Теория самоорганизации сложных систем, получившая наименование синергетика, рассматривает процессы самоорганизации, самоструктурирования, самосинхронизации, самоподстройки систем, происходящие под действием обмена со средой веществом, энергией или информацией. Основоположниками этой теории следует считать И.Р. Пригожина, Г. Хакена. Рассмотрим определение синергетики, данное в Большом энциклопедическом словаре: "Синергетика (от греч. synergetikos совместный, согласованно действующий), научное направление, изучающее связи между элементами структуры (подсистемами), которые образуются в открытых системах (биологической, физико-химической и др.) благодаря интенсивному (потоковому) обмену веществом и энергией с окружающей средой в неравновесных условиях. В таких системах наблюдается согласованное поведение подсистем, в результате чего возрастает степень ее упорядоченности, т. е. уменьшается энтропия (т. н. самоорганизация). Основа синергетики - термодинамика неравновесных процессов, теории случайных процессов, нелинейных колебаний и волн". Впервые феномены такого рода были обнаружены в ходе химических реакций в условиях, когда некие возмущающие воздействия препятствовали достижению равновесного состояния. В результате этого возникают колебательные процессы взаимного превращения веществ, рассматриваемые как частный случай пространственно-временной самоорганизации неравновесных систем.
Синергетика заняла сильные позиции в западной социологии, психологии, экономической науке, в медицине и многих других отраслях. Эта теория часто используется для доказательства рациональности принципов рыночной экономики, поскольку в демократической системе государственного устройства, где номинально отсутствует жесткая система управления, аналогия с термодинамической системой вполне уместна. Такая аналогия кажется уместной в силу того, что индивид в демократическом обществе может быть охарактеризован подобно пребывающим в некоторой среде молекулам газа с их физико-химическими свойствами. Сделано это может быть с тем лишь отличием, что в качестве аналогов массы, энергии и иных характеристик рассматриваются финансовый и интеллектуальный потенциал, его коммуникативные характеристики и иные свойства.
Рядом экспериментов справедливость подобного подхода была подтверждена для социальных сред, однако следует учитывать, что подобная схема функционирует при сохранении некоторого стационарного состояния системы и воздействий на нее. В условиях резких изменений интенсивности воздействий система вновь переходит в состояние хаоса, что едва ли можно считать удачным вариантом решения проблем управления в обществе. Но в стационарных условиях на стадии становления некоторой организационной структуры подобный подход вполне может быть применен (правда, при наличии некоторых стимулов к самоорганизации - аналогов тех самых слабых воздействий, которые препятствуют переходу системы в равновесное состояние). В медицине примеров торжества синергетических принципов масса - подобные явления широко распространены там, где по каким-то причинам происходит угнетение тех или иных функций организма. В этих случаях у больного помимовольно, в результате функционирования тех уровней нервной системы, которые не подлежат сознательному регулированию, происходит компенсация дисбаланса, то есть - самоорганизация.
Однако, как уже было указано, процессы самоорганизации возникают лишь при наличии специфических условий. А это означает, что синергетика не может рассматриваться как универсальный подход к решению различных проблем. Должны существовать некие периоды стабильности параметров внешних воздействий, достаточные для установления состояния, близкого к равновесному. В противном случае - система может перейти в автоколебательный режим (рассмотрению условий возникновения которого вынуждена была уделить серьезное внимание кибернетика) - а это явления, предшествующие распаду системы.
