Проводят различение между дезорганизованной сложностью и организованной сложностью. Дезорганизованная сложность – это огромное количество частей (подсистем), иногда миллионы частей, взаимодействующих между собой случайным, ничем не детерминированным образом. Дезорганизованная сложность может описываться вероятностными и статистическими методами. Организованная сложность – это такая сложность, которая строится на неслучайных, взаимозависимых отношениях между частями (подсистемами). В такого рода системах возникают эмерджентные свойства на уровне системы как целого, но они возникают спонтанно, самопроизвольно, без действия какой-либо руководящей силы.
Таким образом, сложные системы обладают следующими характерными свойствами:
• сложность есть множество элементов системы, соединенных нетривиальными, оригинальными связями друг с другом. Сложность есть динамическая сеть элементов (элементы соединены по определенным правилам);
• сложность есть внутреннее разнообразие системы, разнообразие ее элементов или подсистем, которое делает ее гибкой, способной изменять свое поведение в зависимости от меняющейся ситуации;
• сложность есть многоуровневость системы (существует архитектура сложности). Сложные системы больше, чем сумма их частей любого размера, поэтому их нужно анализировать в терминах иерархии взаимодействий. В то же время и часть может быть сложнее целого (например, человек сложнее общества): часть может быть носителем всех системных качеств, но одновременно обладать и сверхсложными собственными режимами функционирования и развития;
• сложные системы являются открытыми системами, т. е. обменивающимися веществом, энергией и/или информацией с окружающей средой. Границы сложной системы порой трудно определить (видение ее границ зависит от позиции наблюдателя);
• сложные системы – это такие системы, в которых возникают эмерджентные феномены (явления, свойства). Эмерджентными называются новые неожиданные свойства, появляющиеся на динамическом уровне системы как целого, которые не могут быть «вычитаны» из анализа поведения отдельных элементов. Но и вещь (объект, система), ставшая частью целого, может трансформироваться и демонстрировать эмерджентные свойства;
• сложные системы имеют память, для них характерно явление гистерезиса, при смене режима функционирования процессы возобновляются по старым следам (прежним руслам);
• сложные системы регулируются петлями обратной связи: отрицательной, обеспечивающей восстановление равновесия, возврат к прежнему состоянию, и положительной, ответственной за быстрый, самоподстегивающийся рост, в ходе которого расцветает сложность.
Важное понятие «эмерджентность» нередко понимают упрощенно. А оно несет в себе множество смыслов. Эмерджентность – это не только непредсказуемость появления нового. Когда мы говорим о непредсказуемости и невозможности предвидеть результат эволюции, то подчеркиваем лишь эпистемологический аспект новизны. Но существует и онтологический аспект новизны. Это спонтанность, креативная случайность, укорененная в бытии; это случай, который творит мир. Эмерджентность – это также несводимость свойств целого к частям, более организованного к менее организованному, стоящего выше по эволюционной иерархии к нижестоящему. Но эмерджентно не только становящееся и развивающееся целое, целостное структурообразование. Видоизменяющиеся части, входящие в эволюционные целостности, также обретают эмерджентные качества. Эмерджентность – это радикальная трансформация, фазовый переход; на языке диалектики это качественный скачок. Это способ рождения новизны в процессе эволюции, возникновения научных, культурных и социальных инноваций.
Проводят различение между сложными системами и сложными адаптивными системами. В то время как сложные системы существуют на всех уровнях бытия, начиная с уровня неживой природы, сложные адаптивные системы – это системы биологические, человеческие, социальные, информационные, ноосферные. К таковым относятся организации, которые возникают в сообществах общественных животных (например, муравейник), биосфера и экосистемы, мозг, иммунная система, клетка и эмбрион, такие социальные системы, как биржи, политические партии, общественные организации и ассоциации. Сложные адаптивные системы способны самообучаться, т. е. корректировать свои действия в зависимости от результатов преды дущих действий, активно встраиваться в среду, приспосабливаясь к ней и изменяя ее в ходе своей активности.
Существуют различные методы описания сложных систем. Все они, по существу, сводятся к тому, чтобы редуцировать сложность, описать сложное поведение системы относительно простым образом. Г. Хакен разработал модель параметров порядка и принципа подчинения. Для сложной системы можно определить немногие параметры порядка, которые характеризуют поведение системы на динамическом уровне и которым подчинено поведение ее элементов. Параметры порядка системы и поведение ее элементов соединены циклической причинностью: параметры порядка порождены поведением элементов, но, возникнув, подчиняют себе поведение отдельных элементов или подсистем. И. Пригожин предложил метод диаграмм бифуркаций и каскадов бифуркаций. Однозначное, детерминированное поведение системы возникает в результате выбора пути развития в состоянии неустойчивости (точке бифуркации), где малые влияния, флуктуации на уровне элементов могут определить дальнейшее русло развития системы как целого. Порядок возникает из хаоса, единство из разнообразия, и так до следующей неустойчивости (следующей точки бифуркации). СП. Курдюмов предложил модель структур-аттракторов эволюции сложных систем, т. е. относительно устойчивых состояний, на которые может выходить сложная система в процессе эволюции. Спектр структур-аттракторов детерминирован собственными, внутренними свойствами соответствующей сложной системы и определяет ее возможное отдаленное будущее.
