3.1. Сложность

Сложность как феномен вездесуща. Сложными являются системы неживой и живой природы, естественные и созданные человеком, искусственные системы, социальные организации и бизнес-сообщества, экосистемы. Разномасштабные структуры в поверхностных слоях плазменного вещества на Солнце, вихри (циклоны и антициклоны) в атмосфере Земли, клетки, организмы и экосистемы, компании и рынки, общественные организации и правительства, города, страны и геополитические регионы, компьютерные системы софтвер и хардвер, Интернет – всё это примеры сложных форм, структур и систем.

В настоящее время существуют десятки различных определений сложности. Одного общепринятого определения сложности, как и общепринятой классификации сложных систем, не существует. Поэтому в понятии «сложность» важно вычленить специфические черты сложности и ее отличие от простоты. Говорят о сложном поведении, сложных системах, сложных механизмах, сложности данных и т. д. Закономерности возникновения, эволюции и трансформации сложных систем изучаются в теории самоорганизации сложных систем, которую в России принято называть синергетикой, а в более широком плане – нелинейной динамикой.

Еще Кант писал: «Никакой человеческий разум (даже никакой конечный разум, который был бы подобен нашему, но превосходил бы его по степени) никоим образом не мог бы надеяться понять возникновение даже травинки на основании одних только механических причин». Структуры самоорганизации в мире устроены настолько сложно, что в синергетике говорят о квазицелесообразности, или телеономии. Причем квазицели относятся к структурам самоорганизации и неживой природы. Там уже есть самодостраивание, там также царят хитрые законы – сквозные (универсальные) законы сложного поведения в мире, отнюдь не механические. Структуры-аттракторы обладают и различными типами симметрий, в том числе и эволюционных, когда структуры «разного возраста» (с разными максимумами) расположены на разных расстояниях от центра симметрии. То есть можно говорить о простоте сложности или о сложноорганизованной простоте.

Можно поставить вопрос в духе Канта: как возможно сложное в мире? Что делает сложное сложным? Сложные системы, как правило, состоят из большого количества элементов (или подсистем). Но количество элементов – не главное. Определяющим фактором здесь является нетривиальность, запутанность, оригинальность отношений между элементами. Именно отношения (или связи) (тот «клей», который соединяет элементы в единой целое) делают сложное сложным. Отношения между элементами можно соотнести с функциями системы как целого. Сложными являются те объекты (системы, образования, организации), описать функции которых на порядок сложнее, чем описать само строение этих объектов (систем и т. д.).

Если речь идет о человеческих системах, то сложнее всего система из двух элементов. Двум людям, будь то лидеры политических партий даже одного (правого или левого) крыла или два человека, решившие создать семью, не так-то просто договориться между собой. Часто они могут договориться, только приняв часть личности другого как свою собственную, те. достижение консенсуса невозможно без жертв, без допущения возможности частичной перестройки своей личности. Трем людям договориться уже проще. Современная синергетическая теория определяет оптимальную численность группы для самоорганизации. В команде, открывающей свое дело, в учебной группе и тд. должно быть 7—12 человек. В коллективе большей численности возникают уже социальные иерархии, отношения господства-подчинения, а в коллективе меньшей численности не все места (социальные роди) оказываются заполненными. Оптимальная численность группы связана с оптимальным распределением ролей: в группе должны быть новатор (креативная голова), скептик, критик, ответственный исполнитель («рабочая лошадка») и тп.

В настоящее время появляется большое количество книг, специально посвященных исследованию феномена сложности. Мелани Митчел, известная исследовательница проблем нелинейной динамики и сложности, пытается выделить те общие свойства, которые присущи и колонии насекомых, и иммунной системе, и аппарату мозга человека, и экономике. Она приходит к выводу, что сложные системы это: 1) системы, демонстрирующие сложное коллективное поведение; 2) системы со сложными взаимными связями, но без центрального контролирующего элемента; 3) адаптивные системы, т. е. способные изменять свое поведение, увеличивая свои шансы выживания и успешного функционирования через обучение и эволюционные процессы. Сложная адаптивная система демонстрирует нетривиальное эмерджентное самоорганизующееся поведение.

Сходным образом определяет сложность венгерский ученый Петер Эрди. Он подчеркивает, что для сложных систем характерны: 1) циклическая причинность, цепи обратной связи; 2) способность малых изменений порождать драматические последствия; 3) эмерджентность и непредсказуемость.

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). 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».

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.

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.

