Философские проблемы синергетики

1. Синергетика — научная концепция, объяс-няющая возникновение согласованного, коопера-тивного поведения в сложных системах различ-ной природы. В частности, немецкий физик Гер-ман Хакен употреблял этот термин для обозна-чения науки, изучающей процессы самооргани-зации в лазере, мозге, двигательных функциях человека и животных. С этой точки зрения с си-нергетикой связаны модели и методы теории не-линейных колебаний (А. Пуанкаре, И. Андронов), теории катастроф (Р. Том), теории хаоса (В. Ар-нольд), теории диссипативных структур (И.Р. Пригожин), фрактальной геометрии (Б. Ман-дельброт). Обзор этих идей и методов содержит-ся в статье Ю. Данилова и Б. Кадомцева «Что та-кое синергетика», размещенной на нашем серве-ре.

2. Синергетика – направление в российской философии науки, междисциплинарный анализ научных идей, методов и моделей сложного по-ведения, раскрытие их потенциала в мышлении о мире и человеке. В этом представлении синерге-тика изучает проблемы междисциплинарного диалога, выявляет особенности современных социальных, когнитивных и коммуникативных си-туаций (постмодерн, постструктурализм, фило-софия языка) и сопоставляет их с научными точ-ками зрения (теория хаоса, наука о сложности, квантовая механика, фракталы). Модели и ме-тафоры науки о сложности (фракталы, хаос, ста-новление) использовались такими философами как Ж. Лиотар («Состояние постмодерна»), Ж. Делез и Ф. Гватари («Анти-Эдип»). Близки к тако-го рода пониманию синергетики натурфилософ-ские работы И.Р. Пригожина и И. Стенгерс, по-священные переоткрытию времени, концепции автопоэзиса (У. Матурана, Н. Луман), концепция Синергетики II (В.И. Аршинов).

Одна из центр. пробл. Науки 20 в.- проблема самоорганизации (СО) материальных (М) систем (С). осн. подх. — системный и информац-ый под-ходы. — рассм. сложны сист. (биолог. с.,соц. с.,технич. с.). реш. общ. задачи (в т.ч. в неживой природе) — заним. синергетика. — форм. общ.пр-пы СО, дейст-ые на всех ур.развю. материи, ма-тем. опис. мех-мы структурогенеза., в её рамках спос-сть С. к СО выступ.как атрибут. св-во мате-рии (с Г.Хакен, И.Пригожин) Осн. пробл. — изуче-ние феномена диссипативных стр-р — т.е. стр-р, спонтанно возникающих в открытых неравновес-ных системах. Основной предмет — природные неравновечные и нелинейные Процессы. (П). Ло-гика расс. — осн. хара-р систем — процессуаль-ный. По нему С. дел. на 2 типа : 1) П., протек. в замкн. С. — стрем. к сост. равновес.и макс. неупо-ряд. — равновес. и ленйн. 2) П., протек. в откр. С. — имеют спос-сть к СО и возникн. диссип. стр-р. Область применения: общематодолог. дисцип-лина по прич. универс. опр. неравновесн. и не-лин. П. ОСн.отличие — в отлич. от станд.науки (акцент на замкн.,устойч.,порядок, однор.) СИН. как метод рассм. в осн. откр.с.,неупор.,неуст.,нелин. отн. ПРимер: сото-вые стр-ры в подогрев. воде, турб.дв. Осн.объяснения — при возд.энерг.взаимод. С. прих. в возб.сост,появл. коррел. взаим. эл-ов, по-явл. Диссип. Стр-ра, она не теряет резононсного возб-ия. Конфигурации стр-ры отбираются и ге-нерир. формами возд. вн. среды. Польза от метода: реш.ф.вопрос термодинам. — почему во-преки 2 з-ну ТМ сист. не прихю к сост. тепл.смерти; альт. Дарв-ой Т-ии развития Ж.орг.; дает возм. опровергн. теорию тепл.смерти все-ленной.

Теория самоорганизации. Ей предшествова-ла кибернетика.

Существуют открытые системы (т. е. сущест-вует обмен вещества с окружающей средой) и они не линейны – это диссипативные системы (системы, рассеивающие энергию).

