Файл: Системный подход в современной науке..pdf

кретных вопросов о поведении системы, причем каждая из них имеет свою математическую структуру. Более того, нельзя говорить о слож­ ности системы в каком-то одном единственном значении этого поня­ тия. Система может быть сложной в одном смысле и «простой» в дру­ гом»13, т. е. имеет место своеобразный принцип дополнительности, связанный с относительностью к уровню организации систем.

Поэтому в этот контекст научного дискурса следует ввести также идею уровней и понятие организации, что характеризует своеобра­ зие рассматриваемого здесь второго этапа освоения наукой феноме­ на сложности. Как известно, уже в физике твердого тела возникают комплексные исследования в связи с тем, что объект сложен и чле­ нится многопланово на разные уровни.

Соотнесение сложности и организованности часто выглядит до­ вольно условным, относительным, тем более если учесть различие уровней организации систем, хотя, например, при исследовании га­ зов об организации и об организованности говорить не приходится.

Учитывая качественное различие уровней организации, справед­ ливым оказывается утверждение о том, что одна и та же система на определенном уровне и в определенном отношении может быть сложной и организованной, а на другом уровне и в другом отноше­ нии — более простой и менее организованной. Это приводит к тому, что универсальной меры сложности и организованности, по-видимо­ му, не существует.

Проблему соотношения сложности и организованности рассмат­ ривают также на основе понятия разнообразия. Еще Д. Нейман пока­ зал, что в общем случае сложность систем есть не только функция их разнообразия, но и функция (вообще говоря, нелинейная) числа элементов и подсистем14. Далее было показано, что объективно су­ ществуют условия, при которых изменения разнообразия (сложнос­ ти) может прямо коррелировать с изменениями относительной орга­ низованности системы. А успешнее оценка того и другого будет тог­ да, когда для сравнения берут существенно различные системы.

Кроме того, было установлено, что система тем легче «справля­ ется» с разнообразием, сложностью поступающих сигналов, самим объемом информации и объемом ответных реакций, чем больше У нее степень и уровень организованности. Одним из примеров про­ явления такой ситуации является закон необходимого разнообразия Эшби15: чтобы оставаться устойчивой, система должна иметь вели­ чину внутреннего разнообразия (сложности) не ниже поступающего

извне воздействия (в том числе и разрушающего). При изучении си­ туации возможного порога минимальной сложности, было показано, что если устранить избыточную сложность (разнообразие), т. е. ми­ нимизировать сложность при той же организованности, то по изме­ нению сложности можно хотя бы приблизительно судить об измене­ нии относительной организованности сравниваемых систем. Слож­ ной считается та система, которая содержит в себе различные под­ системы, имеющие в общем случае различные уровни организации. С кибернетическо-управленческой точки зрения «средний уровень сложности системы может рассматриваться как своеобразная мера власти человека над природой, некоторый гуманитарный показатель состояния науки и техники в данное время»16.

Соотнося сложность и организованность систем, в кибернетике было развито понятие иерархической системы. Принцип иерархично­ сти, следование которому выражает также и своеобразие второго этапа освоения наукой феномена сложности, стал рассматриваться как фундаментальный принцип строения любой системы, образован­ ной на определенной ступени возрастания ее сложности17.

Помимо идеи иерархичности при изучении сложных систем (осо­ бенно среди биологических объектов) видное место отводится также концепции уровней и уровневому подходу, о которых шла речь выше. Все это во многом послужило основанием переориентации киберне­ тики на проблему самоорганизации, в том числе рассматривая по­ следнюю как разновидность сложного поведения (функционирова­ ния) систем. Здесь еще раз обратим внимание на фундаментальную значимость работ Д. Неймана в этой области.

По мере развития кибернетики, примерно к 60-м годам XX в., разработка теории самоорганизации становится одним из главных направлений в науке. Проблема самоорганизации, как и проблема организации, отмечает Н. Винер, — «это тема глубокого социологи­ ческого, равно как и биологического, значения, связанная с теори­ ей информации теснейшими узами». Важное значение в этом пла­ не сыграли разработка и применение концепции обратной связи. Было показано, насколько существенна роль последней в динами­ ке больших, сложных систем. При изучении этой динамики с необ­ ходимостью использовались вероятностно-статистические способы описания. Тем не менее традиционная модель газа, воплощающая в себе идею случайности, по-прежнему имела парадигмальный ста­ тус, хотя при анализе, например, стохастичности биологических

объектов она оказывалась слишком упрощенной или даже чрезмер­ но грубой.

Для того чтобы подчеркнуть специфику современного подхода к исследованию феномена случайности как действительно сложного феномена, вводят модель, предполагающую различение по крайней мере двух видов случайности — массовой (в традиционном смысле) и индивидуальной (специфичной для биологических объектов, а так­ же и для квантово-механических систем).

Индивидуальная случайность трактуется иногда как внутренняя сложность системы. Важную методологическую роль при выделении внутренней сложности имеют исследования, базирующиеся на идеях Н.А. Бернштейна. После выдвинутой Бернштейном идеи о том, что у любого живого организма существуют планы его будущего поведе­ ния, стало ясно, что организм нельзя описать простыми схемами, включающими только его память (прошлое системы) и реакции на внешние стимулы (настоящее системы). Живая система (биологиче­ ский объект) всегда в какой-то мере обращена в будущее, при этом действует и обратная связь. А включение планирования будущего как важнейшего составного звена управления предполагает выделение соответствующей подсистемы.

