Что означает открытость в биологии
ОТКРЫТОСТЬ
ОТКРЫТОСТЬ (нем. Offenheit, англ. openness, франц. ouverture) – общекультурное понятие, по-разному тематизируемое в философских системах. Базовое значение открытости как искренности («открытый муж свободно правду скажет», Клопшток; «эту-то душевную силу, эту искренность, эту открытость душевную. я так любил в ней», Л.Толстой), прямоты («прошу с открытостью ответствовать мне большей», Шекспир; «открытее, чем с братом», Виланд), чистосердечной честности («мне надобно б не столь открытым быть», Шиллер; «открытость», «справедливость» как синонимы у Добролюбова), дружественной доверчивости («ее открытости мой гнев стыдится», Гёте) рано прослеживается лексикографами в европейских языках, включая русский («лукавства в себе не имеют, самым простым открытым сердцем ко всем», Космография, 1670).
Просвещенческая мысль высоко ценит открытость светского общества как позитивный противовес религиозной нетерпимости. В романтизме открытость привлекается для характеристики поэтически-художественного образа, который всегда неудержимо выходит за свои пределы. Для Ф.Шлегеля открытость рассматриваемого предмета или идеи обеспечена иронией. Слово художника и мыслителя возвращает вещи их безграничной символической сути. По Шопенгауэру, открытость свойственна прежде всего музыке, первообразу всех искусств.
Бергсон («Два источника нравственности и религии», 1932) вводит актуальный до сего дня термин «открытое общество» в смысле коллектива, не обособляющего себя от человечества и целого мира. К.Поппер («Открытое общество и его враги», 1957) в полемике против историзма Гегеля и Маркса, привязывая это понятие к политическим перипетиям борьбы западных демократий против тоталитаризма, выдвигает открытость как рискованное, но единственно плодотворное движение человечества путем проб и ошибок после отказа от идеологического детерминизма.
В более фундаментальном плане открытость всякой данной человеческой ситуации подчеркивалась К.Ясперсом, с соответствующим признанием принципиальной незавершенности работы мысли.
Хайдеггер определяет открытость как исходную вовлеченность человеческого присутствия (Dasein) в мир, прежде всего через настроение («Бытие и время», 1927, и др.). Бытие-в-мире как опыт открытости связано с фактом настроенности. Открытость сама по себе еще не мир, но возможность события мира. Открытость присутствия означает его экстатичность во времени, т.е. его одинаковую принадлежность в мгновение ока, при условиях решимости на собственную экзистенцию, к трем временным экстазам настоящего, настающего и сбывшегося. Открытость мира, со своей стороны, поддерживается решительным вступанием в нее, достигаемым в мысли, художественном творчестве, поступке («Исток художественного творения»). Открытость оказывается, т.о., просветом, где вещи впервые получают возможность показать свою истину. Открытость в этом смысле первична, не создается представлением и не поддается осмыслению усилиями последнего («На пути к языку»). В ней осуществляются свобода человека встретить истину вещей и тем самым человеческое существо как таковое.
Отталкиваясь от Ясперса и Хайдеггера, X.Арендт делает открытость главным свойством публичного мира как свободного исторического образования, на сцене которого выясняются дела человеческие. Что нечто вообще является и может быть воспринято и другими и нами самими как таковое – означает внутри человеческого мира принадлежность к действительности. Предстояние других, которые видят, что мы видим, и слышат, что мы слышим, удостоверяет нам реальность мира и нас самих. Рядом с открытостью, вполне тождественной у Арендт с миром, даже мощные силы внутренней жизни, сердечные страсти, задушевные мысли, чувственные наслаждения «ведут неуверенное, тенеобразное существование, разве что, изменившись, как бы деприватизируются, деиндивидуализируются и преображаются так, чтобы найти адекватную для публичной явленности форму» (Vita activa, 1958). Переход из приватной сферы в открытую происходит, напр., при простом рассказывании какой-либо истории. Начиная просто говорить о вещах, каковы бы они ни были, мы уже выдвигаем их в сферу, где они обретают общезначимость. Отсюда первостепенное значение свободного слова и незаинтересованного общения. Вместе с тем открытая сцена мира остается хрупкой действительностью и в настоящее время почти полностью разрушена стратегически-прагматической установкой новоевропейского человечества.
BioFine
Открытость-свойство реальных систем. Открытость.