Следует заметить, что идеи синергетики также неновы. Мы уже указывали на существование довольно интересного научного направления - теории циклов, основателем которого по праву считается Н.Д. Кондратьев (это не значит, что до него никто из экономистов не отмечал цикличности развития капиталистической экономики, но до него эти циклические процессы не рассматривались в качестве универсального принципа развития систем различного рода). Тогда эти исследования, противоречившие марксистскому взгляду на развитие общества, согласно которому в качестве движителя прогресса выступает классовая борьба, не получили официального признания, а ученый, получивший мировое признание, был расстрелян в 1938 году. До середины 1980-х последователи его учения не имели возможности для пропаганды своих идей. В конце 1980-х годов в советской науке начинают возрождаться идеи А.Л. Чижевского и Н.Д. Кондратьева. В Москве создается Международный Фонд Н.Д. Кондратьева. Фондом проводится большая организаторская и научно-исследовательскую работа в области экономических циклов. Приблизительно в это же время в Москве создается другая научная организация - Ассоциация "Прогнозы и циклы". В г. Санкт-Петербурге создается научная общественная организация "Циклы и управление". И вот, по прошествии нескольких десятилетий теория циклов получает развитие в виде общей теории циклов, разработанной Ю.Н. Соколовым. По существу его теория представляет собой своеобразный вариант синергетики, обогащенной идеями кибернетики и гомеостатики. В данной теории рассматривается весь процесс эволюции как некий колебательный процесс, аналогичный процессу, происходящему в гомеостате при компенсации воздействия среды. Большое влияние на развитие общей теории циклов оказали воззрения Чижевского, Вернадского, увязывавших человечество в единую систему вселенских масштабов, где все компоненты охвачены сложными связями и взаимообусловливают процессы протекающие в них. Многие положения, разрабатываемые в рамках общей теории циклов заслуживают серьезного внимания аналитиков, особенно в той части, которая рассматривает социальные и экономические процессы, а также реакции экосистем на нарушение экологического равновесия.
Формальный аппарат, разработанный в рамках теории циклов, оказывается достаточно удобным для моделирования поведения систем, в которых уместно рассматривать колебательные (циклические) процессы. Данное научное направление активно развивается НИИ "Циклы природы и общества", созданным Ю.Н. Соколовым при поддержке Северо-Кавказского Государственного технического университета. В 2001 году в издательстве СевКавГТУ вышла в свет монография "Циклы как основа мироздания", содержащая результаты фундаментальных исследований, сделанные на основе общей теории циклов; также существует возможность ознакомления с ее электронной версией с использованием глобальной телекоммуникационной сети Интернет на сайте http://www.nbs.stv.runnet.ru.
Анализ большинства попыток российских ученых выдвинуть новую оригинальную концепцию показывает, что наиболее пагубное влияние на судьбы этих учений оказывает не столько конкретные руководители или система государственного устройства, сколько стремление авторов этих теорий одним махом заместить все основополагающие принципы официальной науки. Вставая на этот путь, авторы не считают возможным установление даже временного компромисса: вступают в бой не столько с существующими теориями, сколько с мощной научной организацией, располагающей собственной и не менее хищной, чем в других отраслях, бюрократией. При этом создатель новой теории не ищет сходства позиций - он подчеркивает различия. Эта своеобразная форма научного мученичества встречается в нашей стране сплошь и рядом. Именно поэтому в России родилось и благополучно скончалось такое великое множество идей, какого, вероятно, нигде не сыщешь. Идей разных, но сходных в одном - им так и не удалось восторжествовать. Пытались ли такие ученые как Берталанфи, Винер, Пригожин или Хакен в одночасье спихнуть с научного Олимпа активно действующих авторитетов науки? - Нет, не пытались (по крайней мере, в тех формах, в которых это пытались делать наши научные мученики). Борьба была, но это была уважительная и бесстрастная борьба между равными. Попытка "срезать угол" в научной "гонке" почти всегда приводила к научной гибели "пилота" (если воспользоваться терминологией ныне популярной Формулы-1).
Таким образом, в результате развития естественных наук аналитика обогатилась целым рядом методологических принципов и инструментов исследования, включая и формальный аппарат, характерный для них. В число таких инструментов вошли:
- принципы декомпозиции и агрегирования;
- принцип многомодельности;
- аппарат теории множеств, графов и формальной логики и методы структурного и причинно-следственного анализа;
- аппарат дифференциального, интегрального и вариационного исчисления и методы математического анализа;
- аппарат матричного представления, векторного исчисления и методы векторного анализа;
- аппарат теории вероятностей и математической статистики и методы вероятностного и статистического анализа и иные.
