ГЛОССАРИЙnewprt

31

ГЛОССАРИЙ ПО СИНЕРГЕТИКЕ

профессор Мельник В.В. 01.01.2005

Большинство терминов и понятий, используемых в анализе и изучении социокультурных явлений в рамках синергетической парадигмы (теории самоорганизации), в том числе применительно к менеджменту и бизнесу, еще не стали частью повседневного языка науки. В то же время, попытки введения новой терминологии, несомненно, будут способствовать как развитию теории сложных систем, так и развитию новой синергетической парадигмы, расширению ее понимания и прикладного применения. Развитие нового парадигмального мышления особенно важно у студентов, поскольку перспективы развития науки, да и самого общества мы естественно связываем с теми молодыми специалистами, которые выходят из стен университета. Поскольку сами термины и понятия синергетики применительно к социуму еще только обосновываются, то их описание потребовало от автора, скорее не глоссария, а подобия небольших словарных статей. При формулировании соответствующих категорий мы опирались на имеющееся богатство описания теории самоорганизации в многочисленной научной периодике, а также использовали устоявшиеся формулировки с указанием имен авторов.

Автокаталитический набор (An autocatalytic set) – это набор взаимодействующих структур, которые часто реагируют между собой только определенным образом. Например, система А, способна воздействовать на В но не на С, D может воздействовать только на Е. Для достаточно широкого набора систем может возникнуть ситуация когда между ними установится полная сеть взаимодействий. Это и называется автокаталитическим устройством, согласно способности каждой подсистемы катализировать (ускорять или замедлять) формирование друг друга в химическом или физическом эквиваленте такого устройства.

Адаптивный ход (An adaptive walk). Адаптивный ход, это процесс поэтапного движения системы от одного состояния к другому. Система «идет» по (фитнесс)- ландшафту бытия, где каждый последующий шаг должен вести к улучшению (to fit) состояния системы на основании некоторого критерия (например, адаптации).

Аттрактор (Аn Attractor) – Первоначально, это явление обнаружено метеорологом Лоренцом (странный аттрактор или бабочка Лоренца) в упрощенной компьютерной модели поведения погодной системы. Это тип хаотического поведения системы, предсказуемость которого возможна только на коротком временном отрезке. Но у этого типа поведения есть некоторый, один и тот же, глобальный паттерн. Существуют внешние границы поведения системы, за пределы которых она крайне редко выходит. Но если выходит, то сразу же возвращается, то есть аттрактируется на ту траекторию, к тому типу поведения, который заложен в глобальном паттерне. Аттракторы расположены на границах систем, между равновесным и неравновесным состоянием или их подвидами. В настоящее время обнаружено множество странных аттракторов, начиная с экономических систем (спрос, цена, предложение) и завершая целеполаганием в социальных системах.¹ Образный пример аттрактора приводит Г.Г. Малинецкий², где аттрактор уподобливается озеру, область его притяжения - бассейну озера, а особенности рельефа бассейна являются законами движения капли воды на дно озера.

Как точка притяжения, аттрактор – это предпочтительная позиция для системы, которая, начав движение, находясь в другом состоянии, будет эволюционировать до ее достижения, и будет находиться в фазовом пространстве данного аттрактора при отсутствии других воздействий. Аттрактором может быть точка (например, центр вазы для фруктов), озеро, в период дождя в горах, регулярный путь, траектория (например, орбита планеты), серия сложных состояний (например, клеточный метаболизм), или бесконечная последовательность траекторий, определяемые как странный аттрактор (аттрактор Лоренца). Все эти примеры характеризуются наличием ограниченного объема пространства системы (компрессией). Б´ольшая область фазового пространства, ведущая к аттрактору называется бассейном его аттракции и включает все пред-образы (паттерны) состояния аттрактора. Соотношение объема бассейна к объему аттрактора может быть использовано как критерий меры имеющейся самоорганизации. Это можно определить и как фактор самоорганизации (СОФ-self-organization factor) величина которого может варьироваться от полного размера фазового пространства (для тотально упорядоченных систем – максимум компрессии) до 1 для эргодичных (эрг, ergodic systems) систем - ноль компрессии).

