Холизм: из чего он складывается?

Теория сложности открывает паттерны эволюции сложных самоорганизующихся систем, тем самым предпринимает попытку построить некий новый эволюционный холизм, существенно развивающий идеи эмерджентной эволюции А. Бергсона, С. Александера и других.

I. Холистическим является сам способ анализа сложных систем и определения возможных путей их эволюции. Ведь чтобы описать сложное, нужно каким-то образом свести его к простому, не гоняться за поведением каждого элемента системы — система уравнений с огромным множеством переменных была бы нерешаемой, — а попытаться установить динамические характеристики эволюции системы в целом. Ведущие ученые в этой области и руководимые ими научные школы предлагают разные способы свертывания сложного.

Сущность теории сложности состоит в описании макроскопических эмерджентных свойств систем, т. е. таких, которые не выводимы из рассмотрения уровня ее элементов, являясь результатом их кооперативного взаимодействия. Создатель синергетики Г. Хакен показывает, что синергетика фокусирует внимание на изучение взаимосвязи между уровнем элементного строения системы и уровнем ее динамических свойств как целостности. Он ввел ключевое понятие «параметры порядка», обладающее огромным методологическим потенциалом: «Сложная эволюционная динамика многокомпонентных систем может быть описана немногими переменными, так называемыми параметрами порядка. Параметры порядка позволяют существенно сократить изначально чрезвычайно сложное поведение открытой нелинейной системы. Они „подчиняют“ поведение микроскопических частей и позволяю системе найти одну из собственных структур»^[1]. Параметры порядка, которые характеризуют поведение определенной системы на макроскопическом уровне, и элементы, движение которых происходит на микроскопическом уровне, взаимно обусловливают друг друга. Элементы порождают параметры порядка, которые обратно воздействуют на элементы и определяют, подчиняют, даже «порабощают» (the slaving principle Г. Хакена) их поведение, так что невозможно установить, что здесь собственно первична, а что — вторично. Поэтому говорят о циклической причинности.

Подчеркнем развитый в теории сложности подход, будучи холистическим, охватывает оба уровня: и уровень динамических свойств системы и уровень ее элементов. При этом в центре внимания оказывается взаимная детерминация этих двух уровней, возникновение новых неожиданных системных, эмерджентных свойств из поведения элементов. Определение параметров порядка для какой-либо сложной нелинейной системы служит ключом к пониманию ее поведения. Именно параметры порядка позволяют нам радикально уменьшить сложность изучаемой системы и относительно простым образом описать функционирование и развитие сложноорганизованной, многомерной системы, поведение которой на уровне элементов чрезвычайно запутано и хаотично.

Другой способ свертывания сложного, который разработан в научной школе А. А. Самарского — С. П. Курдюмова — Г. Г. Малинецкого, к которой относится и сам автор этого учебника, — это изучение развитых, асимптотических стадий развития сложных неравновесных систем, описывающихся автомодельными законами, и определение спектров структур-аттракторов эволюции этих систем. Изучение структур-аттракторов эволюции позволяет понять долговременные тренды, то, куда идут процессы в природном и социальном мире. Описание динамических свойств систем как эволюционных целостностей, т. е. по сути холистическое описание, преобладает в теории сложности.

И. Теория сложности исследует законы коэволюции и нелинейного синтеза сложных «разновозрастных» структур, развивающихся с различной скоростью. Она изучает законы топологически правильной сборки сложного эволюционного целого из частей, построения разного типа сложных структур из простых^[2]. В нелинейном мире нарушается обычный принцип суперпозиции: сумма частных решений не является решением уравнения. Целое уже не равно сумме составляющих его частей. Традиционный принцип холизма «целое больше суммы частей» существенно дополняется. Целое не больше и не меньше составляющих его частей: оно качественно иное по сравнению с вошедшими в него частями. Кроме того, сами части, став компонентами целого, видоизменяются, обретают эмерджентные качества, начинают нести в себе природу системы в целом. Коэволюция сложных систем, находящихся на разных уровнях (стадиях) развития, означает трансформацию всех подсистем посредством механизмов системного согласования, системной корреляции между ними. Механизм синтеза есть механизм создания нового и на уровне системы в целом, и на уровне ее элементов.

Холизм в теории сложности носит эволюционный характер. В сложной структуре объединены структуры «разных возрастов», разных стадий развития. Выявляются принципы объединения таких «разновозрастных» структур в более сложную. Первых из них состоит в том, что синтез простых структур в одну сложную структуру происходит посредством установления общего темпа их эволюции. Известно, что независимые, с непересекающимися областями локализации, структуры «разного возраста» имеют разный темп эволюции, они как бы «живут» в разных темпомирах. Каким же образом эти структуры могут попасть в один темпомир? В основе механизма синхронизации их темпа развития лежит хаос, проявляющийся на макроуровне в виде рассеивающих, диссипативных процессов разного рода (обмена веществом, энергией и информацией).