Со времени доминирования физикалистских концепций сохранилось достаточно удобная система метафорических терминов, отражающих сущность понятий, ими обозначаемых. В число таких терминов могут быть включены "импульс", "скорость", "ускорение", "мощность", "энергия", а из более поздних заимствований - термины "спектр", "амплитуда", "фаза", "цепная реакция", "квант" и ряд других. Подобные метафоры существенно упрощают процесс синтеза концептуальных моделей и их последующую формализацию в интересах моделирования.
1.3 Кибернетика и системный анализ
Кибернетика и системный анализ составляют некое гармоническое единство - настолько тесное, что сложно установить, где же пролегает линия раздела. Можно встретить утверждения о том, что кибернетика - это раздел теории систем, или о том, что теория систем - это раздел кибернетики. Однако предмет изучения этих наук различен: одна наука (кибернетика) исследует процессы управления, протекающие в различных системах, другая (системный анализ и теория систем) ориентировано в большей степени на методологические вопросы изучения и описания систем разного происхождения. Но поскольку речь идет именно о сложных системах, постольку имеет место взаимное обогащение этих наук методами и технологическими достижениями. Сходство это неслучайно, поскольку на их формирование оказал воздействие общий блок идей - философская концепция позитивизма и господствовавшая в нейрофизиологии и психологии в конце 1930-х годов концепция бихевиоризма. Оговоримся, что по мере развития этих наук исходные идеи претерпели достаточно серьезные трансформации. Таковы курьезы эволюции научного знания: идеи, на которых строилась исходная гипотеза, оказались несовершенны, но гипотеза в целом - полезной и правильной. Бревна нижних венцов заменили - и дом стоит, давая кров и тепло своим обитателям.
Обе эти научные дисциплины по праву могут считаться основными компонентами методологического ядра аналитики. Это вызвано тем, что обе научные дисциплины рассматривают объекты и системы, прежде всего, с точки зрения решения задач управления. А, как мы установили ранее, целью информационно-аналитической работы является информационное обеспечение процессов управления. Следующий аргумент в пользу такого утверждения - это то, что эти науки предоставляют в распоряжение аналитика развитый формальный аппарат и комплекс отработанных и прошедших апробацию методик моделирования. Объединение же этих наук в рамках методологического ядра аналитики обусловлено тем, что на этапе применения их для решения практических задач управления (анализа информации и синтеза управленческого воздействия) искусственное разделение их является нецелесообразным. Такое разграничение может быть признано обоснованным в качестве тактического шага на этапе создания новой научной школы, но на этапе их применения - излишне, поскольку методы этих наук вполне совместимы, дополняют и взаимно обогащают друг друга, и, что самое важное - результаты их применения используются в едином цикле потребления информации.
Какие бы аргументы не предлагались в опровержение этой точки зрения, но отправной точкой в развитии кибернетики стала идея "черного ящика" - идея, согласно которой любой объект или система с точки зрения процессов управления предстает перед исследователем в качестве непознанного объекта (черного ящика с неизвестной начинкой), внутренне устройство которого не столь принципиально для достижения целей управления. Существенным же для управления состоянием этого ящика является то, каким образом реализуется управление им. Внимание кибернетики сосредоточено на том, каким образом построен контур управления объектом и каким образом объект реагирует на некоторые входные воздействия. То есть, представление объекта или системы в терминах вход-выход, что соответствует бихевиористскому подходу "стимул-реакция". Безусловно, важнейшим положением кибернетики является тезис о необходимости введения в контур управления объекта или системы регулирующей обратной связи, используемой для реализации автоматного (простейшего интеллектуального) поведения, однако кибернетикой рассматривается поведение автоматов как с замкнутым, так и с разомкнутым контурами управления.
