Синергетика: различные взгляды

Независимые признаки состояния как элемента процесса образуются пространственными и вещественными характеристиками. В рамках предметного теоретического процесса описания аналогично тому, как это происходит в случае множества, абстрагируются от целостных и соотносительных признаков состояния и фиксируют в языке теории лишь независимые признаки. Однако целостные и соотносительные признаки состояния неявно подразумеваются и используются в предметном описании процесса.

Проведенный нами анализ позволяет заключить, что предметные представления о системе взаимодействующих элементов, макроуровне описания, процессе не являются целостными, следовательно, не вполне соответствуют задаче описания целостных по своей природе явлений пространственно--временной самоорганизации. Рассмотрение предметных описаний с точки зрения принципа целостности показывает, что общей причиной нецелостности использованных в них представлений и методов является абстрагирование, отвлечение от целостных и соотносительных признаков элементов. Эти признаки неявно учитываются, но никак не фиксируются в языке теории. Соответственно, теория не описывает целостной природы явлений. Как же описывать явления такого рода?

В [33---36], в частности, обсуждается возможность теоретического задания соотносительных признаков элементов. Вводится представление о диаде --- простейшей процедуре конститутивного различения двух элементов, обладающих соотносительными признаками.

Отметим, что необходимость задания теоретического объекта как процедуры имеет свои исторические корни, в частности, применительно к проблеме пространства--времени в понятии симметрии. В соответствии с исторически первым пониманием симметрии ищут полную совокупность операций, переводящих данный объект в новое положение, неотличимое от прежнего. Таким образом, процедура перевода объекта в новое положение выступает как способ задания симметричного объекта, процедура как способ задания объекта заложена в основании понятия симметрии. Однако указанная интенция задания объектов в дальнейшем получила математическую, теоретико--множественную интерпретацию. Процедура реализуется через математическое преобразование ---поточечный переход от одних точек, из которых "состоят» пространственные фигуры, к другим. А главное, вместо процедуры перехода мы имеем начальное и конечное пространственные состояния, не обладающие никакими соотносительными признаками, зафиксированными в языке теории.

Другой способ решения проблемы описания целостных объектов предлагает И.З.Цехмистро [39]. Он в онтологическом аспекте обсуждает проблему целостности в квантовой механике в связи с анализом парадокса Энштейна---Подольского---Розена [15; 20]. Суть этого и ряда родственных парадоксов в том, что подсистемы, входившие в единую квантовую систему, сохраняют специфическую корреляцию состояний даже на таких расстояниях, на которых всякое их взаимодействие, казалось бы, исключено. В [39] разрешение парадокса видится в постулировании принципа неразложимости квантовых систем на множество элементов, обосновываемого с помощью квантово--механического принципа дополнительности. При этом, поскольку всякое математическое описание квантовых систем имеет теоретико-множественную природу и требует использования элементов, этим элементам придается статус потенциальных возможностей. Таким образом, И.З.Цехмистро видит решение задачи теоретического описания целостных по своей природе квантово--механических объектов не в создании принципиально нового формального аппарата, но в осознании онтологической значимости этой природы и сохранении старого теоретико-множественного аппарата.

В заключение отметим, что сегодня, на наш взгляд, сделаны первые шаги в направлении создания логически обоснованного формального аппарата для целостного описания явлений. Острая необходимость создания такого аппарата ощущается во многих сферах мыследеятельности. В этой статье наряду с общим рассмотрением синергетики с позиций методологии системных исследований мы хотели на материале синергетики привлечь внимание исследователей к этой важной проблеме и тем самым стимулировать дальнейший поиск.

 ЛИТЕРАТУРА

1. Автоволновые процессы в системах с диффузией. Горький, 1981.

2. Аристотель. Физика. М., 1937.

3. Белинцев Б.Н. Диссипативные структуры и проблема биологического формообразования // УФН, 1983, т. 141, вып. 1.

4. Блауберг И.В., Мирский Э.М., Садовский В.Н. Системный подход и системный анализ // Системные исследования: Ежегодник, 1982. М., 1982.

5. Блауберг И.В., Юдин Э.Г. Становление и сущность системного подхода. М., 1973.

6. Бурбаки Н. Архитектура математики // Математическое просвещение. М., 1959, вып. 5, с. 106---107.

7. Васильев В.А., Романовский Ю.М., Яхно В.Г. Автоволновые процессы в распределенных кинетических системах // УФН, 1979, т. 128, вып. 4.

8. Данилов Ю.А., Кадомцев Б.Б. Что такое синергетика // Нелинейные волны. М., 1983.

9. Дружинин Д.Л., Иванова А.Н., Фурман Г.А. Моделирование критических явлений в реакции СO с O на платине // Химическая физика, 1986, N 10.

10. Дружинин Д.Л., Иванова А.Н., Фурман Г.А. Моделирование критических явлений при гетерогенном окислении водорода на никеле. Черноголовка, Отделение хим. физики АН СССР, 1985.

11. Евин И.А., Яблонский А.И. Модели развития и теория катастроф // Системные исследования: Ежегодник, 1982. М., 1982.

12. Жаботинский А.М. Концентрационные автоколебания. М., 1974.

13. Кадомцев Б.Б. Коллективные явления в плазме. М., 1976.

14. Климонтович Н.Ю. Без формул о синергетике. Минск, 1986.

15. Кузьмин М.В. Парадокс ЭПР и проблема полноты квантовой механики // Философские науки, 1980, N 4.

16. Курдюмов С.П., Малинецкий Г.Г. Синергетика --- теория самоорганизации: Идеи, методы, перспективы. М., 1983.

17. Маркарян Э.С. Культура как система: Общетеоретические и историко--методологические аспекты проблемы // Вопросы философии, 1984, N 1.

18. Мирский Э.М. Междисциплинарные исследования и дисциплинарная организация науки. М., 1980.