Итак, предметом синергетики являются сложные самоорганизующиеся системы. Один из основоположников синергетики Г. Хакен определяет понятие самоорганизующейся системы следующим образом:[6]
Мы называем систему самоорганизующейся, если она без специфического воздействия извне обретает какую-то пространственную, временную или функциональную структуру. Под специфическим внешним воздействием мы понимаем такое, которое навязывает системе структуру или функционирование. В случае же самоорганизующихся систем испытывается извне неспецифическое воздействие. Например, жидкость, подогреваемая снизу, совершенно равномерно обретает в результате самоорганизации макроструктуру, образуя шестиугольные ячейки.
Именно по отношению к закрытым системам были сформулированы два начала термодинамики. В соответствии с первым началом в закрытой системе энергия сохраняется, хотя может приобретать различные формы. Второе начало термодинамики гласит, что в замкнутой системе энтропия не может убывать, а лишь возрастает до тех пор, пока не достигнет максимума. Согласно этому началу, запас энергии во Вселенной иссякает, а вся Вселенная неизбежно приближается к «тепловой смерти». Ход событий во Вселенной невозможно повернуть вспять, чтобы воспрепятствовать возрастанию энтропии. Со временем способность Вселенной поддерживать организованные структуры ослабевает, и такие структуры распадаются на менее организованные, которые в большей мере наделены случайными элементами. По мере того как иссякает запас энергии и возрастает энтропия, в системе нивелируются различия. Это значит, что Вселенную ждет все более однородное будущее.
Вместе с тем уже во второй половине XIX в., и особенно в XX в., биология, прежде всего теория эволюции Дарвина, убедительно показала, что эволюция Вселенной не приводит к снижению уровня организации и обеднению разнообразия форм материи. Скорее, наоборот. История и эволюция Вселенной развивают ее от простого к сложному, от низших форм организации к высшим, от менее организованного к более организованному. Иначе говоря, старея, Вселенная обретает все более сложную организацию. Попытки согласовать второе начало термодинамики с выводами биологических и социальных наук долгое время были безуспешными. Классическая термодинамика не могла описывать закономерности открытых систем. Такая возможность появилась только с переходом естествознания к изучению открытых систем.[7]
Открытый человек – кто это такой и как им стать
Открытый человек – это тот, кто не боится и не стесняется выражать свое мнение, делиться своими мыслями и чувствами с другими людьми, рассказывать о своем опыте (удачном и неудачном, победах и поражениях) и о себе (достоинствах и недостатках, сильных и слабых сторонах, увлечениях и т.д.). А также это тот, кто готов выслушать любого человека и старается понять и принять каждого, с кем знакомится. Давайте разберем подробнее, кто такой открытый человек и в чем проявляется открытость. А также узнаем, как стать открытым человеком.
Что такое открытость человека
Открытость человека – это душевная щедрость, то есть способность делиться своими внутренними ресурсами, нематериальными благами. Однако простота, честность и отзывчивость – малая часть того, что лежит на поверхности.
Свободный и открытый человек – какой он с точки зрения психологии? Открытого человека отличают следующие особенности:
Важно! У открытого человека есть личные границы, принципы, убеждения. А также он уважает личные границы других людей. Поэтому не стоит путать открытость с навязчивостью, бестактностью, эгоизмом или чем-то подобным.
В каких ситуациях открытость нужна, а в каких нет
О том, как стать открытой личностью, мы поговорим немного ниже, а пока обозначим, когда уместно, а когда не уместно быть открытым.
Открытые люди притягивают и располагают к себе. Однако не всегда открытость уместна и оправдана. Необходимо понимать что, когда и кому можно говорить, а в каких ситуациях лучше промолчать, чтобы недоброжелатели не воспользовались полученной информацией в своих целях. А также умеренная и разумная открытость защищает от конфликтов, неловких ситуаций.
Неуместно быть открытым в негативной обстановке и в негативном ключе. То есть лучше не выражать прямо свои негативные эмоции, злость, раздражительность. Конечно, в целом любые эмоции нужно выпускать и отрабатывать, а в отношениях важно говорить о том, что вам не нравится. Однако важно следить за тем, чтобы это было тактично и не обернулось потом негативом в вашу же сторону. То есть нужно выбирать выражения и избегать категоричных суждений. А также будьте осторожны в обсуждении интимных тем, особенно если ваши предпочтения в этой сфере явно отличаются от ориентиров большинства людей.