Вообще говоря, в природе и обществе не существует ни чистой простоты, ни чистой сложности, как и нет чистого хаоса (дезорганизации) и чистого порядка. Существует динамический (или детерминированный) хаос, т. е. хаос относительный, хаос, который сопряжен с определенной степенью внутреннего порядка (организации). Относительно простое поведение системы как целого между точками неустойчивости вырастает из сложности, из разнообразия ее поведения на уровне элементного строения. Единство строится из разнообразия. Простота зиждется на внутренней сложности и ее предполагает. Сложность пронизана нитями простоты, которая доступна лишь холистическому взгляду.
Чтобы система стала способной к самоорганизации, к рождению сложных упорядоченных структур из хаотического, неорганизованного поведения элементов, она должна удовлетворять определенным условиям.
1. Система должна быть открытой, т. е. обмениваться веществом, энергией и/или информацией с окружающей средой. В закрытых системах (которые являются идеализацией действительности) нарастают процессы дезорганизации, и они приходят к состоянию с наибольшей энтропией.
2. Система должна быть неравновесной, далекой от состояния равновесия. Равновесные системы, будучи выведенными из состояния равновесия, возвращаются в исходное состояние равновесия, подчиняясь механизму гомеостазиса, в них не может возникнуть ничего интересно нового.
3. Система должна быть нелинейной. Поведение линейной системы предсказуемо, ее путь развития однозначен, однонаправлен. Нелинейная система проходит через состояния неустойчивости (точки бифуркации), где малые события, отклонения, флуктуации определяют путь ее дальнейшего развития, один из целого спектра возможных. Нелинейная система меняет темп своего развития, подвержена различным режимам функционирования, чувствительна к флуктуациям в состояниях неустойчивости. В ней возможны эмерджентные явления, возможно возникновение новых, доселе невиданных сложноорганизованных структур.
4. Сложные структуры строятся на активной среде (плазменной среде Солнца, активной среде нейронов мозга, активности жителей и предприятий в городе и т. д.).
Синергетическая теория открывает свойство динамической устойчивости сложноорганизованных структур. Л. фон Берталанфи говорил о «подвижном равновесии» («Fleißgleichgewicht»). Динамическая устойчивость сложного поддерживается благодаря разнообразию элементов (принцип необходимого разнообразия У. Р. Эшби), готовящих систему к разнообразному и изменчивому будущему. И. Пригожин ввел принцип «порядок через хаос», Х. фон Фёрстер – принцип «порядок через шум», А. Атлан говорит об «организующей случайности», а Э. Морен – о «множественном единстве» («unitas multiplex»). Все эти ученые по-разному выражают идею о том, что некоторый беспорядок, внутреннее разнообразие элементов, хаотические, неорганизованные процессы продуцируют и поддерживают устойчивость сложной организации.
Одной из ключевых теоретических позиций, активно используемых различными международными организациями (ООН, ЮНЕСКО и др.), стало ныне представление об устойчивом развитии (sustainable development). Это представление напрямую связано с пониманием мира с позиции теории сложных систем и нелинейной динамики – мира сложного, нелинейно развивающегося, полного нестабильностей, кризисов и катастроф, мира, который очень часто преподносит нам сюрпризы и будущее которого открыто. Устойчивое развитие с синергетической точки зрения это: 1) самоподдерживаемое развитие, развитие, происходящее на рельсах самоорганизации сложных систем; 2) такое развитие, при котором человечество в целом и в лице каждого из его представителей проявляет заботу о будущем, конструирует желаемое будущее, в котором грядущие поколения должны иметь стартовые условия жизни не хуже, чем их имеет нынешнее поколение.
Для живых систем сложность есть балансирование на краю хаоса (on the edge of chaos). Это важный принцип самоорганизованной критичности.
Хотя мир устроен сложно, сложность чрезвычайно хрупка, непрочна, уязвима. Уязвима и сложность самоорганизующихся структур в неживой природе, и живых организмов, и когнитивная сложность (сложность креативных личностей, процессов познания и продуктов творчества).
Хрупкость сложной структуры (или системы) можно понимать в нескольких различных смыслах.
Во-первых, чем сложнее структура (организация), тем она более неустойчива, более уязвима по отношению к малым событиям, отклонениям, возмущениям, флуктуациям.
