Концепции современного естествознания_Бочкарев А.И, Бочкарева Т.. Учебник для студентов вузов А. И. Бочкарёв, Т. С. Бочкарёва, С. В. Саксонов под ред проф. А. И. Бочкарёва. Тольятти тгус, 2008. 386 с
 Скачать 2.96 Mb.
|
|
9.4. Принципы синергетики, эволюционная триада и синергетическая среда в постижении природы Синергетический подход к познанию, точнее к постижению Природы, расставляет точки над и в том смысле, что становится более понятным, что знания не приобретают как вещь, ими овладевают с тем, чтобы в дальнейшем обладать, не терять самообладания и действовать, и жить правильно. Поэтому, знания, полученные в синергетической образовательной среде способствуют постижению действительности на фундаментальном уровне без отторжения. Проектирование – это деятельность в областях, где недостаточно только линейного мышления как указывал Б.Ф. Ломов. Поэтому интересен подход Дж. Джонса к видению структуры постижения природы, состоящего из трех ступеней: дивергенции, трансформации и конвергенции. Дивергенция характеризуется крайней неустойчивостью и условностью целей, сознательной установкой на критическое восприятие действительности, разрушение стереотипов, использование предельно широких метафор и крайне далеких ассоциаций. Трансформация направлена на упорядочение поля поиска, его концептуальную структуризацию, на поиск языка данной задачи, пригодного для ее целостного и точного выражения. Это ступень выделения альтернатив и параллелей в решении исходной задачи. Наконец, конвергенция – это настойчивая и жесткая направленность на усечение проектного поля, сокращение числа альтернатив, детализацию отобранных моделей и так далее. Исследователи говорят о двух диаметрально противоположных стратегиях проектирования: от внешнего – к внутреннему (из соображений целостного облика к его конструктивным деталям) и от внутреннего к внешнему (стратегия увязки, сведения отдельных элементов в целостный облик). Эти подходы к проектированию созвучны принципам синергетики. На создание технологий нацелено проектирование. В самом проектировании как деятельности можно обнаружить свою совокупность инструментальных средств, свой подход к информационным ресурсам и, особенно подчеркнем, свой нелинейный (синергетический) стиль мышления, свой ценностный мир. Выделение этих взаимосвязанных компонентов позволяет представить проектирование синергетической среды образовательного процесса современного естествознания как нелинейную динамическую систему, генерирующую в заданных пределах деятельную структуру общества и способ жизни, определяющую современное состояние образования и перспективы развития человечества. Под синергетической средой в системе мы понимаем совокупность материальных, духовных факторов и средств в открытой системе, в которой при взаимодействии ее частей на основе динамической иерархичности и наблюдаемости возникает усиление управляющих воздействий, согласование темпов и уровней развития управляемых, становление творческой личности, сочетающей рациональные и иррациональные компоненты мышления, имеющей целостное мировоззрение и познающей природу без отторжения на фундаментальном уровне. Успехи в области современных высоких технологий, внедрение курсов «Концепции современного естествознания» с использованием его гуманитарного потенциала, делают проблему проектирования синергетической среды в системе образования и формирования синергетического стиля мышления актуальной. Эффективность социальных технологий 21 века, видимо, будет зависеть от решения задач, связанных с этой проблемой. Проектирование синергетической среды в социальной сфере обеспечит сочетание рационального и иррационального в процессе социального взаимодействия, формирование метаязыка аналогий, понятного естественнику и гуманитарию. Гуманитарный потенциал современного естествознания связан, прежде всего, с развитием мышления, формированием целостного мировоззрения, воспитанием чувств. Известны семь принципов синергетики, из них: два принципа Бытия: иерархичность; гомеостатичность; и пять принципов Становления: незамкнутость; неравновесность; нелинейность; динамическая иерархичность, циклическая коммуникативность, принцип дополнительности (обобщение принципа подчинения – рождение параметров порядка); наблюдаемость. Именно последние два включают принципы дополнительности и соответствия, кольцевой (циклической) коммуникативности и относительности к средствам наблюдения, позволяя начать диалог между внутренним наблюдателем (природа индивида) и внешним наблюдателем (жизнедеятельность в процессе познания природы) в синергетической среде. Под проектированием синергетической среды в системе будем понимать процесс создания в системе такой совокупности информационно-методических, эргономических, экономических, правовых условий и средств управления на базе принципов синергетики, которая обеспечит становление в социуме творческой личности, имеющей опыт безопасной жизнедеятельности на стадии обучения, воспитания и развития. Под формированием синергетического стиля мышления будем понимать деятельность в синергетической среде, направленную на практическое использование алгоритма реальности обучающими и обучаемыми, сочетающими рациональные и иррациональные компоненты мышления, основываясь на целостном мировоззрении и познании мира на фундаментальном уровне без отторжения. Синергетический