Нужно четко разграничивать уровни отношений: деловые контакты, близкое общение, беседа с приятелем или коллегой по работе и т.д. Для каждого из уровней есть свой лимит допустимой открытости, но определить его можете только вы сами. Да, можно, например, сказать, что на работе мы обсуждаем только рабочие вопросы, но ведь иногда коллеги становятся друзьями и тогда степень открытости между людьми возрастает, а значит, и список тем расширяется. Так или иначе, не стоит раскрывать и изливать душу перед первым встречным. Подождите немного, «прощупайте» человека перед тем, как пускать его в свой внутренний мир.
Как стать открытым человеком: рекомендации от психолога
Что значит открыться человеку? Это значит показать ему кусочек своего внутреннего мира. Какой размер у этого кусочка? Решаете только вы сами.
Как быть открытым человеком в общении? Придерживайтесь правила «быть проще». Что это значит? Это значит меньше грузить себя вопросами: «А вдруг меня неправильно поймут?», «А вдруг я неправильно понял?» и подобными им. Быть проще – это значит быть собой, но для этого нужно понять и принять себя.
Что еще поможет стать открытым человеком? Еще раз прочитайте качества открытого человека. А теперь подумайте, чего не достает вам. Развивайте эти качества, а также ориентируйтесь на следующие рекомендации.
Начните больше общаться
Если вам пока сложно быть открытым человеком и открыться человеку в реальной жизни, то начните с общения в интернете – идите на форумы или заходите в социальные группы с близкими для вас темами. Например, вы можете начать общение с обсуждения фильма или книги. Поделитесь своим мнением, расскажите о своих ассоциациях и чувствах. Наверняка найдется человек, который в ответ поделится своими переживаниями. Раз вам понравилось одно и то же произведение, то велика вероятность, что у вас с этим человеком есть еще что-то общее. Постарайтесь найти все точки соприкосновения и развивайте каждую из тем. Не бойтесь первым «закидывать удочку», развивать диалог.
Как открыться человеку в реальной жизни? Действует тот же принцип, что в интернете. Начните общение с одной общей темы, а потом из нее развейте десятки других тем. Конечно, такое бывает не всегда. Если вы понимаете, что общение не складывается, то ничего страшного – оставьте человека в покое. Он же не единственный во всем мире. Кстати, постепенно отходите только от своих интересов и пробуйте что-то новое, знакомьтесь с людьми из других кругов общения, просите научить вас чему-то или рассказать вам о чем-то.
Честность
Если вы будете рассказывать придуманные истории или все время думать о том, как бы не сболтнуть лишнего или как бы не выйти из образа, то интересного повествования, легкости и открытости в общении точно не получится. А также рано или поздно вы запутаетесь сами в себе и еще больше замкнетесь. Если же вы будете говорить о том, что вам понятно и близко, то вереница мыслей появится сама собой. Останется только облечь мысли в слова.
Конечно, внятная, красивая, уверенная речь приятнее для собеседника. Но если вы испытываете трудности с выражением мыслей и чувств, то пока не думайте о том, как рассказать интересно и красиво – просто говорите о том, о чем хотите сказать.
Больше рассказывайте о себе
Рассказывайте забавные и мотивирующие истории из жизни. Но делайте это уместно и никогда не уходите в негатив. Это означает, что не стоит рассказывать о своих проблемах и болезнях, жаловаться на жизнь. Однако если в приватной беседе близкий знакомый поинтересуется вашими делами, то и об этом уместно рассказать. Но неуместно просто плакаться, занимая позицию жертвы. Лучше рассказывать о проблемах в контексте их преодоления.
Проявляйте уважение
Учитесь слушать других людей, поддерживать и помогать. Осваивайте навык внимательного слушания. Суть метода в том, что вы не просто слушаете человека и киваете в такт его словам, а действительно стараетесь прочувствовать, прожить то, о чем он говорит, посмотреть на мир его глазами. Если вас попросят о совете, то расскажите о своем опыте или о том, как бы вы поступили в такой ситуации. Если вам не задают вопросов и не просят о помощи, то не навязывайтесь. Но демонстрируйте через речь, мимику, жесты и положение тела готовность помочь собеседнику.
Помните, в начале статьи мы говорили о психологической гибкости и непредвзятости? Это относится и к уважению в адрес других людей. Не судите и не осуждайте, старайтесь понять другого человека. Да, вы не обязаны разделять чье-то мнение, но понять или хотя бы попробовать понять мотивы, поступки человека вы должны.
