6.1.  Поняття та зміст синергетики

Термін «синергетика» походить від грецького слова «ьіпещеіа», що означає спільну, погоджену дію. Вперше його використання запропону­вав професор Штутгартського університету Г. Хакен для позначення но­вого наукового напряму, який займається вивченням процесів самоорга­нізації та утворення, підтримання і розпаду структур в системах різного походження. Саме Хакена вважають засновником науки синергетики.

Але окремі вчені вважають, що термін «синергетика» було вперше уведено визначним англійським фізіологом У. Шеррінгтоном біля ста років тому під час досліджень м’язових систем та управління ними з боку спинного мозку. Проте, в роботах У. Шеррінгтона можна знайти лише термін «синергізм», що означає спільне та однорідне функціону­вання органів (а саме м’язів) та систем. Дане поняття не слід ототожню­вати з поняттям синергетики.

Що ж собою являє синергетика? Спробуємо відповісти словами са­мого Г. Хакена. У вступній частині до своєї праці, яка має назву «Си­нергетика», він писав: «Я назвав свою дисципліну синергетикою. У ній досліджується спільна діяльність багатьох підсистем (переважно одна­кових або декількох різноманітних видів), в результаті якої на макро­скопічному рівні виникає структура та відповідне функціонування». Таким чином, можна зробити висновок, що основним об’єктом вивчення науки є різні системи — біологічні, фізичні, соціальні та інші.

Синергетика, становлячи собою міждисциплінарне поле досліджень, веде пошук загальних принципів, які керують поведінкою систем, що самоорганізуються. Такі системи можуть спонтанно породжувати ма­кроскопічні просторові, часові і функціональні структури. Синергети­ка — міждисциплінарне поле досліджень, у межах якого досліджуються системи, які складаються з кількох або більшої кількості елементів. Че­рез взаємодію ці елементи можуть породжувати якісно нові властивості на макроскопічних масштабах. Синергетика вивчає виникнення нових

властивостей. Основне питання, яке розглядається нею, полягає у тому, чи існують взагалі принципи, які керують поведінкою складних систем, коли у них відбуваються якісні зміни. Такого плану ситуації являють особливий інтерес і для великого класу систем: вони можуть бути засто­совані для об’єднання математичного і концептуального підходів.

Одним із головних постулатів синергетики є те, що поведінка ба­гатьох систем дуже залежить від оточуючого середовища. Цим умовам відповідають керуючі параметри, які накладаються на систему ззовні, наприклад, граничні межі реалізації загроз або небезпек безпеці. В окре­мих випадках певні керівні параметри встановлюють зсередини систе­ми, але вони діють, немов вони зафіксовані зовнішнім чином.

Як зазначає один з розробників філософських та методологічних основ синергетики І.Р. Пригожий (якого дехто з авторів помилково вважає засновником), в реальному світі спостерігається дві крайнос­ті — впорядкованість та хаос. При цьому існує думка, що згідно з дру­гим законом термодинаміки, який при звичайному його тлумаченні го­ворить про неминуче зростання хаосу та теплову смерть Всесвіту, все існуюче прагне перейти з впорядкованого стану в хаотичний. На думку

І.Р. Пригожина, класична космологія описує Всесвіт як завжди існуючу та схильну лише до змін температури, тиску, щільності, збільшення ен­тропії (функція стану термодинамічної системи). Проте, на будь-якому рівні, як доводить І.Р. Пригожин, відбувається злиття порядку та безла­ду, закономірності і хаосу.

У системі національної безпеки також відбувається змішування по­рядку та хаосу. Деякі дисипативні (тобто розсіяні, невпорядковані) системи еволюціонують, на думку І.Р. Пригожина, в напрямі «хаотичної мети». Отже, така мета не є певним станом стабільності або врегульо­ваної поведінки. Навпаки, весь час відбувається зовнішнє випадкове невизначене блукання. Це шлях еволюції двох систем, які спочатку є схожими між собою, а потім в процесі розвитку розходяться, при цьому, порушуючи будь-яку схожість. Саме таке твердження заперечує аксіому щодо гарантованої можливості створення порядку серед невпорядкова- них явищ на підставі того, що одні й ті самі причини мають призвести до однакових результатів. Тому синергетиці є чужим метод екстраполяції. До головних постулатів синергетики належать:

- незворотні процеси є такими ж реальними, як і зворотні, і не яв­ляють собою лише наслідок наближеного опису зворотних про­цесів;

- незворотні процесі відіграють конструктивну роль. Ними визна­чається можливість виникнення когерентних структур, можли­вість процесів самоорганізації у відкритих системах;

- незворотність глибоко пов’язана з динамікою і виникає там, де го­ловні поняття класичної квантової механіки (поняття траєкторії та хвильової функції) припиняють відповідати досвідним даним.

