Точка бифуркации – выбор будущего

14

Точка бифуркации - выбор будущего

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

1. Самоорганизация и организация систем

2. Точка бифуркации - выбор будущего

3. Находится ли Россия в точке бифуркации?

Заключение

Список использованной литературы

ВВЕДЕНИЕ

Особое значение в синергетике имеет момент выбора между различными аттракторами, развилка дорог эволюции. Для обозначения этого решающего момента используется термин бифуркация. Точка бифуркации представляет собой переломный, критический момент в развитии системы, в котором она осуществляет выбор пути; иначе говоря, это точка ветвления вариантов развития, точка, в которой происходит катастрофа.

Путь эволюции становится жестко предзадан только после попадания в воронку аттрактора и прохождения точки бифуркации.

Жизненный путь каждого человека содержит множество моментов решающего выбора, цепь бифуркаций, именно поэтому тема данной работы является актуальной. Одной из важнейших стадий неустойчивости системы и восприимчивости к малым воздействиям является точка (область) бифуркации.

Человек, зная механизмы самоорганизации, может сознательно ввести в среду соответствующую флуктуацию, -- если можно так выразиться, уколоть среду в нужных местах и тем самым направить ее движение. Свобода выбора есть, но сам выбор ограничен возможностями объекта, поскольку объект является не пассивным, инертным материалом, а обладает, если угодно, собственной «свободой».

Целью данной работы: раскрыть сущность понятия «бифуркация», возможных направлений будущего.

Задачи данной работы:

ѕ дать определение понятию «бифуркация» и «точка бифуркации»;

ѕ рассмотреть понятие аттракторы;

ѕ рассмотреть самоорганизацию и организацию систем;

ѕ определить находится ли Россия в точке бифуркации.

1. Самоорганизация и организация систем

Революция в теориях самоорганизации получила название скачка, фазового перехода или катастрофы. Трудно согласиться с распространенной точкой зрения насчет эволюции системы, отождествляемой то с развитием, то с ростом системы, то с ее прогрессом и регрессом, иногда и со всем перечисленным одновременно, либо с изменением, дифференциацией, а в узком смысле - с количественным изменением.

Под самоорганизацией понимается процесс установления в системе порядка, происходящий исключительно за счет кооперативного действия и связей ее компонентов и в соответствии с ее предыдущей историей, приводящий к изменению ее пространственной, временной или функциональной структуры. Фактически, самоорганизация представляет собой установление организованности, порядка за счет согласованного взаимодействия компонентов внутри системы при отсутствии упорядочивающих воздействий со стороны среды. Это требует уточнения понятия "организация", введенного ранее, вернее, разделения на организацию как взаимодействие частей целого, обусловленное его строением, которое может быть задано как самой системой, так и внешней средой; организацию как упорядочивающие воздействия среды; а также организацию как объект такого воздействия. Чтобы система была самоорганизующейся и, следовательно, имела возможность прогрессивно развиваться, она должна быть открытой, т.е. обмениваться со средой веществом, энергией или информацией; процессы, происходящие в ней, должны быть кооперативными. Главную роль здесь играет условие открытости и неравновесности, поскольку, если оно соблюдено, остальные требования выполняются почти автоматически 3, с. 35.

Под равновесием понимается состояние закрытой системы, при котором ее макроскопические параметры остаются неизменными, т.е. сохраняется установившаяся структура, функционирование, параметры ее входов и выходов. Длительное время в состоянии равновесия могут находиться лишь закрытые системы, не имеющие связей с внешней средой, тогда как для открытых систем равновесие может быть только мигом в процессе непрерывных изменений. Равновесные системы не способны к развитию и самоорганизации, поскольку подавляют отклонения от своего стационарного состояния, тогда как развитие и самоорганизация предполагают качественное его изменение 1, с. 50.

В закрытых системах постепенно возрастает энтропия (хаос, беспорядок, что следует из сформулированного для закрытых систем второго начала термодинамики, которым пользуются теории самоорганизации при описании закрытых систем. Рост энтропии вызывается диссипацией энергии и может быть объяснен логически: поскольку в закрытых системах упорядоченность не увеличивается, то, не получая негэнтропийных воздействий из среды, они постепенно наращивают энтропию. Остановить наращивание энтропии может лишь налаживание каналов взаимодействия с внешней средой. Именно поэтому можно сказать, что абсолютно закрытых (как и абсолютно открытых систем не существует.

