Жанр: Электронное издание
ГЛАВА 3. ПРОСТРАНСТВЕННО-ВРЕМЕННАЯ
ОРГАНИЗАЦИЯ СЛОЖНЫХ
СИСТЕМ И ТИПОЛОГИЯ
ПЕРЕХОДНЫХ ПРОЦЕССОВ:
КРИТИЧЕСКИЕ СИТУАЦИИ,
КРИЗИСЫ, КАТАСТРОФЫ
Как у каждой абстрактной концепции, у математической
теории катастроф есть своя сфера анализа, свои допущения.
предпосылки, ограничения. Теория катастроф изучает отдельные
стороны и механизмы переходных процессов, не претендуя на
полноту освещения сложных механизмов развития. Так, данная
теория рассматривает переходные состояния во времени, абстрагируясь
от комплексных структурных изменений, происходящих
в сложно организованных системах при их трансформации (это
уже сфера системного анализа). Вместе с тем, необходимо отметить.
что важнейший принцип, на основе которого строится
стратегия рационального реформирования, связан с проблемой
единства пространственно-временной организации системы и
диалектикой ее трансформации. А именно: способность поглощ
ать возмущения для системы не абсолютна. Она зависит как
от класса возмущении, так и от общего состояния системы, степени
ее устойчивости. Наряду с общим состоянием системы большое
значение имеет фактор времени: на одно и то же воздействие
система ответит по разному в зависимости от того, сконцентриров
ано оно или растянуто во времени.
Единство динамических временных и пространственных
условий системных трансформаций
Динамика системы во времени характеризуется переходами
ее состояния от равновесия к неравновесию. Пространственн
ая же динамика системы реализуется через нарушение
структурной устойчивости. Равновесие и устойчивость сложных
динамических систем диалектически взаимосвязаны.
Система может находиться в состоянии неравновесия, но обл
адать определенной степенью структурной устойчивости.
Сложные системы в реальном мире почти всегда далеки от
равновесия. Классическим примером устойчивого состояния,
далекого от равновесия, служит тростник, колеблемый ветром.
Более "научным" традиционным образцом устойчивых неравновесных
систем часто служит колебательная автокаталитическ
ая реакция, известная по именам открывшего ее Б.П.Белоусов
а и исследовавшего А. М.Жаботи некого. Суть процесса состоит
в своеобразных "химических часах", когда в колбе с определенной
ритмичностью происходит смена окраски жидкости.
Реакция равновесных и неравновесных, линейных и нелинейных
систем на внешнее воздействие, меняющее их параметры.
в корне различна. Необходимо учитывать, что поведение
систем различается в зависимости от того, насколько их
состояние далеко от равновесия. В связи с этим подразделяют
системы на равновесные, слабо неравновесные и сильно нер
авновесные. В данном контексте понятие "равновесие" не озн
ачает сбалансированности и покоя, но означает динамическое
состояние, при котором внутренние силы удерживают систему
от перехода во власть случанного "'.
Существенная особенность поведения сложных систем в
состояниях, далеких от равновесия, - интенсивные процессы
самоорганизации, стохастическое, вероятностное поведение
параметров. "В состояниях, далеких от равновесия, происходят...
спонтанные, нередко весьма значительные перераспределения
материи во времени и пространстве"^. Таким образом
структурные изменения оказываются тесно связаны с "иерархией
неустойчивостей", что объясняет важные механизмы самоорг
анизации, "несредние", предельные формы поведения
систем: выявляет конструктивную роль. которую необратимые
нелинейные процессы играют в процессе развития.
С одной стороны, понятия "устойчивость" и "равновесие"
отражают различные, но взаимосвязанные стороны динамики,
организации процесса изменений, происходящих в системе и
научаемых на уровне единства противоречивых сторон развития.
С другой, между этими понятиями существует взаимосвязь,
реализующаяся в реальности. Степень неравновесия,
нелинейности, его мера оказывается существенна для изменений,
происходящих в области структуры системы. Эксперимент
ально доказано, что в естественных системах "в состояниях,
далеких от равновесия, очень слабые возмущения, или
флуктуации, могут усиливаться до гигантских волн, разруш
ающих сложившуюся структуру, а это проливает свет на всевозможные
процессы качественного или резкого (не постепенного.
