(наблюдатель и метанаблюдатель)
Генезис современной методологии синергетики, видимо, следует вести от Анри Пуанкаре. С его именем связаны фундаментальные результаты, лежащие в основаниях современной теории динамического хаоса, присущего большинству механических систем, и идея становления в сокращенном описании — теория бифуркаций. Именно от него можно проследить две линии — взгляд на становление изнутри, когда наблюдатель включен в систему и его наблюдение за нестабильной системой, диалог с ней вносят не контролируемые возмущения, что особенно ярко затем продемонстрировала квантовая теория, и взгляд извне — когда система структурно устойчива, и воздействием наблюдателя на систему можно пренебречь.
Последний подход, взгляд извне, отвечает, грубому описанию, когда представление о кризисе сведено в точку — точку бифуркации. В арсенале синергетических методов это прежде всего теория катастроф. Идея в том, что изначально задана онтология лишь одного структурного уровня — переменные в терминах которых пишется бифуркационное уравнение для параметров порядка системы. Его решение однозначно, за исключением одной точки бифуркации, где оно неустойчиво и скачком переходит на устойчивую ветвь — происходит смена онтологии по горизонтали. Это взгляд извне. Здесь не распаковывается точка нестабильности, становления. Все механизмы хаоса за кадром, от одного состояния гомеостаза мы сразу переходим к другому. Система почти всегда устойчива и наблюдатель, точнее метанаблюдатель, вполне классический.
Но и в этом подходе можно уловить предкризисные явления — так называемые флаги катастроф: критическое замедление характерных ритмов системы, увеличение амплитуды возможных флуктуаций окна оумирающегоп параметра порядка в окрестностях точки катастрофы. Уровень общности теории катастроф таков, что ее модели, хорошо известные в физике фазовых переходов, начинают сейчас находить приложение в экономике, психологии, искусстве. Например, перед экономическим кризисом наступает хорошо известное нам состояние стагнации, когда характерные периоды оборота капитала заметно увеличиваются. Эти же эффекты можно наблюдать в явлениях природы — затишье перед бурей, в процессе творчества, в поэтических образах.
Техника используемая далее вполне отвечает духу классической теории устойчивости в линейном приближении по Ляпунову в окрестности гомеостаза. Теория катастроф помогает составить модель, сконструировать эволюционное дерево альтернативных путей, отвлекаясь от внутренних механизмов действующих на перекрестках истории системы, без введения иерархии уровня подчинения той или иной системы параметров порядка.
Рассмотрим теперь вопросы тонкой структуры кризиса. Как мы видели необходимо выделить три его этапа: погружение в хаос, бытие в хаосе, выход из хаоса (самоорганизация). В этом подходе мы неизбежно сталкиваемся с актуализацией в принципе бесконечного числа иерархических уровней и онтологических планов становления, в принципе бесконечной чувствительностью нестабильной системы к внешним воздействиям как со стороны вселенной, так и наблюдателя, с принципиальной открытостью и сопричастностью в состоянии хаоса со всем происходящим и возможностью канализирования извне неких принципов, непроявленных в состоянии гомеостаза. Здесь наблюдатель не может быть классическим, внешним наблюдателем, он с необходимостью включен в систему.
Сегодня наиболее изучена стадия перехода к хаосу. Уже простейшие системы с полутора степенями свободы, типа модели Лоренца, демонстрируют всю палитру универсальных сценариев вхождения в хаос. Это сценарий Фейгенбаума — бесконечный каскад бифуркаций удвоения периода с универсальным скейлингом, сценарий Помо- Манневиля — переход к хаосу через перемежаемость, и сценарий Рюэля-Такенса — после бифуркации утроения периода возможно появление странного аттрактора. Их универсальность объясняется тем, что сценарий классифицируется также в терминах простейших катастроф и имеют тот же уровень общности и структурной устойчивости. Именно поэтому динамический хаос распространен не только в физике и естествознании, но и в обществе, психике, творчестве.