В-третьих, выгодно «жить» и развиваться вместе. При конфигурационно правильном, резонансном объединении частей в целое в более или менее дальней исторической перспективе происходит ускорение развития целого. И, напротив, если топологическая организация элементов будет неправильной, нерезонансной, то образуемая сложная структура будет неустойчивой и вскоре развалится. Объединять элементы нерезонансно – значит действовать впустую.

Синергетические принципы нелинейного синтеза, коэволюции диссипативных структур в сложное целое могут быть суммированы в виде следующих ключевых представлений:

• именно общий темп развития является ключевым индикатором связи структур в единое целое, показателем того, что мы имеем дело с целостной структурой, а не с конгломератом разрозненных фрагментов;

• способ сборки целого из частей не единствен; всегда существует целый набор возможных способов сборки;

• целое собирается не по крохам, а большими кусками, крупными блоками, оно собирается не из отдельных элементов, скажем, атомов, а из промежуточных сред, выстраивающихся – в случае прогрессивной эволюции – в виде иерархии сред, обладающих разной нелинейностью;

• структуры-части входят в целое не в неизменном виде, но определенным образом трансформируются, деформируются в соответствии с особенностями возникающего эволюционного целого; возникающее целое обретает новые, доселе невиданные, эмерджентные свойства;

• сложность образуется четными структурами (структурами с четным количеством максимумов интенсивности); четные структуры расходятся, образуя в центре пустоту; с этой точки зрения выглядит отнюдь не случайным предположение, что в центре нашей галактики – черная дыра и что, как говорил Ж.-П. Сартр, человек несет в себе дыру размером с Бога;

• максимумы интенсивности притягиваются, сливаются в единое целое, а максимум и минимум интенсивности отталкиваются – в противоположность закономерностям электродинамики, где одноименные заряды отталкиваются, а разноименные притягиваются;

• величины максимумов интенсивности процессов согласованы с их расстоянием от центра симметрии; бо́льшие максимумы располагаются на бо́льшем расстоянии от центра;

• для объединения «разновозрастных структур» (как бы структур прошлого, структур настоящего и структур будущего) в единую устойчиво эволюционирующую структуру необходимо нарушение симметрии; путь к возрастающей сложности мира – это путь увеличения моментов нарушения симметрии в конфигурации сложных структур;

• при возникновении и сборке сложных структур в открытых и нелинейных средах нарушается закон роста энтропии: происходит одновременно и рост сложности организации, и рост энтропии, диссипации, рассеяния, дезорганизации; сложные структуры сильнее «портят», разрушают, дезорганизуют окружающую среду;

• жизнь сложного поддерживается благодаря переключению режимов быстрого роста и спада активности, возобновления старых следов, иначе при приближении к моменту обострения оно подвергается угрозе распада, деградации, смерти; «всё, что продолжает длительно существовать, регенерируется» (Г. Башляр); сложные структуры имеют «память», ничто в них не проходит бесследно, периодически процессы протекают «по старым следам»;

• для образования устойчивой целостной структуры важна надлежащая топология соединения структур (скажем, в случае структуры горения нелинейной диссипативной среды – правильное конфигурационное распределение максимумов и минимумов интенсивности горения структуры);

• для сборки новой сложной структуры, для перекристаллизации среды требуется создать ситуацию «на краю хаоса», когда малые флуктуации способны инициировать фазовый переход, сбросить систему в иное состояние, задать иной ход процесса морфогенеза, иной способ сборки сложного целого. «Сама природа коэволюции заключается в достижении этого края хаоса» (С. Кауфман).

Теперь становится понятным, почему открываемые синергетикой принципы коэволюции Курдюмов называл конструктивными. Потому что они могут использоваться для эффективной управленческой деятельности, для стратегического видения будущего и планирования на долгосрочную историческую перспективу, для выработки разумной национальной и государственной политики в глобализирующемся мире. Потому что синергетические принципы коэволюции глубоко содержательны и ориентированы на отдаленное будущее, которое практически невозможно предсказывать традиционными методами. Потому что глубокое понимание синергетических принципов коэволюции, нелинейного синтеза частей в устойчиво эволюционирующее целое может и должно лечь в основу современного «искусства жить вместе», содействуя утверждению толерантности и сохранению разнообразия в глобализирующихся сообществах.

Коэволюция есть «искусство жить в едином темпомире», не свертывая, а поддерживая и развивая разнообразие на уровнях элементов и отдельных подсистем. А значит, нужно культивировать у каждого чувство ответственности за целое в плюралистичном и объединенном мире.