19. Моисеев Н.Н. Человек. Среда. Общество. М., 1982.

20. Молчанов Ю.Б. Парадокс Эйнштейна---Подольского---Розена и принципы причинности // Вопросы философии, 1983, N 3.

21. Николис Г., Пригожин И. Самоорганизация в неравновесных системах. М., 1979.

22. Ойзерман Т.И. Эмпирическое и теоретическое: различие, противоположность, единство // Вопросы философии, 1986, N 1.

23. Панченко А.И. Понятие состояния, вероятность и детерминизм // Философские науки, 1986, N 5.

24. Полак Л.С., Михайлов А.С. Самоорганизация в неравновесных физико--химических системах. М., 1983.

25. Пригожин И. Время, структура и флуктуация: Нобелевская лекция по химии 1977 года // Успехи физ. наук, 1980, т. 131, вып. 2.

26. Романовский Ю.М., Степанова Н.В., Чернавский Д.С. Математическое моделирование в биофизике. М., 1975.

27. Рузавин Г.И. Синергетика и принцип самодвижения материи // Вопросы философии, 1984, N 8.

28. Садовский В.Н. Основания общей теории систем. М., 1974.

29. Свирежев Ю.М., Логофет Д.О. Устойчивость биологических сообществ. М., 1978.

30. Серов Н.К. Процессы и мера времени. М., 1974.

31. Слинько М.Г., Слинько М.М. Автоколебания и катализ, 1982, т. 23, N 6.

32. Смирнов Г.А. К определению целостного идеального объекта // Системные исследования. Методологические проблемы: Ежегодник, 1977. М., 1978.

33. Смирнов Г.А. Об исходных понятиях формальной теории целостности // Системные исследования. Методологические проблемы: Ежегодник, 1978. М., 1978.

34. Смирное Г.А. Основы формальной теории целостности (часть первая) // Системные исследования. Методологические проблемы: Ежегодник, 1979. М., 1980.

35. Смирнов Г.А. Основы формальной теории целостности (часть вторая) // Системные исследования. Методологические проблемы. Ежегодник, 1980. М., 1981.

36. Смирнов Г.А. Основы формальной теории целостности (часть третья) // Системные исследования. Методологические проблемы: Ежегодник, 1983. М., 1983.

37. Хакен Г. Синергетика. М., 1980.

38. Хакен Г. Синергетика: Иерархии неустойчивостей. М., 1985.

39. Цехмистро И.З. Парадокс Эйнштейна---Подольского---Розена и концепция целостности // Вопросы философии, 1985, N 4.

40. Щедровицкий Г.П. Автоматизация проектирования и задачи развития проектировочной деятельности // Разработка и внедрение автоматизированных систем в проектирование М., 1975.

41. Эбелинг В. Образование диссипативных структур при необратимых процессах М., 1979.

Синергетические стратегии в образовании

Буданов В.Г. (ИФ РАН)

А НАДО ЛИ?

Глобальный цивилизационный кризис конца ХХ века, проявляющийся во всех областях человеческой деятельности, обусловлен двумя основными причинами. Во-первых, мы вступили, по выражению Эрвин Ласло, в "эпоху бифуркаций" порожденную интерференцией многих циклических социокультурных процессов на неустойчивой границе самоистребления, границе экстенсивного развития техногенной цивилизации, и, во-вторых, набирают темп процессы самоорганизации нового информационного общества, ноосферные механизмы которого похоже могут стать гарантами мягкого сценария выхода из планетарного кризиса. В любом случае кризис характеризуется гибелью многих параметров порядка, ростом объема информации и коммуникативных связей в режиме с обострением, и, как следствие этого, порождает фрагментарность восприятия мира, кризис самоидентификации как личности, так и социальных групп, напряженность в межнациональных и межконфессиональных отношениях, отношениях человека и природы, культуры естественнонаучной и культуры гуманитарной и т.д.. Ситуация напоминает библейский сюжет о смешении языков начиная уже с уровня научного дисциплинарного знания. Кризис современной системы образования, так же лишь часть глобального кризиса, в немалой степени обусловлен узко прагматическими установками, ориентацией на узко дисциплинарный подход без горизонтальных связей, жесткое разграничение гуманитарных и естественнонаучных дисциплин. Следствием этого разграничения являются не только фрагментарность видения реальности, но и ее деформация, что в условиях нарождающегося постиндустриального информационного общества "третьей волны" не позволяет людям адекватно реагировать на обостряющийся экологический кризис, девальвацию нравственных норм, нестабильность политических и экономических ситуаций. Мы страдаем от неспособности охватить комплексность проблем, понять связи и взаимодействия между вещами, находящимися для нашего сегментированного сознания в разных областях. Это также объясняет действия многих крупных организаций и властных структур, напоминающие "слепой полет". Такое положение показывает, что сегодня судьбы цивилизации не могут определяться ни мудрейшими правительствами, ни международными организациями, ни учеными до тех пор, пока их действия не будут осознано, поддержаны широкими слоями населения или, говоря языком постнеклассической науки, пока не будет создана новая самоорганизующаяся среда. И сегодня новое видение мира, понимание личной ответственности за его судьбу постепенно становятся непременным условием выживания Человечества и каждого индивидуума. Говоря об этом, французский социолог Эдгар Морэн отмечает: " Мы нуждаемся в демократии разума, а не в демократии общества массового потребления, которая сейчас приводит к регрессу демократии, в особенности из-за того, что ключевые вопросы цивилизации не проходят на уровень политического сознания. Но демократия разума требует изменения менталитета, который бы сделал возможным квалифицированное принятие решений гражданами по глобальным проблемам. Отсюда потребность в радикальной реформе образования, которая бы сделала возможным не только анализ, но и взаимоувязывание знаний". По нашему мнению, реформа образования должна опираться на идеи целостности и фундаментальности образования, но не в духе традиционного дисциплинарного понимания фундаментальных наук, заложившего образовательную парадигму со времен первой фазы научной революции, а с учетом парадигмальных изменений науки рубежа ХХI века, перехода ее в междисциплинарную стадию постнеклассической науки. Таким образом, реформа образования в школе, как высшей, так и общеобразовательной, не может сводиться к косметическим мерам, но связана с кардинальным расширением понятия фундаментальности образования, дающего целостное видение природы, человека и общества в контексте междисциплинарного диалога, в котором одной из наибольших проблем является проблема взаимопонимания естественника и гуманитария, или, говоря словами Чарльза Сноу - проблема двух культур. Причем по экспертным оценкам для управления ситуацией нам отпущен лишь краткий миг истории - два три поколения, иначе последствия будут глобально необратимы, и кризис пойдет по катастрофическому сценарию. Вот почему образование должно сейчас нести не только традиционную функцию передачи социального опыта, но в большой степени опережающую, превентивную функцию - подготовка человека к жизни в эпоху кризисов.