Будьте более позитивными
Развивайте позитивное мышление, а также чувство юмора и самоиронии. Если вы можете посмеяться сами над собой, значит, вас ничто не может выбить из колеи. Но главное – никто другой не может вас задеть, обидеть, унизить, оскорбить. Имея чувство юмора, вы сможете адекватно реагировать на критику, особенно на некорректную критику.
Мой опыт
Судя по обрывкам моих воспоминаний и рассказам других людей, с рождения я была активным и открытым ребенком. Я любила быть в центре внимания, выступала во всевозможных видах самодеятельности, громко и искренне смеялась, не боялась людей. А потом в мою жизнь ворвались комплексы и травмы, из-за которых я стала замыкаться в себе. Я уже не могла быть открытой и дружелюбной со всеми, боялась знакомиться и общаться с другими людьми.
Наедине с «избранными» (теми, кто проверен годами и точно принимает меня любой) я оставалась тем самым открытым, веселым человеком. И в принципе так можно было жить, но до тех пор, пока я не перешла в старшие классы. А когда окончила школу, то стало понятно, что так жить невозможно.
В ходе самоанализа я поняла, что не изменилась (как думала поначалу), а задавила себя. Где-то в глубине души во мне все еще жила та задорная девчонка, которая умеет шутить, улыбается при встрече даже новым знакомым, непринужденно ведет беседу, не боится высказывать свое мнение или рассказывать что-то о себе, может и хочет находиться в центре внимания. И я понимала, что мне этого не хватает.
Получается, что мне нужно было не развивать открытость, а возвращать себе себя. Для этого было необходимо избавляться от неуверенности, страхов и комплексов. А также было важно найти свои источники силы (увлечения, хобби) и определиться с профессией. В общем, на мой взгляд, стать открытым человеком помогает принятие себя и самореализация в жизни.
Не могу сказать, что сейчас я стала такой же активной и открытой, как когда-то в детстве. Но, думаю, на то есть две причины. Во-первых, возраст все-таки другой. Уже давно я ориентируюсь на качество контактов, а не на количество. Да и о присущей всем детям непосредственности забывать не стоит. Во-вторых, не исключаю, что чрезмерная общительность и коммуникабельность в детстве уже были механизмом психологической защиты, потому что тогда меня можно было назвать, скорее, ведомой, чем ведущей. Так что вот еще один вывод: открытость открытости рознь.
Для анализа своего прогресса я ориентируюсь на такой показатель: сейчас мне не страшно взаимодействовать с людьми, но иногда тяжело (особенно если контакт уходит в дебри «ты ж психолог») и скучно (я уже говорила, что выступаю за качество и не люблю беседы «ни о чем»). А еще я перестала бояться чужого мнения и подстраиваться под него, то есть стала по-настоящему открытой, а не удобной.
Заключение
Теперь вы знаете, как стать более открытым человеком, и можете применить эти знания на практике. Однако не забывайте, что не все люди в силу индивидуальных психологических особенностей могут быть открытыми со всеми. Если вы понимаете, что сдержанность и погруженность в свой внутренний мир – это ваша особенность, а не последствие каких-либо психологических проблем, то не пытайтесь переделать себя. Необязательно быть открытым со всеми и всегда, чтобы быть успешным и счастливым человеком.
1. Мир живого как система систем. 6
2.Открытость-свойство реальных систем. 10
§ 2.2. Неравновесность. 13
§ 2.3. Нелинейность. 13
3. Особенности описания сложных систем. 18
Список литературы.. 31
Развитие системы происходит за счет внутренних механизмов, в результате процессов самоорганизации и за счет внешних управляющих воздействий. [1]
М.Эйгеном на основе неравновесной термодинамики и теории информации разработана концепция самоорганизации материи. Эйген ограничивается моделированием добиологической эволюции макромолекул, но развитые им идеи и методы имеют более общее принципиальное значение. Так же как и работы школы Пригожина, работы Эйгена вышли за рамки частных наук и имеют общенаучное методологическое значение.
Согласно теории Эйгена, самоорганизация не является очевидным свойством материи, которое обязательно проявляется при любых обстоятельствах.[2] Должны быть выполнены определенные внутренние и внешние условия, прежде чем такой процесс станет неизбежным. Самоорганизация начинается с флуктуации. Для возникновения процесса самоорганизации необходимы инструктивные свойства системы на микроуровне.