«Искусство жить вместе» – это искусство поддержания единства через разнообразие, взращивания самости, своего неповторимого личностного Я путем одновременно обособления от среды и слияния с ней. Каждый элемент (личность, семья, этнос, государство) сложной коэволюционирующей целостности операционально замкнут, поддерживает свою идентичность. Каждый элемент творит себя через целое и преобразует целое, творя самого себя. Он должен забыть себя, чтобы найти себя, обнаружить свое сродство с миром, чтобы познать самого себя, построить самого себя по-новому.

 

3.3. Фрактальность как способ построения сложной организации

Существуют также фрактальные закономерности роста сложности в мире. Фракталами, фрактальными структурами (объектами или множествами) называют такие структуры, которые обладают свойством самоподобия или, как еще говорят, масштабной инвариантности. Это означает, что малый фрагмент структуры такого объекта подобен другому, более крупному фрагменту или даже структуре в целом. Воскресите в своей памяти образ ветки мимозы или сирени, и вы представите себе наглядно, что такое фрактал. Это структуры, подобные русской матрешке или китайской шкатулке.

Фрактальные структуры – это вложенные друг в друга структуры, причем как в пространственном, так и во временно́м масштабах. В последнем случае самоподобие означает вложенность циклов развития системы, когда циклы накладываются на циклы. Это так называемая гнездовая эволюция (nested evolution).

Фрактальная структура – это множество, которое характеризуется дробной (фрактальной) размерностью. Это – «всюду дырявое» множество, которое не может быть составлено из конечного, или счетного числа гладких элементов (фрагментов кривых, фрагментов поверхностей и т. д.). Это – не линия (одномерное образование) и не поверхность, а нечто среднее. Или же это – не поверхность и не объем, а нечто среднее между ними.

Установлено, что природа довольно часто выражает себя во фрактальных формах, так сказать, пишет фрактальные узоры. Фракталы с наибольшей очевидностью можно усмотреть в формообразованиях живой природы. «В качестве одного из биологических примеров фрактального объекта указывают на легкие человека, в которых каждый бронх разветвляется на более мелкие бронхи, а те в свою очередь на еще более мелкие, причем каждое разветвление идентично по конфигурации, но отличается от других размером».

Очертания облаков, морских побережий и русел рек, горных хребтов, поверхности порошков и других пористых сред, геометрия деревьев, листьев и лепестков цветов, артерии и реснички, покрывающие стенки кишечника человека – всё это фракталы. Норвежский физик Е. Федер показывает, что береговая линия Норвегии, изрезанная фьордами, представляет собой фрактальную структуру с размерностью D 1,52. Береговая линия Великобритании менее изрезана и имеет размерность D ≈1,3. Это означает, что рисунки береговых линий не полностью хаотичны, а повторяются в различных масштабах. Кроме того, это, строго говоря, не линии и не поверхности, а нечто среднее. Так же как фрактальность структуры облака (характеризирующейся обычно фрактальной размерностью, заключенной между 2 и 3) означает, что оно – не объем и не поверхность, а некоторое промежуточное образование. Фрактальная геометрия – это изящный, красивый и информационно компактный способ описания сложного. Фракталы открывают простоту сложного.

Изучаемое ныне свойство фрактальности формообразований и структур мира предугадано в некоторых философских учениях, в частности в монадологии Лейбница. Каждая монада, по Лейбницу, – целый мир без окон и дверей, который отражает тотальные свойства универсума.

В настоящее время фрактальность усматривается и все чаще применяется в изучении сложных феноменов жизни человека и социума. Например, механизмы власти в обществе, в тоталитарном в большей степени, в либеральном – в меньшей, можно интерпретировать как некую фрактальную структуру. Отношения господства и подчинения множат себя и повторяются на разных ступенях социальной лестницы, от верхних эшелонов власти до нижних, до малых коллективов и групп, даже до семьи.

Фракталы имеют эволюционный смысл. Фрактальные закономерности можно проследить в историческом развитии населения Земли как глобальной системы и в расселении людей по земному шару. Развитие этой системы происходит крайне неравномерно по пространству и времени. В настоящее время в мире выделяют 55 больших городов (big cities), ставших фокусами глобальной постиндустриальной экономики и ключевыми центрами принятия решений. Расселение населения по городам подчиняется правилу Ципфа «ранг-размер» города.

История мира природы и мира человека написана на языке фракталов. Развитие сложных систем в мире происходит нелинейно, неравномерно и подчинено определенным циклам, причем циклы имеют разный масштаб и накладываются друг на друга. В ходе развития формируются сложные эволюционные иерархии со структурами подчинения, уровнями самоподобия, строятся ансамбли из элементов, являющихся операционально замкнутыми, самодостаточными целостностями.