не эволюционного) изменения"^ Факты, обнаруженные
и понятые в результате изучения сильно неравновесных
состояний и нелинейных процессов, в сочетании с достаточно
сложными системами, наделенными обратными связями, привели
к созданию совершенно нового подхода в изучении процессов
самоорганизации.
Устойчивость системы:
противостояние сил порядка и хаоса
Система либо "не замечает" внешнее воздействие, нараст
ание флуктуаций и остается в состоянии относительной устойчивости
и пространственной однородности: либо реагирует
на вносимые изменения путем переструктурирования через
нарушение устойчивости, проходя через фазу относительной
дестабилизации; либо не выдерживает напора флуктуаций
вследствие вносимых изменений, проходит через пороговое
нарастание неустойчивости к ее абсолютному значению, теряет
системообразующие признаки.
Устойчивость системы определяется внутренними особенностями
ее организации, способностью адаптироваться к нар
астающим флуктуациям. Поэтому жизнеспособность той или
иной системы зависит от ее способности к саморегуляции, самоорг
анизации - адекватной реакции на происходящие изменения
на различных структурных уровнях.
Система постоянно испытывает действие центробежных
сил, потоков, одни из которых выражают тенденцию к упорядоченности,
другие - к хаотизации; одни - к сохранению
сложившейся структуры, другие - к ее изменению; одни выводят
систему в состояние устойчивости, другие - неустойчивости.
Соотношение тенденций к упорядоченности и хаоти^ации.
структурированию и дезорганизации может меняться, оно
подвижно во времени. Для равновесных систем превалирует
тенденция к упорядоченности; для неравновесных - хаотизация
проявляется достаточно определенно, но ее сдерживает
противоположная тенденция; для сильно неравновесных систем
- характерно балансирование между абсолютной хаотизацией
и ее сдерживанием.
Стремление к сохранению своих свойств приводит к росту
аттракторного напряжения системы. Противостояние сил порядк
а и хаоса, до определенного момента уравновешивающих
друг друга, может быть нарушено даже незначительным по абсолютным
масштабам внешним воздействием. Небольшой толчок
извне - и система может поддаться действию разрушительных
сил. Поэтому неравновесные системы более "реактивны".
Погруженная в поток времени, система испытывает изменения
на различных уровнях своей организации. Изменения
выступают как функция времени. Время является той осью,
которая определяет форму реализации соотношения упорядоченности-неупорядоченности.
сообщает импульс его динамике.
Время изначально текуче ("река времени"), и в этом смысле
его содержание тождественно понятию "изменение". Пребыв
ание системы во времени обуславливает существование такого
общего закона самоорганизации, которым является закон
нарастания флуктуаций.
"Тенденция к накоплению флуктуаций допускает три возможности:
1) либо скорость хаотизации будет меньше скорости
структурализации; 2) либо скорость хаотизации будет равн
а скорости структурализации; 3) либо скорость хаотизации
будет больше скорости структурирующего процесса. Система,
в которой поддерживается заданное соотношение порядка и
хаоса, находится в добифуркационном состоянии. За какой-то
гранью превышения скорости хаотизации над скоростью
структурализации система вступает в фазовый переход, который
называется бифуркационным состоянием. Там, где хаотиз
ация необратимо берет верх над структурализацией, система
идет в разное"^ Обозначенные три тенденции по содержанию
соответствуют трем формам переходных процессов: критические
ситуации, кризисы, катастрофы, о которых речь пойдет
дальше.
Таким образом, при нарушении равновесия, т.е. при переходе
порогового значения, при котором внутренние силы
удерживают систему от перехода во власть случайного, происходит
нарушение баланса между внутренними структурирующими
силами и нарастанием флуктуаций. "Когда такое происходит.
имеют место неожиданные и нелинейные "хаотические"
процессы, которые либо переструктурируют систему и
движут ее по все более усложняющейся траектории, ведущей в
конце концов к развитию жизни... либо фатальным образом
возмущают ее и вызывают ее дезинтеграцию"^
"Иерархия неустойчивостей" и переходные процессы
Следует отметить качественные различия переходных процессов
в условиях слабой и сильной неравновесности систем.