Инструкция требует информации, которая кодирует определенные функции. Для самоорганизованных систем интерес представляет функция воспроизведения или сохранения ее собственного информационного содержания. Для возникновения эволюции существенно не количество информации, а инструктирующие свойства информации; важно не количество, а ценность информации, которая непосредственно связана с ее используемостью.
Среди живых систем нет двух одинаковых особей, популяций, видов и др. Это способствует их адаптации к внешней среде.
Вместе с тем сложная организация немыслима без целостности. Целостность системы означает несводимость свойств системы к сумме свойств ее элементов. Целостность порождается структурой системы, типом связей между ее элементами. Биологические системы отличаются высоким уровнем целостности.[3]
Кроме стационарных, биологические системы имеют и автоколебательные состояния, когда значения параметров колеблются во времени с определенной амплитудой. Такие состояния являются основой периодических биологических процессов, биологических ритмов, биологических часов и др.[4]
Человек всегда стремился постичь природу сложного, пытаясь ответить на вопросы: как ориентироваться в сложном и нестабильном мире? Какова природа сложного и каковы законы его функционирования и развития? В какой степени предсказуемо поведение сложных систем? Среди сложных систем особый интерес вызывают самоорганизующиеся системы. К такого рода сложным открытым самоорганизующимся системам относятся биологические и социальные системы, которые более всего значимы для человека.
Мир самоорганизующихся систем гораздо богаче, чем мир закрытых, линейных систем. Вместе с тем его сложнее моделировать. Как правило, для решения большинства возникающих здесь нелинейных уравнений требуется сочетание современных аналитических методов и вычислительных экспериментов. Синергетика открывает для точного, количественного, математического исследования такие стороны мира, как его нестабильность, многообразие путей изменения и развития, раскрывает условия существования и устойчивого развития сложных структур, позволяет моделировать катастрофические ситуации и т.п.
Методами синергетики осуществлено моделирование многих сложных самоорганизующихся систем: от морфогенеза в биологии и некоторых аспектов функционирования мозга до флаттера крыла самолета, от молекулярной физики и автоколебательных процессов в химии до эволюции звезд и космологических процессов, от электронных приборов до формирования общественного мнения и демографических процессов. Основной вопрос синергетики — существуют ли общие закономерности, управляющие возникновением самоорганизующихся систем, их структур и функций.
§ 2.1.Открытость.
Итак, предметом синергетики являются сложные самоорганизующиеся системы. Один из основоположников синергетики Г. Хакен определяет понятие самоорганизующейся системы следующим образом:[6]
Мы называем систему самоорганизующейся, если она без специфического воздействия извне обретает какую-то пространственную, временную или функциональную структуру. Под специфическим внешним воздействием мы понимаем такое, которое навязывает системе структуру или функционирование. В случае же самоорганизующихся систем испытывается извне неспецифическое воздействие. Например, жидкость, подогреваемая снизу, совершенно равномерно обретает в результате самоорганизации макроструктуру, образуя шестиугольные ячейки.
Именно по отношению к закрытым системам были сформулированы два начала термодинамики. В соответствии с первым началом в закрытой системе энергия сохраняется, хотя может приобретать различные формы. Второе начало термодинамики гласит, что в замкнутой системе энтропия не может убывать, а лишь возрастает до тех пор, пока не достигнет максимума. Согласно этому началу, запас энергии во Вселенной иссякает, а вся Вселенная неизбежно приближается к «тепловой смерти». Ход событий во Вселенной невозможно повернуть вспять, чтобы воспрепятствовать возрастанию энтропии. Со временем способность Вселенной поддерживать организованные структуры ослабевает, и такие структуры распадаются на менее организованные, которые в большей мере наделены случайными элементами. По мере того как иссякает запас энергии и возрастает энтропия, в системе нивелируются различия. Это значит, что Вселенную ждет все более однородное будущее.
Вместе с тем уже во второй половине XIX в., и особенно в XX в., биология, прежде всего теория эволюции Дарвина, убедительно показала, что эволюция Вселенной не приводит к снижению уровня организации и обеднению разнообразия форм материи. Скорее, наоборот. История и эволюция Вселенной развивают ее от простого к сложному, от низших форм организации к высшим, от менее организованного к более организованному. Иначе говоря, старея, Вселенная обретает все более сложную организацию. Попытки согласовать второе начало термодинамики с выводами биологических и социальных наук долгое время были безуспешными. Классическая термодинамика не могла описывать закономерности открытых систем. Такая возможность появилась только с переходом естествознания к изучению открытых систем.[7]
§ 2.2. Неравновесность
§ 2.3. Нелинейность.