Хаос – это непрерывное движение, в котором возникают флуктуации порядка (растопка печи, лавина) – упорядочивание системы. Структура возникает при “отжигании ненужного” (как при создании скульптуры).

Детерминированность процесса в будущем – аттракции. Будущее вытягивается из настоящего. Бифуркация – раздвоение линии развития. На “перекрестке” все зависит от ничтожных обстоя-тельств. Фракталы – постоянно повторяющиеся элементы в развитии (индивидуальность крон деревьев).

Переосмысление понятия случайности (в мар-ксизме она не значительна) – в точках бифурка-ции случайность играет главную роль.

Синергетика не позволяет предсказать разви-тие мира в целом, а может предсказать только некоторые области. .

Некоторые термины.

Синергетика — междисциплинарное направ-ление научных исследований, задачей которого является познание принципов самоорганизации различных систем.

Синергетика вводит понятие динамического хаоса как некой сверхсложной упорядоченности.

Синергизм — комбинированное воздействие двух или более факторов, характеризующееся тем, что их совместное биологическое действие значительно превышает эффект каждого компо-нента и их суммы.

греч.Synergos — вместе действующий

Аттрактор: состояние системы, которое как бы притягивает к себе все множество тра-екторий развития, возможных после точки бифуркаций.

Вообще аттрактором называется область фазового пространства, в которую стремятся со временем все траектории (из некоторой конечной или бесконечной области притяжения данного аттрактора).

Странный аттрактор отличается от простых аттракторов (устойчивых особых точек и пре-дельных циклов) тем, что все его траектории не-устойчивы и с течением времени перемешива-ются, оставаясь в пределах области аттрактора; простых аттракторов в этой области не сущест-вует.

Странный аттрактор превращает эволюцион-ное поведение системы в непредсказуемое (ква-зистохастическое).

Аттрактор (англ. — притягивать) — точка равно-весия, к которой «притягиваются» фазовые тра-ектории, определяемые детерминированными начальными условиями, и которая является обобщением понятия равновесия, определяет относительную устойчивость состояния системы. Аттрактор можно рассматривать как конечное со-стояние эволюции диссипативной структуры

В ДОПОЛНЕНИЕ (из папки)

Образование новых пространственных, временных, про-странственно-временных структур в сильно неравновесных, нелинейных средах, в процессе самоорганизации, получив-шие название «диссипативных структур», результат сложных взаимодействий различных механизмов. Результаты изуче-ния природы данных механизмов и их взаимодействий при-вели исследователей к обнаружению определенных общно-стей в физико-химических процессах самоорганизации, что дало серьёзные основания для поиска единого подхода к яв-лениям самоорганизации самой различной природы. Как от-мечает один из создателей математической теории самоор-ганизации — синергетики Г.Хакен: в одной из совместных ра-бот, ими были приведены уравнения лазера, и эти уравнения, как были установлены в последствии, имели такую же струк-туру, как и те, что М.Эйген совершенно независимо получил для своих биомолекул. Это было для меня, так сказать, ис-крой. Если две совершенно различные области — такие, как лазерная физика и биомолекулы, удовлетворяют одним и тем же уравнениям, это показывает, что здесь присутствуют го-раздо более глубокие закономерности, чем только эти урав-нения. Возможно, что они как раз поверхностны, и, что фор-мирование порядка в системах, предоставленных самим се-бе, следует рассматривать на единой принципиальной осно-ве .

Данная возможность обосновывается, с одной стороны, на-личием общих закономерностей в явлениях самоорганиза-ции, с другой, — общностью соответствующих им способов описания. Такой подход, выраженный в кон-цепции универ-сального эволюционизма, успешно разрабатывался Н.Н.Моисеевым. «Когда я употребляю этот термин (универ-сальный эволюционизм — В.Ш.), — писал он, — то имею в виду описание с его помощью лишь тех общих законов, тех осо-бенностей мирового эволюционного процесса, которые при-сущи всем процессам развития, независимо от их природы, а также процессам, протекающим в неживой природе, живом веществе и обществе как таковых. Концепция универсально-го эволюционизма ставит своей целью с минимальным чис-лом гипотез … нарисовать некую целостную, непротиво-речивую «картину мира» … » . Для выполнения поставленной задачи Н.Н.Моисеев предлагал, в контексте широкой интер-претации, использовать «дарвинскую триаду»: изменчивость, наследственность, отбор в описании общих свойств основных механизмов самоорганизующихся систем различ-ной приро-ды .