Світ не є ані автоматом, ані хаосом. Це світ невизначеності. Його не­можливо описати за допомогою однієї наперед встановленої апріорної істини, яку необхідно застосовувати до всіх явищ і подій. Однак, на нашу думку, певний порядок можливий. У фізичній, економічній та будь-якій іншій сфері він може бути двох видів: урівноважений та неврівноваже- ний. При урівноваженому порядку, коли система знаходиться в рівнова­зі зі своїм оточенням, параметри, які її характеризують, однакові з тими, які визначають оточуюче середовище. При неврівноваженому порядку ці параметри відрізняються.

Важливим для нас є дослідження неврівноваженого порядку, приро­да якого особлива, оскільки він створений штучно й існує лише за умов обміну енергією між системами. Прикладом може бути людський орга­нізм, який існує саме в стані неврівноваженого порядку, коли затрати енергії компенсуються за рахунок зовнішнього середовища (їжа, вода, повітря). Коли життя людини припиняється, її організм переходить у стан повної рівноваги з оточуючим середовищем.

Неврівноваженим системам притаманна така ознака, як неліній- ність — неможливість прогнозування майбутнього, виходячи з сучас­ного та минулого стану системи на основі методів екстраполяції. Слід також зазначити, що будь-яка система постійно відхиляється від «вста­новленої» поведінки (флуктуація). Такі нелінійні явища в розвитку сис­теми довгий час не враховувались, оскільки вчені намагалися пояснити зміни системи за допомогою вже відомих методів та прогнозувати роз­виток її на майбутнє.

На основі того, чи здійснюють системи обмін з навколишнім серед­овищем, їх поділяють на відкриті та закриті. Закриті системи — це такі системи, до яких не поступає та з яких не виділяється рідина (вра­ховується лише обмін енергією). Закрита система за умови відсутності зовнішнього впливу обов’язково переходить до стану рівноваги, коли перериваються усі макроскопічні процеси у ній і усі макроскопічні вели­чини залишаються незмінними. У межах націобезпекознавства розгля­даються відкриті системи — такі системи, в яких постійно трапляється

уведення і виведення не лише енергії чи інформації, а й рідини. Такі сис­теми, як було встановлено у межах загальної теорії систем і кібернетики, під час своєї еволюції можуть переходити до стану рухомої рівноваги, у якій усі макроскопічні величини системи залишаються незмінними, але безперервно продовжуються мікроскопічні процеси уведення та ви­ведення рідини.

Як зазначає Пітер Корнінг, система «вимушена» підтримувати обмін енергією та інформацією для підтримання своєї цілісності. Її існування та розвиток неможливі без інтенсивного обміну інформацією між систе­мою в цілому та середовищем, між її складовими елементами і кожного з них із середовищем. Тим самим забезпечується органічний зв’язок між суб’єктом і об’єктом.

Дослідження в різних галузях науки, а особливо в галузі фізики, на яких до певної міри ґрунтуються положення синергетики, дозволи­ли дійти певних висновків стосовно того, якими ж якостями володіють відкриті неврівноважені системи. Науковці на основі вивчення різних систем впевнилися, що процеси впорядкування відбуваються саме в не- врівноважених відкритих системах.

Необхідно сказати, що такі системи є досить нестійкими. Як уже за­значалося, вони весь час перебувають у процесі розвитку та руху. Під час такого процесу повернення системи до початкового стану є необов’яз­ковим. Слід акцентувати увагу на такому неминучому для неврівно- важеної системи явищі, як біфуркація (від лат. Ьі/игсш — роздвоєний; множинне розходження наслідків). Саме в точці біфуркації поведінка зазначеної системи стає неоднозначною. За наявності певної нестійкості роль зовнішніх впливів змінюється. У певних умовах дуже незначний вплив на відкриту систему може призвести до значних непередбачува- них наслідків, що і є змістом нестійкості.