Пожалуй, можно говорить также о фрактальных геометриях поведения человека. Фрактальные рисунки поведения человека определяются, во-первых, устойчивыми, постоянно повторяющимися, воспроизводимыми поведенческими структурами (паттернами), а во-вторых, самоподобием этих структур на разных уровнях и в разных пространственных и временных масштабах деятельности. Фрактальная динамика означает или структуру странного, хаотического аттрактора, лежащего в основе поведения человека, или самоорганизацию сложной структуры вблизи критической точки, «на краю хаоса».

Индивидуальный ландшафт самосознания, творческого Я имеет определенную фрактальную глубину. Иными словами, конфигурации жизненных ситуаций демонстрируют свойство масштабной инвариантности. Скажем, креативный человек креативен во всем, в малом и большом. Он креативен на всех уровнях научной и практической деятельности, вплоть до обыденной жизни. Он, например, может развить свое оригинальное искусство приготовления домашних котлет. Парадоксально, но креативное, нелинейное письмо связано с креативной, нелинейной кухней. На всех уровнях и во всех фрагментах цепи его действий можно усмотреть его «почерк», его оригинальный стиль творческой деятельности.

 

3.4. Нелинейность

Содержание понятия «нелинейность» может быть раскрыто посредством следующих представлений и идей:

• многовариантность, альтернативность, как часто сейчас говорят, путей эволюции (подчеркнем, что множество путей развертывания процессов характерно даже для одной и той же, неменяющейся, открытой и нелинейной среды);

• выбор из данных альтернатив;

• темп эволюции (скорость развития процессов в среде) и его изменение, ускорение или замедление эволюции;

• необратимость эволюции.

Особенности феномена нелинейности состоят в следующем. Во-первых, благодаря нелинейности имеет силу важнейший принцип «разрастания малого», или «усиления флуктуаций». При определенных условиях (далее будет показано, при каких именно) нелинейность может усиливать флуктуации – делать малое отличие большим, макроскопическим по последствиям.

Во-вторых, определенные классы нелинейных открытых систем демонстрируют другое важное свойство – пороговость чувствительности. Ниже порога все уменьшается, стирается, забывается, не оставляет никаких следов в природе, науке, культуре, а выше порога, наоборот, все многократно возрастает.

В-третьих, нелинейность порождает своего рода квантовый эффект – дискретность путей эволюции нелинейных систем (сред). То есть, на данной нелинейной среде возможен отнюдь не любой путь эволюции, а лишь определенный спектр этих путей. Вышеотмеченная пороговость чувствительности определенных классов нелинейных систем, кстати, также является показателем квантовости.

В-четвертых, нелинейность означает возможность неожиданных, называемых в философии эмерджентными, изменений направления течения процессов. Нелинейность процессов делает принципиально ненадежными и недостаточными весьма распространенные до сих пор прогнозы – экстраполяции от наличного. Ибо развитие совершается через случайность выбора пути в момент бифуркации, а сама случайность (такова уж она по природе) обычно не повторяется вновь.

Как показывают исследования, картина процесса на первоначальной или промежуточной стадии может быть полностью противоположной его картине на развитой, асимптотической стадии. Скажем, то, что сначала растекалось и гасло, может со временем разгораться и локализоваться у центра. Причем такие бифуркации по времени могут определяться не изменением параметров, а ходом процессов самоструктурализации данной среды. Наконец, могут происходить изменения (вынужденные или спонтанные) самой открытой нелинейной среды. А если среда становится другой, то это приводит к качественному изменению картины процессов ее эволюции. На более глубинном уровне происходит переделка, переструктурализация поля возможных путей эволюции среды.

Применительно к телу и сознанию человека нелинейность может быть переинтерпретирована следующим образом. Природа, по выражению создателя теории катастроф Яна Стюарта, «безжалостно нелинейна». Нелинейность работы сознания, его когнитивной и креативной активности проявляется в следующем.

Во-первых, в пороговости его чувствительности, что указывает также на квантовые свойства сознания как сложной системы. Известно, что существуют пороги восприятия человеческого глаза, человеческого уха и т. д. Сознание человека становится более чувствительным (порог его восприятия снижается) к тем мыслям и идеям в тексте или услышанной речи, к которым сам человек уже приходил, о чем уже сам он размышлял.

