип круговой причинности).

       Что же касается обвинения синергетики  в физикализме, то они основаны на недоразумении: на первых порах было естественно приводить в качестве примеров систем, подпадающих под «юрисдикцию» синергетики, простейшие из таких систем — физические.  
Но синергетика, ее идеи, понятия и методы, применимы и к гораздо более сложным биологическим системам, в частности к человеку как биологической особи и как члену сообщества. Синергетика нашла плодотворные применения при исследовании моторной деятельности человека и функционирования самого сложного из известных объектов — самопознающего человеческого мозга. Человекомерному аспекту синергетики посвящено несколько томов в серии по синергетике, выпускаемой немецким издательством «Шпрингер-Ферлаг» под общим руководством профессора Г. Хакена. Много журнальных публикаций посвящены применению синергетического подхода в экономике, появились и первые монографии. Широкий спектр человекомерных аспектов синергетики представлен в сборнике  по материалам «Синергетического форума», состоявшегося в Москве в 1996 г. Об этом красноречиво говорят заголовки основных разделов: «Синергетика как наука о сложности», «Синергетика в контексте культуры», «Синергетика в междисциплинарном измерении», «Синергетика на пути к автопоэтической медицине».  
Следует подчеркнуть, что синергетический подход позволяет не только переформулировать в новых, синергетических, терминах давно известные истины, т. е. по существу объяснить специалистам, что те говорят прозой, но и способствует более глубокому и подчас неожиданному пониманию старых областей. Например, проведенный Келсо и Хакеном анализ моторной активности человека выявил некоторые неожиданные факты [, а проведенный А. Балояну и ее сотрудниками анализ хаотической электрической активности головного мозга спящего человека привел к неожиданному результату: выяснилось, что число управляющих параметров столь сложного состояния удивительно мало.  
Несмотря на зрелый по человеческим меркам возраст, синергетическое направление все еще продолжает формулироваться, обогащаясь новыми идеями и методами. Возникнув как продолжение и развитие нелинейной теории колебаний, которая, по словам Л. И. Мандельштама, «говорила на интернациональном языке науки», т. е. рассматривала общие свойства колебательных систем, не «привязанные» к конкретной природе самих систем, синергетика на новом витке развития выдвинула идею моделирования сложных процессов, например происходящих в головном мозге человека, на языке сети нелинейных осцилляторов. Используя метод анализа, синергетика научила экономистов стравляться со сложными проблемами исследования временных колебаний биржевых курсов и других сложных временных рядов. Французскому специалисту Буржелю синергетика помогла в решении проблем урбанистики, греку Джону Николсу — в создании новой парадигмы передачи информации, социологу А.П. Назаретяну—в разработке модели антропогенных кризисов. Синергетика Хакена — это язык, на котором удобно и естественно описывать жизнь сложных систем и, в частности, явление самоорганизации — спонтанное возникновение структур, а ее понятийный аппарат позволяет рассматривать все происходящее «сверху вниз» — от целого к деталям, а не «снизу вверх» — от деталей к целому, как это принято при редукционистском подходе. Обратимое сжатие информации, осуществляемое в синергетике при переходе от многочисленных параметров состояния к малочисленным параметрам порядка, позволяет, минуя детали, описывать и понимать эмержентные свойства и самоорганизацию целого, что особенно важно в случае таких сложных систем, как человек, его нервная система, в частности головной мозг, и различные сообщества — культурные, социальные, экономические и т. п., — где далеко не все детали известны и понятны.  
В интервью с профессором Г. Хакеном по случаю тридцатилетия синергетики ему был задан вопрос: «Еще в своих книгах 70-х годов Вы указывали на далеко идущие и широкомасштабные возможности применения синергетики, включая применение к пониманию сугубо человеческих социальных процессов. Было ли в ходе развития синергетики что-то неожиданное для Вас? Возможно, обнаружились новые возможности применения, которые Вы первоначально совершенно не предполагали?»  
Ответ гласил: «Хотя синергетика возникла в рамках естественных наук, мне всегда представлялось, что ее важнейшие возможные приложения будут касаться специфических человеческих и социальных процессов. Здесь перед нами открывается чрезвычайно обширное поле исследований. Причем для меня уже неоднократно возникали неожиданные сюрпризы в развитии синергетики. Например, интересные эксперименты по исследованию движения пальцев, проведенные Келсо, которые удалось очень хорошо объяснить с помощью понятий синергетики. Еще одним неожиданным приложением стал синергетический компьютер , которые показал, каким образом понятия синергетики могут применяться в информатике» . И далее: «Какие области применения синергетики Вы рассматриваете как наиболее перспективные и многообещающие? Какие проблемы остаются еще открытыми для исследования?» Профессор Г Хакен ответил: «Очень важной областью является, на мой взгляд, медицина, где проводятся увлекательные фундаментальные исследования. На первый план выступает для меня здесь исследование мозга, где мы изучаем МЭГ и ЭЭГ, применяя методы анализа нового типа, и я очень рад, что эти методы все более совершенствуются, а также заменяются новыми.  
Для дальнейшего исследования существует, несомненно, огромное число проблем, и я бы не взялся перечислить их здесь все. К ним относятся, например, развитие новых компьютеров, которые работают по синергетическим принципам, более скрупулезное исследование экономических процессов, которые являются в высокой степени сложными и одновременно кооперативными, т. е. синергетическими, и многие другие проблемы»  
 
 
 

       [1, с. 59-60]. Человекомерные аспекты ответов проф. Г Хакена на вопросы Е.Н. Князевой столь очевидны, что было просто невозможно удержаться от искушения привести их в заключение нашей статьи.  
Литература  
1. Синергетике 30 лет. Интервью с профессором Г. Хакеном. ПроведеноЕ Н. Князевой // Вопросы философии. 2000. № 3. С. 53--61.  
2. Haken Н. Principles of Brain Functioning. A Synergetic Approach to BrainActivity, Behavior and Cognition Berlin: Springer, 1996.  
3. Synergetics of the Brain / Ed. by Е. Basar, Н. Flohr, H Haken, A.J. Mandell.Berlin: Springer, 1983.  
4. Synergetics of Cognition /Ed. by Haken H , Stadler M Berlin. Springer, 1990.  
5. Т. Ny. Нелинейная экологическая динамика Ижевск. R&C Dynamics, 2000.6 Синергетическая парадигма.