Але у відкритих системах, далеких від рівноваги, виникають певні ефекти погодженості, коли елементи системи корелюють свою поведінку на макроскопічних відстанях через макроскопічні проміжки часу. Необ­хідно зазначити, що така скооперована та погоджена поведінка є характер­ною для систем різних типів: молекул, клітин і т.д. У результаті погодже­ної взаємодії відбуваються процеси упорядкування, виникнення з хаосу певних структур, їх перетворення та ускладнення. Чим більше відхилен­ня від рівноваги, тим більше охоплення кореляціями та взаємозв’язками, тим вища погодженість процесів, які протікають навіть у віддалених об­ластях і на перший погляд не пов’язаних між собою. Самі процеси за дано­го випадку характеризуються нелінійністю, наявністю зворотних зв’язків, з чим пов’язана можливість управляючого впливу на систему.

Процеси упорядкування пов’язані саме з виникненням певних структур з хаосу. Постає закономірне запитання: а яке місце в науці си­нергетики посідає поняття хаосу, і яку роль він відіграє в націобезпекоз- навстві?

У працях деяких науковців з питань синергетики можна зустріти по­няття «теорія хаосу», яке ототожнюється з поняттям синергетики. Інту­їтивно поняття структури, яка ніби виникає з хаосу, протиставляється йому як стану, який повністю позбавлений будь-якої структури. Проте, синергетики, досконально проаналізувавши поняття хаосу, визначили­ся, що таке уявлення про нього є досить хибним. Навпаки, хаос може бути різним, мати різний рівень впорядкованості, різну структуру.

Повертаючись до процесів, які відбуваються у відкритих неврівпова- жених системах, необхідно зазначити, що Г. Хакен визначає їх як певні процеси самоорганізації, що відбуваються в живій та неживій природі. У своїй книзі «Синергетика» він пояснює, що «в межах синергетики ви­вчається така спільна діяльність окремих частин будь-якої невпорядко- ваної системи, в результаті якої відбувається самоорганізація — виника­ють макроскопічні просторові, часові та просторово-часові структури». Поряд з тим, Г. Хакен зазначає, що такі структури утворюються спонтан­но, тобто самоорганізуються. Досить цікавим є те, що більшість таких систем виявляє вражаючі аналогії в поведінці при переході від невпо- рядкованого стану до впорядкованого. «Це, — пише Г. Хакен, — сильний аргумент на користь того, що функціонування таких систем підпоряд­ковується одним й тим самим фундаментальним принципам». Суттєву роль в розумінні цих принципів щодо процесів самоорганізації відіграє кібернетика, на основі досліджень якої, можливо винайти методи кон­струювання різноманітних типів систем, що здатні до самоорганізації.

У розрізі розглядуваної нами тематики необхідно зазначити, що оскільки більшість систем безпеки належить до відкритих неврівнова- жених систем, то й процеси самоорганізації притаманні їм такою ж мі­рою, що й іншим. Неодмінним атрибутом всіх систем безпеки є їх праг­нення до самозбереження в тій якості, в якій вони знаходяться, прямим наслідком чого є адаптація системи безпеки до системосередовища, яке передбачає сукупність внутрішніх і зовнішніх впливів. На наш погляд, такий процес самозбереження нерозривно пов’язаний із самоорганізаці­єю, оскільки самозбереження відбувається саме через «підбір» і «вижи­

вання» в системі безпеки тих структур, які вигідні для її функціонуван­ня, і заміни непридатних структур на такі, що сприяють ефективності у досягненні мети. Треба також враховувати, що якщо така система до­статньо складна, то вона не лише пристосовується до середовища функ­ціонування, впливу інших систем, а й сама активно впливає на них.

У синергетиці однією з центральних тем є питання самоорганізації. Зокрема, про організацію як якісну характеристику служби безпеки, ми можемо говорити в тому випадку, коли кожний робітник діє точно вста­новленим чином після отримання вказівки ззовні, тобто від керівника. Врегульована таким чином поведінка призводить до об’єднання та кон­солідації дій з метою забезпечення безпеки об’єкта або реалізації певної функції, для чого й була створена така система безпеки. Той самий про­цес називається самоорганізацією, коли зовнішні впорядковуючі впливи відсутні, а робітники працюють колективно завдячуючи взаєморозумін­ню, яке встановлюється між ними самими, причому при забезпеченні безпеки кожний працівник виконує свою роль.

Звичайно, що будь-яка теорія спирається на власний категорійно- понятійний апарат. До базових понять даної теорії належать такі понят­тя, як: атрактор, ентропія, негентропія, флуктуація, фрактали, біфур­кація, хаос, порядок, дисипація. На підставі їх застосування можна буде у загальних рисах описати процес самоорганізаційного творення порядку із хаосу у складній відкритій нелінійний, далекій від стану рівноваги системі будь-якої природи.