Но если большинство систем Вселенной носит открытый характер, то это значит, что во Вселенной доминируют не стабильность и равновесие, а неустойчивость и неравновесность. Вследствие этого Вселенная оказывается способной к развитию, эволюции, самоорганизации. Стабильные и равновесные системы не способны к самоорганизации, они являются тупиками эволюции.
Неравновесные системы благодаря избирательности к внешним воздействиям среды воспринимают различия во внешней среде и «учитывают» их в своем функционировании. При этом некоторые слабые воздействия могут оказывать большее влияние на эволюцию системы, чем воздействия, хотя и более сильные, но не адекватные собственным тенденциям системы. Иначе говоря, на нелинейные системы не распространяется принцип суперпозиции: здесь возможны ситуации, когда эффект от совместного действия причин А и В не имеет ничего общего с результатами воздействия А и В по отдельности.[8]
Нелинейные системы, являясь неравновесными и открытыми, сами создают и поддерживают неоднородности в среде. В таких условиях между системой и средой могут иногда создаваться отношения обратной положительной связи, т.е. система влияет на свою среду таким образом, что в среде вырабатываются условия, которые в свою очередь обусловливают изменения в самой этой системе. Последствия такого рода взаимодействия открытой системы и ее среды могут быть самыми неожиданными и необычными.
В переломный момент самоорганизации принципиально неизвестно, в каком направлении будет происходить дальнейшее развитие: станет ли состояние системы хаотическим или она перейдет на новый, более высокий уровень упорядоченности и организации. В точке бифуркации система как бы колеблется перед выбором того или иного пути организации, пути развития. В таком состоянии небольшая флуктуация может послужить началом эволюции системы в некотором определенном направлении, одновременно отсекая при этом возможности развития в других направлениях.
Переход от Хаоса к Порядку вполне поддается математическому моделированию.[10] Более того, в природе существует не так уж много универсальных моделей такого перехода. Качественные переходы в самых разных сферах действительности подчиняются подчас одному и тому же математическому сценарию.
Будем считать систему сложной, если она состоит из большого числа взаимосвязанных и взаимодействующих между собой элементов, каждый из которых может быть представлен в виде системы. В качестве содержания теории развития сложных систем можно рассматривать совокупность методологических подходов, позволяющих строить модели процессов развития сложных систем, используя достижения различных наук, а также методы анализа получаемых моделей.
Обычное для теории простых систем требование адекватности модели оригиналу для моделей сложных систем приводит к непомерному росту их размерности, приводящему к их неосуществимости. Ситуация для построения теории кажется безнадежной, она действительно оказывается таковой, если не произвести некоторого разумного отступления от непомерных требований адекватности теории и вместе с тем не отступать от требований ее объективности.
Теоретические модели систем строятся на основании синтеза обобщенных представлений об отдельных слагающих их процессах и явлениях, основываясь на фундаментальных законах, описывающих поведение вещества, энергии, информации. Теоретическая модель описывает абстрактную систему, и для первоначального вывода ее соотношений не требуется данных о наблюдениях за параметрами конкретной системы. Модель строится на основе обобщения априорных представлений о структуре системы и механизма связей между слагающими ее элементами.
Наряду с эмпирическими и теоретическими используются и полуэмпирические модели. Для них математические выражения получаются теоретическим путем с точностью до эмпирически получаемых констант, либо в общей системе соотношений моделей наряду с теоретическими выражениями используются и эмпирические.
Для некоторых систем единственная возможность оценить правильность теоретической модели состоит в проведении численных экспериментов с использованием математических моделей. Поведение модели не должно противоречить общим представлениям о закономерностях поведения процессов.
Теоретическая модель описывает не конкретную систему, а класс систем. Поэтому проверка теоретической модели возможна при исследовании конкретных частично или полностью наблюдаемых систем. Затем проверенную таким образом теоретическую модель можно применять для описания и изучения конкретных ненаблюдаемых систем, относящихся к тому же либо к более узкому классу.
Строго обосновать выражение «модели относятся к одному и тому же классу» несколько затруднительно. Мы будем рассматривать класс развивающихся систем, к которому могут относиться системы искусственные, живой и неживой природы, социальные и т.п.
