Синергетика — лицом к человеку

В том, что синергетика, занимающаяся изучением сложных (многоэлементных) систем, элементы которых взаимодействуют между собой нелинейным образом, обратилась к изучению столь сложной системы, как человек и человеческое общество, вполне естественно и поэтому не вызывает удивления.

Головной мозг человека

По оценкам современных нейрофизиологов, мозг человека состоит из 10¹¹ нейронов, на каждый из которых приходится по 10⁴ связей. Эти данные достаточно убедительно свидетельствуют о том, что головной мозг человека по праву можно считать сложной системой, какого бы определения сложности мы ни придерживались. Ясно, что детальное описание активности каждого из 10¹¹ нейронов — занятие бесперспективное и довольно бессмысленное. Даже если бы такое описание удалось реализовать, то обилие информации препятствовало бы сколько-нибудь рациональной ее обработке и использованию (налицо была бы ситуация, явно противоречащая шутливой по форме, но глубокой по существу заповеди: «Глупость вычислителя не должна превосходить вычислительные возможности компьютера»).

Не менее сложными объектами для исследования служат электрические и магнитные сигналы, свидетельствующие об активности головного мозга.

И в случае анализа структуры головного мозга, и в случае анализа электро- и магнитоэнцефалограмм необходимо прибегнуть к так называемому «сжатию информации».

Операция «сжатия информации» знакома всем, кто работает в областях, занимающихся изучением сложных систем, но в каждой области производится по-своему. Например, в статистической физике принято отказываться от описания индивидуальных элементов, образующих большой «ансамбль», а описывать усредненные характеристики ансамбля. Нужно ли говорить, что при таком способе сжатия информации неизбежно происходит ее частичная потеря. То же самое можно сказать и о способах сжатия информации, используемых в других науках, занимающихся изучением сложных (многоэлементных) систем.

В отличие от них, синергетика использует принципиально другой подход к сжатию информации, позволяющий избежать частичной потери информации. Синергетический подход основан на использовании так называемого принципа подчинения. Было показано, что каждая сложная система, эволюционируя во времени, достигает такого момента, когда старое состояние теряет устойчивость, и на смену ему приходит новое, первоначально стабильное состояние. Стабильное состояние системы описывается так называемыми параметрами состояния. Их довольно много. В момент перехода из одного состояния в другое в игру вступают так называемые параметры порядка. Их существенно меньше, чем параметров состояния, которые становятся функциями параметров порядка, или, иначе говоря, параметры состояния «подчиняются» параметрам порядка. В результате описание системы резко сокращается — происходит сжатие информации. А поскольку параметры порядка несут в себе всю полноту информации о системе, потери информации не происходит.

Параметры порядка, в свою очередь, являются функциями параметров состояния (принцип круговой причинности).

Важно подчеркнуть, что потеря устойчивости старым состоянием и переход системы в новое, первоначально стабильное состояние происходят без какого бы то ни было воздействия извне вследствие нелинейности самой системы, что дало повод назвать синергетику теорией явлений самоорганизации.

Не следует думать, будто все сказанное в этом разделе является плодом изощренной фантазии теоретиков. Теоретические выводы синергетики убедительно подкреплены экспериментальными данными нейрофизиологов, психологов, психиатров, а кое-какие результаты научных исследований нашли применение в клинической практике.

Синергетический подход оказался плодотворным не только в физиологии головного мозга и высшей нервной деятельности, но и в физиологии движения.

Физиология движения

Совместные исследования, проводимые с 1983 года известным нейрофизиологом Келсо и профессором Г.Хакеном, позволили выявить интересные особенности физиологии движений человека и построить модели зрительного восприятия на основе более ранних исследований Хакена по распознаванию образов.

Выяснено, какие изменения в поведенческих паттернах человека возникают в результате обучения. Понятийный и математический аппарат синергетики оказался полезным и при анализе движений не только человека и животных. Оказалось, что синергетический анализ мелких движений человеческого тела, стремящегося удержаться в вертикальном положении, приводит к результатам, имеющим прогностическую ценность и позволяющим распознавать на ранней стадии скрытые заболевания. Еще одна группа наблюдений была связана с анализом аллюров диких и домашних животных.

Социально-экономическая сфера

Сложное поведение, демонстрируемое различными параметрами, характеризующими социальную и экономическую деятельность человеческого общества, как нельзя лучше поддается анализу синергетическими методами: принцип подчинения, позволяющий осуществить без потерь информации ее сжатие, существенно облегчает анализ и позволяет делать важные прогнозы и принимать обоснованные решения.

Другие применения синергетики

Человеческая деятельность поразительно сложна и разнообразна, но во всех ее разновидностях всякий раз, когда речь заходит об анализе сложных процессов, синергетические методы оказываются эффективными.

Вместе с тем нельзя не предупредить об опасности переоценки возможностей синергетики: синергетика — не панацея, и возможности ее, хотя и широки, но все же ограничены. Чтобы не питать ложных иллюзий относительно того, что может синергетика, ее понятия следует сверять с теми, которые ввел в научный обиход ее создатель — профессор Герман Хакен, директор Института теоретической физики и синергетики Штутгартского университета, они изложены в его многочисленных книгах, многие из которых переведены на русский язык.