Аттрактор и самоорганизация. (Аttractors and self-organization relation). Любая система, находящаяся в движении к фиксированной структуре может быть определена как система погруженная в аттрактор. Сложные системы могут взаимодействовать с множеством аттракторов, которые чередуются при изменении связей, параметров или характера системы. Изучение самоорганизации, в этом смысле, может быть равноценно исследованию аттракторов системы, их форм и динамики.

Аутопоэйзис (An autopoiesis). Аутопоэйзис - это самовоспроизводство, поддержание формы живого организма во времени и в пространственных потоках. Это особый случай гомеостазиса и относится к систематическому воспроизводству жизни. Эта концепция часто используется в познании, рассматривая сознание как самовоспроизводящую систему с самореферентностью и саморегуляцией, использующую для эволюции процесс структурного соединения (structural cоupling).

Бифуркация (A Bifurcation) – разветвление (этап, точка, зона, область, период, последовательность) в развитии диссипативной системы, то есть системы обменивающейся с окружающей средой веществом, энергией, информацией. Это состояние системы находящейся в состоянии, как правило, сильного неравновесия, когда управляющие параметры (параметры порядка) достигают уникального состояния, критической или бифуркационной точки. Бифуркация – в переводе с английского, французского – это раздвоение. В этой точке возможен переход, скажем, с траектории А, ставшей хаотичной (А¹), на параллельную траекторию Б, которая становится стабильной, или на траекторию Б¹ – которая на определенном временном отрезке также хаотична, но после его прохождения стабилизируется (Б²). Если, по каким то причинам (о них мы скажем ниже) избрана траектория А¹, то есть прежнее движение продолжается, то система все дальше отклоняется от положения равновесия, управляющие параметры становятся еще более хаотичными и бифуркации происходит в еще большем режиме обострения в точке В. Далее все происходит таким же образом, как в точке А. Безусловно это пример простйшей бифуркационной диаграммы. По мнению Г.Г. Малинецкого, устойчивые ветви, это тип исторического пути, при котором некоторые возмущения существенно не меняют траекторию. Неустойчивые траектории, это теоретическая модель, «вещь в себе», движение по которым невозможно без жесткого управления. Очень часто, это нереализованные возможности, альтернативы идеальных конструкций творчества массового сознания или незавершенной деятельности, тип народных движений П. Болотникова, Е. Пугачева и т.п.

Бифуркации, в зависимости от глобальности того или иного параметра порядка, бывают различного типа. Как определил Э. Ласло: «Они могут возникать вследствие недостаточной ассимиляции или плохого применения технологических инноваций «… пример того, что я называю «Т-бифуркациями». «С-бифуркации» связаны с политическими конфликтами, «Е-бифуркации» вызываются «крушением локального экономико-социального порядка, под влиянием учащающихся кризисов».³ Если продолжить мысль за пределы вышеприведенной аналогии Малинецкого, то область глобальной бифуркации можно определить как «бифуркационный ландшафт»

Бифуркация как феномен выражается в проявлении у системы двух возможных типов поведения (даже при небольшом изменении в каком-то одном параметре). Дальнейшие изменения данного параметра могут происходить с регулярным интервалом (константа Фейгенбаума - Feigenbaum, приближение 4.6692…) до момента, когда система окончательно войдет в хаотическую фазу. Это движение от стабильности, сквозь возрастающую сложность к хаосу имеет много общего в наблюдаемом поведении сложных систем, отражающих изменения, как в структуре аттрактора, так и изменения параметров системы. При случае, успешные итерации модели системы приводят к циклу доступных паттернов поведения.