Интересное влияние на общество оказало внедрение кибернетических подходов. С этого времени научная фантастика населяется роботами, сперва - наделенными интеллектом, позже - разумом, а далее - и эмоциями. Фантастика переходит к проблемам общефилософского, социального и этического плана. Утрачиваются ценнейшие традиции научной фантастики, заложенные Ж. Верном, Г. Уэллсом, И.А. Ефремовым, А.Р. Беляевым и другими авторами, сделавшими этот жанр столь популярным в начале - середине XX века. Эти традиции, связанные с познавательной функцией, быстро вытесняются из фантастики (техника в своих подробностях становится заумно сложной - да и какой в ней смысл, если автомат так же чувствует, мыслит и переживает, как человек) - фантастика соскальзывает к описаниям внешнего вида устройств, использует псевдо-термины и закономерно превращается в фэнтези. Где теперь встретишь вундеркинда-конструктора с портфелем, набитым проволочками и магнитами? Техника стала для них набором "черных ящиков".
Для системного анализа и иных системных дисциплин такой отправной точкой служит общая теория систем (ОТС) Л. фон Берталанфи. Существенно уточненная, оснащенная специфическим формальным аппаратом, допускающим сочетание различных способов описания сущностей и процессов реального мира, общая теория систем претерпела процесс, обратный первоначальному замыслу автора теории: если на первом этапе (этапе выдвижения идеи) ОТС выступала в качестве средства интеграции и обобщения знаний о системах различного происхождения, то позже в рамках теории систем выделились системотехника (с уклоном к изучению техногенных систем), системный анализ (характерный для систем с целеполаганием), исследование операций (сфера военного приложения теории систем, впоследствии получившая распространение и других отраслях) и иные научные направления, основанные на системной платформе.
Однако, если всмотреться в сущность подходов, предлагаемых кибернетикой и теорией систем, и абстрагироваться от ряда несущественных методологических отличий, то становится очевидным, что и системный анализ, и кибернетика при рассмотрении систем и объектов оперируют одними и теми же подходами. Для этих наук объекты и системы, суть - те же "черные ящики", характеризующиеся примерно одинаковым набором параметров, о содержимом которых на этапе анализа "забывают" вплоть до особых обстоятельств.
Кибернетика
Основателем современной кибернетики по праву считается американский ученый Н. Винер, в период с 1938 по 1948 год интенсивно работавший над созданием новой теории. В 1948 году им была выпущена книга "Кибернетика", одновременно опубликованная в США и во Франции. Выход книги стал заметным событием в научной жизни: с этого момента во многих странах начинают формироваться научные школы, избравшие в качестве методологии своих исследований кибернетический подход. Активное участие в пропаганде и разработке идей кибернетики принял Дж. фон Нейман, при содействии которого в начале 1944 года было проведено совещание группы ведущих ученых США, работавших над проблемами создания вычислительной техники и систем автоматизированного управления. Позже, только в 1947 году, было впервые употреблено название новой науки "кибернетика", происходящее от греческого слова, соответствующего русским словам "рулевой, кормчий". Это название, поначалу казавшееся новым, позже вызвало споры - оказалось, что термин не нов и уже использовался для обозначения наук об управлении. Так, Платон использовал его в значении современного термина "навигация", а известный французский физик А. Ампер (тот самый, чьим именем названа единица измерения силы тока) - в значении "наука об управлении государством".
Несмотря на то, что в своих работах Винер неоднократно обращался к результатам исследований русского физиолога И.П. Павлова, еще в 1954 году в нашей стране для кибернетики использовалось следующее определение:
"Кибернетика - реакционная лженаука, возникшая в США после второй мировой войны и получившая широкое распространение и в других капиталистических странах; форма современного механицизма. Приверженцы кибернетики определяют ее как универсальную науку о связях и коммуникациях в технике, в живых существах и общественной жизни, о "всеобщей организации" и управлении всеми процессами в природе и обществе. По существу своему кибернетика направлена против материалистической диалектики, современной научной физиологии, обоснованной И.П. Павловым, и марксистского, научного понимания законов общественной жизни. Эта механистическая метафизическая лженаука отлично уживается с идеализмом в философии, психологии, социологии. Под прикрытием пропаганды кибернетики в странах империализма происходит привлечение ученых самых различных специальностей для разработки новых приемов массового истребления людей - электронного, телемеханического, автоматического оружия, конструирование и производство которого превратилось в крупную отрасль военной промышленности капиталистических стран".