Системы и их компоненты подвержены флуктуациям (колебаниям, изменениям, возмущениям, которые в равновесных, закрытых системах гасятся сами по себе. В открытых системах под воздействием внешней среды внутренние флуктуации могут нарастать до такого предела, когда система не в силах их погасить. Фактически внутренние флуктуации рассматриваются в концепциях самоорганизации как безвредные, и только внешние воздействия оказывают более или менее значимое влияние. В последнее время в это положение вносятся существенные коррективы, касающиеся, в частности, "естественного отбора" флуктуаций: чтобы процессы самоорганизации имели место, необходимо, чтобы одни флуктуации получали подпитку извне и тем самым обладали преимуществом над другими флуктуациями. Тем не менее, и в этом случае недооценивается роль в движении системы флуктуаций внутреннего происхождения. Лишь теория катастроф указывает на то, что скачок может быть следствием одних лишь внутренних флуктуаций. К свободным относят колебательные движения, постепенно затухающие в реальной системе (как затухают колебания свободно подвешенного маятника), достигающей, таким образом, состояния равновесия. Вынужденные флуктуации возникают при воздействии на систему совершающей колебания внешней силы (к примеру, человека, подталкивающего маятник), в результате которого система раньше или позже будет флуктуировать с частотой и амплитудой, навязываемыми внешним влиянием 1, с. 52.

Влияние на систему как внешних, так и внутренних флуктуаций различных видов (включая резонансные с системой) основано на действии двух эффектов: петли положительной обратной связи и кумулятивного эффекта. Петля положительной обратной связи делает возможным в далеких от равновесия состояниях усиление очень слабых возмущений до гигантских, разрушающих сложившуюся структуру системы, волн, приводящих систему к революционному изменению - резкому качественному скачку. Кумулятивный эффект заключается в том, что незначительная причина вызывает цепь следствий, каждое из которых все более существенно. И, наконец, третья возможность заключается в формировании новой диссипативной структуры и изменении состояния, поведения или состава системы. 4, с. 133.

Любая из описанных возможностей может реализоваться в так называемой точке бифуркации, вызываемой флуктуациями, в которой система испытывает неустойчивость.

2. Точка бифуркации - выбор будущего

Под влиянием поступающих в систему ресурсов (вещество, энергия, информация) и складывающихся внешних условий в ней медленно накапливаются количественные изменения, ситуация постепенно обостряется: между ее отдельными элементами рвутся старые связи и возникают новые, разрушаются некоторые старые элементы и зарождаются новые. Происходящие изменения иногда бывают столь масштабны и значительны, что система может оказаться в неустойчивом состоянии. Этот поворотный момент в ее жизни называют точкой бифуркации (от лат. bifurcus - раздвоенный, вилка) 3, с. 37.

Это состояние, хотя и неустойчиво, но имеет перспективу в плане обновления системы, это точка «выбора» дальнейшего пути развития. С одной стороны, ресурсные потоки и случайные флуктуации провоцируют повышение энтропии системы, что ведет к нарастанию хаоса и, в конечном итоге, может привести к ее разрушению. С другой - система стремится сохранить устойчивость за счет переструктурирования и формирования нового порядка, и таким образом снизить энтропию. Какая из них будет преобладать, зависит от множества случайных факторов и во многом определяется внешними и внутренними условиями, а также качеством поступающих ресурсов.

Точка бифуркации представляет собой переломный, критический момент в развитии системы, в котором она осуществляет выбор пути; иначе говоря, это точка ветвления вариантов развития, точка, в которой происходит катастрофа. Термином "катастрофа" в концепциях самоорганизации называют качественные, скачкообразные, внезапные ("гладкие") изменения, скачки в развитии. Поведение всех самоорганизующихся систем в точках бифуркации имеет общие закономерности, многие из которых уже раскрыты концепциями самоорганизации. Рассмотрим наиболее важные из них:

Точки бифуркации часто провоцируются изменением управляющего параметра или управляющей подсистемы, влекущей систему в новое состояние.

Потенциальных траекторий развития системы много и точно предсказать, в какое состояние перейдет система после прохождения точки бифуркации, невозможно, что связано с тем, что влияние среды носит случайный характер (это не исключает детерминизма между точками бифуркации).

Выбор ветви может быть также связан с жизненностью и устойчивым типом поведения системы. Согласно принципу устойчивости среди возможных форм развития реализуются лишь устойчивые; неустойчивые если и возникают, то быстро разрушаются.

