Инновационная сложность

В процессе эволюции также возрастает пространственная неоднородность, увеличиваются территориальные асимметрии и диспропорции [151] , усиливаются процессы концентрации ресурсов, благ, научного, культурного, экономического и демографического потенциалов в отдельных центральных местах [152] . С неизбежностью возникают богатые и бедные страны, районы и территории.

Сверхсложные организованные системы

151

Климов А. А. Пространственное развитие территорий. М., 1969.

152

Родоман А. П.

Теория саморазвития открытых каталитических систем. М.,

1969.

Еще 60 лет назад создатели общей теории систем Л. фон Берталанфи, У. Р. Эшби и др. выделили общие свойства, присущие сверхсложным организованным системам, таким, как экосистемы, экономические и социальные системы. Главным из этих свойств является наличие функциональной или управленческой иерархии. Общая функция, выполняемая всей системой, оказывается разбитой на более узкие функции, осуществляемые подсистемами, а те, в свою очередь, на еще более узкие функции, осуществляемые подподсистемами и т. д. до самых низких этажей иерархии. В живой природе иерархия такого типа простирается от функций макромолекул до функции (активности), характеризующей экологическое сообщество как целое. Таковой является поддержание кругооборота веществ и связанного с ним потока энергии.

Не существует ни одной биологической структуры, будь то макромолекула, особь или отдельная популяция, которую можно назвать поистине автономной в аспекте функционирования. Еще более ярко выраженная иерархичность присуща социальным и экономическим структурам.

При иерархическом строении более высокий иерархический уровень задает для более низкого уровня образцы поведения и границы приемлемого, в то время как более низкий уровень объясняет детали происходящего на более высоком уровне. Для понимания функционирования той или иной экологической или экономической системы, надо начинать с самых высоких уровней, описывающих глобальное поведение, главные типы активности, постепенно спускаясь вниз для раскрытия механизмов и деталей поведения. Правда при спускании вниз число элементов и связей с каждым последующим уровнем многократно возрастает, и система становится настолько сложной, что оказывается трудно описываемой.

Как же осуществляется управление этими сверхсложными системами? Хотя в экосистемах нет специальных органов, осуществляющих контроль, и в них все-таки присутствует управление, так как после всевозможных возмущений и катастроф наблюдается восстановление экосистемы или ее дальнейшая эволюция. Экосистемы способы к саморегуляции и самоорганизации посредством взаимодействия, за счет положительных и отрицательных обратных связей, посредством которых осуществляется координация. Такое управление является пассивным или диффузным. Оно является мягким и допускает большую свободу поведения.

Подобное управление имеет место и в экономике в условиях свободной конкуренции. Решения о том, что, где, когда и сколько производить, покупать и продавать принимаются самими производителями, предпринимателями и покупателями. Однако если тот или иной производитель производит товар, который не пользуется спросом, или же он производит товара больше, чем требуется, то возникает отрицательная обратная связь, и он терпит убытки. И, наоборот, при появлении на рынке нового и имеющего большой спрос товара возникает положительная связь, толкающая производителя на расширение производства.

Таким образом, в сложноорганизованных системах присутствует как борьба за существование и конкуренция, так и сотрудничество, и кооперация, причем на разных уровнях организации соотношение между конкуренцией и кооперацией разное. Так, на уровне экономики всей страны и в локальной экосистеме доминирует сотрудничество, а на уровне отдельных предприятий и фирм или колоний, семей доминирует конкуренция.

Специализация и интеграция создают условия для увеличения степени приспособления и эффективности функционирования, однако максимальная эффективность несовместима с такой же адаптивностью. В результате все сложноорганизованные структуры являются среднеэффективными и среднепластичными, содержат в себе много избыточных подструктур и функций, и все их подсистемы имеют условную свободу действий. Все это, с одной стороны, обеспечивает возможность сложным системам приспосабливаться к изменяющимся внешним условиям, а с другой стороны – развиваться и сохранять в главном свою структуру.

