Закономірності розвитку систем
Останнім часом все більше починає усвідомлювати необхідність врахування при моделюванні систем принципів їх зміни в часі, для розуміння яких можуть допомогти розглядаються нижче закономірності.
При цьому закономірність історичності можна враховувати не тільки пасивно, фіксуючи старіння, а й використовувати для попередження «смерті» системи, розробляючи «механізми» реконструкції, реорганізації системи для збереження її в новій якості.
У числі основних особливостей систем, що самоорганізуються з активними елементами названі здатність протистояти ентропійних (ентропія в даному випадку - ступінь невизначеності, непередбачуваності стану системи і зовнішнього середовища) тенденціям, здатність адаптуватися до умов, що змінюються, перетворюючи при необхідності свою структуру і т.п. В основі цих зовні виявляються здібностей лежить глибша закономірність, що базується на поєднанні в будь-якій реальній системі, що розвивається двох суперечливих тенденцій: з одного боку, для всіх явищ, в тому числі і для країн, що розвиваються, відкритих систем справедливий другий закон термодинаміки ( «другий початок») , тобто прагнення до зростання ентропії; а з іншого боку, спостерігаються негентропійної (протилежні ентропійним) тенденції, що лежать в основі еволюції.
Важливі результати в розумінні закономірності самоорганізації отримані в дослідженнях, які відносять до розвивається науці, званою синергетикою.
Синергетикою називають міждисциплінарний науковий напрямок, що вивчає універсальні закономірності процесів самоорганізації, еволюції та кооперації. Її мета полягає в побудові загальної теорії складних систем, що володіють особливими властивостями. На відміну від простих, складні системи мають такі основні характеристики:
- безліч неоднорідних компонентів;
- активність (цілеспрямованість) компонентів;
- безліч різних, паралельно виявляються взаємозв'язків між компонентами;
- семиотическая (слабоформалізуемая) природа взаємозв'язків;
- кооперативну поведінку компонентів;
- відкритість;
- распределенность;
- динамічність, здатність до навчання, еволюційний потенціал;
- невизначеність параметрів середовища.
Особливе місце в синергетики займають питання спонтанного освіти упорядкованих структур різної природи в процесах взаємодії, коли вихідні системи знаходяться в нестійких станах. Дотримуючись вченому І.Пригожиним, її можна коротко охарактеризувати як «комплекс наук про виникаючі системах».
Згідно синергетическим моделям, еволюція системи зводиться до послідовності нерівноважних фазових переходів. Принцип розвитку формулюється як послідовне проходження критичних областей (точок біфуркації (роздвоєння, розгалуження)). Поблизу точок біфуркації спостерігається різке посилення флуктуації (від лат. Fluctuatio - коливання, відхилення). Вибір, за яким піде розвиток після біфуркації, визначається в момент нестійкості. Тому зона біфуркації характеризується принциповою непередбачуваністю - невідомо, чи стане подальший розвиток системи хаотичним або народиться нова, більш упорядкована структура. Тут різко зростає роль невизначеності: випадковість на вході в нерівноважної ситуації може дати на виході катастрофічні наслідки. У той же час, сама можливість спонтанного виникнення порядку з хаосу - найважливіший момент процесу самоорганізації в складній системі.
Головні принципи синергетичного підходу в сучасній науці такі:
- Принцип додатковості Н. Бора. У складних системах виникає необхідність поєднання різних, раніше здавалися несумісними, а нині які взаємодоповнюють один одного моделей і методів опису.
- Принцип спонтанного виникнення І. Пригожина. У складних системах можливі особливі критичні стани, коли найменші флуктуації можуть раптово привести до появи нових структур, повністю відрізняються від звичайних (зокрема, це може вести до катастрофічних наслідків - ефекти «снігової кулі» або епідемії).
- Принцип несумісності Л. Заде. При зростанні складності системи зменшується можливість її точного опису аж до деякого порога, за яким точність і релевантність (смислова зв'язаність) інформації стають несумісними, взаємно виключають характеристиками.
- Принцип управління невизначеностями. У складних системах потрібен перехід від боротьби з невизначеностями до управління невизначеностями. Різні види невизначеності повинні навмисно вводитися в модель досліджуваної системи, оскільки вони служать фактором, сприятливим інновацій (системним мутацій).
- Принцип незнання. Знання про складні системи принципово є неповними, неточними і суперечливими: вони зазвичай формуються не на основі логічно суворих понять і суджень, а виходячи з індивідуальних думок і колективних ідей. Тому в подібних системах важливу роль відіграє моделювання часткового знання і незнання.
- Принцип відповідності. Мова опису складної системи повинен відповідати характеру розташовується про неї інформації (рівнем знань або невизначеності). Точні логіко-математичні, синтаксичні моделі не є універсальною мовою, також важливі несуворі, наближені, семіотичні моделі та неформальні методи. Один і той же об'єкт може описуватися сімейством мов різної жорсткості.
- Принцип різноманітності шляхів розвитку. Розвиток складної системи багатоваріантно і альтернативно, існує «спектр» шляхів її еволюції. Переломний критичний момент невизначеності майбутнього розвитку складної системи пов'язаний з наявністю зон біфуркації - «розгалуження» можливих шляхів еволюції системи.
- Принцип єдності і взаимопереходов порядку і хаосу. Еволюція складної системи проходить через нестійкість; хаос не тільки руйнівний, але і конструктивний. Організаційний розвиток складних систем передбачає свого роду кон'юнкцію порядку і хаосу.
- Принцип колебательной (пульсуючою) еволюції. Процес еволюції складної системи носить не поступальний, а циклічний або хвильової характер: він поєднує в собі дівергентние (зростання різноманітності) і конвергентні (згортання різноманітності) тенденції, фази зародження порядку і підтримки порядку. Відкриті складні системи пульсують: диференціація змінюється інтеграцією, розбігання - зближенням, ослаблення зв'язків - їх посиленням і т, п.
Неважко зрозуміти, що перераховані принципи синергетичної методології можна розбити на три групи: принципи складності (1-3), принципи невизначеності (3-6) і принципи еволюції (7-9).