Особенности и закономерности развития современного естествознания

- «принцип внешнего дополнения» (выведен С. Т. Биром) «сводится к тому, что в силу теоремы неполноты Гёделя любой язык управления в конечном счёте недостаточен для выполнения перед ним задач, но этот недостаток может быть устранён благодаря включению „чёрного ящика“ в цепь управления». Непрерывность контуров координации достигается лишь посредством специфического устройства гиперструктуры, древовидность которой отражает восходящую линию суммации воздействий. Каждый координатор встроен в гиперструктуру так, что передаёт по восходящей лишь частичные воздействия от координируемых элементов (например, сенсоров). Восходящие воздействия к системному центру подвергаются своеобразному «обобщению» при суммации их в сводящих узлах ветвей гиперструктуры. Нисходящие по ветвям гиперструктуры координационные воздействия (например, к эффекторам) асимметрично восходящим подвергаются «разобобщению» локальными координаторами: дополняются воздействиями, поступающими по обратным связям от локальных процессов. Иными словами, нисходящие от системного центра координационные импульсы непрерывно специфицируются в зависимости от характера локальных процессов за счёт обратных связей от этих процессов.

- «теорема о рекурсивных структурах» (С. Т. Бир) предполагает, что в случае, «если жизнеспособная система содержит в себе жизнеспособную систему, тогда их организационные структуры должны быть рекурсивны»;

- «закон расхождения» (Г.Спенсер), также известный как принцип цепной реакции: активность двух тождественных систем имеет тенденцию к прогрессирующему накоплению различий. При этом «расхождение исходных форм идёт „лавинообразно“, вроде того как растут величины в геометрических прогрессиях, — вообще, по типу ряда, прогрессивно восходящего». Закон имеет и весьма продолжительную историю: «как говорит Г. Спенсер, „различные части однородной агрегации неизбежно подвержены действиям разнородных сил, разнородных по качеству или по напряжённости, вследствие чего и изменяются различно“. Этот спенсеровский принцип неизбежно возникающей разнородности внутри любых систем… имеет первостепенное значение для тектологии». Ключевая ценность данного закона заключается в понимании характера накопления «различий», резко непропорционального периодам действия экзогенных факторов среды.

- «закон опыта» (У. Р. Эшби) охватывает действие особого эффекта, частным выражением которого является то, что «информация, связанная с изменением параметра, имеет тенденцию разрушать и замещать информацию о начальном состоянии системы». Общесистемная формулировка закона, не связывающая его действие с понятием информации, утверждает, что постоянное «единообразное изменение входов некоторого множества преобразователей имеет тенденцию уменьшать разнообразие этого множества» — в виде множества преобразователей может выступать как реальное множество элементов, где воздействия на вход синхронизированы, так и один элемент, воздействия на который рассредоточены в диахроническом горизонте (если линия его поведения обнаруживает тенденцию возврата к исходному состоянию, и т.с. он описывается как множество). При этом вторичное, дополнительное «изменение значения параметра делает возможным уменьшение разнообразия до нового, более низкого уровня»; более того: сокращение разнообразия при каждом изменении обнаруживает прямую зависимость от длины цепи изменений значений входного параметра. Данный эффект в рассмотрении по контрасту позволяет более полным образом осмыслить закон расхождения А. А. Богданова — а именно положение, согласно которому «расхождение исходных форм идёт „лавинообразно“», то есть в прямой прогрессирующей тенденции: поскольку в случае единообразных воздействий на множество элементов (то есть «преобразователей») не происходит увеличения разнообразия проявляемых ими состояний (и оно сокращается при каждой смене входного параметра, то есть силы воздействия, качественных сторон, интенсивности и т. д.), то к первоначальным различиям уже не «присоединяются несходные изменения». В этом контексте становится понятным, почему процессы, протекающие в агрегате однородных единиц имеют силу к сокращению разнообразия состояний последних: элементы подобного агрегата «находятся в непрерывной связи и взаимодействии, в постоянной конъюгации, в обменном слиянии активностей. Именно постольку же и происходит, очевидно выравнивание развивающихся различий между частями комплекса»: однородность и однотипность взаимодействий единиц поглощают какие-либо внешние возмущающие воздействия и распределяют неравномерность по площади всего агрегата.