стиль мышления – это многостороннее, нелинейное, открытое мышление, совокупность и гармоничное сочетание понятийного и образного мышления, связующим (синхронизирующим) фактором которого является алгоритм реальности. Под алгоритмом реальности будем понимать конечную последовательность предписаний, достаточную для оценивания состояния системы в развитии через связь прошлого и будущего в настоящем. Именно проектирование синергетической среды, прежде всего в социальной сфере способствует формированию синергетического стиля мышления и отображению реальности в её процессуальном единстве. Культура личности в сочетании с её нелинейным синергетическим стилем мышления, «…владеющей методологией циклично-волнового освоения будущего, становится главными целями современного неклассического опережающего образования. Это образование формирует нового человека, опираясь на новую синергетическую парадигму фундаментальности образования, в которой каждый образовательный цикл завершается синтетически-целостной картиной мира, причем роль синтезаторов выполняют проблемно-организованные, концептуальные дисциплины, выполняющие функцию содержательного метапроектирования образовательного процесса» (А.И. Суббето). К таким синтезаторам как раз и относится изучаемая дисциплина «Концепции современного естествознания». Познание (постижение) природы на фундаментальном уровне без отторжения следуя синергетической парадигме фундаментальности, может быть пояснен в следующих рассуждениях. Два принципа бытия: иерархичность и гомеостатичность описывают изолированную систему, где вся активность заключена во власти, в «праве первой ночи для господина» в «праве силы» и др. в целом иллюстрирует «наследственность» дарвинской триады, (так было так есть и так будет всегда?!.) Если система изолирована, в ней, как известно все сохраняется: энергия, вещество, импульс, информация и.т.д. Это стадия бытия, которое определяет со-знание (совместное знание). Ситуация меняется, если система приоткрывается, проходя три запрета: – незамкнутость («нет замка и нет кнута», «бери больше – кидай дальше», «куй железо, пока горячо»); – неравновесность; – нелинейность (многовариантность, несколько путей развития, необратимость вследствие диссипации эмерджентности случайных событий) в сочетании с принципом; – дополнительности составляет «изменчивость» дарвинской триады. И, наконец, циклическая коммуникативность и наблюдаемость составляют «отбор» дарвинской триады. Такие рассуждения сближают современные принципы синергетики в соответствии с принципом соответствия с дарвинской эволюционной триадой: «наследственность», «изменчивость», «отбор». Если посмотреть на график рис. 9, то принципы бытия находятся в стадии пороговой нечувствительности системы, третий, четвертый принципы синергетики находятся в первом предельном цикле (мягкого возбуждения) или «детской системы»; пятый принцип вершит «золотую середину» (равенства активности и пассивности) и переход системы во второй предельный цикл (жесткого возбуждения) «взрослости системы», когда ее притягивает ко второму аттрактору, в котором активность ослабевает, система достигает «насыщения» (второе равенство активности и пассивности: резонанс). Если взять производную от кривой активности, то получиться колоколообразный график с вершиной в точке равенства активности и пассивности (принцип нелинейности). Это граница перехода из прошлого в будущее, своего рода «потенциальный барьер необратимости, или как в народе говорят «куда ни кинь – везде клин», т.е. равенства активности и пассивности, после чего следуют качественные изменения. В физике это называется резонансом, в биологии – генетический механизм самоорганизации, в экономике равенство дебета и кредита (баланс) и др. В конечном состоянии рассмотренного цикла пассивность в системе превышает активность, и система на более высоком уровне становится похожей на «детскую» систему, и все повторяется вновь. 9.5. Принципы нелинейного образа мира Первая научная картина мира была построена И. Ньютоном, несмотря на внутреннюю парадоксальность, она оказалась удивительно плодотворной, на долгие годы, предопределив самодвижение научного познания мира. В этой удивительной Вселенной не было места случайностям, все события были строго предопределены жестким законом причинности. А у времени было еще одно странное свойство: из уравнений классической механики следовало, что во Вселенной не изменится ничего, если оно вдруг начнет течь в противоположном направлении. Все было бы хорошо, если бы не одна особенность реального мира – его склонность к хаотическим состояниям. С точки зрения классики – это нонсенс, то, чего быть не может. Открытия термодинамики заставили посмотреть на проблему по-иному: был сделан вывод, что хаос, состояние «тепловой смерти» – это неизбежное конечное состояние мира. Стало ясно, что, не найдя научного подхода к изучению явлений хаоса, мы заведем научное познание мира в тупик. Существовал простой способ преодоления этих трудностей: следовало превратить проблему в принцип. Хаос – это свободная игра факторов, каждый из которых, взятый сам по себе, может показаться второстепенным, незначительным. В уравнениях математической физики такие факторы учитываются в форме нелинейных членов, т.