Во-вторых, процессы быстрого роста развиваются нелинейно, они проходят две стадии: длительную квазистационарную стадию и стадию взрывного роста с характерными скачками, эмерджентными явлениями. На квазистационарной стадии, казалось бы, ничего не происходит, идеи лишь вызревают глубоко в сознании, обучение трудному предмету, например иностранному языку, как будто ни к чему не приводит. На стадии сверхбыстрого, взрывного роста новые идеи рождаются внезапно, происходят прорывы в изучении предмета. Вдруг пишется, и вихрь вдохновения сам выводит на нужные образы, слова, идеи. Ребенок вдруг начинает говорить на иностранном языке, вдруг начинает понимать тексты, а не гоняться за каждым словом в словаре. Это фазы озарения, инсайта или качественного изменения уровня знания какого-то предмета. Такого рода качественные перестройки в сознании и теле, подобные катастрофическим явлениям в природе (извержению вулкана или сходу снежной лавины), сравнимы с переходами количества в качество в диалектике Гегеля. В синергетике они называются фазовыми переходами или феноменами эмерджентности.

В-третьих, имеет место смена темпа развития: периоды активного творчества (такие, как Болдинская осень Пушкина) сменяются периодами отдыха, спада активности. Периоды коммуникации, активного общения, выхода творческого человека в мир сменяются периодами погружения в себя, ухода от мира, уединения. Вообще говоря, всё самое интересное и важное в мире человек делает один.

В-четвертых, существуют резонансные возбуждения, когда наблюдается известный эффект «малых причин больших исторических событий». В периоды неустойчивости, или кризисные периоды, социальная ткань обретает чувствительность к малым изменениям, она рождает инновации. Сознание человека проявляет способность прорывов к новому. В периоды кризисов может осуществиться радикальная ломка мировоззрения личности, кристаллизация его таланта, кристаллизация или перекристаллизация его чувств, его любви. Человек становится другим, происходит перестройка ядра его личности.

 

3.5. Особенности организации сложных адаптивных систем

Существенный вклад в понимание феномена сложности вносят и современная теория сложных адаптивных систем (М. Гелл-Манн, Дж. Холланд и др.), и наука о сетевых структурах, так называемая Network Science (А.-Л. Барабаши). Сложные адаптивные системы – это колонии насекомых, биосфера и экосистемы, мозг и иммунная система, клетка, эмбрион, экономические рынки, политические партии и социальные сообщества. Принципы организации сложных систем – это сложность, самоподобие, самоорганизация и эмерджентность.

Самоподобие есть свойство фрактальной организации, когда формы связи, адаптации, типы власти или коммуникации повторяют друг друга на разных иерархических уровнях организации системы. Самоподобие и масштабная инвариантность может быть и пространственной, и временной. В последнем случае самоподобие означает вложенность циклов развития системы, когда циклы накладываются на циклы. Это так называемая гнездовая эволюция (nested evolution). Сложность адаптивной системы определяется не просто множеством элементов системы, но и тем, что ее элементы (и подсистемы) являются автономными агентами, которые способны к взаимодействию, адаптации и обучению.

Важнейшими свойствами сложной адаптивной системы являются также адаптация, коммуникация (на всех уровнях, от элементов до уровня системы как целого), специализация, пространственно-временная организация. Адаптация является активной: имеет место не только адаптация элементов друг к другу, их коадаптация, но и адаптация системы к среде.

Один из наиболее известных исследователей в этой области, профессор психологии и компьютерной науки Джон Г. Холланд в своей книге «Скрытый порядок: как адаптация строит сложность» называет следующие свойства сложных адаптивных систем: агрегация, нелинейность, поток, разнообразие, а в качестве механизмов их организации выделяет теги, внутренние модели и составные блоки. Агрегирующийся агент, как правило, находится вне системы, элементы которой уже хорошо адаптированы друг к другу. Включение этого агента системы не так просто, оно часто бывает связано с созданием иного, более высокого уровня организации, т. е. с радикальной перестройкой всей системы. Нелинейность взаимодействия между элементами (автономными агентами) делает их взаимодействие все более сложным и непредсказуемым. Нелинейность связана и с пороговостью чувствительности к возмущениям и с возможностями разрастания малых флуктуаций в состоянии нестабильности. Для сложных адаптивных систем характерны потоки (поток товаров, поток информации и т. п.). В более сложных случаях мы имеем дело с потоками по сетям с узлами и коннекторами (соединителями). В качестве узлов в сложной сети могут выступать предприятия, а в качестве коннекторов – транспортные пути, по которым движутся материальные ресурсы или товары между ними.

