Принципы Бытия. 
Понятие и принципы синергетики

Два принципа Бытия: 1 — гомеостатичность, 2 — иерархичность.

Они характеризуют фазу «порядка», стабильного функционирования системы, ее жесткую онтологию, прозрачность и простоту описания, принцип иерархического подчинения Г. Хакена, наличие устойчивых диссипативных структур — аттракторов на которых функционирует система.

1. Гомеостатичность. Гомеостаз это поддержание программы функционирования системы, ее внутренних характеристик в некоторых рамках позволяющих ей следовать к своей цели. Согласно Н. Винеру всякая система телеологична, т. е. имеет цель существования (ну прямо по Аристотелю). При этом, от цели-эталона-идеала (реальной или воображаемой) система получает корректирующие сигналы, позволяющие ей не сбиться с курса. Эта корректировка осуществляется за счет отрицательных обратных связей (доля сигнала с выхода системы подается на вход с обратным знаком), подавляющих любое отклонение в программе поведения, возникшее под действием внешних воздействий среды. Именно так большую часть времени ведут себя все живые системы, например теплокровные поддерживают температуру тела постоянной в широком диаппазоне внешних температур; автопилот самолета, сверяясь с гирокомпасом, выдерживает курс и высоту самолета, несмотря на воздушные ямы и порывы ветра. Цель-программу поведения системы в состоянии гомеостаза называют аттрактор (притягиватель).

С простейшими аттракторами мы встречаемся уже в механике: затухающий маятник останавливается в нижней точке, а шарик на дне ямки — это аттракторы положения равновесия точки. Но возможны и более интересные аттракторы: орел парит в восходящем потоке, пинг-понговый шарик висит в вертикальной струе воздуха выдуваемого пылесосом, полотнище флага мерно колеблется на ровном ветру, осины переговариваются дрожащими листьями, по воде пруда пробегает легкая рябь, облака завиваются в грядки, будто их кто-то распахал, и часы-ходики убаюкивающие тикают. Но стоит утихнуть ветру, выключить пылесос, приподнять часовую гирьку и все замирает, приходит в равновесие: облака расплываются, шарик падает, часы замолкают. Эти структуры существуют лишь пока в систему подается поток вещества и энергии — так называемые диссипативные (рассеивающие энергию) структуры, далекие от равновесия. Именно такими структурами являются все живые системы, они умирают без постоянной прокачки вещества и энергии через систему, без обмена веществ.

Этот принцип объединяет многие идеи кибернетики, системного анализа и синергетики.

2. Иерархичность. Наш мир разделен по многим признакам. Например, по масштабам длин, времен, энергий. Это означает, например, что базовые структуры Вселенной принимают не все возможные значения энергий, но с относительным шагом примерно в 100 раз, начиная от кварков и кончая живыми организмами (лестница Вайскопфа). Само же число уровней необозримо велико, в каждой базовой структуре существует множество подуровней.

Основным смыслом структурной иерархии является составная природа вышестоящих уровней по отношению к нижестоящим. То, что для низшего уровня есть структура-космос, для высшего есть бесструктурный элемент хаоса, строительный материал. То есть Космос предыдущей структуры служит Хаосом последующей, и мы говорим: нуклоны образованы кварками, ядра нуклонами, атомы ядрами и электронами, молекулы атомами, общество людьми и т. д. Но возможна и нематериальная иерархия, например, в языке (слова, фразы, тексты) и в мире идей (мнения, взгляды, идеологии, парадигмы), в уровнях управления и т. д.

Всякий раз элементы, связываясь в структуру передают ей часть своих функций, степеней свободы, которые теперь выражаются от лица коллектива всей системы, причем на уровне элементов этих понятий могло и не быть. Например, общественное мнение «высказывает» мифический среднестатистический субъект, и вполне может оказаться, что именно так никто не думает. Эти коллективные переменные «живут» на более высоком иерархическом уровне, нежели элементы системы и в синергетике, следуя Г. Хакену, их принято называть параметрами порядка. Именно они описывают в сжатой форме смысл поведения и цели-аттракторы системы. Описанная природа параметров порядка называется принципом подчинения, когда изменение параметра порядка как бы синхронно дирижирует поведением множества элементов низшего уровня, образующих систему. Такова в идеале роль законодательства в обществе, делегировавшего государству часть свобод своих граждан; так в бурлящем потоке воды кружит водоворот, увлекающий частицы в слаженном танце.