О КОНЦЕПЦИИ ЦЕЛОСТНОСТИ В СТАНОВЯЩЕМСЯ БЫТИИ

Лидирующее место в культуре нашей эпохи, бесспорно, занимает наука. Научный метод, рожденный естествознанием, последние сто лет доминирует в духовном мире, формируя даже дисциплины о человеке и обществе, ему мы обязаны триумфом техногенной цивилизации, приведшей не только к быстрому развитию экономической и социальной сфер общества, но и вызвавшей глобальный экономический кризис, отчуждение человека от природы, все большую дегуманизацию общества. Причины негативных эффектов глубоки, и одна из них в том, что сегодня мы должны признать существование двух культур, обладающих разными языками, критериями и ценностями: культуры естествознания с доминантой научного метода, включающей науки о природе, технику и т.п., и культуры гуманитарной, включающей искусство, литературу, науки об обществе и внутреннем мире человека. Связующим звеном, как и в былые времена, должна бала бы стать современная философия, но не смогла в силу переживаемого ею кризиса и малой популярности. К тому же в России сформировалось настороженное отношение к официальной философии: воинствующий материализм в равной мере подавлял как науку, так и искусство. И сейчас, к сожалению, эти культуры не столько дополняют друг друга сколько противостоят, все еще разделяя людей на "физиков" и "лириков", не желающих понимать проблем оппонента, хотя лидеров обоих направлений всегда отличало синтетическое мышление. Дело даже не столько в том, что существую врожденные склонности людей (лево-право полушарники), что отличны предмет и метод познания, сколько в исторических корнях эволюции культур их постепенного отчуждения. Наука страдала сначала от церковного догматизма и спекуляций, затем от вторжения вульгарной философии, а искусство - от утилитарно-рассудочного техницизма и позитивизма Нового времени, причем после Хиросимы и особенно Чернобыля в среде гуманитариев возник устойчивый антинаучный синдром. Конечно так было не всегда. Этому искусственному размежеванию не более трехсот лет, и сейчас многие проблемы человечества могли бы быть решены на пути гармонизации частей изначально единой культуры, например по образцу натурфилософии или даже античной единой культуры, восходящей к Аристотелю, но на новом уровне развития. Сложность в том, что в преддверии кризиса Разум человечества глубоко болен: в погоне за мощью абстрактного интеллекта мы на грани самоуничтожения, забыты принципы единства с окружающим миром, до сих пор не осознана наша миссия соавторства на пути космической эволюции, мы только сейчас начали понимать ущербность антропоцентризма, провозглашенного гуманистами Возрождения. Сегодня раздаются призывы вернуться к национальным корням, назад к природе, возродить религию: все эти на первый взгляд разные рецепты имеют единый корень - ностальгию по духовно здоровому социуму, живущему в гармонии с природой. Но возможно ли приблизиться к такому обществу без существенных потерь материального и культурного потенциалов современной цивилизации (Чтобы наметить подход к решению, уместно провести параллель между линией эволюции человечества и путем духовного совершенствования личности, когда за короткий период одной жизни ученик в восточной традиции или выбравший "узкий путь" монах на западе проходят процесс инициации от относительно стабильного состояния через душевные испытания, искушения и хаос к высшей ступени совершенства. Тысячелетние традиции подтверждают, что в момент инициаций, сильной неустойчивости нельзя доверяться рассудочным аргументам, они как правило, иллюзорны, основаны на неконтролируемых импульсах и могут привести к психической травме и даже к разрушению личности, поэтому в каждой традиции существуют свои приемы фиксации, ограничения вариабельности мышления. Единственной опорой и путеводным лучом в эти периоды служат дополнительные к рациональным нравственные критерии, те корни и вечные ценности, ядро которых универсально во всех мировых религиях. Экстраполируя эти механизмы на общество в целом, позволим себе заключить, что оптимизировать выход из кризиса можно, уравновешивая, синтезируя рациональную и гуманитарную компоненты культуры. К аналогии между компенсаторными, антиэнтропйными механизмами высокоразвитых интеллектуальных систем и моралью приводит и более подробный анализ. Так, кризис техногенного общества конца ХХ века мог бы уже закончиться планетарной ядерной катастрофой, не появись нравственный мотив в политике 80-х, и теперь есть шанс на относительно мягкое прохождение кризиса. Сегодня становится очевидной необходимость привнесения в сферу науки нравственных, этических и даже эстетических категорий, столь характерных для древних традиций Запада и Востока в опыте единения человека с природой и космосом. А гуманитариям следовало бы перенять обыкновение ученых не отвергать, а переосмысливать ряд наколенных ранее истин, попытаться объяснить законы гармонии на языке более универсальном, чем язык субьективно-эмоциональных переживаний. Таким образом, мы приходим к необходимости формирования, с учетом знаний современной науки, целостного видения мира, свойственного нашим предкам. Синтез мудрости древних цивилизаций, гуманитарных и естественных наук - это путь к новому пониманию природы, человека и общества. В последние десятилетия такой синтез начался спонтанно в силу логики развития самой науки, интеграции ее дисциплин, рассмотрения все более сложных систем в физике, химии, биологии, приближающихся по сложности поведения к живым организмам или их сообществам, моделирующим, как оказалось, также социальные и психологические феномены. Кроме того, сейчас осознана принципиальная неустранимость роли человека как наблюдателя и интерпретатор - эксперимента, т.е. актуален лишь целостный подход: природа +человек. Это направление науки о сложном - синергетика, - опирающееся на современные математические методы и являющееся далеко идущим обобщениием дарвинизма, по существу, может быть названо "эволюционным естествознанием" в широком смысле. От Бытия к Становлению - вот, следуя Илье Пригожину, ориентация новой научной парадигмы, в контексте которой акцент переносится с изучения инвариантов системы, положений равновесия, на изучение состояний неустойчивости, механизмов возникновения нового, рождения и перестройки структур, самоорганизации. Например, возникает возможность универсальным образом описывать явления самоорганизации, проясняется значение открытости систем, роль случайности и конструктивная роль хаоса, природа катастрофических революционных изменений в системе, механизмы альтернативного - исторического ее развития и т.д.. Замечательно, Что все эти понятия, до недавнего времени бывшие исключительно в арсенале гуманитарного образа мышления, теперь приобретают иное, более глубокое звучание. Теперь можно говорить о возникновении некоего, более чем метафорического, единого метаязыка естественника и гуманитария. Намечаются понимание и встречное движение двух культур, возврат к единству на новом уровне осознания мира. Этот процесс надо сознательно развивать, что приведет не только к примирению, но и взаимообогащению двух культур, так как одна представляет рациональный способ постижения мира, другая - диалектически дополнительный - интуитивный, ассоциативно-образный. Диалектическое единство заключается в том, что ни одна из культур не самодостаточна и, согласно знаменитой теореме Курта Геделя о неполноте, рано или поздно не сможет развиваться без привлечения методов другой, вырождаясь иначе в застывшую догму, либо в хаос абсурда. Итак, смена парадигмы, происходящая в науке, переход от ньютоновской к эволюционной, синергетической парадигме сейчас резонирует с потребностями культуры человечества в целом. Проблемы социума в большой степени связаны с укоренившимся линейным, детерминистским подходом к природе и технике, который был перенесен на общество и способствовал развитию позитивизма, потребительской идеологии, неумению предвидеть экологические и цивилизационные кризисы. В этой связи важной задачей является создание новых курсов преподавания естествознания, способных изменить официальную идеологию, дать один из ключей к пониманию механизмов потрясений в обществе, столь неустойчивом и бурно меняющемся в конце ХХ века, сформировать адекватный менталитет социума. Это должны быть курсы, не представляющие собой механическое соединение традиционных курсов физики, химии, биологии и экологии, но являющиеся продуктом междисциплинарного синтеза на основе комплексного историко-философского, культурологического и эволюционно-синергетического подходов к современному естествознанию. Его преподавание стало возможным на основе применения новой парадигмы, способной объединить естественнонаучную и гуманитарную компоненты культуры, и осознанию универсальной роли метаязыка, синтезирующего фундаментальные законы естествознания, философии и синергетики.