Существенное свойство сложной адаптивной системы – разнообразие ее элементов (подсистем). Поддержание разнообразия элементов является основой динамической устойчивости системы в целом. Это известный принцип необходимого разнообразия элементов (У. Росс Эшби). Что означает разнообразие? В тропическом лесу мы можем пройти километр и не встретить на своем пути дважды ни один из биологических видов, настольно богата вариациями экосистема тропического леса. Мозг млекопитающего – это сложноорганизованная иерархическая система нейронов со сложной морфологией. Нью-Йорк – это мегаполис со сложнейшей сетью оптовых и розничных продавцов и покупателей. Внутреннее разнообразие в сложной адаптивной системе не является случайным. Каждый автономный агент занимает в ней свою экологическую, рыночную, когнитивную и т. п. нишу. Новый агент, как правило, занимает нишу исчезнувшего агента, возобновляя и поддерживая те связи, которые были наработаны его предшественником.

Механизмом организации сложной адаптивной системы является тегирование, создание тегов. Это, например, создание баннеров, лозунгов, флагов, имиджа, которые определяют принадлежность к определенной фирме, предприятию, партии или сообществу. Внутренние модели – это схемы, образцы, паттерны поведения, сложившиеся для сложной адаптивной системы. Они определяют и способы антиципации будущего. Сложная адаптивная система строится из крупных блоков, кластеров, ее подсистемы – это метаагенты, поведение которых может быть подобным поведению агентов.

Особую роль играет понятие границы. Граница – это способ обособления системы от среды и поддержания ее идентичности и вместе с тем способ связи ее со средой. Границы между системой и средой подвижны и полунепроницаемы.

 

3.6. Автопоэзис

Автопоэзис в буквальном смысле означает само-производство (греч. αυτος – сам + ποιησις – производство, созидание, творчество) и выражает диалектическую связь между структурой и функцией сложной системы. Термин был введен чилийскими учеными Франсиско Варелой и его старшим коллегой и учителем Умберто Матураной в 1973 г. «Автопоэтическая машина – это машина, организованная (определяемая как единство) как сеть процессов производства (трансформации и деструкции) компонентов, которые 1) через их взаимодействия и трансформации непрерывно регенерируют и реализуют сеть процессов (отношений), которые производят их, и 2) образуют ее (машину) как конкретное единство в пространстве, в котором они (компоненты) существуют, определяя свойства топологической области их реализации как такой сети».

Автопоэтическая система (машина) в корне отличается от аллопоэтической системы (машины), такой, например, как автомобильный завод, которая использует сырье (компоненты, поступающие извне), чтобы строить организованные структуры, которые представляют собой нечто иное, чем она сама. Автопоэтическая система строится по принципу самоотнесенности, циклической организации, она производит саму себя из самой себя.

Аллопоэтическая система – это, по сути, механическая система. Она не способна производить компоненты, из которых она состоит. Живая система является автопоэтической. Она представляет собой «организацию, которая является сетью процессов производства и базируется на трансформации молекулярных и прочих компонентов, которые посредством их взаимодействий: а) рекурсивно порождают ту же самую сеть процессов производства компонентов, которая породила их самих, и б) конституируют систему как физическое единство и детерминируют ее границы в физическом пространстве».

Еще в 1960-х годах Матурана и Варела поставили себе целью определить, в чем заключается сущность жизни, найти ключевое свойство, которое делает систему живой. Традиционные определения жизни (жизнь как способность воспроизведения себе подобных, способность к репродукции, самовоспроизведению) их не устраивали. Они предположили, что сущность жизни заключается в способности живой системы поддерживать свою идентичность.

Матурана и Варела исходили из разработанной ими экспериментальной компьютерной модели искусственной жизни, некоего варианта клеточного автомата, имитирующего зарождение замкнутых на себя структур из неупорядоченного субстрата – набора клеток, с добавлением к ним катализирующих элементов. Образовавшиеся структуры проявляли способность к самоподдержанию и восстановлению нарушенных связей между клетками в случае разрушающих воздействий извне. Модель показывала, что структуры обладают способностью каким-то образом «узнавать» о нарушении связей, с тем чтобы их постоянно восстанавливать. Это «узнавание» и легло в основу определения сущности феномена жизни, а затем и феномена познания. Это был новаторский подход в понимании сущности жизни.

В понятии автопоэзиса фиксируются три важных момента.

Во-первых, это – автономия (авто-). То есть живые системы управляемы эндогенно, сами себя организуют. И этим модель автопоэзиса отличается от предшествующей ей кибернетической модели Н. Винера и У. МакКаллоха. В последней автономии, по сути, не существует, так как акцент падает на входы (inputs) и выходы (outputs) системы, обрабатывающей информацию. Системы, изучаемые кибернетикой, – это системы по определению гетерономного типа: именно элемент heteros («иное»), а не петля, не autos («само») является для них специфическим и определяющим.