На определенном этапе развития дерева бифуркации, или при возникновении странного аттрактора наступает стадия динамического хаоса, несущая в себе как богатство возможных структур, так и невозможность их полного постижения. Следить за траекторией становится очень сложно и вводится язык статистического описания: вероятностное распределение, корреляционные функции, энтропия Колмогорова и т.п., однако, в отличие от задачи большого числа частиц — термодинамического хаоса — здесь сложность имеет принципиально другую природу — динамический хаос. Обычно это режимы так называемых невычислимых систем, когда траектории заполняют геометрические объекты фрактальной природы, задаваемые не алгебраическими уравнениями, как привычные многообразия, а итерационной процедурой. Фракталы, с одной стороны, допускают статистическую интерпретацию, а с другой — имеют аналитическое происхождение и сколь угодно богатую геометрическую структуру на любом масштабе, для которой характерны принцип канализации микро и макроструктур, то есть принципы самоподобия. Фракталы — это типичные стохастические структуры на странных аттракторах.
Но всякий раз система имеет ростки всего многообразия структур, распознаваемых в хаосе. Этим образам можно было бы сопоставить принцип «бытие в становлении» — смесь стихий, что видимо и должно быть в реальной жизни, не только когда структура видна на одном масштабе, а хаос на другом, но и существуют одновременно в одной реальности.
Наконец процесс перехода от хаоса к порядку — рождение параметра порядка, выбор среди альтернатив и потенций и есть момент истины явления структуры. То, что часто принято называть самоорганизацией, есть ее завершение, просто наблюдаемый хаос-порядок — процесс выхода на аттрактор с границы области ее притяжения. Но дело в том, что в стадии хаоса еще нет развитого аттрактора, он должен еще родиться. Видимо, можно ожидать нескольких сценариев самоорганизации. Первый (медленный) — когда какая-то локальная квазистабильная структура начинает конкурировать с другими пространственными структурами, постепенно увеличиваясь, тогда выбор альтернативы будет связан с тем, в какой из них оказалась система в момент выхода из режима хаоса за счет изменения внешних условий, а вероятность, соответственно, с долей времени пребывания в ней. Второй (рождение параметра порядка) — переход из бесструктурного однородного хаоса, типа генерации лазера, или морфогенеза по Тьюрингу, когда происходит явление чисто коллективного возникновения структур, борьбы флуктуаций. Третий — череда обратных бифуркаций, окутывающих, вуалирующих процесс стабилизации структуры.
Повествовательный тон этого раздела присущ классическому метанаблюдателю, способному единым взглядом окинуть поле возможностей или совершать повторные эксперименты. Но взгляд изнутри, жизнь в хаосе радикально меняет сам тип того эпистимологического пространства, в котором происходит вопрошание человеком природы, другого и самого себя, предполагает запрет на многие способы рассуждения, приведенные выше.
Да и сам классический метанаблюдатель — идеализация еще и потому, что он вырван из культурно-исторического контекста, хотя он — дитя своего времени, со своим языком, с фиксированными научными средствами и методологией, но и стоит увеличить масштаб времени, хотя бы до событийного уровня построения конкретных моделей, не говоря уже об эпохах смены научных парадигм, как он сам попадает в условие включенности в систему, в процесс конструирования ее будущего и нового эпистемологического пространства.
Хаос, как внутреннее свойство нелинейной динамической системы, возникает почти всегда и почти везде и не только в системах с большим числом степеней свободы, как было принято считать еще в не столь отдаленные времена, но и в так называемых маломерных системах. От стука колес и катания на качелях до самолетного флаттера, поведения лазерного излучения при некоторых режимах и турбулентности — он вездесущ. Хаос, образно говоря, повсеместно присутствует, вуалирует практически все явления нашей жизни как окружающей нас, так и внутри нас. И если мы его не всегда замечаем в качестве такового — а именно не идентифицируя его в качестве внутреннего свойства динамической системы, то лишь потому, что он наблюдаем (видим) лишь под углом определенной перспективы, определяемой достаточно узкой областью параметров (например, в области точки бифуркации), либо проявляется на уровне масштабов очень больших времен (как в случае движения планет солнечной системы). Иначе говоря, хаос обитает о на границах пространственно временных масштабов нашего восприятия реальности как уже ставшего бытия. Может показаться тем самым, что хаос в некотором онтологическом смысле маргинален реальности, не являясь ее необходимым существенным свойством. Эта кажимость, однако, исчезает как только мы включаем в онтологию не только бытие, но и процесс становления.