е. таких, которые имеют степень, отличную от первой. А потому теорией хаоса должна была стать нелинейная наука. Классическая картина мира основана на принципе детерминизма, на отрицании роли случайностей. Законы природы, сформулированные в рамках классики, выражают определенность. Реальная Вселенная мало похожа на этот образ. Для нее характерны: стохастичность, нелинейность, неопределенность, необратимость. Понятие «стрелы времени» утрачивает для нее прежний, ясный смысл. В нелинейной Вселенной законы природы выражают не определенность, а возможность и вероятность. Случайности в этой Вселенной играют фундаментальную роль, а ее наиболее характерным свойством являются процессы самоорганизации, в которых и сам хаос играет конструктивную роль. Формирование научного аппарата нелинейной картины мира происходило по нескольким направлениям. В математике это теория особенностей (А. Пуанкаре, А.А. Андронов, X. Уитни) и теория катастроф (Р. Том, К. Зиман, В.И. Арнольд). Ключевые термины, введенные в этих теориях, это бифуркация –процесс качественной перестройки и ветвления эволюционных паттернов системы, катастрофы – скачкообразные изменения свойств системы, возникающие на фоне плавного изменения параметров, аттрактор – «притягивающее» состояние, в котором за счет отрицательных обратных связей автоматически подавляются малые возмущения. Рассмотрим базовые принципы нелинейного образа мира. Во-первых, это принцип открытости. Система является открытой, если она обладает источниками и стоками по веществу, энергии и/или информации. Во-вторых, это принципы нелинейности. В-третьих, это когерентность, т.е. самосогласованность сложных процессов используется, например, в лазерах. Опираясь на эти принципы, перечислим основные отличительные свойства мира, подчиняющегося нелинейным закономерностям. Необратимость эволюционных процессов. Барьер, который препятствует стреле времени обратить свой вектор в противоположную сторону, образует нелинейные процессы. Бифуркационный характер эволюции. Принципиальная отличительная особенность развития нелинейных систем – чередование периодов относительно монотонного самодвижения в режиме аттракции и зон бифуркации, где система утрачивает устойчивость по отношению к малым возмущениям. В результате за зоной бифуркации открывается целый диапазон альтернативных эволюционных сценариев. Это означает переход от жесткого лапласовского принципа детерминизма к бифуркационному вероятностному принципу причинно-следственных связей. 3. Динамизм структуры саморазвивающихся систем. Существуют два типа кризисов эволюционирующей системы – структурный и системный. В случае первого после зоны бифуркации такая система может сохранить устойчивость за счет перестройки своей структуры, во втором – переходит на качественно новый уровень. 4. Новое понимание будущего. К зоне бифуркации примыкает спектр альтернативных виртуальных сценариев эволюции. И, следовательно, паттерны грядущего существуют уже сегодня, будущее оказывает влияние на текущий процесс – этот вывод полностью противоречит классике. Нелинейная наука ведет к эволюционной синергетической парадигме. Принятие этой парадигмы означает, во-первых, отказ от базовых постулатов традиционной науки: принципов существования абсолютно достоверной истины и абсолютно достоверного знания; принципа классической причинности; редукционизма; концепции линейности; гипотезы апостериорности, т.е. приобретения знаний исключительно на основе прошлого опыта. Во-вторых, это принятие синергетических принципов конструирования картины мира. Принцип становления: главная форма бытия – не покой, а движение, становление. Эволюционный процесс имеет два полюса: хаос и порядок, деконструкция. Принцип сложности: возможность обобщения, усложнения структуры системы в процессе эволюции. Принцип виртуальности будущего: наличие диапазона альтернативных паттернов в постбифуркационном пространстве-времени. Принцип подчинения: минимальное количество ключевых параметров, регулирующих процесс происхождения бифуркации. Фундаментальная роль случайностей в зоне бифуркации. Принцип фрактальности: главное в становлении не элементы, а целостная структура. Принцип темпоральности: суперпозиция различных темпоритмов элементов системы. Принцип дополнительности: возможность моделирования эволюции системы с помощью нескольких параллельных теоретических подходов. В свое время классическая картина мира показалась удобной для развития гуманитарных научных дисциплин. Адам Смит и Давид Риккардо, создавая политическую экономию, ввели понятие «невидимой руки рынка», принцип которой им подсказали идеи Ньютона о гравитации. Томас Гоббс, разрабатывая теорию государства, вдохновлялся теорией атомного строения материи. Методы нелинейной науки, зародившиеся в сфере естественнонаучного знания, оказались перспективными при исследовании проблем социально-культурной динамики. Самоорганизующихся биологические и социальные систем моделируются методами синергетики их структурных и эволюционных характеристик и получены неплохие результаты, интересные в научном и практическом отношениях. Современный глобальный кризис в значительной мере обусловлен отставанием научной методологии прогнозирования от практических потребностей. Во многом это объясняется тем, что до сих пор не преодолено наследие классической методологии, а принципы нелинейности мышления еще не получили адекватного применения в области научного знания. |