Повышение размерности и сложности системы вызывает увеличение количества состояний, при которых может происходить скачок (катастрофа), и числа возможных путей развития, то есть чем более разнородны элементы системы и сложны ее связи, тем более она неустойчива, что отмечал еще А.А. Богданов. Впоследствии эта закономерность стала известна как "закон Легасова" - чем выше уровень системы, тем более она неустойчива, тем больше расходов требуется на ее поддержание.

Чем более неравновесна система, тем из большего числа возможных путей развития она может выбирать в точке бифуркации.

Два близких состояния могут породить совершенно различные траектории развития.

Одни и те же ветви или типы ветвей могут реализовываться неоднократно. Например, в мире социальных систем есть общества, многократно выбиравшие тоталитарные сценарии.

Временная граница катастрофы определяется "принципом максимального промедления": система делает скачок только тогда, когда у нее нет иного выбора.

В результате ветвления (бифуркации) возникают предельные циклы - периодические траектории в фазовом пространстве, число которых тем больше, чем более структурно неустойчива система.

Катастрофа изменяет организованность системы, причем не всегда в сторону ее увеличения 1, с. 98.

Таким образом, в процессе движения от одной точки бифуркации к другой происходит развитие системы. В каждой точке бифуркации система выбирает путь развития, траекторию своего движения. Множества, характеризующие значения параметров системы на альтернативных траекториях, называются аттракторами. В точке бифуркации происходит катастрофа - переход системы от области притяжения одного аттрактора к другому. В качестве аттрактора может выступать и состояние равновесия, и предельный цикл, и странный аттрактор (хаос). Систему притягивает один из аттракторов, и она в точке бифуркации может стать хаотической и разрушиться, перейти в состояние равновесия или выбрать путь формирования новой упорядоченности.

Если система притягивается состоянием равновесия, она становится закрытой и до очередной точки бифуркации живет по законам, свойственным закрытым системам. Если хаос, порожденный точкой бифуркации, затянется, то становится возможным разрушение системы, вследствие чего компоненты системы раньше или позже включаются составными частями в другую систему и притягиваются уже ее аттракторами. Если, наконец, как в третьем случае, система притягивается каким-либо аттрактором открытости, то формируется новая диссипативная структура - новый тип динамического состояния системы, при помощи которого она приспосабливается к изменившимся условиям окружающей среды 1, с. 100.

Выбор той или иной ветви производится, помимо указанных выше закономерностей, в соответствии с принципом диссипации, являющимся одним из основных законов развития, заключающимся в следующем: из совокупности допустимых состояний системы реализуется то, которому отвечает минимальное рассеяние энергии, или, что то же самое, минимальный рост (максимальное уменьшение) энтропии. Наступление революционного этапа в развитии системы - скачка - возможно только при достижении параметрами системы под влиянием внутренних или внешних флуктуации определенных пороговых (критических или бифуркационных) значений. При этом, чем сложнее система, тем, как правило, в ней больше бифуркационных значений параметров, т.е. тем шире набор состояний, в которых может возникнуть неустойчивость. Когда значения параметров близки к критическим, система становится особенно чувствительной к флуктуациям: достаточно малых воздействий, чтобы она скачком перешла в новое состояние через область неустойчивости. К сожалению, в синергетических и системных исследованиях не отмечена еще одна немаловажная деталь: для скачка системы в другое состояние определенных значений должны достигнуть параметры не только самой системы, но и среды. Для совершения системой революционного перехода необходимо, чтобы ее параметры, как и параметры среды, достигли бифуркационных значений и находились в "области достижимости". Это требование, сформулированное синергетикой, подтверждает выводы, сделанные в рамках системных исследований, гласящие, что порождение новой формы в недрах недостаточно зрелой старой, как и зарождение в недрах зрелой формы более высоких, но непосредственно не следующих за ней форм, невозможно.

Точки бифуркаций, выбора системой дальнейшего пути развития, дробят однозначный ход явления, превращая его в "дерево возможностей". Но в каждой точке выбора одна из этих возможностей реализуется, другие - нет. Асимметрия прошлого и будущего относительно настоящего заключается в том, что мы можем (хотя бы в принципе) знать, какие из возможных выборов система сделала в прошлом, как она пришла к нынешнему состоянию, но принципиально не можем знать, какие сделает в будущем. На "дереве возможностей" реальный путь развития системы из прошлого до настоящего может быть нарисован сплошной неразветвленной линией, возможные, но не реализовавшиеся пути - пунктиром. А вот из настоящего в будущее ведут только разветвляющиеся пунктирные линии 2, с. 43.