ИСКУШЕНИЕ СИНЕРГЕТИКОЙ: ЧТО ДЕЛАТЬ?

Итак, сегодня как никогда нужен целостный трансдисциплинарный взгляд на мир, причем на уровне сознания большинства граждан, иначе в обществе не возникнет когерентного понимания глобальных проблем и способов их решения. Да и откуда ему взяться, ведь социальный опыт передается системой образовательных институтов, которые ориентированы на стереотипы линейного стабильного развития в прошлом, а сегодня необходимо ввести превентивное обучение принципам жизни в неустойчивом нелинейном мире, где временные масштабы иллюзорны и человек должен научиться жить в динамическом хаосе, постигая его законы, законы самоорганизации. Для смены образовательной стратегии отпущен лишь краткий миг истории - рубеж тысячелетий, благо новая холистическая методология уже достаточно развита - это междисциплинарное направление науки - синергетика или теория самоорганизации. На наш взгляд естественно введение синергетики в образовательный процесс сразу по трем направлениям:

I - СИНЕРГЕТИКА ДЛЯ ОБРАЗОВАНИИ ( SYNERGETICS FOR ): интегративные курсы синергетики в средней и высшей школе по завершении очередного цикла обучения - подготовительная, начальная, средняя школа, цикл фундаментальных дисциплин в высшей школе, цикл специальных дисциплин, аспирантура, факультеты переподготовки и повышения квалификации учителей и преподавателей, адаптивные курсы и получение второго образования людьми в зрелом возрасте. И начинать надо с создания учебной литературы и специальных потоков ФПК. Это путь спирального восхождения по рубежам осознания целостности мира.

II - СИНЕРГЕТИКА В ОБРАЗОВАНИИ (SYNERGETICS IN): внедрение в частных дисциплинах материалов иллюстрирующих принципы синергетики - в каждой дисциплине, будь то естественнонаучная или гуманитарная дисциплина, можно найти разделы изучающие процессы становления, возникновения нового, и здесь уместно наряду с традиционным использовать язык синергетики, позволяющий в дальнейшем создать горизонтальное поле междисциплинарного диалога, поле целостности науки и культуры.