Переход от бытия к становлению ведет, помимо прочего, так же и к радикальному переосмыслению роли хаоса в мироздании. В бытии всегда было сокрыто зерно становления, которое классический атемпоральный рациональный разум отторгал как нечто отемное и непрозрачное, пораждаемое субъектом и могущее быть им же устраненное посредством овладения определенными навыками мышления (Декарт).
Хаос отторгался как образ незнания, как нечто мешающее познанию, препятствие на его пути. Творческая, созидательная роль хаоса, как генератора новой информации, определенным образом представленная в древнегреческой картине мира, для классического рационального самопрозрачного разума была, естественно, чем-то чужеродным.
И только в последние годы стало отчетливо сознаваться, что хаос в его повсеместности и вездесущности вовсе не всегда и везде является препятствием познанию, а потому чем-то таким, что подлежит обязательному устранению. Просто ученые, как это неоднократно бывало в истории науки, видели то, что могли и хотели видеть, как в силу линейного (по преимуществу) подхода объяснению и пониманию действительности, так и из-за отсутствия мощных вычислительных средств, необходимых для порождающих феномен детерминированного хаоса длительных итераций уравнений динамики. В этой связи представляет интерес уникальное в истории науки публичное извинение президента Международного союза чистой и прикладной математики сэра Артура Лайтхилла, сделанное им от имени своих коллег за то, что в течение трех веков образованная публика вводилась в заблуждение апологией детерминизма, основанного на системе Ньютона, тогда как можно считать доказанным, по крайней мере с 1960 года, что этот детерминизм является ошибочной позицией.
В случае развитого детерминированного хаоса возникает новая проблема описания реальности внутренним (а не только внешним) наблюдателем. И здесь ключевым становиться вопрос точности задания начального состояния системы. Дело в том, что в ньютоновой механике это всего лишь словесное упражнение, т.к. обычно принимается идеализация, что близкие состояния в процессе эволюции системы остаются близкими, что в свою очередь позволяет описывать систему в течении сколь угодно долгого времени на языке траекторий. В случае динамического хаоса мы имеем дело с принципиально иной системой: большинство решений неустойчиво по начальным данным, когда сколь угодно близкие начальные точки фазового пространства быстро (экспоненциально быстро) разбегаются d(t) = d(0) ЕХР(t/Т), где Т — обратный показатель Ляпунова иными словами — время за которое траектории точек разбегаются на расстояние в е- раз (2.78…) большее первоначального расстояния между ними — т.е. любая окрестность наблюдаемой точки не переносится компатно в фазовом пространстве, а размывается, перемешиваясь с другими состояниями. Тогда очень скоро близкое становится далеким, а далекое близким и естественным языком становится не классический язык траекторий, а язык их пучков, ансамблей, вероятностей и т.д. .
При этом источник черезвычайной сложности вовсе не в сложном устройстве конкретной динамической системы (и тем более не в числе ее степеней свободы) и даже не во внешнем шуме (что есть только иное выражение сложности другой системы — окружающей среды), а в начальных условиях движения и неустойчивости. В силу непрерывности фазового пространства в классической механике, эти начальные условия содержат бесконечные количества информации, которая при наличии неустойчивости и актуализируется в стиль сложный иррегулярный паттерн событий, которые идентифицируются как динамический хаос. Образно говоря, частица в своем движении репрезентирует, вычерпывает эту информацию (7).
Итак, внутренний наблюдатель, стартовав вместе с системой не сможет с уверенностью предсказать ее поведение на языке траекторий уже через время Т — называемого также горизонтом предсказуемости будущего, что в некотором смысле означает одновременно и ограничение картезанско-ньютоновой рациональности. Аналогично при ретроспективном взгляде возникает (по тем же соображениям) горизонт реконструкции прошлого на глубину Т.
В таком случае наблюдатель, знающий динамику системы может пользоваться детерминистическим языком лишь в небольшом пространственно-временном окне прозрачности — Т(VxT) ньтоновой рациональности. Здесь уместно сравнение с состоянием ограниченной видимости в мутной воде из-за рассеяния света: мы видим пелену, границу восприятия. Отсюда с необходимостью вытекает смена онтологических установок, одним из параметров которой является переход к вероятностному языку за горизонтом предсказуемости.