Характерным физическим примером служат структуры горения. Различные фрагменты сложной структуры горения нелинейной среды, как правило, горят с разной интенсивностью. Но, будучи топологически правильно объединенными, они начинают «жить» в одном темпомире, так как у них устанавливается общий момент обострения, одинаковый темп развития процесса горения. Осуществляется как бы взаимная поддержка быстро и медленно горящих структур внутри сложной. Структуры, более интенсивно горящие, через теплопроводность отдают определенную часть выделяющейся энергии структурам, медленно горящим.

Примечательно, что возможно объединение не каких угодно структур, находящихся не на каких угодно стадиях развития и осуществляемое не произвольным образом. Эта особенность служит показателем избирательности, дискретности, своего рода квантовости в мире сложных структур. Не всё можно объединить со всем, устойчивые целостности формируются сугубо избирательно. Топологически правильное объединение — это объединение структур в соответствии с собственными функциями среды, иначе говоря, в соответствии с собственными тенденциями организации среды. В этом случае сформировавшаяся целостная структура может ускорить свой темп развития.

III. Сложная система может устойчиво функционировать, если поддерживается достаточное разнообразие ее элементов (подсистем). Этот принцип теории сложности коренится в кибернетике (У. Росс Эшби) и общей теории систем (Л. фон Берталанфи). Уильям Росс Эшби (1903—1972) назвал это принципом необходимого разнообразия элементов¹, а Э. Морен — unitas multiplex (множественным единством). Единство строится через разнообразие. Вспомним, что еще Пифагор учил, что единица — это самое сложное. Теория сложности раскрывает глубинную связь атомарности и интегральной целостности, их обращаемость и возможное превращение друг в друга. С одной стороны, сложная целостность (человек или слаженная команда) способна поддерживать свою идентичность, она уникальна и не сводима к другим целостностям, и в этом смысле она атомарна. Человек — это монада, свертывающая в себе весь мир. С другой стороны, какая-либо вещь или существо, став элементом сложной системы, обретает новые системные качества. Трансформировавшись, это существо начинает нести в себе природу целого (окружающей природной среды, общества, предприятия, семьи и т. п.), а значит, становится холистичным. Рассматривая концепцию причинности в вайшешике, В. Г. Лысенко поясняет, что в ее рамках нельзя сказать «„ткань состоит из нитей“, правильнее выразиться так: „ткань присуща нитям“. Это будет значить, что ткань присуща каждой нити, а не всем нитям сразу»^[3][4]. С точки зрения теории сложности это означает, что отдельная нить, будучи вплетенной в ткань, приобретает системные свойства всей ткани. То, что целое может потенциально находиться в части, демонстрирует нам современная биология. Половая клетка или геном человека — это программа, по которой строится живой организм.

Итак, холизм в современной теории сложности связан:

• • с эмерджентностью, эмерджентными качествами, появляющимися и на уровне целого, и на уровне отдельных частей, которые оказываются преобразованными становящимся целым;
• • достижением цели, одной из структур-аттракторов, а достижение цели есть построение целостности;
• • универсальным (глобальным) эволюционизмом. Сложные системы как взаимосвязанные целостности строятся именно в процессах эволюции.

Сложное — значит организованное дискретным образом. Теперь рассмотрим свойство дискретности в эволюции сложных систем. Идея дискретности напрямую связана с идеей атомарности, поскольку атом — это не только далее неделимая единица (атом в физико-химическом свойстве как первичный элемент вещества, материального субстрата вещи, индивид как атом, квант исторического времени 40—45 лет как время жизни одного поколения и т. д.), но и с квантовыми переходами между энергетическими уровнями, скачками.

Что касается сложных систем, их структуры являются структурамипроцессами, а бытие — становлением, вполне в духе философии процесса Альфреда Уайтхеда (1861—1947). Тем не менее, дискретность внутренне присуща процессам эволюции сложных систем.

Во-первых, для всякой сложной системы существует дискретный набор путей в будущее, спектр структур-аттракторов. В сложном мире перед нами разворачивается картина кустящейся, нелинейной эволюции.

Избирательность, предпочтения, некоторые внутренние стремления характерны не только для живой природы, но и для неживой; в этом плане неживая природа ведет себя, как если бы это была живая природа. Природа выбирает, строит на своем «теле» то, что соответствует ее собственным свойствам, внутренним потенциям, тенденциям самоорганизации.

