Герман Хакен - Тайны природы. Синергетика - учение о взаимодействии

Из этих коротких пояснений читатель, очевидно, уже получил представление о том, насколько живой и гибкой наукой является синергетика: здесь может обнаружиться множество важных связей между такими отраслями знания, которые на первый взгляд кажутся никак не связанными друг с другом. Я не поддался искушению превратить это карманное издание в энциклопедию; гораздо важнее для меня было при помощи отобранных примеров донести до читателя смысл основных понятий синергетики и показать, как эти понятия снова и снова становятся фундаментом для интерпретации процессов самоорганизации.

Прошедшее десятилетие принесло нам множество удивительных открытий, сделанных благодаря использованию принципов синергетики, и я не сомневаюсь в том, что исследователи самоорганизующихся комплексных систем находятся еще только в самом начале долгого интересного пути.

Я благодарен госпоже Ирмгард Мёллер за быструю и тщательную работу при подготовке дополнений к этой книге, а также доктору Марку Нейфельду и г-ну Андреасу Даффертсхоферу — за работу с новыми иллюстрациями.

Герман Хакен

Штутгарт,

осень 1994 года

Природа — и прежде всего, растительный и животный мир — вновь и вновь поражает нас разнообразием своих форм и изяществом их структур, взаимодействие отдельных элементов которых исполнено глубочайшего смысла. Прежде люди видели во всем этом проявление божественной сущности. Сегодняшняя наука ищет в первую очередь ответы на другие вопросы: как возникают эти структуры? какие силы порождают их? Еще совсем недавно казалось, что подобная постановка вопросов — подразумевающая, помимо прочего, самозарождение структур — противоречит всем физическим принципам. Настоящая книга призвана произвести поворот в нашем мышлении, причем начнем мы с осознания того, что и в мире неживой природы новые упорядоченные структуры могут возникать из неупорядоченного хаоса и сохраняться неизменными при наличии постоянного притока энергии. В книге читатель найдет в высшей степени наглядные этому подтверждения из физики и химии: например, принцип действия лазера, возникновение ячеистых структур в нагреваемой жидкости, химические спиральные волны. Как становится ясно уже из названных примеров, процессы образования новых структур подчинены неким всеобщим закономерностям. Это позволяет нам перейти к более сложным проблемам, например к вопросу о том, каким образом происходит рост животных клеток, или о том, как взаимоотношения отдельных коммерческих предприятий могут определять общую экономическую картину, или же попытаться разобраться в том, по каким правилам происходит формирование общественного мнения. Каждый из перечисленных процессов характеризуется тем, что в нем принимает участие огромное количество отдельных элементов, так или иначе взаимодействующих между собой, и взаимодействие это исполнено глубокого смысла. Мы, таким образом, имеем дело с комплексными системами, которые можно рассматривать с разных точек зрения: и исследуя поведение и функции отдельных элементов таких системы, и занимаясь преимущественно системами в целом. В первом случае следует исходить из того, что закономерности, в соответствии с которыми существует та или иная система, определяют — подобно правилам игры — поведение отдельных ее элементов, что, в конечном счете, и порождает некий шаблон или эталон поведения; процесс этот очень выразительно описан в книге Ман-фреда Эйгена и Рутхильд Винклер «Игра» (Piper, 1976).

Синергетика — иначе, «наука о взаимодействии» — идет другим путем. Здесь нас зачастую интересуют не отдельные «правила», определяющие образ действия элементов системы, а общие законы, по которым формируются структуры. И хотя всякое сравнение хромает, все же рискнем прибегнуть к метафоре, проведя аналогию с игрой в шахматы. Мы можем снова и снова играть в шахматы, следя при этом за движением фигур на доске; но мы можем и попытаться предсказать исход игры, что в данном случае оказывается совсем не сложно: либо победа достанется белому королю, либо черному, либо ни тому, ни другому (такую никому не принадлежащую победу принято называть «ничьей»). Хотя последовательность отдельных ходов может быть в высшей степени сложной, общий результат игры можно описать буквально в трех словах. То же относится и к исследуемым нами образованиям: нас прежде всего интересуют общие шаблоны, эталонные структуры, образующиеся в результате сложных процессов. Применимость полученных нами данных о коллективном поведении не ограничивается областью чистого научного знания, они имеют самое непосредственное отношение к нашей повседневной — как экономической, так и общественной — жизни. Однако настоящая книга не предлагает готовых решений. Она, скорее, предназначена для придания мышлению некоторого толчка, а отнюдь не представляет собой патентованное руководство к действию. Более того, мы даже выдвинем в качестве тезиса положение о том, что однозначные решения зачастую невозможны, и докажем это, пролив вместе с тем свет на саму сущность конфликтов и способов их преодоления.