Самоорганизация систем в природе и обществе

Самоорганизация – в самом общем понимании означает самодвижение, самоструктуирование, самодетерминацию (самовозникновение) природных, естественных систем и процессов. Проблема самоорганизации материальных систем в XXI веке становится одной из центральных проблем науки. Решение этой проблемы берет на себя научная дисциплина – синергетика. Ее основоположниками считаются Г. Хакен и И. Пригожин. Закономерности явлений самоорганизации, открываемые синергетикой, распространяются на все материальные системы.

Г. Хакен и И. Пригожин делают акцент, прежде всего, на процессуальности материальных систем. Все процессы, протекающие в различных материальных системах, могут быть подразделены на два типа: циклические и хаотические. Основными характеристиками циклических процессов являются равновесность и линейность. Главными характеристиками хаотических процессов, в которых проявляется способность к самоорганизации и возникновению диссипативных т.е. спонтанно возникающих структур, являются неравновесность и нелинейность. Природные процессы принципиально неравновесны и нелинейны; именно такие процессы синергетика рассматривает в качестве предмета своего изучения.

Постулирование универсальности неравновесных и нелинейных процессов позволяет ей претендовать на статус общеметодологической дисциплины, сопоставимой с теорией систем и кибернетикой.

Возникновение синергетики знаменует начало новой научной революции, поскольку она не просто вводит новую систему понятий, но меняет стратегию научного познания, способствует выработке принципиально новой научной картины мира и ведет к новой интерпретации многих фундаментальных принципов познания. Суть предлагаемых изменений в стратегии научного познания, по мнению основателей новой науки, заключается в следующем. Традиционная наука в изучении мира делала акцент на замкнутых системах, обращая особое внимание на устойчивость, порядок, однородность. Синергетический подход акцентирует внимание ученых на открытых системах, неупорядоченности, неустойчивости, неравновесности, нелинейных отношениях.

По мнению И. Пригожина синергетический взгляд на мир ведет к революционным изменениям в нашем понимании случайности и необходимости, необратимости природных процессов, позволяет дать принципиально новое истолкование энтропии (меры беспорядка) и радикально меняет наше представление о времени.

Если предполагается, что именно неравновесность является естественным состоянием всех процессов действительности, то естественным оказывается и стремление к самоорганизации как свойству характерному для неравновесных процессов.

Можно утверждать, что именно синергетика на настоящий момент является наиболее общей теорией самоорганизации. Она формулирует общие принципы самоорганизации, действительные для всех структурных уровней материи. Материя неотрывна от движения, от разнообразия, от самоорганизации.

Проблемность позиции прошлых лет состоит в том, что мы хотим, чтобы фирма вела себя так как живая система, но продолжаем обращаться с ней как с машиной. Настало время менять организационные представления. Организация отныне – это живая, действующая система. Все живые системы имеют такое свойство, как самоорганизация, то есть свойство поддержания себя и совершенствования в необходимом порядке. Они могут осмысленно измениться. Они строят и перестраивают себя в адаптивные модели и структуры без дополнительно вводимых планов и какого-либо вмешательства. Самоорганизующиеся системы обладают способностью к непрерывному реагированию на перемены, что желал бы для себя каждый руководитель. В таких системах перемены являются движущей силой, а не угрозой. Эксперементирование выступает как норма.

Следует иметь ввиду, что изучением систем, состоящих из большого числа частей, взаимодействующих между собой тем или иным способом, занимались и продолжают заниматься многие науки. Одни из них предпочитают делить систему на подсистемы, чтобы затем, изучая отдельные части, пытаться строить более или менее правдоподобные гипотезы о структуре или функционировании системы как целого. Другие изучают систему как единое целое, предавая забвению тонко настроенное взаимодействие частей. И тот, и другой подходы обладают своими преимуществами и недостатками.

Синергетика наводит мост через брешь, разделяющую первый, редукционистский подход от второго, холистического. К тому же в синергетике, своего рода соединительном звене между этими двумя экстремистскими подходами, рассмотрение происходит на промежуточном уровне, и макроскопические проявления процессов, происходящих на микроскопическом уровне, возникают "сами собой", вследствие самоорганизации, без руководящей и направляющей "руки", действующей извне системы. Это обстоятельство имеет настолько существенное значение, что синергетику не зря определяют как науку о самоорганизации.

Редукционистский подход – это упрощение, сведение сложного к более простому, обозримому, понимаемому, более доступного для анализа, с его основным акцентом на деталях (частях системы) сопряжен с необходимостью обработки, зачастую непосильным для наблюдателя, даже вооруженного сверхсовременной вычислительной техникой, объема информации о подсистемах, их структуре, функционировании и взаимодействии. Поэтому при этом подходе осуществляется сжатие информации до разумных пределов различными способами.