Фитнесс - ландшафт (А fitness landscape). Если для каждой операции системы в фазовом пространстве мы построим ранговую шкалу (на основе некоторого критерия, например, успешности адаптации), то на основании этого мы сможем приписать ранги значений адаптации в единицах другой размерности, например, высоте, коэффициентах корреляции и т.п., с помощью которой уже можно описывать ландшафт. Результатом такого описания выступает бифуркационный ландшафт - с пиками, холмами, впадинами, озерами и др. топологическими характеристиками (в том числе – вероятно возможно описание социальной системы с использованием многмерного статистического анализа, например процедуры «максимальный корреляционный путь»).

Бифуркационный ландшафт и уровень коммуникативности (Connectivity and landscape shape). Как правило, чем выше уровень коммуникативности в процессе бифуркации, тем более неровным становится бифуркационный ландшафт. Ландшафт, построенный на простых связях имеет единственный пик, и изменение в одном параметре слабо влияет на появление возмущений, так что слабые изменения в соответствии паттерну обнаруживаются лишь во время адаптивных ходов. Высокая коммуникативность означает сильное взаимодействие переменных системы, и необходим компромисс пригодности появляющихся многочисленных низких пиков, поскольку система может зависнуть на выявлении локального оптимума при переборе аттракторов или паттернов,, вместо того чтобы достичь глобального оптимума – критичности перехода.

Булеанская Сеть или NK модель (А Boolean Network or NK model). Если мы возьмем набор (N) логических ворот (И, ИЛИ, НЕТ etc.) каждый с числом «К» входов и соединим их между собой, то получим Булеанскую сеть (БС). В зависимости от числа входов к каждым воротам мы можем получить (сгенерировать) набор возможных логических функций которые можно использовать для работы сети. Распределяя их по узлам (N) сети случайным образом мы получим случайную БС, которая может быть полезна для исследования перспектив построения организаций из различного набора параметров. Некоторые возможные логические функции такой сети управляемы и, похоже, что именно этот тип функций порождает самоорганизацию.

Функции канализаци и форсинг структуры (canalizing functions and forcing structures). Функция актвизирована (канализирована) если единственного фиксированного ввода информации в БС достаточно для того, чтобы на выходе иметь также фиксированный результат, несмотря на наличие других входов. Например, если для «Y» ворот, уровень ввода слабый, то и выход форсирован слабо, следовательно, функция активизирована (канализирована). Для “Z” ворот, напротив, функция не активируется, поскольку состояние системы меняется, меняя уровень сигнала на входе. Итоговым результатом объединения серии активизированных функций может быть принуждение большого участка БС к фиксированному состоянию. Но бывают ситуации, когда первичный фиксированный ввод информации может прорваться, и замкнуть часть сети, и тогда мы получаем форсированную структуру). Такое фиксированное разделение функций (барьеров изменений) позволяет разбить сеть на активные и пассивные структуры, что может способствовать развитию сложных типов поведений. Поскольку функции структуры канализированы (активизированы), то единственное изменение может переключить структуру с активного состояния на пассивное и наоборот, что позволяет сети выполнять регуляторные функции.

Взаимодействия (Interactions). Взаимовлияние частей на основе взаимных связей. Эти взаимосвязи могут иметь различную форму, например, электрические, гравитационные или электоромагнитные поля, физические контакты или логические информационные каналы. Мы полагаем, что воздействие всегда происходит для того, чтобы изменить какую-то часть системы, ее место фазовом пространстве, или осуществить информационное воздействие - послать сигнал, передаваемый каким либо способом, достигающий удаленных частей системы. Таким образом, возможности и характер взаимодействия подсистем определяют поведенческое богатство системы.

Типы взаимодействий (Type of interconnections). В общем смысле, для возникновения процесса самоорганизации, система не должна быть ни слишком cвободной (когда большинство частей системы независимы), ни слишком связанной (когда все части влияют друг на друга). Большинство исследований Булеанских Сетей показывает, например, что наличие двух связей для каждой части системы ведет к организационному оптимуму и адаптивным свойствам. При наличии большего числа связей, тот же эффект может быть достигнут уже при использовании функций канализации (регулирования) связей или использовании других ограничений динамики взаимодействия.