Близость идей «универсального эволюционизма» к концепци-ям В.И.Вернадского о «ноосфере» , А.Швейцера — «этносфе-ре», Т. де Шардена — «сверхжизни» и современным концепци-ям самоорганизации создаёт зна-чительные основания для единого подхода к самоорганизующимся системам в эволю-ции универсума.

Однако реализация этой идеи в научном плане становится возможной лишь на путях конкретных, поэтапных исследова-ний механизмов самоорга-низации в различных эволюцион-ных процессах (физико-химических, биологических, социаль-ных и т.д.), с формированием соответствующих им способов и уровней описания, а также поиском условий, позволяющих переходить от одного уровня описания к другому.

В связи с этим мы ставим своей целью исследовать меха-низмы коге-рентности (кооперативности) и связанные с ними информационные процес-сы, играющие фундаментальную роль, и занимающие особое место в много-образии взаимо-связанных механизмов самоорганизации в едином эволюци-онном процессе.

Когерентность. Когерентность и самоорганизация

Возникновение понятия когерентности в научном познании было связано с классической теорией колебаний. Но именно на основе квантовой ме-ханики сформировалась новое на-правление физических исследований коге-рентных процес-сов, в рамках которого понятие когерентности получило ши-рокое распространение в описании внешне разнородных яв-лений, объеди-ненных общей чертой — упорядоченностью и согласованностью поведения большого числа элементов сис-темы в процессах самоорганизации. В этом смысле когерент-ность явилась обобщением содержания понятий: корреля-ция, кооперативнось, синхронизация, фазировка и т.п.

Существенной особенностью когерентных процессов (со-стояний), не-зависимо от причин их возникновения, является несводимость согласованно-го поведения элементов (частей) системы к их индивидуальным свойствам. Следовательно, когерентность есть проявление системных свойств объекта, как своеобразное разрешение антиномии части и целого. Це-лое «не больше», «не меньше» и не равно сумме своих частей, — оно просто иное. Данное об-стоятельство приводит к тому, что для отображения как частей, так и целого, требуется со-ответственно, различные уровни (способы) описания. Но, «чтобы связать между собой различные уровни описания и учесть взаимосвязь меж-ду поведением целого и отдельных частей, — указывает И.Пригожин и И.Стенгерс, — необходимо понятие сложной организации» .

Не вдаваясь в подробный анализ содержания понятия «слож-ного», от-метим, что, во-первых, не существует единой точки зрения на это понятие, и, во-вторых, то, что в одном отноше-нии выступает как «сложное», в другом может выступать как «простое». Видимо, речь надо вести не о дефиниции сложного (хотя и это важно), а о способах представления сложного, требую-щего множества уровней описания, с последующим нахождением связей между ними.

Показательна в этом отношении позиция А.Бергсона. «В об-щем, — пи-шет он, — когда один и тот же объект предстает в одном аспекте как простой, а в другом — как бесконечно слож-ный, эти два аспекта неравнозначны или, точнее, не облада-ют реальностью в одной и той же мере. В подобных случаях простота присуща самому объекту, а бесконечная сложность — точкам зре-ния, с которых объект открывается нам, когда мы, например, обходим вокруг него, символом, в которых на-ши чувства или разум представляют нам объ-ект, или, более общо, элементам различного порядка, с помощью которых мы пытаемся искусственно имитировать объект, но с которым он остаётся несо-измеримым, будучи другой природы, чем они. Гениальный художник изобразил на холсте некую фигу-ру. Мы можем имитировать его картину много-цветными ку-сочками мозаики. Контуры и оттенки красок модели мы пере-дадим тем точнее, чем меньше наши кусочки по размеру, чем их больше и чем больше градаций по цвету. Но нам понадо-билось бы бесконечно много бес-конечно малых элементов с бесконечно тонкой градацией цвета, чтобы полу-чить точный эквивалент фигуры, которую художник мыслил, как простую, которую он хотел передать как нечто целое на холсте и кото-рая тем полнее, чем сильнее поражает нас как проекция не-делимой интуиции» .