В принципе можно продолжить этот процесс квазиклассического описания по шагам длительностью Т, причем Т теперь зависит от точки фазового пространства (вода может иметь разную прозрачность в разных частях водоема ), если повторно наблюдать систему, проводя классическую редукцию от ансамбля к реализации. Это позиция наблюдателя-историка, летописца событий с ограниченным прогнозом и периодической его корректировкой — это построение дерева возможностей эволюции лишь на шаг опережающий реальную эволюцию системы. По сути дела именно так в наши дни работают футурологи, да и наше обыденное сознание.
Таким образом, для сохранения элементов квазиклассической ограниченной рациональности необходима пространственно-временная сетка (переменного шага) наблюдателей находящихся между собой в определенных коммуникативных отношениях, как бы передающих друг другу систему от соседа к соседу. Можно также говорить и об одном наблюдателе сопровождающем систему. Это не просто наблюдатель — летописец событий, повествователь, но и , философски говоря — рефлектирующее историческое сознание в сопровождающей системе отсчета. В отличие от теории относительности, здесь имеется ввиду не относительность движущихся систем отсчета, а относительность места — времени к динамике — динамике времени-пространства.
Яркий пример систем с горизонтом предсказуемости или окном классической рациональности дают нам, так называемые, климатические модели. Одна из них — модель Лоренца (всего полторы степени свободы), в которой существует режим странного аттрактора, то есть развитого динамического хаоса. Именно поэтому краткосрочные предсказания погоды на период более двух недель практически невозможны. Обычно на больших промежутках времени начинают угадываться корреляционные, вероятные зависимости и структуры. Например, народные приметы многочисленных прогнозов, принадлежат иному эмпирическому типу рациональности, вековой народной мудрости и, видимо, отвечают наличию стохастических, фрактальных структур на климатическом аттракторе. Вера в народные приметы здесь вполне рационально соотносится (коммуницируется) с научной вероятностной трактовкой динамики системы.
Еще один пример связан с проблемой редукционизма в научном познании. Почему невозможно полное и исчерпывающее объяснение химических явлений посредством физического языка дополненного достаточно мощными вычислительными ресурсами ЭВМ? Тоже самое и в отношении коммуникативного редукционизма биологии в химии. Дело в том, что решая уравнение Шредингера для многочастичного атома или молекулы, тем более для реализующихся в химической реакции процессов, проходящих через неустойчивые стадии своего развития, мы сталкиваемся с самосогласованной задачей нескольких тел, для которой в силу возникновения режима динамического хаоса, точный учет всех деталей в принципе невозможен, ибо динамический хаос потенциально целостен и неразложим на отдельные составляющие его компоненты. В таком контексте получает свое оправдание традиционный дисциплинарный химический язык валентностей, кинетических коэффициентов, каналов реакции и т.д.
В самой физике проблема редукции — это проблема перехода от динамического описания системы к термодинамическому не решена окончательно до сих пор. Фундаментально значение открытий Пуанкаре неинтегрируемых систем состоит прежде всего в том, что в динамическом хаосе мы сталкиваемся с качественно новой формой движения, не сводимого к известным ранее его элементарным формам, таким как движение по прямой и окружности.
И проблема редукции вероятностных необратимых во времени законов к детерминистическим репрезентациям не имеет решения, хотя бы потому, что используемые здесь языки обитают в разных эпистемологических пространствах. Можно сказать и иначе, что решить в данном случае проблему редукции было бы равнозначно произвести полную редукцию становления к ставшему бытию…
Концепция динамического хаоса предполагает новую, открытую, форму рациональности.Эта форма рациональности включает в себя три основные типа. Первый тип — верований, примет, народной мудрости. Это, по сути, целостный вероятностный взгляд на стохастическую структуру реальности. Второй, противоположный ему детерминистический взгляд классической науки, справедливый на малых временах горизонта предсказуемости. И третий, примиряющийп тип исторически локальной рациональности, по видимому, свойственный в разной степени средневековой культуре и обыденному мировосприятию.
Обнаруживаемое в динамическом хаосе внутреннее единство всех трех типов рациональности, обосновывает возможность становления в современной культуре обобщенной рациональности в контексте которой наука и практическая мудрость действительно нуждаются друг в друге.
В частности, в динамическом хаосе получает свое рациональное оправдание вера как способ восстановления и поддержания конфиденциального контакта человека с внешней и внутренней реальностью .