Таким образом, на втором этапе освоения наукой сложности на примере исследования случайности первоначальный агностицизм и субъективизм уступают место реальной разработке эффективных средств изучения случайных процессов и массовых явлений, форми­ рованию специфичных вероятностно-статистических способов опи­ сания с качественно новыми модельными объектами, что вполне можно рассматривать как обновление методологической культуры. Уже на этом этапе обнаруживается междисциплинарность при иссле­ довании больших сложных (эволюционирующих) систем. Это нашло свое яркое выражение, например, в методе системного моделирова­ ния. Этот метод обеспечивает достаточно высокую степень предска­ зуемости при описании динамики таких систем, как биосфера, эко­ система и др. Однако часто возникает острая потребность в предска­ зании поведения других сложных объектов, объектов несколько ино­ го типа, таких, как погода, климат и т. д. Тем не менее ситуация, при которой новейшие физические теории, такие, как квантовая те­ ория поля, наряду с кибернетикой позволяющие описывать трансму­ тации элементарных объектов с участием квантовых полей как бес­ конечномерных физических систем, а также описывать эволюцию

Вселенной, — эта ситуация может рассматриваться как существен­ ная веха на пути освоения сложности и формирования новых спосо­ бов описания.

Подчеркивая значимость того, что в предметную область боль­ шинства современных научных отраслей все чаще входят сложные системные объекты и сложные процессы, ряд авторов расценивают такую ситуацию как дополнительное свидетельство неклассичности современной науки.

Третий этап освоения наукой феномена сложности прежде всего характеризуется отказом от приоритета простоты как регулятивного методологического принципа научного познания. Мир уже не пред­ стает исследователю простым, и простота перестает быть идеалом его описания. Например, по отношению к современному физическо­ му познанию известный физик-теоретик Я.Б. Зельдович (в отличие, например, от А. Эйнштейна) выражает позицию отхода от идеала простоты описания природы, вполне допуская, что новая единая фи­ зическая теория окажется сложнее нынешних, прежде всего вслед­ ствие использования более изощренных и хитроумных теоретических моделей пространства и времени.

Сказанное выше, однако, не означает, что простота исключается из списка научно-познавательных регулятивов. Простые объекты и простые же способы их описания по-прежнему остаются более предпочтительными, как правило, в новых областях и на начальных стадиях исследования. Однако теперь все чаще изучают простые объекты, но со сложным поведением, сложной динамикой (своеоб­ разная «сложность простоты»). В современной динамике была дока­ зана возможность случайного, хаотического поведения простых объ­ ектов (простых динамических систем). Уже здесь мы сталкиваемся с переориентацией научного дискурса на новые, нелинейные спосо­ бы описания, которые впервые сформировались еще в механике (в классической динамике).

Действительно, поистине прорывом в изучении феномена сложно­ сти явилось развитие в XX в. нелинейных способов описания. Это оп­ ределяет лицо рассматриваемого третьего этапа освоения наукой фе­ номена сложности. Здесь прежде всего следует отметить разработку весьма общей, но достаточно широко применимой теории, имеющей к тому же ярко выраженный междисциплинарный характер, — речь идет о теории динамических систем, или нелинейной динамике. Один из основателей современной теории динамических систем А. Пуанка­

ре на рубеже XIX-XX вв. подвергал тщательному математическому анализу качественно различные типы поведения систем, описывае­ мых взаимосвязанными нелинейными уравнениями. В этом плане ме­ ханика как наука о простых объектах обнаруживает в своей предмет­ ной области и в способах ее описания новые уровни, которые просты­ ми назвать уже нельзя. Однако в математике и естествознании все же остается заметной тенденция к простоте способов описания (сложное по разным соображениям стараются описывать попроще).

В современных трактовках динамики как общей теории механиче­ ского движения делается акцент именно на нелинейность, т. е. чаще имеют в виду нелинейную динамику. И вообще, в естествознании имеет место ориентация преимущественно на нелинейные способы описания, тем более если мы хотим описывать сложные эволюциони­ рующие объекты.

Предметом нелинейной динамики становятся, в частности, слож­ ные движения, не репрезентируемые традиционными динамически­ ми способами описания. Хорошо известными примерами здесь мо­ гут быть динамика нелинейных диссипативных систем, динамика странного аттрактора и т. п. В рамках нелинейной динамики, как уже отмечалось, было доказано существование ситуаций, в которых про­ стая, жестко-детерминированная система вследствие своей неустой­ чивости способна вести себя хаотично, сложно. Такие простые объ­ екты, но со сложным поведением, действительно требуют для своей теоретической репрезентации нелинейных способов описания. Это относится также и к таким с первого взгляда простым объектам, как солитоны.

Уже отмечалась связь сложности и организации. Однако на тре­ тьем этапе важен акцент не столько на организацию, сколько на са­ моорганизацию. При этом одной из особенностей обновления мето­ дологической культуры на третьем этапе является возникновение эф­ фективных средств научной репрезентации самоорганизации как об­ щего (или даже универсального) свойства сложных систем. Ранее уже упоминались первые теоретические модели самоорганизации Д. Неймана, относящиеся к техническим системам. Важно отметить, что тогда имелись в виду именно технические, а не природные сис­ темы. Теперь же, благодаря успехам новых отраслей динамики сис­ тем, кибернетики и развитию нелинейных способов описания, оказа­ лось возможным вскрыть внутренние механизмы самоорганизации. Мы теперь уже знаем, что самоорганизация характеризуется возник­