Когерентность можно отнести к такой бергсоновской «просто-те». Но проблема и состоит в том, каким образом синергетика (синергетический спо-соб описания) может «проецировать» когерентность на сложную взаимосвязь механизмов, опреде-ляющих единство эволюционного процесса?

В современном же исследовании явлений когерентности оп-ределились два основных направления, одно из которых, ча-стное, связано с когерентным электромагнитным излучением, другое — общее, с когерентными состояния-ми систем различ-ной природы. Типичным примером первого направления ис-следований может служить лазерное излучение, второго — фазовый пере-ход второго рода (например, фазовый переход эренфестовского типа). Таким образом, понятие когерентно-сти можно определить как фазировку, согласо-вание, синхро-низацию — «не-силовое» взаимодействие между состояниями объектов или их частей.

Результаты в области исследований когерентности привели к важному гносеологическому выводу о том, что когерентные явления носят общий, глобальный характер. И, что сущест-венно: «одна и та же суть когерентных явлений может быть описана с разных сторон самыми различными физиче-скими, математическими и статистическими методами» .

Каковы же условия и причины, порождающие когерентные явления?

Когерентность в синергетике трактуется как синоним макро-скопиче-ского «порядка», возникающего благодаря самоорга-низационным процессам. Однако в состоянии равновесия этот порядок возникнуть не может. «В рав-новесном состоя-нии, — пишут И.Пригожин и И.Стенгерс, — молекулы ведут не-зависимо: каждая из них игнорирует остальные. Такие неза-висимые части-цы можно было бы назвать гипнонами («со-мнамбулами»). Каждая из них может быть сколь угодно слож-ной, но при этом «не замечать» присутствия остальных моле-кул». «Гипноны», как далее указывают авторы, ведут себя не-когерентно, несогласованно, ибо в состоянии равновесия они движутся как во сне, «не замечая» друг друга. Каждая из них может обладать сколь угодно сложной структурой, но в со-стоянии равновесия их сложность обращена «внутрь» и не как не проявляется «снаружи». «Переход в неравновесное со-стояние пробуждает гипноны и устанавливает когерентность, совершенно чуждую их поведению в равновесных условиях» .

Таким образом, основным условием возникновения когерент-ности яв-ляется неравновесность и нелинейность самоорга-низующихся систем. Для иллюстрации данного положения воспользуемся примером, приводимым Г.Николисом и И.Пригожиным , возникновения ячеек Бенара, как перехода от простого поведения к сложному, результатом которого яв-ляется макро-скопическая упорядоченность и согласован-ность элементов системы.

В основе данного процесса лежит физическое явление — теп-ловой кон-векции. При нагревании нижнего слоя жидкости (например, воды), опреде-ленного объема образуется раз-ность температур между верхним и нижним слоями, что при-водит к нарушению равновесия. Неравновесное состояние сопровождается не только изменением температуры по объ-ему от нижнего слоя к верхнему, но и соответственно возник-новение неоднородностей плот-ности и давления. Вследст-вие теплового расширения жидкость как бы рас-слаивается, причем часть жидкости, находящаяся ближе к нижнему слою, характеризуется понижением плотности по сравнению с верхними слоями. Это приводит к градиенту плотности, на-правленному противоположно силе тяжести. Ясно, что такая конфигурация потенциально неустойчива. Если рас-смотреть малый объем жидкости вблизи нижнего слоя, то он, как эле-мент объема, несколько смещается вверх следствие возму-щения. Находясь теперь в более холодной и, следовательно, в более плотной области, этот элемент будет испытывать на-правленную вверх архимедову силу, которая будет стремить-ся усилить восходящее движение. С другой стороны, если находя-щаяся вначале у верхней плоскости малая капля (объем) смещается вниз, то она проникнет в область пони-женной плотности и архимедова сила будет ус-корять нисхо-дящее движение. Поэтому в принципе ясно, что в жидкости мо-гут возникать восходящие и нисходящие потоки. Причина, по которой такие потоки не наблюдаются при малых значени-ях разности температур между нижним и верхним слоями, связана со стабилизирующим влиянием вязкости жидкости: в результате этого в жидкости возникают внутренние силы тре-ния, направленные против движения. Стабилизирующим фактором оказывается и теплопроводность, в следствие ко-торой разность температур между смещен-ной каплей и её окружением стремится исчезнуть. Однако при достижении критического значения разности температур между слоями происходит дви-жение по всему объёму жидкости. Возни-кающее движение настолько слож-но, что начиная с некото-рой точки жидкость движется, скажем, вверх, прохо-дит вдоль верхнего слоя, затем идет вниз и движется мимо нижнего слоя, идет опять вверх и так далее. Круговые потоки ка-пель(элементов объёма) жидкости приводит к образованию ячеек, выстраивающихся вдоль горизон-тальной оси, причем жидкость в ячейках приходит последовательно во вра-щение то по, то против часовой стрелки.