Между эмпирическими, полуэмпирическими и теоретическими моделями не существует резкой границы. Любые математические модели, в конечном счете, выражаются через параметры, определяемые экспериментальным путем. Все различия между тремя упомянутыми типами моделей сводятся к степени общности представлений, относящихся к данной модели, а именно: или они относятся непосредственно к изучаемому конкретному объекту, или связаны с классом таких объектов, или же, наконец, связаны с классом явлений, наблюдающихся в природе
Большинство процессов столь сложно, что при современном состоянии науки очень редко удается создать их универсальную теорию, действующую во все времена и на всех участках рассматриваемого процесса. Вместо этого нужно посредством экспериментов и наблюдений постараться понять ведущие факторы, которые определяют поведение системы. Выделив эти факторы, следует абстрагироваться от других, менее существенных, построить более простую математическую модель, которая учитывает лишь выделенные факторы. К внешним факторам будем относить такие, которые влияют на параметры изучаемой модели, но сами на исследуемом временном отрезке не испытывают обратного влияния.
В синергетике делается попытка описать развитие мира в соответствии с его внутренними законами развития, опираясь при этом на результаты всего комплекса естественных наук. Для нашего анализа представляется важным то, что одним из основных понятий синергетики является понятие нелинейности. [16]
Математические исследования природы линейности и нелинейности, так или иначе, обусловливались потребностями развития физики. Постановка задачи о нелинейности связана с именами Рэлея, Д’Аламбера, Пуанкаре, которые исследовали математическую модель струны и другие модели при помощи дифференциальных уравнений.
В 30-е годы XX в. на первое место в области обыкновенных дифференциальных уравнений встают проблемы качественной теории. Значительное влияние на ее развитие оказывают потребности физики, особенно нелинейной теории колебаний. Физикам Андронову и Мандельштаму принадлежит здесь целый ряд важных математических идей и разработок. Мандельштам первым обратил внимание на необходимость выработки в физике нового «нелинейного мышления». До его работ существовали лишь отдельные частные подходы к анализу отдельных нелинейностей в различных физических задачах. Роль Мандельштама состоит в том, что он отчетливо понял всеобщность нелинейных явлений, сумел увидеть, что возможности линейной теории принципиально ограничены, что за ее пределами лежит огромный круг явлений, требующих разработки новых нелинейных методов анализа.
Возникают вопросы: какова роль нелинейности, зачем необходимо разрабатывать нелинейные модели, если большое количество физических процессов можно объяснить с помощью линейных моделей или же свести нелинейные задачи к линейным? Ответ на эти вопросы состоит в следующем: линейные задачи рассматривают лишь рост, течения процессов, нелинейность же описывает фазу их стабилизации, возможность существования нескольких типов структур. В то же время нелинейность выражает тенденцию различных физических процессов к неустойчивости, тенденцию перехода к хаотическому движению. Таким образом, сочетание линейности и нелинейности дает более адекватное отражение реальных процессов, так как с их помощью выражается единство устойчивости и изменчивости, являющееся ядром сущности всякого движения.
Решение многочисленных проблем, возникающих при описании перехода от регулярного к стохастическому движению, связывается с развитием стохастической или хаотической динамики.
Удалось показать, что с помощью уравнений, предложенных Х.Лоренцем, либо систем уравнений, включающих странные аттракторы, возможно описание поведения некоторых типов плазменных волн, химических реакций в открытых системах, циклов солнечной активности. закономерностей изменения численности биологических сообществ, исследование вопросов, связанных с генерацией лазеров в некотором диапазоне параметров.
Синергетика, используя единство линейности и нелинейности, выражает в теории те аспекты материального единства мира, которые связаны с общими свойствами саморазвития сложных систем.[17] Нелинейные уравнения, составляющие основу этой теории, позволяют с помощью достаточно простых моделей описывать самые различные материальные процессы. Причем, даже не решая этих уравнений, можно выработать представление о качественно новых чертах тех процессов, которые этими уравнениями описываются.
Теория описания сложных хаотических процессов М.Фейгенбаума представляет интерес, ибо автор, по существу, исходит из признания материального единства мира и пытается найти то общее, что присуще хаотическим процессам различной природы. Эта теория показывает, что поведение всех диссипативных систем вблизи перехода к хаотическому движению носит универсальный характер. Теория дает возможность описать поведение той или иной системы за пределами возможности других математических представлений.