- «принцип прогрессирующей сегрегации» (Л. фон Берталанфи) означает прогрессирующий характер потери взаимодействий между элементами в ходе дифференциации, однако к оригинальной версии принципа следует добавить тщательно замалчиваемый Л. Фон Берталанфи момент: в ходе дифференциации происходит становление опосредованных системным центром каналов взаимодействий между элементами. Понятно, что происходит потеря лишь непосредственных взаимодействий между элементами, что существенным образом трансформирует принцип. Данный эффект оказывается потерей «совместимости». Является немаловажным то обстоятельство, что сам процесс дифференциации в принципе нереализуем вне централистически регулируемых процессов (в противном случае координация развивающихся частей оказалась бы невозможной): «расхождение частей» с необходимость не может быть простой потерей взаимодействий, и комплекс не может превращаться в некое множество «независимых каузальных цепей», где каждая такая цепь развивается самостоятельно вне зависимости от остальных. Непосредственные взаимодействия между элементами в ходе дифференциации действительно ослабевают, однако не иначе как по причине их опосредования центром.

- «принцип прогрессирующей механизации» (Л. фон Берталанфи) является важнейшим концептуальным моментом. В развитии систем «части становятся фиксированными по отношению к определённым механизмам». Первичные регуляции элементов в исходном агрегате «обусловлены динамическим взаимодействием внутри единой открытой системы, которая восстанавливает свое подвижное равновесие. На них накладываются в результате прогрессирующей механизации вторичные механизмы регуляции, управляемые фиксированными структурами преимущественно типа обратной связи». Существо этих фиксированных структур было обстоятельно рассмотрено Богдановым А. А. и наименовано «дегрессией»: в ходе развития систем формируются особые «дегрессивные комплексы», фиксирующие процессы в связанных с ними элементах (то есть ограничивающие разнообразие изменчивости, состояний и процессов). Таким образом, если закон Седова фиксирует ограничение разнообразия элементов нижних функционально-иерархических уровней системы, то принцип прогрессирующей механизации обозначает пути ограничения этого разнообразия — образование устойчивых дегрессивных комплексов: «„скелет“, связывая пластичную часть системы, стремится удержать её в рамках своей формы, а тем самым задержать её рост, ограничить её развитие», снижение интенсивности обменных процессов, относительная дегенерация локальных системных центров и т. д. Следует заметить, что функции дегрессивных комплексов не исчерпываются механизацией (как ограничением разнообразия собственных процессов систем и комплексов), но также распространяются на ограничение разнообразия внешних процессов.

- «принцип актуализации функций» (впервые сформулировал М. И. Сетров) также фиксирует весьма нетривиальное положение. «Согласно этому принципу объект выступает как организованный лишь в том случае, если свойства его частей (элементов) проявляются как функции сохранения и развития этого объекта», или: «подход к организации как непрерывному процессу становления функций её элементов может быть назван принципом актуализации функций».Таким образом, принцип актуализации функций фиксирует, что тенденция развития систем есть тенденция к поступательной функционализации их элементов; само существование систем и обусловлено непрерывным становлением функций их элементов [11].

Прикладные науки о системах

В прикладных науках о системах выделяются следующие области и дисциплины:

• Системная инженерия  — направление науки и техники, охватывающего проектирование, создание, испытание и эксплуатацию сложных систем технического и социально-технического характера (см также системотехника).

• Исследование операций — научное управление существующими системами людей, машин, материалов, денег и т. д.

• Инженерная психология.

• Теория полевого поведения Курта Левина.

• СМД-методология Г. П. Щедровицкого.

• Теория интегральной индивидуальности Вольфа Мерлина, основанная на теории Берталанфи.

2. Теория самоорганизации

Корни идеи самоорганизации систем можно проследить вплоть до древних времен.

Только со второй половины ХХ в. началась действительная история становления современного исследования самоорганизации.

Можно выделить семь естественнонаучных концепций, которые легли в основу современного исследования самоорганизации.

1. Системно-теоретическое и кибернетическое начала Хайнца фон Форстера – принцип «порядок через помехи»

Начало современному исследованию самоорганизации положила работа Хайнца фон Форстера, опубликованная в 1960 г. под названием «Самоорганизующиеся системы и их среда», в которой он ввел принцип «порядок через помехи». В этой работе Форстер четко формулирует новое определение системы и дает описание становления и увеличения порядка.

Он рассмотрел два разных способа возрастания порядка в системах: с одной стороны, через импорт порядка из окружающей среды, а с другой, посредством помех. Феноменологическое описание взаимодействия самоорганизущейся системы с ее окружающей средой Форстер пытался представить следующим образом: динамика процесса выбирает из окружающей среды именно те помехи, которые обуславливают усиление внутреннего порядка. Извлекаемый извне «строительный материал» встраивается в уже существующий внутренний порядок.

2. Теория «диссипативных» структур Ильи Пригожина

Рассматривая явление самоорганизации в рамках неравновесной термодинамики, мы уже упоминали об этой теории. Пригожин открыл, что системы, удаленные от равновесия, с помощью внешних или собственных флуктуаций, могут перейти в полностью новое состояние. Возникающие в этой связи новые структуры описываются как диссипативные (рассеивающиеся) структуры.