Таким образом, при достижении разности температур выше порогового значения всё происходит так, как если бы каждый элемент объёма жидкости следил за поведением своих сосе-дей и учитывал его с тем, чтобы играть нужную роль в общем процессе. Такая картина, указывают Г.Николис и И.Пригожин, предполагает наличие корреляций, то есть статистически вос-производимых состояний между удалёнными частями системы . Стало быть, существенной чертой перехода к об-разованию конвективных ячеек является возникновение мак-роскопической упорядоченности и согласованности сис-темы.

Значительной особенностью данного процесса, на которую обра-щают особое внимание и Г.Николис с И.Пригожиным, является разли-чие между дальнодействующим характером корреляционых — когерент-ных связей и короткодействущим характером межмолекулярных сил. «Характерные размеры ячеек Бенара в обычных лабораторных условиях находятся в миллиметровом диапазоне (10-1см.), в то время как харак-терный пространственный масштаб молекулярных сил при-ходится на ангстремный диапазон (10-8 см.). Иначе говоря, отдельная ячейка Бена-ра содержит около (107)3 ~ 1021 мо-лекул. Тот факт, что такое огромное число частиц может де-монстрировать когерентное поведение, несмотря на случай-ное тепловое движение каждой из частиц, является одним из основных свойств, характеризующих возникновение сложного поведе-ния» .

Следовательно, природа когерентных явлений определяется существо-ванием в структуре мироздания дальнодействую-щих связей, носящих неси-ловой характер.

Дальнодействие и близкодействие

Как известно, начальные условия и динамические уравнения движения задают основу классическому способу описания поведения объекта. Но что отображают динамические урав-нения движения? Прежде всего, это опреде-ленный вид взаимодействий между объектами. Для классики, в началь-ный период своего становления, из всех видов физических взаимодействий выде-лялось энергетическое, или, точнее, силовое взаимодействие, которое можно подвести под более общее понятие: причинного взаимодействия (или при-чинной связи).

Обычно причинное описание движения характеризуют близ-кодействи-ем, ибо силовые воздействия распространяются от одной пространственной области к другой с конечной скоро-стью передачи любых возмущений. По-этому причинность — причинные связи, в основе которых лежат силовые взаимо-действия, находятся в фундаменте классического способа описания. Но это положение можно считать справедливым и по отношению к другим областям физической реальности, описываемым неклассическими теориями, связанными с ди-намическим (в классическом смысле) характером поведения.

Однако возникает вопрос: является ли силовая взаимосвязь (взаимо-действие) единственно возможной взаимосвязью физических, а в более ши-роком смысле, материальных сис-тем. Ведь та парадоксальная ситуация, ко-торая возникает при взаимодействии микрообъектов с измерительным при-бором в квантовой механике, не исчерпывается понятием си-лового взаимо-действия.

В рамках классической механики «молчаливо» предполага-лась незави-симость физических процессов от способа их наблюдения. Для квантовых явлений оказалось необходи-мым учитывать устройство и действие измери-тельных при-боров, без которых невозможен процесс их познания. Данное обстоятельство было охарактеризовано В.А.Фоком следую-щим образом: «Необходимость усложнения описания атом-ных объектов, введя в рассмот-рение средства наблюдения (приборы), вытекает из того, что здесь нельзя обойтись без посредника. Необходимым посредником при изучении атом-ных объектов и являются приборы; атомный объект может проявляться только провзаимодействовав с прибором. На-пример, путь частицы становится види-мым в результате не-обратимого лавинного процесса в камере Вильсона или в слое фотопластинки «.