Для выявления наиболее общих закономерностей поведения нужны макромодели, которые имеют наиболее высокий уровень обобщения. Возможно, такой моделью может быть модель процесса развития, построенная на основе информационной концепции. [18]
Для появления согласованных направленных процессов в системе необходимо использование информации в процессе функционирования системы. Если использования нет, то новые признаки у элементов появляются независимо от того, какие признаки есть у других элементов. Если нет использования информации, то нет ее накопления во внешней среде, а, следовательно, нет передачи накопленной информации из внешней среды в систему. Организация в системе связана с локализацией элементов, обладающих определенными признаками, с концентрацией этих элементов, то есть образованием диссипативной структуры. Локализованные диссипативные структуры имеют способность накапливать информацию за счет своего рода «примитивной памяти». Такая локализация происходит благодаря самоинструктирующему процессу использования информации.
В процессе использования информации происходит отбор тех элементов-признаков, которые дают преимущества в ходе развития. Использование информации не является ее атрибутом, а лишь свойством, проявляющимся в определенных условиях.
В самоорганизующейся системе возможный максимальный беспорядок увеличивается за счет присоединения новых элементов к системе. Но простое добавление элементов в систему еще не превращает ее в самоорганизующуюся. Во время добавления элементов к системе энтропия системы должна сохраняться постоянной. Для выполнения этого условия необходимо выделение отрицательной энтропии из окружающей среды, т.е. дополнительный ввод энергии, информации в систему, который выражается в передаче накопленной информации из внешней среды в систему.
Естественный отбор означает сравнительную оценку фенотипов применительно к данной экологической нише, т.е. поиск оптимальной ценности.
Обращаясь к вышеизложенной концептуальной модели развития, отметим, что этапу преобразующего отбора соответствует состояние неустойчивости, т.е. этап зарождения и формирования новой системы. Переход от этапа формирования к эволюции отобранного состояния можно рассматривать как скачок в развитии.[19]
1. Хакен Г. Информация и самоорганизация. Макроскопический подход к сложным системам. М., 1991.
2. Николис Г., Пригожин И. Познание сложного. М., 1990;
3. Пригожин И., Стенгерс И. Время. Хаос и Квант. М., 1994;
4. Князева Е.Н., Курдюков С.П. Основания синергетики. СПб., 2002;
5. Капица С.П., Курдюмов С.П., Малинецкий Г.Г. Синергетика и прогнозы будущего. М., 1997.
[1] Хакен Г. Информация и самоорганизация. Макроскопический подход к сложным системам. М., 1991. С. 271
[2] Хакен Г. Информация и самоорганизация. Макроскопический подход к сложным системам. М., 1991. С. 279
[3] Пригожин И., Стенгерс И. Время. Хаос и Квант. М., 1994 С. 93
[4] Пригожин И., Стенгерс И. Время. Хаос и Квант. М., 1994 С. 127
[5] Николис Г., Пригожин И. Познание сложного. М., 1990 С. 227
Хакен Г. Информация и самоорганизация. Макроскопический подход к сложным системам. М., 1991. С. 140
[7] Николис Г., Пригожин И. Познание сложного. М., 1990 С. 293
[8] Капица С.П., Курдюмов С.П., Малинецкий Г.Г. Синергетика и прогнозы будущего. М., 1997. С. 329
[9] Капица С.П., Курдюмов С.П., Малинецкий Г.Г. Синергетика и прогнозы будущего. М., 1997. С. 361
[10] Пригожин И., Стенгерс И. Время. Хаос и Квант. М., 1994 С. 287
[11] Капица С.П., Курдюмов С.П., Малинецкий Г.Г. Синергетика и прогнозы будущего. М., 1997. С. 418
[12] Капица С.П., Курдюмов С.П., Малинецкий Г.Г. Синергетика и прогнозы будущего. М., 1997. С. 183
[13] Капица С.П., Курдюмов С.П., Малинецкий Г.Г. Синергетика и прогнозы будущего. М., 1997. С. 228
[14] Капица С.П., Курдюмов С.П., Малинецкий Г.Г. Синергетика и прогнозы будущего. М., 1997. С. 380
[15] Князева Е.Н., Курдюков С.П. Основания синергетики. СПб., 2002 С. 132
[16] Князева Е.Н., Курдюков С.П. Основания синергетики. СПб., 2002 С. 138
[17] Князева Е.Н., Курдюков С.П. Основания синергетики. СПб., 2002 С. 148
[18] Капица С.П., Курдюмов С.П., Малинецкий Г.Г. Синергетика и прогнозы будущего. М., 1997. С. 219
[19] Капица С.П., Курдюмов С.П., Малинецкий Г.Г. Синергетика и прогнозы будущего. М., 1997. С. 440