Для равновесных состояний характерна относительная устой-
чивость, малая восприимчивость к внешним воздействиям,
стремление "погасить" любые флуктуации и возникающие
под их влиянием изменения в каких-либо частях системы.
Для неравновесных и сильно неравновесных состояний любое
незначительное воздействие, дополнительная флуктуация могут
привести к дальнейшей дестабилизации системы, вызвать
непропорциональное воздействию нарастание неустойчивости.
При этом переход от одного состояния системы к другому
осуществляется как исход борьбы "старого" с "новым" -
тенденций к устойчивости и к изменчивости. И.Пригожин и
И.Стенгерс так описывают данную ситуацию: "Вводимые в
небольшом количестве в систему новые составляющие приводят
к возникновению новой сети реакций между ее компонент
ами. Новая сеть реакций начинает конкурировать со старым
способом функционирования системы. Если система
структурно устойчива относительно вторжения новых единиц,
то новый режим функционирования не устанавливается, а сами
единицы "инноваторы" погибают. Но если структурные
флуктуации "приживаются"... то вся система перестраивается
на новый режим функционирования: ее активность подчиняется
новому "синтаксису""^.
Недавнее прошлое нашей страны дает массу примеров.
когда в течение десятилетий "инноваторы", которые в те годы
назвались "дельцами теневой экономики", погибали в букв
альном смысле слова за свое стремление к рыночной организ
ации, хотя по нынешним меркам они занимались организацией
мелкого бизнеса (производство ширпотреба, т.н. цеха,
продовольствия, посредническая деятельность). Их деятельность
не только не одобрялось монолитной плановой системой.
но считалась "враждебной" ее устоям, противозаконной.
По мере того как система "начинала раскачиваться", элементы
рыночной организации все более активно проникали в ее
поры и укоренялись. Поначалу речь шла о том, что рыночные
механизмы дополнят п частично подправят жесткость системы
планового хозяйства. Но активные "инноваторы", сначала
проникнув в кооперативную сферу, затем в сферу организации
мелкого предпринимательства (малого бизнеса), подчинили
рыночным законам другие области, привели к вытеснению
традиционных для исходной системы организационных
форм и, через нарастание флуктуаций, в конечном счете к ее
разрушению.
История "внедрения" рыночных отношений в нашей стране.
как и в других странах бывшего постсоветского пространств
а. подтверждает общие выводы теории самоорганизации. В
частности, один из важнейших выводов состоит в том. что
между "старым", исходным и "новым", последующим состоянием
системы лежит период конкурентной борьбы между ними.
исход которой определяется степенью устойчивости системы.
с одной стороны, и "напором", интенсивностью флукту
аций - с другой.
Если флуктуации носят эпизодический, случайный характер,
внесенные ими изменения поглощаются благодаря устой-
чивости системы. Однако, если интенсивность флуктуаций
поддерживается в некотором стабильном режиме или даже нар
астает (за счет подпитки внешней среды), "защитные" свой-
ства системы могут оказаться недостаточными и она не сможет
"погасить" вносимые изменения. В результате победы новых
отношений, вносимых флуктуацией, изменения захватыв
ают всю систему - она переходит на новый режим функциониров
ания.
Процессы самоорганизации, проявляющиеся в переходных
состояниях, таким образом, выражают постоянную борьбу,
конкуренцию противоположных начал и противоречивых тенденций.
При этом следует отметить, что общий поток переход
а может оказаться неоднороден по своей структуре (с позиции
нарушения структурной устойчивости и выхода на новое
устойчивое состояние). В ситуации, когда система состоит из
большого числа изаимодействующих элементов, иерархических
уровней, подсистем, отдельные решения, принятые в условиях
потери устойчивости для локальных уровней, "могут направить
развитие системы... к некоторой глобальной структуре"".