Однако и наличие измерительного прибора (приборной си-туации) не дает нам однозначного знания о состоянии микро-объекта до и после взаимо-действия с ним. Само же измере-ние связано с необратимостью, а также неоп-ределенностью, в соответствии с «соотношением неопределенностей» В.Гейзенберга, который гласит, что невозможно сколь угодно точно опреде-лить одновременно импульс и координаты мик-рообъекта для строго детер-министического (причинного) способа описания его дальнейшего поведения. «Квантовая механика, — пишет в этой связи Л.Г.Антипенко, — имеет дело с отображением необратимых процессов, имеющих место при актуальном из-мерении процессов, механизм которых пока что мало доступен нашему по-ниманию» .

Данное обстоятельство потребовало того, чтобы в описании кван-товых объектов, учитывая принцип относительности к средствам на-блюдения (измерительным приборам), был введен еще один вид связи между микрообъектом и прибо-ром, который принципиально отличен от силовой связи. Осознание этого факта поставило физиков, работавших в об-ласти построения квантовой механики, в затруднительное положе-ние, ибо для названия её физической связью не на-ходилось объективно-го основания в квантово-механическом описании. В.А.Фок был одним из первых, кто признал наличие двух видов связи между микрообъек-том и измерительным прибором, и назвал одну из них физической, а вторую — логи-ческой .

Существование подобной (второй) связи приводит к необхо-димо-сти дополнить причинный способ описания, основанный на силовых взаимодействиях, другим — на основе логической (по Фоку) связи. Одна-ко выясним сначала: каковы реальные, онтологические основания «ло-гической» связи?

В отличие от В.А.Фока, Б.Я.Пахомов констатирует факт по-знания квантово-механических процессов следующим обра-зом: «По нашему мне-нию, квантовым объектам, реально, не-зависимо от их наблюдения, присущи два способа существо-вания и два способа изменения (способа взаимодейст-вия). В первом способе существования внешние физические воздей-ствия или внутренние процессы изменяют лишь потенциаль-ные возможности, объек-тивно присущие квантовому объек-ту. При этом и сам квантовый объект ре-ально существует как бы в форме носителя потенциальных возможностей. Такой способ существования и способ изменения (взаимодействия) непо-средственно не наблюдаем, не регистрируется прибо-рами, но познаваем. Именно он и отражен в формальном ап-парате квантовой механики в виде волновой функции, изме-няющейся по уравнению Шредингера. При осущест-влении квантовых переходов (в форме квантовых событий) кванто-вый объект проявляет другой способ существования (и взаи-модействия). Изменение объ-екта в этом случае не описыва-ется уравнением Шредингера, однако, с помо-щью волновой функции могут быть определены вероятности тех или иных скачкообразных переходов событий. Эти переходы регистри-руются прибо-рами и вообще независимы от наблюдений по-знающего субъекта, оставляют следы в виде изменений мик-ро- или макромасштаба (так, обследование под микроскопом некоторых природных материалов позволяет обнаружить сле-ды пролетевших когда-то сквозь них частиц высоких энергий, в том числе и во времена до человека)» .

Из сказанного следует важный гносеологический вывод: меж-ду реаль-ным поведением микрообъекта в естественных ус-ловиях существования и поведением микрообъекта в при-борной ситуации принципиальных различий не существует. Они подчиняются одним и тем же фундаментальным законо-мерностям. Тогда и та парадоксальная ситуация, отмеченная физиками, при взаимодействии квантового объекта с измери-тельным прибором приобретает иной характер. Она не явля-ется чисто следствием, как это считалось, относи-тельности к средствам наблюдения.

Итак, существование «логических» (не-силовых) связей, отме-ченных в приборной ситуации, должны иметь место и в опре-деленных взаимодействи-ях микрообъектов между собой, и в любой макрообстановке, будь-то прибор или естественное взаимодействие микро — и макромасштабов.

Современная физика еще в большей мере продуцирует идею дально-действия в осмыслении явлений охватывающих про-цессы уровня физическо-го вакуума, и далее — в масштабах микро — макро — и мега мира. В частности, мгновенно проис-ходит самоупорядочивание вакуума; синхронизация фаз -функций отдельных частиц; пространственная упорядочен-ность атомных спинов в ферромагнитном состоянии и т.д. Дальнодействующие связи по-добного типа, в физике и назы-вают когерентными связями.