3. Синергетика Германа  Хакена

Назвав синергетикой учение о взаимодействии, Хакен исследует возникновение порядка из хаоса. Как было уже показано ранее, делает он это на примере лазера – «парадигматического примера для самоорганизации», позволяющего переходить системе в новое состояние [12].

4. Теория автокаталитических гиперциклов Манфреда Айгена

Айген пытается интерпретировать явление самоорганизации в молекулярной области. Он предполагает, что возникновение жизни – это процессы самоорганизации (самоселекции) в молекулярной (пребиотической) области. Теория предлагает ответ на вопрос, как в пребиотической эволюции из простых макромолекул путем самоорганизации и селекции может быть образован генетический аппарат.

5. Концепция автопоиэзиса Умберто Матураны и Франсиско Варелы

Чилийские представители когнитивной биологии Умберто Матурана и Франсиско Варела в начале 1970 гг. разработали теорию автопоиэтических систем. В центре внимания теории автопоиэзиса находятся вопросы о принципах организации живого и функционировании нервных систем. Анализ организации живых систем в связи с их единым характером являлся важной целью, преследуемой создателями концепции.

Они посчитали, что автопоиэтическая организация представляет собой важнейшую характеристику живых существ. Это противоречит господствующему мнению в биологии, согласно которому, живые существа характеризуются прежде всего через их эволюцию и способность к репродукции.

6. Концепция эластичных экосистем Холлинга

Явление самоорганизации исследуется также и современной экологией. Еще в XIX в. произошло познание больших круговоротов в природе. В 60 гг. XX в. получили свое развитие новые модельные представления, как например, концепция «соэволюции» и исследования в отношении стабильности экосистем за пределами равновесия. По Холлингу, стабильность экосистемы при критических помехах больше не может быть гарантирована. Холлинг вводит понятия «стабильность» и «эластичность» или «упругость», чтобы иметь возможность лучше понимать динамические процессы. Стабильность еще понимается полностью в смысле кибернетических традиций как способность экосистемы поддерживать ее равновесие или определенную динамику.

Способность системы отвечать внутренними изменениями структуры на сильные турбулентности окружающей среды и, соответственным образом, иметь возможность перейти в другое состояние равновесия, интерпретируется Холлингом как эластичность.

7. Теория детерминистического  хаоса Эдварда Лоренца и Бенуа Мандельброта

Предметом исследования концепций теории детерминистического хаоса является самостоятельное возникновение хаоса из порядка. Система, демонстрирующая полностью нерегулярное, неравномерное и непредсказуемое поведение, является хаосом. Речь идет о типичном поведении нелинейных динамических систем, при котором незначительное изменение начальных условий приводит к значительным расхождениям в решении уравнений, описывающих временное развитие системы.

Эти выводы остаются релевантными также и при работе с социальными системами. Так, при оказании влияния на социальные системы необходимо учитывать, что любое вторжение в них может привести к полностью непредсказуемым, хаотичным развитиям.

Бенуа Мандельброт обосновал фрактальную геометрию. Во время своих исследований происходящих в природе нерегулярных образований, таких как очертания берегов, горные цепи и т. д., ученый установил, что они при изменении на незначительное деление шкалы не становятся более простыми, а сохраняют свой комплексной порядок.

Самопохожесть или «новый вид порядка» в хаотичных нерегулярных естественных образованиях могут быть описаны только с помощью неэвклидовой, иными словами, фрактальной геометрии. Фрактальная геометрия подходит для описания реальных структур в природе и прежде всего для описания комплексных структур динамических систем.

У всех рассмотренных выше концепций исследования самоорганизации существует множество общих точек. Например, предметом исследования являются неравновесные процессы, рассматриваемые прежде только в качестве пограничных феноменов или исключений. Изменилась и традиционная точка зрения на внешнее управление и наблюдение за системой модельному представлению систем, управляющих собой сами. Такая система сама решает, каким образом реагировать на внешние помехи, то есть на влияние окружающей среды.

Можно выделить 4 фазы формирования вышерассмотренных концепций:

1)  развитие – примерно с 1960 по 1970 гг. – происходило вне зависимости друг от друга в разных дисциплинах. Назрела необходимость решения проблем исследования определенных областей знания с помощью инновационных технологий;

2)  аналогизация – примерно с 1970 по 1975 гг. В фазе аналогизации основатели открыли схожести между разными концепциями;

3)  глобализация – примерно с 1975 по 1980 гг. В период глобализации ученые делали попытку доказать общеупотребительность их теорий, чтобы иметь возможность перенести их на другие области исследования;

4)  диверсификация – с 1980 г. В фазе диверсификации ученые других областей знания активно развивали естественнонаучные концепции самоорганизации, силу интерпретации и толкования которых они хотели использовать в собственных дисциплинах и исследованиях, в     том числе и в экономике [13].