Общая закономерность самоорганизации, выражающаяся
в зависимости сложных структур, находящихся "вблизи обострения",
по отношению к малым возмущениям, проявляется
в координатах общественного развития в особых, специфических,
свойственных социально-экономической организации
формах. Данная закономерность вскрывает механизмы, объясняющие,
при каких условиях действия отдельных людей, политических
партий, государственных деятелей оказываются
способны направить развитие к определенной глобальной соци
альной или макроэкономической структуре, т.е. кардинально
повлиять на ход социально-экономического развития. Поним
ание данного механизма, действующего в особых состояниях
общественной среды, когда отдельные флуктуации могут
разрастаться в макроструктуры на основе реакций автокаталитического
типа (задействующих механизмы нелинейной положительной
обратной связи), способно дать ответы на многие.
казавшиеся парадоксальными, вопросы новой и новейшей истории.
Например, почему небольшому числу революционеровбольшевиков
удалось направить развитие России в определенном
направлении. В то же время данная закономерность дает
возможность по-новому анализировать и механизмы, которые
определили недавнее прошлое нашей страны (например, оказ
авшие решающее воздействие на условия формирования курс
а реформирования российской экономики в начале 90-х гг.),
и те, что определяют ее настоящее и будущее.
Понимание механизма бифуркаций и особой чувствительности
системы, находящейся в переходном состоянии, к малым
воздействиям позволяет по-новому оценить значение
различных компонентов, участвующих в бифуркационном потоке.
"Когда устоявшиеся убеждения и практика становятся
нефункциональными, устаревшими, - отмечает Е.Ласло. -
развертывается поиск более функциональных и эффективных
идей и способов поведения. Появляется много новых концепций
и стратегических проектов, некоторые из них могут
прийтись кстати. Будучи тиражируемы и распространяемы
быстродействующими в наш век сетями коммуникаций, эти
"перспективные монстры" - как иногда в биологии называют
жизнеспособных мутантов - могут стать существенными фактор
ами, формирующими будущее'^.
"Когда новая структура возникает в результате конечного
возмущения, флуктуация, приводящая к смене режимов, не
может сразу "одолеть" начальное состояние. Она должна снач
ала установиться в некоторой конечной области и лишь затем
распространиться и заполнить все пространство. Иначе
говоря, существует механизм нуклеации'^.
В природных средах результат бифуркации невозможно
предугадать. "Ее исход не детерминирован ни прошлой историей
соответствующих систем, ни их окружающей средой, а
только взаимодействием более или менее случайных колебательных
движений (флуктуаций) в хаосе этих систем, когда
последние достигают критической точки в своей дестабилизации,
- отмечает Э.Ласло. - Какое-то одно из колебательных
движений, раскачивающих такие системы, вдруг "закрепляется"
(will nucleate) и затем с большой быстротой усиливается и
распространяется на остальную часть системы. За чрезвычай-
но короткое время оно становится доминирующим в ее динамике.
Когда из недр хаоса рождается новый порядок, он отраж
ает структурные и функциональные характеристики закрепившегося
колебания"'".
Явления нуклеации хорошо известны из классической
теории фазового перехода: например, в газе непрестанно обр
азуются и затем испаряются капельки конденсата. Когда же
температура п давление достигают точки, в которой становится
устойчивым жидкое состояние, может образоваться капля
критических размеров (тем меньше, чем ниже температура и
чем выше давление). Если размеры капли превышают порог
нуклеации, газ почти мгновенно превращается в жидкость".
Теоретические исследования и моделирование показывают.
что критические значения, "порог" изменений, возрастают
в средах с высокой когерентностью (в химии - с эффективностью
механизмов диффузии), т.е. по мере того, как возр
астает интенсивность механизмов, связывающих между собой
все области системы. Затухнут ли флуктуации, поглотятся
"внешним" по отношению к флуктуирующей области простр
анством системы или, наоборот, передадутся ей, зависит от
интенсивности взаимосвязи элементов системы. Стремление к
устойчивости имманентно системе, как и стремление погасить
флуктуации, поэтому исход борьбы "старого" с "новым"
определяется конкуренцией между "интегративной
силой системы и... механизмами, приводящими к усилению
флуктуаций"^.
Развитие, его реальная траектория, понимаемая как результ
ат реализации постоянной борьбы между исходным состоянием
системы и напором флуктуаций, позволяет понять
механизмы самоорганизации, периодического обострения
противоречий и их разрешения в кризисной форме.