Даже в относительно простой нелинейной среде (такой, скажем, как плазма) потенциально существует множество типов структур или путей эволюции. Даже в простой среде может неявно содержаться целый «зоопарк» структур самоорганизации, т. е. набор подчас весьма экзотических структур. Что же говорить тогда о таких сложных системах, как человеческий мозг или социум?

Не все, что угодно, будет самоподдерживаться в данной нелинейной сложной среде (системе). Могут возникать только те структуры, которые в ней потенциально заложены и отвечают собственным тенденциям процессов в данной среде. И ничего иного в качестве метастабильно устойчивого не может быть сконструировано на этой среде. Это своего рода эволюционные правила запрета. Фактически весь наблюдаемый нами мир структурирован дискретным образом. В процессе эволюции живого возникли определенные биологические виды. Существуют лишь волки и лисы, собаки и кошки, лошади и верблюды, промежуточные существа невозможны. Если симбиотические существа и могут быть рождены (например, мул — смесь лошади с ослом), то они не дают потомства.

Дискретность связана также с движением живых существ. Давнымдавно человек установил определенные походки лошади (аллюры): шаг, рысь, иноходь, галоп. В каждом из этих случаев движение членов лошади согласовано строго определенным образом, а переход от одного типа движения к другому совершается скачком. В общем-то, это наблюдается у всех четвероногих животных, но у лошадей более ярко выражено. И бесчисленные лошадиные поколения на Земле, как это ни странно, воспроизводят все один и тот же набор походок.

Можно наблюдать характерные положения хобота слона, хвоста кошки и собаки, соответствующие вполне определенным эмоциональным состояниям или реакциям животных. Они не меняются от особи к особи и не имеют промежуточных, полувыраженных степеней.

Психологи выделяют базовые эмоциональные состояния человека (радость, печаль, гнев, страх, удивление и пренебрежение), а также психологические типы личности (холерик, сангвиник, флегматик и меланхолик). Это, разумеется, некие чистые, или идеализированные, эмоциональные состояния и личностные типы, но реальные человеческие эмоции и структуры поведения могут быть истолкованы как склоняющиеся к тому или иному базовому типу. Различные эмоциональные состояния связаны с высоко коррелированными внешними и внутренними проявлениями человека, такими как выражения лица, жесты, тон голоса, биение сердца и давление крови.

Во-вторых, существует определенный набор способов соединения эволюционирующих структур в еще более сложные образования. Объединить структуры можно не как угодно, и не все можно объединить со всем (у древних мыслителей это идея сродства: подобное познается подобным), но лишь определенными способами. Поэтому синтез сложных структур в целостные, интегральные структурные образования мы с С. П. Курдюмовым называли нелинейным.

В-третьих, обнаруживается удивительное свойство пороговости чувствительности сложных систем: ниже порога воздействия «забываются», выше его — не только воспринимаются, но и могут многократно усиливаться. Глаз воспринимает свет, когда на его сетчатку попадет не меньше определенного количества фотонов. Овладение родным языком проходит через ряд скачков, когда ребенок вдруг начинает говорить слова, а потом, через какое-то время внезапно начинает говорить целыми фразами. Изучение иностранного языка тоже связано с переходом ряда порогов: сначала приходит или не приходит осознание, что ты что-то понимаешь в тексте, не гоняясь за каждым словом в словаре, а потом также внезапно начинаешь или не начинаешь свободно говорить.

В-четвертых, это идея самоподобия сложных структур, масштабной инвариантности, фрактальности. Это означает, что малый фрагмент структуры такого объекта подобен другому, более крупному фрагменту или даже структуре в целом. Такова ветка мимозы или сирени, где малый или более крупный фрагмент цветка подобен всему цветку. Причем когда мы доходим до отдельного шарика мимозы или отдельного четырехлепесткового цветочка сирени, то далее деление невозможно. Это своего рода атомы фрактально организованных соцветий в живой природе.

Фрактальные структуры — это вложенные друг в друга структуры, причем как в пространственном, так и во временном масштабах. Во временном масштабе это циклы, накладывающиеся на циклы. Например, динамика некоторых хронических болезней имеет сезонные обострения, в которые могут быть встроены более кратковременные (месячные или недельные) циклы ухудшения состояния, а сезонные циклы могут быть встроены в какие-то многолетние циклы колебания состояния больного. Фрактальные структуры подобны русской матрешке или китайской шкатулке. Они дают нам образ гнездящейся эволюции (nested evolution).

Изучаемое ныне свойство фрактальности формообразований и структур мира предугадано в некоторых философских учениях, в частности в монадологии Лейбница. Каждая монада, по Лейбницу, — целый мир без окон и дверей, который отражает тотальные свойства универсума.