III - СИНЕРГЕТИКА ОБРАЗОВАНИЯ (SYNERGETICS OF): синергетичность самого процесса образования, становления личности и знания. Здесь в наибольшей степени сказывается антропный, постнеклассической характер синергетики, в процессах диалога и развитии самореферентных систем. Высокие примеры педагогического мастерства и авторских методик и есть лучшие образцы приложения целостных синергетических подходов, но сегодня проблема не в том, чтобы создать единую методику, а в том, чтобы научить педагога осознанно создавать свою, только ему присущую методику и стиль, оставаясь на позициях науки о человеке. Сегодня идеи синергетики все шире поддерживаются научной и педагогической общественностью: в частности, в рамках программы новой дисциплины "Естествознание" для гуманитариев во всех вузах России обязательно изучение большого (16 лекций) раздела "Синергетика", готовится ряд учебных пособий по синергетики и ее приложениям, создаются ФПК. В области синергетических методик обучения начаты активные исследования в РАО и РАН, а в ряду наиболее эффективных образовательных синергетических технологий безусловный интерес вызывает "Автодидактика " В.А.Куринского.

1. Московский Синергетический Форум "Устойчивое развитие в изменяющемся мире". (Январь 1996).Тезисы. Программа. ИФ РАН, ИПМ РАН. 1996.

2. Буданов В.Г.. Концепция естественнонаучного образования гуманитариев: эволюционно синергетический подход. Высшее образование в России, N4, 1994.

3. Примерная программа дисциплины "Современное естествознание" для гуманитарных направлений бакалавриата. ( Авторы: Буданов В.Г., Мелехова О.П., Суханов А.Д., под редакцией академика Степина В.С.) Гос. Ком. Вуз. России, Москва, февраль1995. .

4. Куринский В.А.."Автодидактика", Автодидакт, Москва 1994.

В заключении приведем последний синергетический раздел программы курса "Современное естествознание" для гуманитариев. Его структура, на наш взгляд, при определенной адаптации формы и наполнения содержания, может быть взята за основу интегративных курсов синергетики в высшей и средней школе, и уже есть опыт такого прочтения.

Самоорганизация в физико-химических системах: рождение сложного

Основное, чем занимается наука, это эксперимент, так что давайте оглянемся и составим некоторое представление об общности и важности сложных явлений.

То очарование, которое все мы испытываем от биологии, ответственно за несколько расплывчатое отождествление сложности с жизнью в нашем сознании. Хотя это и удивительно, но именно эти представления будут разрушены первыми в нашей погоне за пониманием сложного. В самом деле, с 60-х годов мы были свидетелями революционных достижений, как в математике, так и в физике, что ставит в особое положение работу типа описания природы. Бывшие в течение многих лет параллельными пути развития термодинамической теории необратимых явлений, теории динамических систем и классической механики, в конце концов, сошлись. Это убедительно доказывает, что брешь между "простым" и "сложным", между "упорядоченностью" и "разупорядоченностью" гораздо уже, чем думалось раньше. Как известно, простые примеры из вузовской программы по механике не могут продемонстрировать сложного поведения. Маятник, к которому приложена периодическая возмущающая сила, на границе между вибрацией и вращением приводит к богатому разнообразию типов движения, включая возможность случайных квазитурбулентных отклонений от равновесного положения. В таких обычных системах, как слой жидкости или смесь химических продуктов, при определенных условиях могут возникать макроскопические явления самоорганизации в виде ритмически изменяющихся во времени пространственных картин. Короче, ясно, что сложность присуща не только биологии. Она вторгается в физические науки, и, похоже, что ее корни уходят глубоко в законы природы.

В результате этих открытий интерес к макроскопической физике, т. е. физике явлений, протекающих в привычных нам масштабах, возрастает чрезвычайно.

СИНЕРГЕТИКА И НОВЫЕ ПОДХОДЫ К ПРОЦЕССУ ОБУЧЕНИЯ

Е.Н.Князева, С.П. Курдюмов

1. Почему синергетика имеет особое значение для образования?

Междисциплинарность синергетики. Новое направление научных исследований - синергетика - имеет особый статус. Она междисциплинарна, ибо ориентирована на то, чтобы выявить законы самоорганизации и коэволюции сложных систем любой природы, независимо от конкретной природы составляющих их элементов'. Этим определяется, прежде всего, специфическая роль синергетики в системе образования. Синергетические исследовательские программы в последнее время выходят далеко за пределы естественнонаучного знания, тех областей математической физики, физики лазеров, физики плазмы и физической химии, в которых были разработаны базовые синергетические модели. Синергетика плодотворно применяется к исследованию человека, человеческой культуры и общества, в таких областях как нейробиология и нейроиммунология, когнитивная психология и психология восприятия, психиатрия и психотерапия, различные области медицины, экономика и социология, науковедение и культурология.

Наряду с термином "Междисциплинарность" для характеристики новой теории самоорганизации и сложности используются также термины "трансдисциплинарность" и "мультидисциплинарность". Эти понятия близки друг к другу, хотя и имеют некоторые отличия.

"Трансдисциплинарность" характеризует такие исследования, которые идут "через" и "сквозь» различные дисциплины и выходят "за пределы" конкретных дисциплин. То есть исследования выходят на более высокий уровень, некий мета-уровень, который независим от той или иной конкретной дисциплины. Этот термин используется главным образом французскими научными центрами по исследованию сложных систем. "Междисциплинарность" же означает, прежде всего, перенос методов исследования и используемых моделей из одной научной дисциплины в другую. А "мультидисциплинарность" является характеристикой такого исследования, когда предмет изучается одновременно несколькими научными дисциплинами. Возможно, целесообразнее говорить о "трансдисциплинарный стратегиях" и "междисциплинарных исследованиях", ибо "трансдисциплинарность" означает отправные пункты поисковой работы и направленность исследований, тогда как "Междисциплинарность" показывает основное содержание исследования.

Синтетическая функция синергетики

Благодаря своей междисциплинарности синергетика ведет к новому конструктивному диалогу между специалистами в различных научных дисциплинах. Синергетика делает шаги в направлении синтеза естественнонаучных и гуманитарных наук.