Гомеостазис (Нomeostasis, греч., homoios- подобный, stasis - состояние). Cпособность системы сохранять относительное постоянство, устойчивость, замкнутость с помощью приспособительных механизмов, устраняющих или ограничивающих воздействие на систему многообразных факторов как внутренней так и внешней среды.. Это регулирование критическими переменными состояния равновесия в системе находящейся на рубеже возмущений, хаоса. Это соотносится и с кибернетикой и с состоянием ЕОС в теории сложности, где анализ систем концентрируется на механизмах саморегуляции.

Диссипативные системы (dissipative systems). Системы, использующие потоки энергии для поддержания своих структур, определяются как диссипативные и включают в себя атмосферные вихри, живые системы, социумы и тому подобное. Термин может быть использован и в более широком смысле, вообще для всех систем потребляющих энергию для поддержания движения – от моторов до звезд. Такие системы обычно открыты для внешней среды.

Диссипативная структура. (Dissipative structure) Сложное состояние упорядоченного типа поведения системы, которое требует непрерывной энергетической подпитки для сохранения своего статус-кво. Следовательно, такой тип поведения нестабилен и труден для сохранения. Применительно к менеджменту, под диссипативной структурой может пониматься, например, состояние спонтанной коммуникационной арены - поддержание консенсуса точек зрения на принимаемое решение, внедрение инноваций в технологию и т.д. Это может относиться к новой стратегии или существенным изменениям в некоторых сферах, аспектах существующей. Это требует постоянного внимания, времени и ресурсов для поддержания избранных направлений деятельности, согласованных точек зрения, проявления упорства и сотрудничества в организации. Но поддержание такого типа поведения организационной структуры краткосрочно, недолговечно, оно скорее периодично, чем непрерывно.

Закон распределения энергии (a power distibution law). Сущность его заключается в том, что распределение энергии в системе таково, что чем выше амплитуда возмущений, чем значительней энергетический эффект, тем реже он встречается. Математически это может быть представлено следующим образом: N(s)= s-t, где N(s) это число событий с размером s и t (tor) - это экспонента (знак минус означает что число событий падает (уменьшается) с увеличением s). Взяв логарифмы мы имеем log N(s)= -t log s

Образным примером этого является активность землетрясений, когда проявляется большое количество небольших толчков и очень мало больших. Шкала Рихтера основана именно на этой закономерности. Система, обладающая данной динамикой энергетического закона, проявляет ту же структуру на всех ее уровнях. Это самоподобие, или независимое от уровня системы (фрактальное) поведение типично для самоорганизующихся систем.

Кибернетика в концепции самоорганизации (cybernetics involved in concepts). Кибернетика - это предтеча способов понимания сложности в исследовании динамических систем, заложившая основы изучения самоподдерживающихся (self-maintaining) систем, использующих обратную связь и механизмы контроля. Системы данного типа относятся к системам изолированным или закрытым в информационном смысле, или в других терминах - самосодержащим (self-contained) системам. Теория сложности включает в себя некоторые новые концепты, такие как самоорганизацию, и ее разнообразные специальные отрасли, и добавляет больше ясности к заимствованным концепциям типа эмерджентности, фазового пространства или фитнесс - ландшафта, но в главном теория сложности сопоставляет различные типы систем. В том числе изучение особенностей двух различных каналов информационных потоков между системами, взаимную реакцию систем на внешнюю среду или их коэволюцию. Она также изучает эволюцию и перевоплощения систем.

Нарушение симметрии. (Symmetry breaking). Период хаотического поведения части компонентов системы, результатом которого является разрушение существующего типа поведения, состояния, структуры. Для менеджмента это может означать состояние беспорядка и конфликта вокруг амбициозных целей организации, в ходе которого ранее существующее понимание вещей, парадигмы и способы действия подвергнуты сомнению, а старые подходы разрушены.