Во-вторых, это – производство, действие (-поэзис), что легло впоследствии в основу развитого Варелой в когнитивном плане понятия «энактивации».

В-третьих, это – не просто возвращение системы к самой себе, самовосстановление, итерация, повторение пройденного, но и ее самодополнение, самодостраивание, самообновление. Цикл автопоэзиса никогда не является замкнутым, и эта его незамкнутость есть открытость к новому, к творчеству.

Основные положения концепции автопоэзиса таковы:

• биологическая обусловленность человеческого познания, когнитивных структур: «человек познает, и его способность познавать зависит от его биологической целостности»;

• жизнь есть познание: «живые системы являются когнитивными системами, и жизнь как процесс является процессом познания»;

• живые системы являются автономными, операционально закрытыми системами; их организация носит циклический характер; определяющей для них является гомеостатическая функция, самоподдержание, самоотнесенность;

• живые системы – это исторические системы: «релевантность их настоящего поведения всегда определяется прошлым опытом», т. е. жизнь живого содержит тот нарративный аспект, важность которого была подчеркнута позднее в философии самоорганизации, в частности Ильей Пригожиным;

• происходит коэволюция автопоэтической системы и ее окружения; они коэволюционируют в общем историческом течении.

Впоследствии концепция автопоэзиса получила признание научного сообщества и была успешно распространена на понимание общественных систем, в первую очередь Н. Луманом, и сложных самоорганизующихся систем вообще. Сам же Варела был более осторожен и предостерегал от прямого перенесения биологических моделей автопоэзиса на социальный уровень.

Базисное положение о том, что жизнь есть познание, развивает ныне в своих работах соавтор и коллега Варелы Э. Томпсон. Он выдвигает идею о «сильной непрерывности жизни и ума (mind)», поскольку жизнь и ум разделяют общие паттерны организации и «организационные свойства, характерные для ума, представляют собой обогащенную версию тех базисных свойств, которые фундаментальны для жизни. Ум есть нечто подобное жизни, а жизнь есть нечто подобное уму. А более простая и более провокационная формулировка этого тезиса такова: жизнь есть познание (living is cognition)».

Формула «жизнь есть познание» требует пояснения, в каком смысле понятия «знание» и «познание» применимы к животным. Осваивая окружающую среду, животные тоже знают, но их знание является имплицитным, непроизносимым, непропозициональным. Человек «знает что», а животное «знание как», его знание есть знание-действие, определенная схема, приобретенная на опыте и необходимая ему для выживания.

До сих пор среди ученых идет дискуссия, содержится ли в механизме автопоэзиса только поддержание, сохранение, способность регенерации структуры или же также ее развитие, самообновление. Профессор Г. Хакен, основатель синергетики, в одной из личных бесед говорил мне, что автопоэзис – только способность самоподдержания, а механизмы развития и усложнения систем раскрывает синергетика. Коллега Варелы Эван Томпсон высказывает суждение аналогичного плана. «Для неодарвинистов эволюция включает в себя оптимизацию адаптации через естественный отбор. А с точки зрения автопоэзиса эволюция включает в себя просто сохранение адаптации: до тех пор, пока живое существо не умирает, оно поддерживает свою автопоэтическую целостность, в силу одного этого оно адаптировано, поскольку его способ производства смысла продолжает быть жизненным». Согласно Вареле, автопоэзис есть самодостраивание, «восполнение недостающего». То есть в самодостраивании есть, по-видимому, элемент продвижения вперед, обновления, что является признаком творчества для высших когнитивных систем – человеческих умов. Именно такой смысл в автопоэзисе я усматриваю.

Понятие автопоэзиса применимо к пониманию сознания, его когнитивных и креативных функций. Автопоэтичность работы сознания – это его непрерывное самопроизводство, поддержание им своей идентичности через ее постоянный поиск и ее становление. В автопоэзисе всегда есть не только сохранение состояния, но и его преодоление, обновление. Можно, пожалуй, говорить и об автопоэзисе мысли, что означает наличие в ней вектора на самодостраивание, изобретение и конструирование, достижение цели и построение целостности. Познание автопоэтично в том смысле, что оно направлено на поиск того, что упущено, на ликвидацию пробелов. Определяя сущность познания, Варела подчеркивал: «Познание есть действие, направленное на нахождение того, что упущено, и восполнение недостающего с точки зрения когнитивного агента».