В настоящее время фрактальность усматривается и все чаще применяется в изучении сложных феноменов жизни человека и социума. Например, механизмы власти в обществе, в тоталитарном в большей степени, в либеральном — в меньшей, можно интерпретировать как некую фрактальную структуру. Отношения господства и подчинения множат себя и повторяются на разных ступенях социальной лестницы, от верхних эшелонов власти до нижних, до малых коллективов и групп, даже до семьи.

Фракталы имеют эволюционный смысл. Фрактальные закономерности можно проследить в историческом развитии населения Земли как глобальной системы и в расселении людей по земному шару. Развитие этой системы происходит крайне неравномерно по пространству и времени. В настоящее время в мире выделяют 55 больших городов (Big Cities), ставших фокусами глобальной постиндустриальной экономики и ключевыми центрами инновационного развития. Расселение населения по городам подчиняется правилу Ципфа «ранг — размер» города. Это правило, установленное эмпирически, заключается в следующем. Города по численности населения выстраиваются в иерархию; их можно ранжировать. Город с наибольшей численностью населения имеет ранг 1. По мере уменьшения численности населения ранг города увеличивается и выражается целым числом п. Тогда численность населения города, имеющего ранг п, равна численности самого крупного города, деленной на ранг нашего города в списке, что выражается формулой: Р_п = P₁ / п, где Р_п — численность населения города п, — численность самого крупного города, п — ранг города в иерархии городов. Так, в России в 2012 г. Москва имела численность населения 11,5 млн, Санкт-Петербург — 5 млн, Новосибирск и Екатеринбург — почти по 1,5 млн. Распределение таково, что между этими городами нет городов с промежуточной численностью. Математический закон как будто имеет силу и схватывает что-то глубинное в мире, в данном случае в распределении городского населения.

Животные также ранжируются по размерам на 10 порядков от землеройки до синего кита. Между китом и слоном никого нет, как и нет никого между слоном и бегемотом. От мыши до человека, а затем до слона всякое возрастание в размерах требует пропорционального возрастания энергии для поддержания существования. Учетверение в размерах — это не учетверение в использовании энергии, а возрастание ее потребности на 25%. Люди более экономны в расходовании энергии по сравнению с мышами, а слоны — по сравнению с нами.

Не менее интересно проследить закономерности циклической эволюции, когда циклы матрешечным образом встраиваются в циклы. Это относится и к человеческой истории, т. е. к филогенетическому развитию человека, и к его индивидуальному развитию, к онтогенезу, как, впрочем, и к онтогенетическому развитию любого живого организма. Если мы представим ход эволюции сложных систем в виде ступенек, то увидим, что при восходящей стадии эволюции (возрастании сложности) ступеньки становятся все короче и короче и одновременно все время возрастает их высота. Это и есть гиперболический закон роста, но он не непрерывный, а ступенчатый. Если мы будем рассматривать последующие стадии развития сложноорганизованных структур, согласно цивилизационной теории Арнольда Тойнби (1889—1975), это стадии надлома и разложения цивилизации, для индивидуальной жизни — стадии прогрессирующих болезней, старения и умирания организмов, то картина хода эволюции будет прямо противоположной. Эволюционные ступени снижаются по высоте и удлиняются по времени.

Как видим, история мира природы и мира человека написана на языке масштабно инвариантных структур, фракталов. Развитие сложных систем в мире происходит нелинейно, неравномерно по пространству и времени, подчинено определенным циклам, причем циклы имеют разный масштаб и накладываются друг на друга. В ходе развития формируются сложные эволюционные иерархии со структурами подчинения, уровнями самоподобия, строятся ансамбли из элементов, являющихся операционально замкнутыми, самодостаточными целостностями.

• [1] Haken Н., Knyazeva Н. Arbitrariness in Nature: Synergetics and Evolutionary Lawsof Prohibition // Journal of General Philosophy of Science. 2000. Vol. 31. № 1. P. 59.
• [2] Это стало предметом специального и подробного анализа в нашей статье: КнязеваЕ.Н., Курдюмов С. П. Темпоральные ландшафты коэволюции // Человек. Наука. Цивилизация. К семидесятилетию академика В. С. Стёпина. М.: Канон-1-, 2004. С.445—462.
• [3] Ashby W. R. Requisite Variety and Its Implications for the Control of Complex Systems //Cybernetica. 1958. Vol. 1. № 2. P. 83—99.
• [4] Лысенко В. Г. Универсум вайшешики (по «Собранию характеристик категорий"Прашастапады). М.: Восточная литература, 2003. С. 218.