Неравновесность (Far from equilibrium state). Cостояние системы, далекое от равновесия. Неравновесное состояние системы, поведение которой легко меняется на качественно отличное от предыдущего, на основе маловероятных причин, ничтожных начальных условий. Это влечет неустойчивость, хаотическое, фрактальное (рекурсивное) поведение.

Организация (Organization structure). Упорядочивание расположения отобранных частей системы для выполнения специфических функций. Это ограничивает поведение системы таким образом, чтобы части было свойственно занимать меньшее место в пространстве организационной структуры. Опознание самоорганизующихся систем может быть поблематичным. Часто необходимы новые подходы, для того чтобы обнаружить порядок в том, что раньше рассматривалось как шум, например, признание того, что часть системы выглядит как целое (свойство самоподобия) или в использовании фазово-пространственных диаграмм (phase space diagrams).

Организационный уровень структур (Levels of organization structure). Представляется, что даже наименьшая подсистема проявляет собственные эмерджентные свойства, которые являются нижними системными характеристиками, и формируют следующий структурный уровень в системе. Эти системные компоненты в свою очередь являются строительными блоками для следующего высшего уровня организации, имеющей различные эмерджентными свойства. Этот процесс может быть продолжен до следующего, еще более высокого уровня структуры системы. Все эти уровни (микро, мезо, мета, мега) могут либо проявлять имманентные свойства самоорганизации (например, атом, химическая ячейка, органы, социумы, галактики), либо эти свойства могут быть созданы (автомобиль, компьютер). Одна из проблем измеримости сложных систем заключается в том, что они состоят из множества уровней описания. Чем больше точек зрения на систему, тем сложней она является и тем более расширенное описание требуется для того, чтобы специфицировать ее (алгоритмическая сложность) для практического применения или объяснения.

Связь структур с хаосом (Relation to chaos) В областях нелинейной динамики существует множество структур для простых систем, таких, как самоподобные структуры фракталов, или бифуркационную структуру, проявляющуюся в логистической карте. Этот тип систем проявляет сложное поведение на основе простых правил. И, напротив, у других самоорганизующихся систем мы наблюдаем сложные ансамбли, порождающие простое эмерджентное поведение, и таким образом, в сущности, эти две концепции возникновения хаоса комплиментарны. Для коллективных систем, твердое состояние является эквивалентом паттерна предсказуемого поведения, газообразное состояние как соответствующую статическую или хаотическую сферу и жидкое состояние - как бифуркационную или фрактальную область.

Процесс естественной селекция (А natural selection fit in). Cелекция - это препятствие для движения системы в фазовом пространстве в конкретном направлении, когда максимизируется ее внешняя функция - поиск некоторых соответствий (fitnesses) и где происходит выбор между двумя мутирующими соседями (паттернами). Самоорганизация же двигает систему к внутреннему аттрактору, что можно определить как реализацию внутренней функции поиска соответствия. Обе тенденции комплиментарны и могут действовать либо совместно, либо чередоваться. В контексте самоорганизующихся систем, аттракторы - это единственное стабильное состояние, которым располагает система, селекция же – это силовое давление на систему, попытки вытолкнуть ее (систему) к другому аттрактору. Может потребоваться много итераций, для того чтобы переключить (вывести) систему на новый аттрактор, поскольку каждое возмущение лишь просто сдвигает стартовую, исходную позицию системы через бассейн аттракции. Только тогда когда граница между двумя бассейнами пересечена, произойдет смена аттрактора, и эта смена будет крайне значима, явится метаморфозой в свойствах системы.

3. Промежуточные состояния изменчивости (a mutant neighbour). В мире возможных систем, для которых пространство состояний является пространством бытия, две возможности являются рядоположенными, если изменения в одном параметре первой системы могут превратить ее во вторую и наоборот. В таком случае две подобные операции могут классифицироваться как цепь системных преобразований, покрывающих пространство их существования посредством промежуточных состояний. Отметим, что могут быть несколько вариантов такого процесса. Процесс движения от одного состояния (возможности изменения) к другому, как мы уже отмечали, называется адаптивным ходом. (Но может быть и дезаптационное движение, диссергия).