Синергетика подходит к решению проблемы сжатия информации следующим образом. Вместо большого числа факторов, от которых зависит состояние системы (так называемых компонент вектора состояния), синергетика рассматривает немногочисленные параметры порядка, от которых зависят компоненты вектора состояния системы и которые, в свою очередь, влияют на параметры порядка.

В переходе от компонент вектора состояния к немногочисленным параметрам порядка заключен смысл одного из основополагающих принципов синергетики - так называемого принципа подчинения (компонент вектора состояния параметрам порядка). Обратная зависимость параметров порядка от компонент вектора состояния приводит к возникновению того, что принято называть круговой причинностью.

Существование циклической и хаотической форм динамического развития социально-экономических систем представляет собой тот механизм, при помощи которого происходит его самоорганизация и организация.

Синергетика как раз и занимается исследованием процессов самоорганизации в системах разной природы, динамикой взаимопереходов через границу «порядок-хаос».

В соответствии с базовыми положениями синергетики ее отличительной особенностью является стихийная самоорганизация, а истинный смысл возникающих при этом кооперативных процессов заключен во внутренних причинах во многом не предсказуемой самоорганизации систем. Это - причинный способ самоорганизации, открытие которого позволило Г. Хакену, И. Пригожину и их школам добиться выдающихся результатов в исследовании кооперативных явлений в системах различной природы.

Однако, следует иметь ввиду, что помимо причинной, в нелинейных системах следует различать и целевой (направленный) способ самоорганизации.

Самоорганизация – способность тех или иных систем к саморазвитию, самозарождению, используя при этом не только и не столько приток энергии, информации, вещества извне, сколько пользуясь возможностями, заложенными внутри системы, т.е. своим внутренним потенциалом.

Система называется самоорганизующейся, если она без специфического воздействия извне обретает какую-либо пространственную, временную или функциональную структуру. Под специфическим воздействием мы понимаем такое, которое навязывает системе структуру или функционирование. В случае же самоорганизации система испытывает неспецифическое воздействие. [94]

Сказанное можно дополнить следующим определением: «Самоорганизация, целенаправленный процесс, в ходе которого создается, воспроизводится или совершенствуется организация сложной динамической системы1»

Рассмотрим содержание развернутого определения самоорганизации:

1. Объектами исследования являются открытые системы, характеризуемые интенсивным обменом веществом и энергией между подсистемами и между системой с ее окружением.

2. Внешняя среда – совокупность составляющих ее (среду) объектов, находящихся в динамике. Взаимодействие исследуемых объектов в среде характеризуется как контактное взаимодействие.

3. Различаются процессы организации и самоорганизации. Общим признаком для них является возрастание порядка вследствие протекания процессов. Организация, в отличие от самоорганизации, может характеризоваться, например, образованием однородных стабильных статических структур.

4. Результатом самоорганизации становится возникновение, взаимодействие, а также взаимоСОдействие (например, кооперация) и, возможно, регенерация (восстановление, возрождение) динамических объектов (подсистем) более сложных в информационном смысле, чем элементы (объекты) среды, из которых они возникают.

5. Направленность процессов самоорганизации обусловлена внутренними свойствами объектов (подсистем) в их индивидуальном и коллективном проявлении, а также воздействиями со стороны среды, в которой находится система.

6. Поведение элементов (подсистем) и системы в целом, существенным образом характеризуется спонтанностью – акты поведения не являются строго детерминированными.

7. Процессы самоорганизации происходят в среде наряду с другими процессами, в частности противоположной направленности, и могут в отдельные фазы существования системы как преобладать над последними (прогресс), так и уступать им (регресс). При этом система в целом может иметь устойчивую тенденцию или претерпевать колебания к эволюции, либо деградации и распаду.

Самоорганизация может иметь в своей основе процесс преобразования или распада структуры, возникшей ранее в результате процесса организации. Например, при переходе к командной форме организации труда, старые структуры распадаются. Приведенное развернутое определение является необходимым шагом на пути к конкретизации содержания, которое относится к синергетике, и выработке критериев для создания самоорганизующейся среды2.

Самоорганизующие системы обладают способностью к непрерывному реагированию на перемены. В таких системах перемены являются движущей силой, а не угрозой. Экспериментирование выступает как норма. Явление самоорганизации дает надежду на более простой и эффективный способ выполнения работы.

Мы живем в мире, по сути, самоорганизованном. Это явление очень четко просматривается во время катастроф. Люди и ресурсы организуются для скоординированной и целевой работы без предварительного планирования. Такое произвольное поведение позволяет быстро и эффективно решать проблему задолго до появления официальных служб по оказанию помощи на месте происшествия.