Синтетическая функция синергетики не ограничивается наведением мостов между науками о природе и науками о человеке и культуре. На базе синергетического видения мира стоит исследовать следующие направления возможного синтеза:

* восточное (холистическое, синтетическое) и западное (аналитическое) видение мира;

* основания науки (строгие модели, математические теоремы, физические механизмы явлений) и их приложения (включая наиболее отдаленные приложения синергетики к социальным и человекомерным системам);

* дескриптивные и нормативные аспекты науки, знания и ценности, "единицы информации" и ценность этой информации для человеческой активности, например, описание спектров структур-аттракторов, путей эволюции сложных систем и возможностей человеческого выбора, связанного с определенными ценностями, предпочтениями человека;

* наука (новая наука о сложности, нелинейности и хаосе) и культура, искусство, философия; синергетические знания и образы культуры, в том числе философские идеи, резонирующие с синергетикой; строгие модели эволюции и средства визуальной репрезентации паттернов эволюции и самоорганизации сложных систем.

Синергетика как стратегия исследования.

Синергетическое знание, будучи обращенным к решению новых научных проблем, становится методом поисковой деятельности. Речь идет о методологической и эвристической функциях синергетики. Если установлены общие законы самоорганизации и нелинейного синтеза сложных систем и формообразований природы, то на основе этого знания можно строить ожидания и прогнозы о характере протекания процессов структурообразования и эволюции структур в исследуемых областях природной и человеческой реальности. Декарт, освободитель чистого духа, впервые ввел идею метода как порядка в развертывании наших мыслей. Синергетика, взятая как метод, становится инструментом поисковой деятельности. Она может подсказать, как сделать в исследовании следующий шаг. Она есть savoir faire исследователя.

Синергетика выходит далеко за пределы узкоспециальных применений общих теоретических моделей сложного поведения. Осуществляется переход от синергетики процессов в плазме к синергетическому осмыслению социальной реальности, когнитивной и творческой деятельности человека, к синергетике жизни. Там, где пока недоступна математизация, синергетика применяется в качественном виде. В таком случае она выступает как феноменологическая синергетика.

Синергетика и исследование будущего.

Синергетика имеет футурологическое измерение. Синергетическая теория может быть использована как новый методологический базис для исследования будущего, для глобального моделирования и построения сценариев развития.

Существует и иная сторона связи синергетики с будущим. Будущее общества во многом определяется системой образования и воспитания подрастающего поколения. Образование, построенное на принципах синергетики, наиболее эффективно, и отвечает потребностям всестороннего раскрытия способностей личности и способам непрерывного самообразования.

Синергетика как метод и содержание образования.

Таким образом, роль синергетики в образовании двояка. Речь может идти о синергетических подходах к образованию, синергетических способах организации процесса обучения и воспитания, а также об образовании через синергетику, путем передачи и распространения синергетических знаний. В первом случае синергетика выступает как метод образования, а во втором - как его содержание.

2. Синергетические методы образования

Самообразование. Самоорганизация - одно из ключевых понятий синергетики. В аспекте образования это означает самообразование.

Лучшее управление - это самоуправление. Еще даосисты говорили, что хорош тот правитель, который управляет как можно меньше. Переформулируя эту мудрость Востока, можно сказать, что хорош тот учитель, который учит, вернее поучает, как можно меньше. Главное - не передача знаний (всего передать невозможно!), но овладение способами пополнения знаний и быстрой ориентации в разветвленной системе знания, способами самообразования. А в передаче этого know how может помочь учитель. Нелинейный диалог. Парадигма самоорганизации, или синергетическая парадигма, влечет за собой новый диалог человека с природой. Она приводит также к новому диалогу человека с самим собой и с другими людьми. Нелинейная ситуация, ситуация бифуркации путей эволюции или состояние неустойчивости нелинейной среды, ее чувствительности к малым воздействиям, связана с неопределенностью и возможностью выбора. Осуществляя выбор дальнейшего пути, субъект ориентируется на один из собственных путей эволюции сложной системы, с которой он имеет дело, а также на свои ценностные предпочтения. Он выбирает наиболее благоприятный для себя путь, который в то же время является одним из спектра путей, определяемых внутренними свойствами этой сложной системы, т.е. одним из реализуемых в ней путей. Синергетику поэтому можно рассматривать как оптимистический способ овладения нелинейной ситуацией. С синергетической точки зрения процедура обучения, способ связи обучающего и обучаемого, учителя и ученика может быть представлена следующим образом. Это - не перекладывание знаний из одной головы в другую, не просвещение и не преподнесение готовых истин. Это - нелинейная ситуация открытого диалога, прямой и обратной m связи, солидаристического образовательного приключения, попадания - в результате разрешения проблемных ситуаций - в один и тот же, самосогласованный темпомир. Последнее означает, что благодаря совместной активности в такого рода ситуации учитель и ученик начинают функционировать с одной скоростью, жить в одном темпе. Пробуждающее обучение. Главная проблема заключается в том, как управлять, не управляя, как малым резонансным воздействием подтолкнуть систему на один из собственных и благоприятных для человека путей развития, как обеспечить самоуправляемое и самоподдерживаемое развитие. Проблема также в том, как преодолевать хаос (неорганизованные и спонтанные устремления обучаемого), его не преодолевая, а делая творческим, превращая его в поле, рождающее искры инноваций. Синергетический подход к образованию заключается в стимулирующем, или пробуждающем образовании, образовании как открытии себя или сотрудничестве с самим собой и с другими людьми.