Однако, возвращаясь к вопросу о квантовомеханическом из-мерении, где обнаружилась «необходимость» существование не-силовых связей, мы приходим ещё к одному важному ас-пекту описания дальнодействующих — когерентных связей, играющих существенную роль в явлениях самооргани-зации. Процесс квантовомеханического измерения носит необрати-мый ха-рактер, что означает как раз разрушение когерентно-сти как редукции волно-вой функции. Но при этом происходит извлечение информации о состоянии микрообъекта. Однако, как известно, необратимостью характеризуются не только яв-ления разрушения, дезинтеграции, разупорядочивания, ве-дущие к хаосу — состоянию равновесия системы, но и инте-грации, синхронизации, упорядочивания — когерентности — са-моорганизации системы. Если первый ряд явлений связан с мерой дезорганизации системы — энтропией, то, второй, с ме-рой организации. Такой мерой организации, как оказалось, является ше-ноновская информация или, точнее, «количество информации». «Процесс из-мерений и извлечения информа-ции по результатам наблюдений, — указывает-ся в одной из коллективных работ, — происходит при взаимодействии физи-ческих систем и связан с обменом энергии. Вследствие этого обстоятельства одним из центральных вопросов при иссле-довании указанной проблемы яв-ляется нахождение зависи-мостей между извлекаемыми по результатам на-блюдений количеством информации и затраченной работой. Этим са-мым ус-танавливается однозначная связь между понятиями «количество информа-ции» и «физическая энтропия»» .

Таким образом, когерентность, возникающая в квантовоме-ханическом процессе измерения и извлечения информации об объекте (в виде определён-ных свойств — параметров), есть нечто иное как «сообщение» (информация) об упорядо-ченном (организованном) состоянии системы, сопровождаю-щееся одновременно «энтропийными процессами» (как акт редукции волновой функции). С другой стороны, когерент-ность, связываемая в синергетике с возникновением «поряд-ка» (сложности) в процессе самоорганизации, может быть те-перь выражена как мера организации системы, что приводит к воз-можности информационного подхода (способа описа-ния), как дополнитель-ного — причинному, к динамическим (самоорганизующимся) системам. Как указывает в этой связи Г.Хакен, информация порождаемая кооперативным (читай — когерентным — В.Ш.) действием системы можно назвать си-нергети-ческой информацией . При этом, если опять следо-вать идеи дополнительно-сти — дополнительности различных концептуальных представлений процес-сов самоорганизации, то, как в концепции брюссельской школы И.Пригожина — «по-рядок из хаоса через флуктуации», так и в кибернетиче-ской — Н.Винера, связывающей «динамический хаос» и «порядок», соответст-венно устанавливается связь между мерой органи-зации и мерой дезорганиза-ции системы. «Понятие количест-ва информации в системе, — пишет Н. Ви-нер, — совершенно естественно связывается с классическим понятием стати-стической механики — понятием энтропии. Как количество ин-формации в системе есть мера организованности системы, точно так же энтропия систе-мы есть мера дезорганизован-ности системы; одно равно другому, связанному с обратным знаком».

Здесь мы видим выражение существования диалектической взаимосвя-зи между понятиями информация и энтропия и, соответственно организован-ностью и дезорганизованностью самоорганизующейся системы. В брюссель-ской школе эта связь выражена в понятии «диссипативная структура», усло-вием существования которой является минимум скорости производства эн-тропии относительно термодинамических сил. Г.Хакен же, для широкого класса самоорганизующихся систем, в которых новая структура образуется посредствам неравновесного фазового перехода, предложил принцип мак-си-мума информационной энтропии .

Таким образом, проблема дальнодействия и близкодействия, обнару-жившаяся в самоорганизующихся процессах (напри-мер, образование ячеек Бенара), разрешается через уста-новление, наряду с силовыми, — не-силовых, когерентных связей, что находит своё отражение в дополнительном: при-чин-ном и информационном способах описания. Однако ка-кую роль играет ин-формация в самоорганизующихся про-цессах; каким образом она находит своё отражение в соот-ветствующем способе описания; и, какое место зани-мает в общем механизме самоорганизующихся процессов, остаётся откры-тым.

Рубрики: | Дата публикации: 02.07.2010

Нужна курсовая или дипломная?