Постнеклассическая парадигма, синергетика и теории хаоса.
Классическая парадигма: человек задает вопрос природе (объекту), природа отвечает. Предполагается, что влияние средств наблюдения в эксперименте можно всегда сделать пренебрежимо малым.
Классика: Субъект - Средства - (Объект). В рассмотрении предполагается только объект. Это идеалы классической рациональности, объективности научного знания, незыблемости открываемых законов природы, которые в полной мере реализованы в ньютоновской механике, имеющей дело с макротелами.
Неклассическая парадигма: человек задает вопрос природе, природа отвечает, но ответ теперь зависит от способа вопрошания, от контекста вопроса (не только от средств наблюдения при проведении эксперимента, но и от возможности проведения совместных наблюдений различных величин). Возникает принцип относительности результата к средствам наблюдения, принципиальная неустранимость влияния наблюдения на систему. Понятие объективности в единичном эксперименте размывается.
Неклассика: Субъект - (Средства - Объект). В рассмотрении учитываются не только объект, но и средства. Этот подход впервые возникает в теории относительности, где пространственно-временные интервалы зависят от системы отсчета наблюдателя, и в квантовой механике, где невозможно подсматривать за микрочастицей, неустранимо не искажая ее характеристики. Аналогичные свойства проявляют живые системы и психика. В человеческих отношениях форма вопроса и тон его в большой степени определяют ответ.
Постнеклассическая парадигма: человек задает вопрос природе, природа отвечает, но ответ теперь зависит и от способа вопрошания и от способности понимания вопрошающего. В рассмотрение приходится вводить культурный уровень субъекта, его психологические, профессиональные и социальные установки, которые ранее наука не рассматривала.
Постнеклассика: (Субъект - Средства - Объект). Теперь в рассмотрении все участники опыта: субъект, средства, объект. Это дает возможность замкнуть информационную петлю через сознание субъекта. Возникает многократное прочтение текста природы, изменение в повторных опытах представлений и ней, возникновение эволюции взглядов на природу. Считается, что область приложения постнеклассики много шире точного естествознания и призвана синтезировать науки о неживом - живом - разумном.
Отличительный признак классической науки - абстрагирование от всего, что не относится к познаваемому объекту, неклассической науки - экспликация не только объекта, но и средств познания, постнеклассической - легализация ценностей субъекта в качестве ориентира познания
Современная постнеклассическая науки связана с объектами современных междисциплинарных исследований чаще становятся уникальные системы, характеризующиеся открытостью и саморазвитием.
Автор понятия «постнеклассика» - Стёпин Вячеслав Семёнович директор Института философии АН СССР, с 1992 — Институт философии РАН (1988—2006)
Степин В.С. Научное познание и ценности техногенной цивилизации // Вопросы философии. - 1989. - № 10. - С. 3-18.
Степин В.С. Теоретическое знание. Москва 1999 Глава VII. Стратегии теоретического исследования в эпоху постнеклассической науки
Степин В.С. Саморазвивающиеся системы и постнеклассическая рациональность // Вопросы философии. 2003. № 8.
Парадигмальная несовместимость классической физики и биологии обнаружилась в XIX столетии как противоречие между положениями эволюционной теории Дарвина и второго начала термодинамики. Если биологическая теория говорила о созидании в процессе эволюции все более сложных и упорядоченных живых систем, то термодинамика — о разрушении, о непрерывном росте энтропии. Эти коллизии между физикой и биологией требовали своего разрешения и предпосылками тому могло бы выступить эволюционное рассмотрение Вселенной в целом, трансляция эволюционного подхода в физику, приводящего к переформулировкам фундаментальных физических теорий. Но эта возможность возникла только в настоящее время, в науке последней трети XX столетия.
Современные (постнеклассические) тенденции синтеза научных знаний выражаются в стремлении построить общенаучную картину мира на основе принципов универсального эволюционизма, объединяющих в единое целое идеи системного и эволюционного подходов. Осознается возможности объединения представлений о трех основных сферах бытия — неживой природе, органическом мире и социальной жизни — в целостную научную картину на основе базисных принципов, имеющих общенаучный статус.