По-видимому, существуют определенные конфигурации ситуаций познания, обучения или жизни. Чтобы действовать наиболее эффективно, надо действовать в нужное время и в нужном месте. Речь идет о так называемых резонансных, топологически правильных воздействиях. Результаты их могут быть весьма неожиданными и многообещающими. Обучение как адаптивная модификация. С точки зрения эволюционной эпистемологии, которая использует эволюционные, в том числе и современные нелинейные, синергетические модели для понимания процессов познания, творчества, а также приобретения нового знания в процессе обучения, обучение предстает как "адаптивная модификация" (К.Лоренц 1965) генетически врожденного поведения. Сама возможность обучения означает существенное преимущество человеческого существа в достижении того, для чего в ходе обычной дарвиновской эволюции потребовалось бы тысячелетия неопределенных мутационных изменений. Культурная эволюция, в противоположность историческому развитию биологических видов, является ламаркианской по своему характеру, т.е. выражаясь на биологическом языке, приобретенные индивидом в течение его жизни изменения, его знания и накопленный опыт, наследуются, передаются следующим поколениям. Обучение имеет резонансную природу: осуществляется ускоренный переход к новым, модифицированным структурам знания и поведения. Грубо говоря, происходит "штамповка", матричная передача целостных образцов знания, что составляет основу для последующих творческих изысканий индивидуального разума. Обучение как фазовый переход. В результате процесса обучения глубоко перестраивается личность обучающегося. С синергетической точки зрения, как показывает Скотт Келсо, обучение протекает как "специфическое видоизменение уже существующих паттернов поведения в направлении той задачи, которую предстоит решить. Хотя мы не знаем точно, что происходит в мозгу человека, но есть определенные основания предполагать, что обучение не только усиливает следы памяти и уже существующие синоптические связи, но и радикально перестраивает всю конфигурацию структуры-аттрактора. "Изучаемый паттерн модифицирует внутреннюю динамику. Обучение является процессом, в результате которого паттерн попадает в память. Мы говорим, что паттерн поведения усваивается в той степени, в которой внутренняя динамика изменяется в направлении паттерна, который предстоит изучить. Когда процесс обучения завершен, отпечатавшийся в памяти паттерн определяет аттрактор, стабильное состояние (теперь модифицированной) динамики паттерна".

Длительный процесс обучения или самообразования, творческой работы вообще связан с целой серией событий качественной перестройки аттракторов, своего рода фазовых переходов. Человек становится иным. Развивая основы диалогического мышления и способа жизни, немецкий философ экзистенциального направления Мартин Бубер совершенно с другой стороны приходит к аналогичному выводу:

"Связь есть взаимность. Мое Ты воздействует на меня, также как и я оказываю воздействие на него. Наши ученики влияют на нас, наши работы строят нас. Гештальт - образование. Открывая принципы сборки сложного из простого, синергетика строит новый холизм. Синергетический подход к человеку - это холистический подход. Если речь идет об образовании, то это гештальтобразование. Процесс обучения, связь обучающего и обучаемого, предстает как их "синергетическое приключение". при котором в самом обучаемом обнаруживаются скрытые потенции. установки (структуры-аттракторы) на перспективные тенденции собственного развития.

'Тештальт" означает в переводе с немецкого "паттерн" или "конфигурация". Гештальтпсихологи полагают, что восприятие образа не может быть разбито на примитивные ощущения, возникающие от частей этого образа. Восприятие образа возникает в целом, и оно неделимо. Следуя этой традиции, гештальтобразование можно истолковать как передачу целостных блоков информации, качественную смену схем паттернов мышления, а также как перестройку самой конфигурации ситуации обучения. Научиться мыслить синергетически - значит научить мыслить нелинейно, мыслить в альтернативах, предполагая возможность смены темпа развертывания событий и качественной ломки, фазовых переходов в сложных системах.

3. Возврат к визуальному мышлению

Новые синергетические знания и новые подходы к образованию требуют иных, отвечающих уровню сегодняшнего дня способов передачи и распространения этих знаний. Прежде всего представляется целесообразным всесторонне разрабатывать средства визуализации синергетических знаний на компьютерах. А для этого необходимо перевести основные понятия и представления синергетики на язык образов мировой культуры, соотнести их с философскими воззрениями, с символикой мифологии и религии. Известно, что у человеческих существ именно зрительный канал является наиболее мощным в восприятии и переработке поступающей информации. Более половины нейронов коры головного мозга человека связаны с обработкой визуальной информации. Поэтому наиболее эффективны такие способы передачи знаний, как "текст 4- образ", формула + визуализация описываемого ею хода процесса".

В этой связи стоит напомнить, что первобытное, архаическое мышление было по преимуществу образным, если можно так выразиться "правополушарным". Это было мышление в представлениях и символических образах. Дальнейший многотысячелетний ход эволюции культуры и науки, в особенности западной, привел к всестороннему развитию логических, аналитических, вербальных средств обработки информации и презентации знаний, основанных на логико-понятийном, "левополушарном" мышлении. При этом наглядность и образность архаического мышления была во многом утрачена. Существовала даже склонность специально изгонять наглядность, якобы, мешавшую пониманию абстрактно-теоретических результатов фундаментальных научных исследований. Такого рода тенденция наблюдалась, например, при переходе от геометрических к алгебраическим доказательствам, а также во время разработки квантово-механической теории.

В результате нынешнего бурного развития математического моделирования, вычислительного (на компьютерах) эксперимента, компьютерной графики открываются возможности для нового синтеза, синтеза видео, аудио, текстуальных и формализовано-математических средств передачи научной информации, а стало быть, для одновременного использования преимуществ и "левополушарного" (логико-понятийного), и "правополушарного" (наглядно-образного) мышления. Прорыв к новому осуществляется путем возврата к старому. Образное мышление древних возрождается на новой основе. Способности продуктивного воображения и творческой интуиции получают новые импульсы для развития благодаря погружению человека в виртуальные реальности, моделируемые компьютером. Не случайно в наши дни наряду с гипертекстами электронных пособий необычайно широким спросом начинают пользоваться визуальные энциклопедии с фото и картинками даже для взрослых.

Через синергетику оказывается возможным соединение двух взаимодополнительных способов постижения мира -постижение через образ и через число. Синергетика позволяет сблизить Восток и Запад, восточное, нагляднообразное, интуитивное восприятие мира и западное, логико-вербальное.