Вхождение сложной системы в режим порядка – это уникальная способность живой системы строить, перестраивать и совершенствоваться. Чтобы этот процесс был постоянным и эффективным отдельные индивиды должны обладать информацией о состоянии объекта, которая позволяет им согласовать свою работу с этой информацией. Так члены группы налаживают взаимодействие между собой. Каждый определяет свое поведение на основании полученной информации от наблюдения за ближними и на основании знания конечной цели. Из подобных элементарных условий возникает работающее общество. В этом случае самоорганизация образуется по принципу от частного взаимодействия к глобальному.

Ничто не является запланированным, непредсказуемые формы поведения возникают из взаимонаблюдения. Стаи птиц, косяки рыб, рой насекомых, пробки на дорогах – все это выглядит хорошо синхронизированным и высоко упорядоченным. Эти любопытные потоки не управляются никем, но здесь действуют несколько правил определенного уровня, которые управляют согласованной реакцией. В этих примерах самоорганизации в природе многое нас поражает.

Могут ли социально-экономические системы быть более самоорганизованными? Каковы условия для самоорганизации?

Сложные системы возникают из элементарных условий. Элементарная часть (человек, предметы и средства труда) входит в состав более крупной подсистемы. Поэтому сложные организации могут основываться на изначальной простоте.

В дальнейшем организации принимают различные формы, но все они берут начало от простых примитивных условий. Объединение элементарных частей приводит к усложнению систем, к их развитию. Совокупность взаимосвязанных элементарных частей со временем приобретает форму, структуру. Информация фиксируется, перерабатывается, передается. Из этой бесхитростной динамики появляются разнообразные по своей структуре организации.

Способность системы к организационным изменениям определяется как освоение фирмой новых идей и моделей поведения. В том случае организационные изменения вносят в систему беспорядок, хаос. Не внеся в организацию беспорядок нельзя заставить живую систему меняться.

Самоорганизация является ключевым для понимания сущности синергетики. Синергетику и определяют как науку о самоорганизации или, более развернуто, о самопроизвольном возникновении и самоподдержании упорядоченных временных и пространственных структур в открытых нелинейных системах различной природы. Таким образом, синергетика – теория самоорганизующихся динамических, открытых, нелинейных систем.

На основе многочисленных исследований были сформулированы следующие условия самоорганизации систем (см. табл. 4.3.).

1. Первое важное и необходимое условие протекания процесса самоорганизации – открытость систем.

Открытой называют ту систему, которая постоянно осуществляет ввод и вывод вещества, энергии и информации в среду. При этом надо учитывать, что открытость – понятие относительное, и что «абсолютная открытость», так же, как «абсолютную закрытость» трудно представить реально существующими. Поэтому всегда, когда речь идет об открытости или закрытости любой системы, подразумевается определенная преобладающая тенденция. А если бы появилась возможность существования абсолютно открытой системы, то она утеряла бы свою целостность.

Условие открытости для самоорганизации системы является необходимым, но не достаточным.

2. Процесс эволюции, развития систем относится к нелинейным и протекает с изменением энтропии. Это является вторым условием существования процесса самоорганизации. Система должна быть еще и нелинейной. Синергетика изучает нелинейные процессы. Это означает, что возможен переход системы из одного устойчивого состояния в другое.

Итак, самоорганизующаяся система способна сама регулировать, поддерживать, изменять свое состояние благодаря открытости и нелинейности

3. Третье условие существования процесса самоорганизации – неравновесность и необратимость процесса эволюции и развития систем, который протекает с изменениями энтропии. Объясняется это тем, что равновесный процесс протекает медленно через весьма близкие друг другу равновесные состояния, что не способствует эволюции системы, так как энтропия остается неизменной. В неравновесных процессах система проходит через неравновесные состояния характеризующиеся неоднородностью свойств и характеристик в частях системы. Неравновесные процессы необратимы.

4. Продолжительная длительность процесса эволюции системы является четвертым условием образования непреднамеренного спонтанного порядка в системе. Это условие самоорганизации обусловлено тем, что результаты деятельности системы, например коллектива предприятия, проявляются через такие критерии как производство, рынок, деньги только в течении длительного времени.

5. И, наконец, пятое условие существования самоорганизующихся систем – целенаправленная организация, согласованное действие элементов системы, адаптированное на воздействие внешней среды.

Таблица 4.3.

Самоорганизация систем в природе и обществе

Случайные отклонения параметров развития от их среднего значения (флуктуации) накапливаются и приводят систему постепенно в неустойчивое состояние. Открытость, неравновесность, необратимость и нелинейность систем может привести к разрушению прежней структуры (дезорганизации) и созданию нового спонтанного пространственно-временного порядка (самоорганизации).