Подчеркивая, что слово "кризис" дословно означает "решение".
"исход". Н.С.Шухов отмечает, что "кризис есть специфический
тип переходных процессов, "решение", "исход"
борьбы противоположно направленных сил: все кризисы, наблюд
аемые в жизни и природе, все "перевороты", "революции".
"катастрофы" и прочее суть особые типы протекания
(соединения или, наоборот, разделения) взаимодействия
(борьбы) элементов внутри сложных систем. Понимаемый как
"связь состояний" кризис вообще есть специфическая скорма
перехода от одного состояния к другому - форма единства и
борьбы противоположных сил. сторон, элементов, сосуществующих
в любой переходный период", - пишет он'".
В целом очевидна справедливость характеристики кризиса
как исхода борьбы противоположных тенденций - между
упорядоченностью и хаотичностью, детерминированностью и
непредсказуемостью, тенденцией к сохранению устойчивости
и ее изменению, между исходным и новым состоянием системы.
Однако трактовка кризиса как "специфического типа переходного
процесса", из которой можно предположить существов
ание других, некризисных, "неспецифических" форм, вызыв
ает несогласие. Развитие связано с конфликтами, борьбой,
что на поверхности проявляется в нестабильности, нарушении
равновесия в развитии системы. Переходные процессы оказыв
аются имманентно связаны с нарушением устойчивости.
"старого качества" в системной организации и поэтому не
могут осуществляться иначе как в конфликтной, кризисной
форме (если речь идет о процессах самоорганизации в больших
сложных системах). Поэтому кризисность выступает не
как специфическая, а как закономерная форма переходных
процессов. В связи с этим очевидно противоречие идеи бескризисного
развития, равно как и идеи бескризисных переходных
процессов. По-видимому, речь может идти не о бескризисном
развитии, а о степени кризисности, степени кризисного
качества и той форме, и которой реализуются конкретные
переходные процессы в реальности.
С этой целью, как представляется, можно ранжировать
кризисные процессы и представить их в виде критических ситу
аций. собственно кризисов и катастроф. Но для того, чтобы
перейти к анализу данной классификации, необходимо остановиться
на рассмотрении такой методологической проблемы.
как проблема "двойного перехода".
Методологические основы изучения переходных
социально-экономических процессов
и проблема "двойного перехода"
Предельные состояния, характеризующие режимы функциониров
ания, количественного роста и качественного развития
системы, и переходные процессы непосредственно связаны
с методологической проблемой "двойного перехода". В
фаае перехода реализуется двойное отрицание, осуществляющееся
по парным "каналам связи" - качественной и количественной,
названное Гегелем "двойным переходом" (количество
переходит в качество, качество реализуется в новой количественной
мере)^. Связь состояний системы - старого и нового,
осуществляется, таким образом, по парным каналам,
она двойственна. "Переход означает взаимоположность "в себе
бытия" и "бытия-для-иного", полагаемого и отрицаемого в
процессе перехода. Иначе говоря, - отмечает Н.С.Шухов, -
истиной качества оказывается количество, а это последнее
имеет свойство не "чистоты определения", а некоторое другое
качество (определенность). Противоречие между количественными
и качественными переменными разрешается в некотором
третьем - в мере..."" По мнению Н.С.Шухова, мера "обусловлив
ает возможность математической формализации процессов
развития". "Это значит, - пишет он, - формализации
подлежат не только "исходные" и "конечные" состояния системы,
но и их взаимопереходы... когда параметры системы не
только изменяются количественно, но когда и качественные
превращения в ходе переходных процессов получают определенную
меру'"-'. Таким образом, качественные особенности
переходных процессов реализуются в динамике количественных
переменных.
С другой стороны, как представляется, "двойной переход"
количественных изменений в качественные осуществляется
через "качественную меру" самого перехода. И в этом смысле
критикуемая многими теория катастроф, "страдающая недооценкой
принципа "двойного перехода""^, в действительности
служит его объективизации. Определяя меру качественных
сдвигов, изменений, происходящих в системе в ходе развития,
эта теория фиксирует связь накопленных количественных изменений
через меру сдвигов в состоянии системы с ее переходом
в новое качественное состояние, которое опять же имеет
определенное количественное выражение, закрепленное в дин
амике конкретных параметров. Иными словами, глубина обновления
системы определяет и глубину кризиса обновления.