В естествознании первыми фундаментальными науками, столкнувшимися с необходимостью учитывать особенности исторически развивающихся систем, были биология, астрономия и науки о Земле. В них сформировались картины реальности, включающие идею историзма представления об уникальных развивающихся объектах (биосфера, метагалактика, Земля как система взаимодействия геологических, биологических и техногенных процессов).
Определяющее значение в утверждении универсального эволюционизма как принципа построения современной общенаучной картины мира сыграли три важнейших концептуальных направления в науке XX века: во-первых, теория нестационарной Вселенной; во-вторых, синергетика; в-третьих, теория биологической эволюции и развитая на ее основе концепция биосферы и ноосферы.
Концепция самоорганизации или синергетика
До настоящего времени оставались непонятными те законы, благодаря которым неживые, простые вещества смогли организоваться в сложные по своей структуре органические молекулы живых тканей, положить начало жизни на нашей планете. Одна из фундаментальных проблем, из которых выросла наука о самоорганизации – задача доказательства возможности возникновения сложного поведения неживой материи.
Самоорганизация — процессы спонтанного упорядочивания, возникновения пространственных, временных, пространственно-временных или функциональных структур, протекающие в открытых нелинейных системах.
Тогда как замкнутые выведенные из равновесия системы стремятся вернуться к равновесному состоянию и при этом энтропия (показатель степени хаотичности их поведения) стремится к максимальному значению (II начало термодинамики), открытые системы, находящиеся в сильно неравновесных условиях, могут совершать переход от беспорядка, хаоса, к порядку.
Нелинейность означает многовариантность эволюции, возможность неожиданных изменений темпа и направления течения процессов, наличие так называемых точек бифуркации, точек ветвления путей эволюции. Вблизи точки бифуркации резко возрастает роль незначительных случайных возмущений, или флуктуации, которые могут приводить к возникновению новой макроскопической структуры.
Изучая процессы самоорганизации, происходящие в лазере, немецкий физик Герман Хакен (р. 1927) назвал новое направление исследований синергетикой, что в переводе с древнегреческого означает совместное действие, или взаимодействие, и хорошо передает смысл и цель нового подхода к изучению явлений. Так он и назвал свою главную книгу «Синергетика » (1978).
Наглядной иллюстрацией процессов самоорганизации может служить работа лазера Слово «лазер» – аббревиатура слов английской фразы «Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation», с помощью которого можно получать мощные оптические излучения. Лазерные установки начали создавать в 1950-е годы. Суть его функционирования в следующем: хаотические колебательные движения частиц составляющих среду, порождающую лазер, (например газа) благодаря поступлению энергии извне, (например, электрическому разряду), приводятся в согласованное коллективное движение. Эти частицы начинают колебаться в одинаковой фазе и вследствие этого мощность излучения проходящего через эту среду, состоящую из таких частиц многократно увеличивается. Этот пример свидетельствует о том, что в результате взаимодействия системы со средой за счет поступления дополнительной энергии прежние флуктуации, или случайные колебания, ее элементов, превращаются в согласованное коллективное движение. На этой основе возникают кооперативные процессы, и происходит самоорганизация системы.
Важное влияние на изучение самоорганизации оказали исследования химического катализа (от греч. katálysis – разрушение), изменение скорости химических реакций в присутствии веществ (катализаторов) вступающих в промежуточное химическое взаимодействие с реагирующими веществами, но восстанавливающих после каждого цикла промежуточных взаимодействий свой химический состав.
1951 г. незамеченный сначала опыт незамеченного при жизни советского учёного Белоусова. Он не смог сделать должных теоретических выводов из своего опыта. В ходе реакции окисления лимонной кислоты броматом BrO3-, катализируемой ионами церия, были обнаружены регулярные периодические колебания окраски раствора от бесцветной (цвет ионов Се3+) к желтой (цвет ионов Се4+) и наоборот. Это было революционное открытие в химии. С него начался период принято считать началом современной истории исследований колебательных химических реакций.