4. Синергетика как способ интеграции естественнонаучного и гуманитарного образования

На основе синергетики возможно также сближение гуманитарного и естественнонаучного образования. Гуманитарное образование все более математизируется. Использование компьютерных программ, визуализирующих синергетические знания, -это реальный путь для гуманитариев усвоить глубоко содержательные понятия и идеи, получаемые на самом передовом крае математической и физической наук, вовлечения в оборот своего мышления важных мировоззренческих следствий и выводов из сложных аналитико-математических расчетов и математического моделирования процессов образования и эволюции сложных структур в нелинейных средах.

Для специализирующихся в области естествознания - это способ повышения их общей культуры мышления, расширения их культурологического образования.

5. Обучающие компьютерные программы по синергетике

Разработка обучающих компьютерных программ по синергетике началась в 1992 году в рамках математического факультета Российского открытого университета. Эта весьма объемная работа пока не завершена. В основе ее лежат результаты многолетних исследований научной школы в Институте прикладной математики им. М.В.Келдыша и Институте математического моделирования РАН. Математические модели (дифференциальные уравнения типа теплопроводности, квазилинейные, с источником), визуализированные на экране компьютеров посредством графиков, несут в себе глубоко содержательные идеи, которые становятся доступными даже для не владеющих математическим аппаратом. Даже на обычном персональном компьютере можно воспроизводить реальные процессы эволюции, протекающие в открытых нелинейных средах. И это открывает возможности для массового обучения синергетике, синергетическому видению мира.

Посредством использования компьютеров решается одна из важнейших задач образования - налаживание прочной обратной связи между обучающим и обучаемым, развитие диалога между репрезентантом новых знаний и воспринимающим их субъектом, а также расширение возможностей выбора изучаемого материала, свободное движение в учебном проблемном поле поиска. Открывается возможность решения задачи -передать не "знание что", а "знание как" "know how", т.е. включить у обучающегося внутренние механизмы переработки и продуцирования новых знаний согласно усвоенным общим методам, моделям и схемам, зажечь внутренний огонь творчества в его душе.

Обучающая компьютерная программа в идеале должна строиться как некая увлекательная игра, как драма идей, театр идей. За графическими образами, картинками, представляющими ход процессов в открытых нелинейных средах, скрываются сложные математические выкладки, многолетние исследовательские работы специалистов в этой области. А сами картинки оказываются доступными многим, даже незнакомым с математикой.

Перед обучающимися, пользователем компьютерного продукта ставятся некоторые вопросы, на которые он самостоятельно пытается найти ответ. Далее осуществляется проверка и дается объяснение, почему именно этот ответ является правильным.

Персональный компьютер становится установкой, на которой можно воспроизводить реальные процессы, протекающие в открытых нелинейных средах. Пользователь получает возможность экспериментировать, "играть" ходом процессов и достигать понимания, почему процессы протекают так, а не иначе.

Чтобы в компьютерный продукт, обучающую дискету была заложена такого рода игра, чтобы ввести игровые и диалоговые элементы в процесс взаимодействия человека и компьютера, нужно смоделировать на компьютере простейшие проявления человеческой личности. Ведь образ психики творящего человека - это фактически образ постоянной игры ума, блуждания по мицелию возможных мыслительных ходов. Это -диалог между скептиком и догматиком, фантазером и реалистом, между выходящим далеко за пределы жестко установленного и осторожным, узкопрофессионально ориентированным специалистом. Эти ролевые типажи живут в более или менее выраженной форме в каждом из нас. А значит, обучающая дискета неизбежно несет на себе печать личности ее творца. Создатель обучающей дискеты доводит до потребителя свою собственную энергетику, аромат своей собственной души.

Компьютерная графика, будучи одним из современных способов синтеза науки и искусства, имеет немаловажное дидактическое значение. Видеофильмы и обучающие компьютерные дискеты делают новейшие результаты научных исследований наглядными, легко воспринимаемыми и понимаемыми. Кроме того, они позволяют передавать информацию в максимально сжатой форме.

Возможна разработка самых различных типов обучающих дискет по синергетике, разного информативного содержания и разного дидактического уровня сложности. Возможны дискеты чисто справочного характера (руководства по новым методам аналитических расчетов и математического моделирования), а также дискеты, инициирующие научный поиск, показывающие границы проведенных на сей день исследований и круг задач, которые еще предстоит решить. А каждый исследователь на своем собственном опыте знает, что правильная постановка проблемы, понимание направления поиска, видение перспективных шагов исследований, часто даже важнее самой реализации этих шагов, решения проблемы.

Разработка и массовое распространение нетрадиционных, образовательных средств, компьютерных программ, видеофильмов и обучающих дискет для визуализации новых представлений о самоорганизации и коэволюции в природных и социальных системах призвано привести к тому, что знание станет товаром, причем одним из наиболее ценных, социально-значимых. Ибо синергетические знания, как мы пытались здесь показать, -это не просто информация, но новый способ мышления и видения мира, способ продуцирования новых знаний, т.е. знание метода. Все это может принципиально изменить социальный статус ученого. Ученый будет способен производить продукты, которые разойдутся миллионными тиражами, быстро раскупятся, получат массового потребителя. Создание "золотой" дискеты по синергетике есть ключ ко многим областям современного образования.

СИНЕРГЕТИКА И ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ ЦЕННОСТИ

К.Х.Делокаров, Ф.Д.Демидов

Философия, "вписывая" открытия науки в "тело культуры", расширяет проблемное и предметное поле человека. Это относится и к взаимоотношению философии и новой концепции самоорганизации, которую разные авторы называют одни - синергетикой, другие - концепцией диссипативных структур, третьи - теорией катастроф.

Философия, уважая себя и неся ответственность за будущее, не может позволить ни снобистское философствование без учета достижений науки, ни сведение своей функции к роли комментирования основных достижений научного знания.