Синергетика и происхождение материи

Понятие сложной системы

Теория относительности, изучающая универсальные физические закономерности, относящиеся ко всей Вселенной, и квантовая механика, раскрывающая законы микромира, нелегки для понимания, и тем не менее они имеют дело с системами, которые с точки зрения современного естествознания считаются простыми. Простыми в том смысле, что в них входит небольшое число независимых переменных, т. е. величин, меняющих свое значение, и поэтому взаимоотношения между ними поддаются математической обработке и подчиняются универсальным законам. Пример: гравитационная система, которая в соответствии с законом всемирного тяготения имеет две независимые переменные — массу и расстояние.

Помимо простых, существуют сложные системы, которые состоят из большого числа независимых переменных и, стало быть, большого количества связей между ними. Чем оно больше, тем труднее исследование объекта — выведение закономерностей его функционирования. Трудность изучения таких систем объясняется еще и тем обстоятельством, что, чем сложнее система, тем больше у нее так называемых эмерджентных свойств, т. е. свойств, которых нет у ее частей и которые являются следствием эффекта целостности системы.

Такие сложные системы изучает, например, метеорология — наука о климатических процессах. Именно потому, что метеорология изучает сложные системы, процессы образования погоды гораздо менее известны, чем гравитационные процессы, что, на первый взгляд, кажется парадоксом. Действительно, почему точно можно определить, в какой точке будет находиться Земля или какое-либо другое небесное тело через миллионы лег, но предсказать погоду на завтра удается далеко не всегда? Потому что климатические процессы представляют гораздо более сложные системы, состоящие из огромного количества переменных и взаимодействий между ними.

Разделение систем на простые и сложные фундаментально в естествознании. Еще одно важное разделение на системы устойчивые (равновесные) и неустойчивые (неравновесные).