Динамический хаос обладает еще одним замечательным качеством — открывает систему внешнему миру. В этом режиме она обнажена и беззащитна к любым сколь угодно малым внешним воздействиям. Понятие замкнутой изолированной системы становится недостижимой идеализацией. Система вступает в диалог со Вселенной, она причащается Универсуму, ощущает себя его частью и подобием. Именно в хаотической эволюционной фазе возможно восприятие, получение информации из целостного источника, синхронизация и гармонизация системы в согласии с космическими принципами. В этом, видимо, наряду с внутренними источниками, и кроется креативное, творческое начало хаоса. Мы называем это коммуникативной функцией хаоса. В науке такой феномен начинает осознаваться через эффекты синхронизации часов, биологических ритмов организмов, сообществ связанных, на первый взгляд, пренебрежимо малыми взаимодействиями произвольной природы. Видимо, пространственно-временные структуры синхронизуются за счет коммуникации посредством своих хаотических и стабильных компонент, возможно в этом кроется и разгадка понимания гармонии (20).
Вместе с тем в последних работах Пригожина и Хакена активно обсуждаются идеи саморедукции системы, самопорождения смыслов, саморазвития материи. Так в несводимых динамических системах акт редукции происходит непрерывным образом, система как бы постоянно измеряет саму себя, рождая новую информацию и с возникновением иерархии времени в большей части системы, долгоживущие переменные становятся параметрами порядка нового гомеостаза, подчиняющие себе систему посредством совокупности отрицательных обратных связей.
Итак, становление в данном контексте есть прежде всего процесс самопорождения из хаоса параметров порядка, посредством которого реализуется эволюционный ценностный отбор, рождение, упаковка и сжатие информации.
Итак, открытие феномена динамического хаоса позволяет по новому осмыслить процесс становления постнеклассической науки как самоорганизации междисциплинарного знания. Постнеклассическая наука не только обозначает границу детерминистического видения мира, ориентированного на потенциальную иерархию законов бытия, но и одновременно органически включает в свой дискурс практическую мудрость традиции.
1*. Буданов В.Г., Аршинов В.И. Синергетика — эволюционный аспект// Самоорганизация и наука: опыт философского осмысления. М.: Арго, 1994, с.
2. Буданов В.Г. «Синергетические аспекты информационных кризисов и культура» Философия и наука. Москва. ИФ РАН, 1996 .
3. Арманд А.Д., Буданов В.Г. и др. Анатомия кризисов. Коллективная монография под редацией акад. Котлякова В.М. Наука. Москва. с. 480. 1998
4. Буданов В.Г. «Принципы синергетики и управление кризисом». В книге Синергетика и социальное управление. Изд РАГС .М 1998. С 86-100.
5. Буданов В.Г. Этика, эсхатология, синергетика. // Синергетика, философия, культура. М. Изд. РАГС 2001 с.66-71
6. Буданов В.Г., Аршинов В.И. Синергетика наблюдения как познавательный процесс.// Философия, наука, цивилизация. Эдиториал УРСС. 1999 с.79-114
7. Буданов В.Г., (совместно с Аршиновым В.И.). Когнитивные основания синергетики.\\Синергетическая парадигма. Нелинейное мышление в науке и искусстве. М. Прогресс-традиция. с.67-109, 2002, с.495 2002
8. Буданов В.Г. Проблема параметров порядка и глобализация. Глобализация: синергетический подход. М. РАГС с.47-50, 2002, с.437
9. Буданов В.Г. Принципы синергетики и управление кризисом. Синергетическая парадигма. Человек и общество в условиях нестабильности. (Составитель О.Н. Астафьева). М. Прогресс-традиция , 2003, с.86-99
10. Буданов В.Г. Метод ритмокаскадов: о фрактальной природе времени
эволюционирующих систем. //Синергетиека. Труды семинара . Т.2 М.: МГУ. 1999. с.36-54.
11. Буданов В.Г., Аршинов В.И Синергетика как инструмент формирования новой картины мира. // Человек, наука, цивилизация. К 70-летию академика Степина В.С. М. Канон+. 2004 с. 428-463
12. Буданов В.Г. Синергетическая методология. //Вопросы философии. №5. 2006, с. 45-61