Режимы с обострением

Режимы с обострением описывают восходящие этапы процессов эволюции во всех без исключения системах: физических, биологических, экономических, социальных и др. и обладают огромной общностью. Действительно, режимы с обострением возникают в нелинейных открытых диссипативных системах с положительными обратными связями, таких как автокаталитические реакции в химии, биологические экосистемы, многие экономические и социальные системы, в том числе мировое сообщество людей – глобальная Мир-Система и многие другие. Процессы конкуренции в этих системах ответственны за формирование положительных обратных связей. Главной движущей силой социально-экономической эволюции была положительная обратная связь между численностью населения и уровнем развития технологий. Именно эта связь обусловила сверхбыстрый рост в режиме с обострением, как общего числа людей, так и целого ряда экономических показателей.

График развития в режиме с обострением изображен на рис. 1. Здесь функция N (t) – это некоторый интегральный показатель системы, например, общая численность людей, если рассматривать эволюцию мирового сообщества, или – число разных типов клеток, если брать биологическую эволюцию, и т. д.

Рис. 1. Режим с обострением

Как видно из рисунка, развитие в режиме с обострением можно условно разделить на три стадии: квазистационарную стадию -1, или стадию медленного роста, когда прирост функции заметен только на очень больших промежутках времени; стадию быстрого роста – 2, и стадию взрывного развития – 3. То есть эволюция в таком режиме идет с ускорением, длится лишь конечное время и всегда заканчивается взрывом, коллапсом вблизи точки сингулярности. В реальности до коллапса дело не доходит, система переживает сильнейший кризис, сопровождающийся качественными изменениями, и начинается новый цикл развития обновленной системы.

Для иллюстрации рассмотрим эволюцию общества. В Мир-Системе закон гиперболического роста (1) как основной тренд действовал на протяжении всей истории человечества, по некоторым оценкам более млн. лет, вплоть до 70-х годов прошлого века. На квазистационарной стадии развития прирост населения был крайне мал и заметен только на больших промежутках времени. Переход к ускоренному росту произошел в эпоху неолита. В последние двести лет наблюдалось особенно резкое увеличение численности населения Земли, которое было охарактеризовано как демографический взрыв. Однако, дело не дошло до того, что человечество в целом стало страдать и вымирать от перенаселения и нехватки продуктов, как предсказывал Мальтус. Культурное и научное развитие привело к резкому снижению рождаемости, которое стало причиной происходящего в настоящее время демографического перехода к постоянной численности людей. Демографический переход – это индикатор революционных преобразований в Мир-Системе, ведущих человечество к новому типу развития и витку эволюции. Демографический переход – это отклик системы на демографический взрыв, преодолевающий точку сингулярности.

В общем случае можно утверждать, что вблизи точки сингулярности система впадает в тяжелый глобальный системный кризис, из которого она или выходит обновленной и вступает на новый цикл развития, что сейчас пытается осуществить человечество, или система гибнет.

Режимы с обострением могут описывать как основной тренд развития системы, так и отдельные этапы эволюции. В режиме с обострением развивается не только вся система, как целое, но составляющие ее подсистемы, находящиеся на разных иерархических уровнях. Поднимаясь на междисциплинарный уровень и отвлекаясь от конкретной природы системы, можно установить общие законы эволюции нелинейного мира, через призму развития в режиме с обострением пространственных структур.

Некоторые основные понятия и законы эволюции структур, развивающихся в режиме с обострением, были сформулированы С. П. Курдюмовым и в дальнейшем развиты в работах с Е. Н. Князевой [153] . Это, во-первых, понятие собственных функций нелинейной среды – строго определенного, дискретного набора пространственных структур, которые могут формироваться и развиваться в данной нелинейной среде. Во-вторых, это понятие темпомира структуры, связывающего возраст структуры со скоростью (темпом) ее развития. В-третьих, это принцип нелинейного синтеза, или коэволюции, объясняющий, как простые структуры разного возраста могут объединяться в единую сложную структуру.

153

Князева Е. Н., Курдюмов С П. Антропный принцип в синергетике // Вопросы философии. 1997. № 3. С. 62–79; Князева Е. Н., Курдюмов С. П. Синергетика: нелинейность времени и ландшафты коэволюции. М.: КомКнига, 2007. 272 с. Изд. 2, 2011.