Синергетика по Хакену
В останнi роки спостерiгається стрiмкий i бурхливий рiст iнтересудо мiждисциплiнарного напрямку, що получили назву синергетика .
Видаються солiднi монографiï, пiдручники, виходять сотнi статей,
проводяться нацiональнi й мiжнароднi конференцiï. Важко або навiть
неможливо назвати область знання, у якiй сьогоднi не проводилися б
дослiдження пiд рубрикою синергетики. Для публiкацiй на тему синергетики
характерно те, що в них нерiдко приводяться авторськi трактування
принципiв синергетики, причому трактування досить рiзнорiднi й не завжди
досить аргументованi. Причиною цього є вiдсутнiсть достатньоï
визначеностi щодо основоположень синергетики й виникаючоï звiдси
необхiдностi уточнення статусу матерiалу, що викладається
Цiль даноï роботи — спробувати на доступному рiвнi розкрити
iстота й поняття синергетики, як нового напрямку сучасноï
науковоï думки. Дана робота, по сутi, результат сполучення багатьох
джерел, результат пошуку якоïсь золотоï середини в описi
синергетики як перспективного напрямку сучасноï науковоï думки
Творцем синергетического напрямку й винахiдником термiна
“синергетика” є професор Штутгартского унiверситету й
директор Iнституту теоретичноï фiзики й синергетики Герман Хакен .
Сам термiн синергетика походить вiд грецького синергена —
сприяння, спiвробiтництво, вместедействие .
По Хакену , синергетика займається вивченням систем, що
складаються з великого (дуже великого, величезного) числа частин,
компонентiв або пiдсистем, одним словом, деталей, складним образом
взаємодiючих мiж собою. Слово синергетика i означає спiльна
дiя, пiдкреслюючи погодженiсть функцiонування частин, що
вiдбивається в поводженнi системи як цiлого. Очевидно, що
методологiï рiзних областей знання настiльки рiзнi, що ïхня
спiльнiсть може бути реалiзована лише на концептуальному рiвнi.
Пiдтвердженням того, що задум Г. Хакена був у певнiй мерi невизначений i
суб'єктивний, є свiдчення деяких учених, у бесiдах з якими
Г. Хакен говорив, що називание запропонованого ïм наукового
напрямку синергетикой випадково й непринципово. Важко, однак, погодитися
з думкою, що назва непринципово, i з полаганием , що синергетику можна
було б з неменшим успiхом назвати Х-Наукою. В остаточному пiдсумку
починання Г. Хакена виявилося плiдним саме завдяки асоцiацiï, що
розумiється природно, синергетики ссамоорганизацией.
2. Початку синергетики
Ч. Шеррингтон називав синергетическим, або iнтегративним , погоджений
вплив нервовоï системи (спинного мозку) при керуваннi м'язовими
рухами (погоджена дiя сгибательних i разгибательних м'язiв —
протагонiста й антигониста)
С. Улам був безпосереднiм учасником одного з перших чисельних
експериментiв на ЕОМ першого поколiння ( ениваке ) i зрозумiв всю
важливiсть i користь синергiï, тобто безперервного спiвробiтництва
мiж машиною i ïï оператором, здiйснюваного в сучасних машинах
за рахунок висновку iнформацiï на дисплей
И. Забуский до середини 60-х рокiв, реалiстично оцiнюючи обмеженi
можливостi як аналiтичного, так i чисельного пiдходу до рiшення
нелiнiйних завдань, дiйшов висновку про необхiднiсть єдиного
синтетичного пiдходу. За його словами, синергетический пiдхiд до
нелiнiйних математичних i фiзичних завдань можна визначити як спiльне
використання звичайного аналiзу й чисельноï машинноï
математики для одержання рiшень розумно поставлених питань математичного
й фiзичного змiсту системи рiвнянь.
Всi вищенаведенi початки поєднує той факт, що у всiх
випадках мова йде про погодженiсть дiй 3. Вiдсутнiсть стандарту термiнiв
Синергетика, що займається вивченням процесiв самоорганiзацiï
й виникнення, пiдтримки, стiйкостi й розпаду структур всiлякоï
природи, ще далека вiд завершення i єдиноï
загальноприйнятоï термiнологiï (у тому числi i єдинiй
назвi всiєï теорiï) поки не iснує. Ряд
авторитетних авторiв висловлюється про синергетике як про нову
наукову парадигму. Наприклад у роботi говориться: Гранично коротка
характеристика синергетики як новоï науковоï парадигми мiстить
у собi три основнi iдеï: нелiнiйнiсть, вiдкритiсть, диссипативность
. Бiльше загальноï є наступне трактування: Синергетика
є теорiєю еволюцiï й самоорганiзацiï складних
систем миру, виступаючи в якостi сучасноï ( постдарвиновской )
парадигми еволюцiï.
Заслуживающим уваги представляється наступне визначення:Синергетика — (вiд греч. synergetikos — спiльний,
погоджений, дiючий), науковий напрямок, що вивчає зв'язки мiж
елементами структури (пiдсистемами), якi утворяться у вiдкритих системах
(бiологiчних, физико -хiмiчних i iнших) завдяки iнтенсивному
(потоковому) обмiну речовиною й енергiєю з навколишнiм середовищем
у нерiвновагих умовах. У таких системах спостерiгається погоджене
поводження пiдсистем, у результатi чого зростає ступiнь
ïï впорядкованостi, тобто зменшується ентропiя
(самоорганiзацiя). Основа синергетики — термодинамiка нерiвновагих
процесiв, теорiя випадкових процесiв, теорiя нелiнiйних коливань i
хвиль.