Самодостраивание имеет место в визуальном восприятии, в распознавании образов. На самодостраивании основывается работа синергетического компьютера, о котором пишет в своих книгах Г. Хакен. Самодостраивание лежит в основе работы творческой интуиции, озарения, инсайта. Происходит восполнение недостающих звеньев, «перебрасывание мостов», самодостраивание целостного образа вокруг выбранного ключевого звена. Интуиция всегда холистична в отличие от логики, которая аналитична. Развертывается процесс самосборки целого из частей в результате самоусложнения этих частей. Сам поток мыслей и образов в силу своих собственных потенций усложняется и спонтанно выстраивает себя. Из простой структуры вырастает более сложная.

 

3.7. Структурный детерминизм

Содержание понятия «структурный детерминизм» разъясняет нам У. Матурана. То, что мы, живые существа, являемся структурно детерминированными системами, означает, что ничто внешнее для нас по существу не может детерминировать то, что происходит в нас самих. «Все, что случается в нас и с нами, происходит как поток структурных изменений, детерминированный в нас момент за моментом посредством внутренней структурной динамики… Автопоэтическая система живет как закрытая структурно детерминированная система в замкнутой динамике структурных изменений».

И отсюда вытекает когнитивное следствие. Внешний мир, который наблюдатель видит вокруг отдельной живой системы, не существует в таком виде для нее. Наблюдатель и живой организм живут в разных когнитивных мирах, в первую очередь в разных мирах восприятия. И в этом люди как живые существа ничем не отличаются от других живых существ. У нас также есть свой мир, и не только мир восприятия, но и мир ментальных конструктов.

Смысл структурного детерминизма в том, что любые изменения, которые происходят в живых системах, детерминированы их собственной организацией и структурой. Понятие структурного детерминизма, введенное Матураной для понимания биологических систем, нашло применение впоследствии в терапии, психотерапии и даже в изучении социальных систем. Воздействие психотерапевта на своего пациента должно быть тонко подлаженным. Любые изменения, которые испытывает пациент, ограничены его организацией, они должны поддерживать целостность его психики как системы.

 

3.8. Структурное сопряжение

Структурное сопряжение — понятие, введенное Матураной и Варелой, которое в дальнейшем использовал и развивал и немецкий философ Н. Луман. Обратимся к исходному смыслу этого понятия, который раскрывает Матурана: «Операциональная когерентность между живой системой и средой, в которой она живет, возникает момент за моментом в потоке ее жизни как результат того факта, что живая система и обстоятельства ее жизни меняются совместно и конгруэнтно в спонтанном взаимосвязанном динамическом потоке структурных изменений вокруг сохранения жизни. Я назвал этот поток конгруэнтных структурных изменений, который протекает спонтанно, когда две или более системы находятся в рекурсивных взаимодействиях друг с другом, структурным сопряжением (structural coupling)». Главное следствие структурного сопряжения состоит в том, что система либо находит себя в этом непрерывном потоке операциональной конгруэнтности со средой, которая изменяется соразмерно с ней, либо не находит и тогда умирает. Поэтому, по мнению Матураны, мы не можем заявлять, что мы знаем что-то независимо от того, что мы делаем и как мы вписаны в окружающую среду.

Выражаясь образным языком, сложная система, возникнув и развиваясь, испытывает мир, бросает ему вызов, но и мир оказывает влияние на нее. И система, и окружающая среда обоюдно активны. Если процесс их взаимного испытания не завершается распадом системы, то в результате они оказываются взаимно структурно подогнанными друг к другу. Система активно адаптируется к окружающей среде, которая в свою очередь также видоизменяется как бы «навстречу ей». Процесс налаживания их сосуществования, обустройства их совместной «жизни» называют процессом коэволюции, а результатом этого процесса является структурное сопряжение сложной системы и среды (в живой природе – организма и среды его обитания).

 

3.9. Операциональная замкнутость

Еще одно понятие – понятие операциональной замкнутости. Известно, что открытость системы есть необходимое условие ее самоорганизации. Но системы, достигшие определенного уровня сложности, системы живой природы, человек, общество, не просто открыты, а операционально замкнуты. Такого рода сложные системы (клетка, живой организм, человек, город, страна и т. д.) одновременно и отделены от окружающего мира, и связаны с ним. Их границы подобны мембранным оболочкам, которые являются границами соединения/ разделения. Мембрана позволяет такой системе быть открытой миру, брать из окружающей среды нужные вещества и информацию и быть обособленной от него, во всех своих трансформациях и превращениях поддерживать свою целостность, сохранять свою идентичность. Рост сложности систем в мире означает рост степени их избирательности, усиление их операциональной замкнутости.