В 1961 году А. М. Жаботинский, тогда аспирант МГУ, обратил внимание на ту же самую систему. Изучил её более глубоко. С тех пор она получила название реакции или системы Белоусова-Жаботинского. Сложной пространственно-временной организации, проявляемой системой Белоусова-Жаботинского в отсутствие перемешивания, со временем нашлись аналогии в природе, в самоорганизующихся биологических системах.
Если самоорганизация при наличии соответствующих условий может возникнуть в самом фундаменте здания материи, то вполне обоснованно предположить, что на более высоких уровнях организации она может закономерно привести к возникновению жизни во Вселенной.
Жизнь сама готовит условия для своей дальнейшей эволюции. Предполагают, что первыми стали осваивать Землю растения, которые появились примерно 50 миллионов лет назад. Спустя примерно столько же лет появились первые животные, которые стали использовать растения в качестве пищи, а выделенные растениями кислород в качестве дыхания. Это и есть самоорганизация биосферы.
Из статьи Хакен. Г. Можем ли мы применять синергетику в науках о человеке?
Многие объекты, изучаемые в науках о человеке, могут так или иначе рассматриваться как системы. Такие объекты состоят из многих частей, взаимодействующих друг с другом более или менее сложным образом. Примерами могут служить общество, которое составляют люди, организм с его клетками, мозг с его нейронами. Через кооперацию отдельных частей у системы появляются новые качества, поэтому многие из этих качеств выявляют эффекты самоорганизации.
Следующее понятие, используемое в синергетике – управляющий параметр, который может быть представлен как одиночным, так и несколькими управляющими параметрами. Их количество фиксировано и налагается на систему извне – управляющие параметры не меняются по мере изменения системы. Примером снова может быть среднее число пешеходов, которые должны двигаться по некоторой улице
Синергетика фокусирует свое внимание на тех ситуациях, в которых поведение системы изменяется качественно при изменении управляющих параметров. Как изменится движение пешеходов, когда плотность их потока внезапно увеличится? И изменится ли оно качественно вообще? Например, когда плотность низка, пешеходы будут двигаться независимо друг от друга, но при более высокой плотности потока они уже начинают группироваться или увеличивать темп своего движения.
Если структура сохраняется при изменении условий среды, т. е. управляющих параметров, то эта структура называется устойчивой или структурно устойчивой. Но если структура изменяется, мы говорим об относительной неустойчивости. Как было сказано прежде, синергетика фокусирует свое внимание на качественных изменениями тех случаях неустойчивости, которые вызваны изменением параметров управления. В условиях нового управляющего параметра система сама создает специфические структуры, что и называется самоорганизацией.
Вместо того, чтобы описывать поведение системы посредством описания отдельных ее частей, нам нужно иметь дело или описывать поведение только ключевых параметров порядка. Другими словами, мы получаем здесь огромное информационное сжатие.
Системы, имеющие несколько параметров порядка будут сложноорганизованными они могут также демонстрировать совершенно неправильное движение, называемое детерминированным хаосом.
Пример из истории языка: Корреляция между звуками и объектами или событиями не могла быть в начале однозначной. Имелась, по-видимому, конкуренция между различными значениями одних и тех же звуков. Со временем корреляция между звуком и значением стала более сильной, и звуки стали более специфическими. В конечном счете, некоторый набор звуков со специфическими корреляциями с событиями был принят всей группой. Другими словами, установился параметр порядка. Отсюда мы можем описать развитие мозга, языка и, возможно, поведение социальных групп. Но что наиболее интересно в контексте синергетики – так это тот факт, что формирование звуковых систем первоначально основано на случайных событиях. Дальнейшие случайные события могли изменить существовавшие языки, когда группы были отдалены друг от друга.