Происходящие в точке бифуркации процессы самоорганизации - возникновения порядка из хаоса, порождаемого флуктуациями, - заставляют иначе взглянуть на роль, исполняемую хаосом. Энтропия может не только разрушить систему, но и вывести ее на новый уровень самоорганизации, так как за периодом хаотичной неустойчивости следует выбор аттрактора, в результате чего может сформироваться новая диссипативная структура системы, в том числе и более упорядоченная, чем структура, существовавшая до этого периода. Таким образом, при определенных условиях хаос становится источником порядка в системе (также как и порядок в результате его консервации неизбежно становится источником роста энтропии). Только противоположения порядка и хаоса, их периодическая смена и непрестанная борьба друг с другом дают системе возможность развития, в том числе и прогрессивного.

В точках бифуркации перед самоорганизующейся системой открывается множество вариантов (поле) путей развития. Одновременно возникает множество диссипативных динамических микроструктур - прообразов будущих состояний системы - фракталов 4, с. 141.

В точке бифуркации происходит своеобразная конкуренция фракталов, осуществляется их «отбор», идет «борьба за выживание» в новых условиях. В результате конкуренции происходит самопроизвольный выбор той структуры, которая наиболее адаптивна к сложившимся на данный момент внешним и внутренним условиям.

Большинство из фракталов нежизнеспособны, так как оказываются невыгодными с точки зрения фундаментальных законов природы (законы сохранения массы-энергии, энтропии-информации, принцип минимизации энергии и др.). Они либо разрушаются полностью, либо остаются как отдельные рудименты, архаические остатки прошлого, с которыми мы нередко сталкиваемся не только в мире природы, но и в жизни общества, даже, если система развивается сообразно этим законам, картина ее будущего весьма неопределенна и принципиально непредсказуема в силу фундаментальной роли случайного.

Флуктуации возникают хаотично, их огромное количество, но большинство из них затухает, как бы отсекаются все лишние вихревые потоки, остаются только те, которые образуют новые устойчивые микросостояния (структуры) - аттракторы.

Под "аттрактором" в синергетике понимают относительно устойчивое состояние системы. Аттрактор как бы притягивает к себе множество траекторий развития системы, определяемых разными начальными значениями параметров, создавая своеобразный конус. В качестве его наглядной модели можно использовать рисунок на раковинах некоторых моллюсков 4, с. 141.

Если неустойчивая микроструктура попадает в конус аттрактора, то она неизбежно эволюционирует к устойчивому состоянию и может находиться в нем до тех пор, пока в силу каких-либо причин система вновь не придет в неустойчивое состояние. Эти причины связаны с несоответствием внутреннего состояния открытой системы внешним условиям среды. И опять у системы возникает множество вариантов развития.

Итак, понятие "аттрактор" близко к понятию "цель". Наличие цели раскрывается в самом широком, внеантропологическом смысле как целеподобность, направленность поведения открытой нелинейной системы, как наличие "конечного состояния" системы 2, с. 39.

3. Находится ли Россия в точке бифуркации?

На мой взгляд, с точки зрения временной протяженности понятие «точка бифуркации» аналогично понятию «революция». Ведь революция - это качественное изменение основных характеристик, скачок из одного качества в другое. Но значит ли это, что революция длится не более месяца, недели, года? Хорошо известна, скажем, промышленная революция, которая длилась, как правило, несколько десятилетий. Неолитическая революция была еще более длительной - ее протяженность измеряется обычно столетиями. Аналогично, точка бифуркации, ситуация неопределенности пути дальнейшего развития, может оказаться растянутой во времени на десятилетия и столетия.

Например, точка бифуркации перед выбором Россией «московского» или «литовского» аттрактора длилась лишь до последней трети XV в. - до присоединения Великого Новгорода к Москве. Могу с ходу назвать пару ситуаций более позднего времени, в которых «литовский» путь мог бы одолеть «московский» 1, с. 37.