Самоорганизующиеся системы обладают способностью оптимальным образом изменять свои параметрические характеристики, структуру функциональных отношений в целом, в соответствии с изменяющимися внешними условиями, и так, чтобы энтропия системы или уменьшалась, или оставалась неизменной либо, в худшем случае, росла медленно. Они совершенствуют функциональные отношения между составляющими их частями, другими системами и внешней средой.

В самоорганизующихся социально-экономических системах процесс развития спонтанно направлен на повышение производительности труда и качества продукции, на повышение результативности производства при одновременном снижении уровня расходования энергии и вещества.

Динамика самоорганизующихся систем на длительную перспективу трудно предсказуема. Однако в их развитии, как бы ни менялись условия, функциональные процессы всегда направлены на самосохранение, самовоспроизведение, на улучшение режима развития, на уменьшение энтропии.

Для самоорганизующихся систем на любой наперед заданный момент времени уровень их организованности, упорядоченности повышается при заданных условиях развития.

Самоорганизующиеся системы развиваются за счет действия двух типов потоков вещества, энергии и информации противоположной созидательной направленности: поток вещества и энергии, формирующий систему, всегда порождает поток обратного действия. Более того, системы не могут нормально развиваться в отсутствие дезорганизующего потока. Их диалектическое противоречивое единство и обусловливает формирование и развитие саморегулирующихся целостностей. Этим же единством определяется формирование новых путей развития системы, как результата взаимодействия этих разнонаправленных потоков.

В основе явлений самоорганизации лежат процессы формирования порядка и хаоса. И порядок и хаос формируются как результат проявления законов самоорганизации.

Предприятия, осуществляющие деятельность путем самоорганизации, саморегулирования проявляют большую стойкость, выживаемость и рентабельность, чем организации, регулируемые извне.

Частная фирма по своей природе является саморегулируемой системой. Наличие автоматически действующего механизма саморегулирования на уровне каждой фирмы составляют основу механизма саморегулирования экономики в целом. Государственное же регулирование лишь дополняет его. При этом если к системам, способным к саморегуляции применять административно-командные методы постоянно, то это приведет к потере потенциала и невозможности эффективного развития.

Если в организации царит однородность, равновесие, покой, то там нет подлинного развития. Длительное пребывание организации в таком состоянии ведет к дезорганизации и разрушению.

Чем больше у системы степеней свободы, тем более она способна к самоорганизации, самоусложнению и саморазвитию, повышению уровня упорядоченности и эффективности ее функционирования. В этом выражается значение формулы «порядок через хаос».

В любой организационной системе существует определенная доля непредсказуемости, доля энтропии. В процессе самоорганизации происходит непрерывное разрушение существующих структур (станочного парка, кадрового состава, применяемых материалов, выпускаемой продукции и т.п.), что приводит к возникновению новых. Темпы процесса разрушения старых структур имеют тенденцию к ускорению. Первичным в этом процессе является ускорение темпов обновления номенклатуры выпускаемой продукции. Многие предприятия за 2-5 лет полностью обновляют свой портфель заказов. Высокие темпы обновления номенклатуры выпускаемой продукции требуют адаптации других структурных образований в еще более ускоренном, опережающем темпе. Это требование относится, например, к структуре станочного парка, применяемых материалов, квалификации кадров и др.

Процесс эволюции состоит как в совершенствовании новых структур, так и в большей степени замене стабильных структур, более стабильными, то есть более приспособленными к изменившимся условиям.

Появление новых структур – следствие стохастического начала. Закрепление новых структур происходит вследствие их конкуренции, то есть отбора. Таким образом, механизм поддержания стабильности экономической системы происходит не столько из-за стабильности элементов системы, сколько из-за выбывания менее совершенных элементов и их замещения новыми, возникшими в процессе самоорганизации. Замена одних элементов системы на другие, более приспособленные к изменяющейся обстановке происходит непрерывно.

Среди этих новых форм организации появляются более сложные, они требуют для своего описания больших объемов информации: рост разнообразия сопровождается и ростом сложности.

Процесс самоорганизации, несмотря на его стихийность, обладает направленностью: растет разнообразие форм организации, сложность структур, объем информации, с помощью которой они могут быть описаны. Таким образом, рынок выступает в качестве сложнейшей иерархически организованной системы непрерывных отбраковок старых и замещений новыми непрерывно рождающимися структурами.

Общность процессов самоорганизации, устойчивость диссипативных систем объясняется законом ритма. Смена состояний подчиняется циклу: подъем – спад – застой – подъем и т.д.

Поиск по сайту: