Основы синергетики были заложены немецкий ученым Г. Хакеном ( автором книги "Синергетика" (М, 1980)), работами бельгийс­кого ученого И. Пригожина и его группы. Работы Пригожина по теории необратимых процессов в открытых неравновесных системах были удостоены Нобелевской премии (1977).

Модели синергетики - это модели нелинейных, неравновесных систем, подвергающихся действию флуктуации. В момент перехода упорядоченная и неупорядоченная фазы отличаются друг от друга столь мало, что именно флуктуации переводят одну фазу в другую. Если в системе возможно несколько устойчивых состояний, то флук­туации отбирают одну из них. При. анализе сложных систем, напри­мер, в биологии или экологии, синергетика исследует простейшие ос­новные модели, позволяющие понять и выделять наиболее существен­ные механизмы "организации порядка" избирательную неустойчи­вость, вероятностный отбор, конкуренцию или синхронизацию под­систем. Понятия и образы синергетики связаны, в первую очередь, с оценкой упорядоченности и беспорядка - информация, энтропия, кор­реляция, точка бифуркации и др. Методы синергетики в значитель­ной степени пересекаются с методами теории колебаний и волн, тер­модинамики неравновесных процессов, теории катастроф, теории фазовых переходов, статистической механики, теории самоорганиза­ции, системного анализа и др.

Классическая термодинамика в своем анализе систем отвлекалась от их сложности и проблем взаимосвязи с внешней средой. По суще­ству, она рассматривала изолированные, закрытые системы. Но в мире есть и открытые системы, которые обмениваются веществом, энерги­ей информацией со средой. В открытых системах тоже возникает энт­ропия, происходят необратимые процессы, но за счет получения ма­териальных ресурсов, энергии и информации система сохраняется, а энтропию выводит в окружающую среду. Открытые системы харак­теризуются неравновесной структурой. Неравновесность связана с адаптацией к внешней среде (система вынуждена изменять свою структуру), система может претерпевать много различных состояний неопределенность и т.д. Переход от термодинамики равновесных процессов, к анализу открытых систем ознаменовал крупный поворот в науке, многих отраслях научных знаний. В открытых системах обнаружен эффект самоорганизации, эффект движения от хаоса к порядку.

Немецкий физикГерман Хакен термином «синергетика» предложил обозначить совокупный, коллективный эффект взаимодействия большого числа подсистем, приводящих к образаванию устойчивых структур и самоорганизации в сложных системах.

Конечно, феномен перехода от беспорядка к порядку, упорядочения ученые знали и до этого. В качестве примеров самоорганизации в неживой природе можно привести авторегуляцию, принцип наимень­шего действия и принципЛе-Шателье. Было открыто самопроизволь­ное образование на Земле минералов с более сложной кристаллической решеткой. В химии известны процессы, приводящие к образованию ус­тойчивых структур во времени. Примером является реакция Белоусова-Жаботинского, где раствор периодически меняет свой цвет от крас­ного к синему в зависимости от концентрации соответствующих ионов.

В физике явления самоорганизации встречаются от атомных объектов и кончая галактическими системами. Лично Г. Хакен счита­ет маяком синергетики лазер. Атомы, внедренные в лазер, могут воз­буждаться действием энергии извне, например, путем освещения. Если внешняя энергия недостаточна, лазер работает как радиолампа. Ког­да же она достигает мощности лазерной генерации, атомы, ранее ис­пускавшие волны хаотично и независимо, начинает излучать один громадный цуг волн длиной около 300 000 км. Атомная антенна на­чинает осциллировать в фазе, и волны совершают как бы одно кол­лективное движение.

Биологические и социальные системы поддерживают упорядочен­ные состояния, несмотря на возмущающие влияния окружающей среды.

Синергетика исследует особые состояния систем в области их не­устойчивого состояния, способность к самоорганизации, точки бифур­кации (переходные моменты, переломные точки).

Синергетические закономерности

Как же синергетика объясняет процесс движения от хаоса к порядку, процесс самоорганизации, возникновения нового»?

1. Для этого система должна быть открытой, и от точки термодинамического равновесия. По мнению Стенгерс, большинство систем открыты - они обмениваются энергией, веществом информацией с окружающей средой. Главенствующую роль в окружающем мире играет не порядок, стабильность и равновесие, а неустойчивость и неравновестность, от есть непрерывно флуктуируют.

2. Фундаментальным условием самоорганизации служит возникновение и усиление порядка через флуктуации.

3. В особой точке бифуркации флуктуация достигает такой силы, что организации системы не выдерживает и разрушается, и принципиально невозможно предсказать: станет ли состояние системы хаотич­ным или она перейдет на новый, более дифференцированный и высо­кий уровень упорядоченности. В точке бифуркации система может на­чать развитие в новом направлении, изменить свое поведение. Под точ­кой бифуркации понимается состояние рассматриваемой системы, пос­ле которого возможно некоторое множество вариантов ее дальнейше­го развития. Примером бифуркаций могут служить "выбор спутника жизни", '' ситуации выбора учебного заведения". Наглядный образ бифуркации дает картина В. М. Васнецова "Рыцарь на распутье".

4. Новые структуры, возникающие в результате эффекта взаимо­действия многих систем, называются диссипативными, потому что для их поддержания требуется больше энергии, чем для поддержания бо­лее простых, на смену которым они приходят. В точке бифуркации система встает на новый путь развития. Те траектории или направле­ния, по которым возможно развитие системы после точки бифурка­ции и которое отличается от других относительной устойчивостью, иными словами, является более реальным, называется аттрактором. Аттрактор- это относительно устойчивое состояние системы, притя­гивающее к себе множество "линий" развития, возможных после точ­ки бифуркации. Случайность и необходимость взаимно дополняют друга в процессе возникновения нового.

5.Диссипативные структуры существуют .тишь постольку, по­скольку система диссипирует (рассеивает) энергию, а, следовательно. производит энтропию. Из энтропии возникает порядок с увеличени­ем общей энтропии. Таким образом, энтропия не просто соскальзы­ванием системы к дезорганизации, она становится прародительницей порядка, нового. Так из хаоса (неустойчивости) в соответствии с оп­ределенной информационной матрицей рождается Космос.

4. Значение синергетики для науки н мировоззрения.

Действительно, возникнув из неравновесной термодинамики, синтеза естественнонаучных знаний, синергетика ориентирует на раскрытие механизмов самоорганизации сложных систем-природных и социальных, а также созданных руками челове­ка. Вместе с синергетикой пришло понимание единства неорганичес­кого и органического мира, понимание того, что чередование хаоса и порядка является универсальным принципом мироустройства. По мнению академика Н. Моисеева: "всё наблюдаемое нами. всё, в чем сегодня участвуем. - это лишь фрагменты единого синергетического процесса ."(Алгоритмы развития .М., 1987-С.63).