Эпоха Ивана Грозного. В 1569 г. слиянием Литвы и Польши образуется Речь Посполитая. Но в 1572 г. династия Ягеллонов пресеклась, началось «бескоролевье» (до 1575 г.). Среди претендентов на престол был и Иван Грозный, и его сын, царевич Федор. Известно, что эти кандидаты пользовались сильной поддержкой православной шляхты, несмотря на Ливонскую войну. Был возможен следующий сценарий: на престол Речи Посполитой выбирают Федора, после смерти отца он объединяет оба русских государства. Справедливости ради надо отметить, что в результате реализации этого сценария могла произойти не «литовизация Московии», а «московизация Литвы». Кроме того, «союз двух Россий» мог оказаться очень недолговечным. Но шансы существовали. Главным стимулом к объединению, помимо значительной общности культур, было наличие общих врагов - шведов и турок. Эпоха Смутного времени. Известно, что в феврале 1610 г. часть русской знати провозгласила Владислава, сына короля Речи Посполитой Сигизмунда III Ваза, русским царем. Если бы Владислав принял православие, то он мог бы стать законным русским царем. Если бы на русском престоле оказались принявшие православие Ваза, то трансляция на Московию польско-литовских институтов сразу бы резко возросла. Поскольку, однако, принимать православие королевич Владислав отказался, то его коронация стала невозможной. Все кончилось, как известно, изгнанием «Литвы» и превращением ее в пугало для московских россиян. И здесь шанс был. На взгляд автора работы, этот вариант «литовизации Московии» не очень вероятен, но все же возможен. Таким образом, мне кажется, что точка бифуркации - выбор между московской Россией и литовской Россией - длилась целую историческую эпоху, почти три столетия 1, с. 39.

В настоящее время мы не находимся в точке бифуркации - мы ее прошли в тот момент, когда страну возглавил Путин. Все дальнейшее, включая предложенную реформу власти в сторону укрепления вертикали, является, по моему убеждению, свидетельством как раз выхода из неприятнейшего состояния бифуркационной неопределенности. Многие ученые считают что, если общество не способно сформировать лицо, авторитет, инстанцию, которые, с точки зрения граждан, вправе спрашивать, высказывать оценки, то ему остается только ждать (безрадостного будущего).

Во-первых, если общество не способно выработать изнутри решение, оно обязано делегировать его наверх. В целях самосохранения. Как всегда в России и было. Затем, почему же именно безрадостного? Бифуркация - вещь для исследователей интереснейшая, но неприятная для тех, кто имеет несчастье ее проживать вместе с бифуркирующим организмом. Кроме того, на российской бифуркации отъедаются наши геополитические оппоненты. Ни одна российская слабость не остается неиспользованной, ни одно российское заблуждение или небрежность, ни один просчет не остаются ненаказанными.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Общественные процессы следует не просто строить и даже не перестраивать, а инициировать, выводить социальные системы на собственные линии развития. При этом ряд ученых считает возможным вообще избежать бифуркационной стратегии развития, подчеркивая наличие объективных возможностей «осуществления плавного процесса структурогенеза, не имеющего точек бифуркации, посредством правильной организации управленческого воздействия на систему» Поэтому управление ситуацией в области бифуркации должно отвечать следующим требованиям:

1. Управленческое воздействие должно апеллировать, резонировать к выигрышному аттрактору.

2. Оно должно осуществляться вовремя. То, что возможно сегодня, не будет таковым завтра, и это нужно учитывать. Процессы впоследствии могут выйти из-под контроля и вызвать необратимые изменения. К сожалению, понятие времени практически исключено из многих политологических исследований. Забывают об этом и на практике, отсюда и огромное количество несвоевременных, а значит неэффективных решений.

3. При управлении политической ситуацией необходимо опираться на политических актеров, соответствующие социальные группы, которые обеспечат переход на выигрышный аттрактор, -- они играют роль звена, ухватившись за которое, можно вытянуть всю цепь. Фаворитов также нужно выбирать осмысленно.

Если рассматривать Россию как организационную систему, то можно сделать вывод, что она не находится в точке бифуркации, так как в настоящее время Россия находится в относительно стабильном и устойчивом состоянии.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Безручко Б.П., Короновский А.А., Трубецков Д.И., Храмов А.Е. Путь в синергетику. - М. 2005.

2. Капица С.П., Курдюмов С.П., Малиницкий Г.Г., Синергетика и прогнозы будущего. - М. 1997.

3. Князева Е.Н., Курдюмов С.П. Законы эволюции и самоорганизации сложных систем. - М. 1994.

4. Князева Е.Н., Курдюмов С.П. Основания синергетики. - М. 2004.