Во-вторых, сложные структуры мира возникают в режимах с обострением, когда характерные величины (температура, энергия, численность населения и т. д.) достигают бесконечности за конечное время (время обострения)[57]. Это, разумеется, идеализированная, математическая модель, на основе анализа которой можно сделать важный мировоззренческий вывод. Поразительно само наличие моментов обострения, т. е. конечность времени существования сложных структур в мире. Получается, что сложная организация (структура) существует только потому, что она существует конечное время. Жить конечное время, чтобы вообще жить! Внутри жизни имманентно заключена смерть. Или иначе: лишь смертное способно к самоорганизации. Возможно, что это один из законов эволюции. И вместе с тем это – математический результат, полученный при изучении определенных классов открытых нелинейных систем.
В-третьих, сложные структуры самоорганизации существуют как на «лезвии бритвы», балансируют «на краю хаоса». Эта красивая метафора появилась в настоящее время в связи с развитием теории самоорганизованной критичности (П. Бак, С. Кауфман). Сложные адаптивные системы, в особенности живые существа, допускают хаос, который делает их достаточно гибкими и податливыми, дает возможность хорошо приспосабливаться к изменчивым условиям окружающей среды. Сложность является очень хрупкой, так что даже наилучший шаг в направлении улучшения организации этих систем может привести к их быстрому спонтанному распаду и гибели. С. Кауфман отмечает, что жизнь есть эмерджентный феномен, в основе которого лежит «порядок для свободы», или самоорганизация, а последняя характерна для режима эволюции системы «на краю хаоса»[58].
В-четвертых, устойчивое функционирование сложных систем поддерживается цепями отрицательной обратной связи, лежащими в основе механизмов гомеостазиса, исследованных еще в кибернетике. Механизмы гомеостазиса в случае незначительных отклонений возвращают систему в состояние равновесия, обеспечивают ее регенерацию, самодостраивание. Это довольно тонкие механизмы, не терпящие внешнего вмешательства. Вспомните фильм О. Иоселиани «И стал свет», в котором он изображает хорошо отлаженный примитивный быт папуасской деревни, по сути, архаического общества, и характер жизненных связей между его членами. В эту жизнь вторгается современный глобализирующий мир, осуществляя проект по строительству дороги, может быть, и нужной, но сложно поддерживающаяся архаическая целостность от этого разрушается. Или возьмите старого больного человека, организм которого продолжает поддерживаться ослабевшими гомеостатическими связями. Попытки медицинского вмешательства, особенно хирургического, могут разрушить остатки гомеостазиса и ускорить наступление смертельного исхода.
Из-за неустранимых элементов хаоса и наличия странных аттракторов в исследовании поведения сложных систем существуют пределы нашего проникновения в будущее. Существует горизонты нашего видения будущего даже для достаточно простых физических и химических эволюционирующих систем и тем более для экологических, социальных, человеческих систем.
Как говорят математики, сложные системы не обладают свойством эргодичности, т. е. они не демонстрируют всех своих свойств на наблюдаемой траектории. В них всегда что-то скрыто, всегда существуют невыявленные, латентные тенденции, скрытые возможные русла развития. А поэтому с ними нельзя поставить эксперимент, повторить результат исследования, что обусловило триумф естествознания в эпоху классической науки. Развитие сложных систем локально неустойчиво и в принципе непредсказуемо.
3.2. Системы как сложные целостности
Как строится сложное целое из частей? Что делает целое целым? Каков тот «клей», который связывает элементы в единое эволюционное, динамично и устойчиво развивающееся целое? Ответить на эти вопросы можно, только поняв смысл выдвинутой СП. Курдюмовым идеи коэволюции. Эта идея была одной из самых горячо любимых и настойчиво пропагандируемых им идей. Он говорил об открытии синергетикой конструктивных принципов коэволюции сложных систем и о возможности овладения будущим, конструирования желаемого будущего[59].
Каковы же принципы коэволюции, принципы нелинейного синтеза различных диссипативных структур в сложные, иногда сверхсложные, целостные структурные образования?
Во-первых, определяющим для интеграции элементов в систему является темп развития. Объединяясь, элементы (подсистемы) попадают в один темпомир, начинают развиваться с одной скоростью. Отнюдь не всё может быть соединено со всем, отнюдь не любое сцепление элементов будет устойчивым. Отдельные элементы, структуры, подсистемы могут быть несоизмеримы по интенсивности жизни, по темпу развития, тогда медленные из них вскоре станут слабым, едва различимым фоном для развития быстрых элементов.
Во-вторых, не элемент (подсистема), развивающийся с минимальной скоростью, является определяющим при построении целого, как это утверждал в своей тектологии А. А. Богданов в 1920-х годах, а элемент (подсистема), развивающийся с максимальной скоростью. Именно к самому быстрому элементу (подсистеме) подстраиваются все остальные, именно он задает общий тон и определяет жизнь системы как целого.