Важным свойством иерархических систем является невозможность полной редукции, сведения свойств структур более сложных иерархических уровней к языку более простых уровней системы. Каждый уровень имеет внутренний предел сложности описания, превысить который не удается на языке данного уровня. Существуют зоны непрозрачности языка — семантического хаоса. Это есть еще одна причина иерархии языков, отвечающих иерархии уровней. Именно поэтому абсурдна попытка вульгарного редукционизма, сведения всех феноменов жизни и психики к законам физики элементарных частиц, лишь на том основании, что из них все состоит. Это всего лишь радость малыша, разбившего дорогой пентиум — перебирая микросхемы-сороконожки, он с гордостью утверждает, что наконец-то понимает, как устроен папин компьютер. Кстати, это необходимый этап познания более глубокого уровня материи, и физики последние сто лет не раз вскрывали очередные матрешки (разбивали пентиумы), ударяли их все более энергично, нагревая материю или разгоняя ее на ускорителях.

Выделенную роль в иерархии систем играет время, и синергетический принцип подчинения Хакена формулируется именно для временной иерархии. Представим нашу реальность бесконечной чередой структурных временных уровней-мacштабов, от, мыслимых сегодня, самых быстрых процессов в микромире до масштабов времени жизни Вселенной; впрочем это может быть и мир нефизических явлений.

Рассмотрим теперь три пpoизвольных ближайших последовательных временных уровня. Назовем их микро-, мезо- (или макро-) и мегауровнями соответственно. Принято говорить, что параметры порядка это долгоживущие коллективные переменные, задающие язык среднего мезоуровня. Сами они образованы и управляют быстрыми, короткоживущими переменными задающими язык нижележащего микроуровня. Последние ассоциируются для мезо (макро) уровня с бесструктурным «тепловым» хаотическим движением, неразличимым на его языке в деталях. Следующий, вышележащий над макроуровнем, мегауровень образован сверхмедленными «вечными» переменными, которые выполняют для макроуровня роль параметров порядка, но теперь их принято называть управляющими параметрами.

Итак, на каждом уровне системы сосуществуют представления, идеалы, категории «хаоса» и «вечности», как атрибутов присутствия, дыхания соседних микро и мега уровней, как принцип открытости системы, принадлежности ее иерархической цепи мироздания. Это древние архетипы, жившие в человеческой культуре всегда. Сами же переменные макроуровня — параметры порядка, победившие хаос, задают онтологию, закон существования, порядок вещей, «порядок» бытия данного уровня.

Рис. 1 Временная иерархия масштабов (dt) коэволюционирующих уровней … >>dt'''>>dt''>>dt'>>

В точке бифуркации (*) макроуровень исчезает и возникает прямой контакт микрои мегауровней, рождающий макроуровень с иными качествами. Точка бифуркации — мгновение на макрои мегауровне является протяженной во времени областью кризиса на микроуровнях.

При рассмотрении двух соседних уровней принцип подчинения гласит: долгоживущие переменные управляют короткоживущими, вышележащий уровень, нижележащим (рис. 1). Так в романе Ивана Ефремова «Час быка» небольшая горстка правителей ДЖИ (долгоживущих) вершат судьбы большинства КЖИ (короткоживущих). Микроскопические движения беспорядочно снующих молекул складываются в осязаемый порыв ветра, который уносит их на огромные по сравнению с микроперемещениями расстояния. Миграционные потоки определяют распределение особей популяции или народонаселения, а культурная традиция воспроизводится во множестве семей на протяжении поколений. Попробуйте продолжить этот список примеров сами.

В заключении подчеркнем, что принцип подчинения справедлив не всегда, его не стоит абсолютизировать. Не всегда удается указать способ возникновения параметра порядка, или управляющего параметра из переменных низшего уровня. Зачастую это формирование происходило очень давно и совсем не из этих переменных, и мы наблюдаем лишь наследованную иерархичность, либо кажущуюся. Например, большинство процессов на Земле тем или иным образом связаны с суточными, годовыми или лунными циклами; т. е. эти периоды являются управляющими параметрами для планеты, ее биосферы, хотя сами земные события никак не влияют на них. Здесь необходимо вернуться к общим корням возникновения Солнечной системы из газопылевого облака, когда материя будущей звезды и планет кружилась в едином хороводе, рассеивая энергию в столкновениях и сжимаясь к оси вращения и вблизи резонансных орбит. Это и был процесс рождения параметров порядка — так постепенно формировались небесные тела, материя обособилась в планетах и далее активная диссипация-эволюция шла именно на них и на Солнце, а космические ритмы стали консервативным мемориалом ранней эпохи творения, эволюционными кодами нашей звезды.

Тогда не всякий медленный параметр будет «главнее» любого быстрого, и мы получаем коэволюцию квазинезависимых иерархических систем: наш пульс и дыхание слабо зависят от времени года; дети когда-то вырастают и живут самостоятельно, образуют свои семьи и клановые узы ослабевают с ростом числа поколений; некогда единая плотная Вселенная предстает перед нами разрозненными островками звездной материи; первые праязыки тонут в пестроте разноплеменных наречий; вымершие архаические организмы дали фантастическое разнообразие жизни. Все это свидетельства того, что иерархичность не может быть раз и навсегда установлена, т. е. не покрывается только принципом Бытия, порядка. Необходимы принципы Становления — проводники эволюции.