Бурхливi темпи розвитку новоï областi, не залишають часу на
унiфiкацiю понять i приведення в струнку систему всiєï суми
накопичених фактiв. Дослiдження в новiй областi через ïï
специфiку ведуться силами й засобами багатьох сучасних наук, кожна з
яких має властивими ïй методами й сформованою
термiнологiєю. Паралелiзм i рiзнобiй у термiнологiï й
системах основних понять значною мiрою обумовленi також розходженням у
пiдходi й поглядах окремих наукових шкiл i напрямкiв i в акцентуваннi
ними рiзних аспектiв складного й рiзноманiтного процесу
самоорганiзацiï. Вiдсутнiсть у синергетике єдиноï
загальноприйнятоï науковоï мови глибоко символiчно для науки,
що займається явищами розвитку i якiсного перетворення
Строге визначення синергетики вимагає уточнення того, що варто
вважати бiльшим числом частин i якi взаємодiï пiдпадають пiд
категорiю складних. Уважається, що зараз строге визначення, навiть
якби воно було можливим, виявилося б явно передчасним. Тому далi (як i в
роботах самого Хакена i його послiдовникiв) мова йтиме лише про опис
того, що мiстить у собi поняття “синергетика”, i
ïï вiдмiнних рис
3. Междисциплинарность синергетики
Системи, що становлять предмет вивчення синергетики, можуть бути
всiлякоï природи й змiстовно й спецiально вивчатися рiзними
науками, наприклад, фiзикою, хiмiєю, бiологiєю, математикою,
нейрофiзiологiєю, економiкою, соцiологiєю, лiнгвiстикою
(перелiк наук легко можна було б продовжити). Кожна з наук вивчає
“своï” системи своïми, тiльки ïй властивими,
методами й формулює результати на “своєму” мовi.
При iснуючiй далеко, що зайшла диференцiацiï, науки це приводить до
того, що досягнення однiєï науки найчастiше стають
недоступними увазi й тим бiльше розумiнню представникiв iнших наук
На вiдмiну вiд традицiйних галузей науки синергетику цiкавлять загальнi
закономiрностi еволюцiï (розвитку в часi) систем будь-якоï
природи. Отрешаясь вiд специфiчноï природи систем, синергетика
знаходить здатнiсть описувати ïхню еволюцiю iнтернацiональною
мовою, установлюючи свого роду iзоморфiзм двох явищ, дослiджуваних
специфiчними засобами двох рiзних наук, але имеющих загальну модель,
або, точнiше, що приводяться до загальноï моделi. Виявлення
єдностi моделi дозволяє синергетике робити надбання
однiєï галузi науки доступним розумiнню представникiв зовсiм
iншоï, бути може, досить далекоï вiд ïï галузi науки
й переносити результати однiєï науки на, здавалося б,
чужорiдну ґрунт
Варто особливо пiдкреслити, що синергетика аж нiяк не є
однiєï iз прикордонних наук типу фiзичноï хiмiï або
математичноï бiологiï, що виникають на стику двох наук (наука,
у чию предметну область вiдбувається вторгнення, у назвi
прикордонноï науки представлена iменником; наука, чиïми
засобами виробляється “вторгнення”, представлена
прикметником; наприклад, математична бiологiя займається вивченням
традицiйних об'єктiв бiологiï математичними методами). За
задумом свого творця професори Хакена , синергетика покликаний
вiдiгравати роль свого роду метанауки , що помiчає й вивчає
загальний характер тих закономiрностей i залежностей, якi приватнi науки
вважали “своïми”. Тому синергетика виникає не на
стику наук у бiльш-менш широкiй або вузькiй прикордоннiй областi, а
витягає, що представляють для ïï iнтерес системи iз
самоï серцевини предметноï областi приватних наук i
дослiджує цi системи, не апелювати до ïхньоï природи,
своïми специфiчними засобами, що носять загальний
(”iнтернацiональний”) характер стосовно приватних наук.
Фiзик, бiолог, хiмiк i математик бачать свiй матерiал, i кожний з них,
застосовуючи методи своєï науки, збагачує загальний
запас iдей i методiв синергетики.
Як i всякий науковий напрямок, що народився в другiй половинi ХХ
столiття, синергетика виникла не на порожнiм мiсцi. Ïï можна
розглядати як спадкоємицю й продовжувачку багатьох роздiлiв
точного природознавства, у першу чергу (але не тiльки) теорiï
коливань i якiсноï теорiï диференцiальних рiвнянь. Саме теорiя
коливань iз ïï “iнтернацiональною мовою”, а згодом
i “нелiнiйним мисленням” (Л.И. Мандельштам) стала для
синергетики прототипом науки, що займається побудовою моделей
систем рiзноï природи, що обслуговують рiзнi галузi науки. А якiсна
теорiя диференцiальних рiвнянь, початок який було покладено в працях
Анри Пуанкаре, i виросла з ïï сучасна загальна теорiя
динамiчних систем озброïла синергетику значною частиною
математичного апарата