"Чем более глубокие системные инварианты развития затрагив
аются в процессе кризиса, тем глубже сам кризис и стоящее
за ним реформирование (перестройка) системы"^.
Качественная разнородность переходных процессов
как отражение реализующейся "меры перехода"
Связь количественных изменений с качественными выступ
ает в форме "меры перехода ", меры изменении системы, реализующихся
в различных типах кризисов, определяя "меру кризисного
качества" и меру системной трансформации, которую
условно можно подразделить на три степени: критические ситу
ации, кризисы, катастрофы. Критерии, положенные в основу
такого ранжирования кризисов, могут быть основаны на их
оценке с позиций:
- типа реализующихся неравновесных процессов (разграничения
состояний системы на равновесные, слабо нер
авновесные и сильно неравновесные);
- характеристики перехода с позиции формы (относительн
ая устойчивость, мягкая потеря устойчивости, жестк
ая потеря устойчивости):
- системной оценки происходящих изменений и их последствий
в соответствии с принципом целостности (по
типу "организованное целое", "дезорганизованное целое"
и "нейтрально организованное целое").
Данные критерии, о содержании которых речь пойдет ниже.
отражают попытку объединить временной и пространственно-орг
анизационный аспекты в развитии системы, закрепленные
в понятиях "равновесие" - "нарушение равновесия".
"устойчивость" - "неустойчивость". Категории "равновесие" -
"неравновесие" больше характеризуют систему с позиции количественных
параметров и их динамики во времени. В понятии
устойчивости (в терминах Богданова/Пригожина -
структурной устойчивости) и ее нарушения закреплена качественн
ая характеристика перехода, хотя нарушение устойчивости
находит количественное выражение в ее мере.
Типология переходных процессов
в сложных динамических системах
Переходные процессы неоднородны по своей форме, содерж
анию, реализующимся изменениям и последствиям. Раз64
личные критерии, с позиции которых могут быть ранжированы
переходные процессы исходя из единой пространственновременной
системной организации, позволяют выделить три их
типа: критические ситуации, собственно кризисы и катастрофы.
Критическая ситуация - понятие достаточно широкое
Собственно под критическими ситуациями могут пониматься
такие моменты нарушения устойчивости, которые преодолев
аются в рамках системы путем ее приспособляемости на основе
механизмов адаптивного развития. Под кризисами - качественно-переходные
состояния, которые ведут к трансформ
ации элементов и структуры системы. Кризис - вариант
критической ситуации, и наоборот. Их различает "степень"
кризисного качества, а объединяет то, что вызываемые ими
трансформации преодолеваются на базе и при условии существов
ания системы, сохранения ее характерных системных
свойств, ее целостности. Те же критические ситуации, кризисы,
которые связаны с нарушением целостности, ликвидацией
системных свойств, распадом исходной системы на отдельные
элементы, ее превращением из "организованного целого" в
"дезорганизованное целое", имеют характер катастроф. При
этом элементы системы сохраняются, однако сама по себе она
лишается системообразуюших признаков.
Остановимся несколько подробнее на рассмотрении выделенных
выше типов переходных процессов, их основных черт
с позиции формы и содержания реализующихся трансформаций,
оцениваемых с общесистемных позиций. Общее, сущностное
в определении переходных процессов - фиксация в них
изменений в состоянии системы, характеризующихся рождением
нового качества. В этом смысле, как было отмечено, переходные
процессы являются формой связи между исходным
и новым состоянием системы. По характеру и содержанию
происходящих в системе изменений могут быть выделены
процессы или группы процессов, реализующиеся в рамках
данной системы. При этом изменения первого рода могут
быть продиктованы локальными, частичными переходными
процессами, которые не требуют изменений системы: это либо
количественные изменения, подготавливающие будущие
качественные переходы, либо масштаб
...Закладка в соц.сетях