2.9 Пред-образ (an pre-image), паттерн. Если система итерационна (пошаговое развитие во времени) и движется от состояния Х к состоянию У, то тогда состояние У является предобразом Х. Иными словами она находится на траектории ведущей к состоянию У. Тип поведения не имеющий пред-образа - это состояние, которое определяется как состояние «Сад Эдема» и является начальной точкой траектории. Обычно возможно исключить из состояния данного аттрактора весь ряд предыдущих пред-образов для того, чтобы избежать «порочные круги» (vice sercles) развития, поскольку они практически дублируют друг друга.

Размерность, масштаб. (Scale). Это относится к последствиям изменения параметров в нелинейном механизме обратной связи, а также параметров порядка. Используется при исследовании разноуровневых типов диссипативных структур в различных временных и пространственных границах. Это относится, прежде всего, к типам поведения систем порожденных на основе свойств самоподобия аттракторов.

Равновесие (Equilibrium). Состояние, при котором отсутствует тенденция изменения имеющейся модели, типа поведения. Это может быть стабильное или нестабильное состояние, но оно всегда упорядочено, в том смысле, что данная модель поведения сохраняется в течение какого то времени. B равновесии поведение системы повторяемо и предсказуемо, по крайней мере, на некотором уровне.

Равновесие это одно из возможных состояний системы. Оно принимает стабильную форму, когда система регулярно воспроизводит прошлое состояние и когда воспроизводство этого типа поведения очень трудно изменить. Требуются значительные трансформации, для того чтобы вытолкнуть систему из состояния устойчивого, стабильного равновесия. В социальных системах, например, в экономике, предполагается, что рынок это всегда равновесная система, по крайней мере, с точки зрения соотношения переменных: цена, спрос, предложение.⁴

Равновесие может принимать нестабильную форму. Это происходит в случае, когда система воспроизводит поведение, резко отличающееся от предыдущего состояния. Но делает это совершенно регулярным образом, например, с временным интервалом в пять лет.

Равновесие может быть динамичным. Динамическое равновесие, это состояние при котором система способна непрерывно адаптироваться к изменениям постоянно меняющейся окружающей среды.

Самой существенной характеристикой всех форм равновесия является то, что все они (по своему), регулярны, упорядочены и предсказуемы. Почти все концепции и школы менеджмента организаций развивались в рамках концепции равновесия (поиск наилучщего пути). Они позволяли устанавливать прямые причинно-следственные отношения, поскольку все регулярно, упорядоченно и предсказуемо. Новая, синергетическая парадигма, объясняет поведение природы и общества, как систем находящихся вдали от состояния равновесия.

Самоорганизация (Self – organisation). Процесс, в котором компоненты системы спонтанно взаимодействуя между собой, четко кооперируются в скоординированном и согласованном совместном поведении. В управлении (бизнесом) это означает непосредственное формирование групп интересов и коалиций вокруг специфических проблем, установления взаимосвязи и сотрудничества между группами относительно этих проблем и формирования согласованных точек зрения на обязательства по решению данных проблем. Для описания возможностей самоорганизации и средств, с помощью которых это происходит, мы используется термин «спонтанная коммуникационная арена», под которым понимаются встречи с обменами идеями, концепциями, документами и предложениями, с использованием различных коммуникационных методов и соответствующей затратой разного рода ресурсов.

Сущность самоорганизации (The Essence of Self-Organization). Сущностью самоорганизации является то, что структура системы часто формируется без явно выраженного внешнего давления или взаимодействия. Другими словами, ограничения по источникам формообразования системы являются ее внутренними ограничениями, как результат взаимодействия подсистем и обычно не зависят от физической природы этих компонентов. Организация может эволюционировать во времени или пространстве, сохранять стабильность или проявлять феномен транзитивности. В таких системах основной поток энергии протекает внутри организации (диссипация) хотя это и не является критичным для концепции самоорганизации. Область самоорганизации определяется общими правилами роста и эволюции cистемных структур, формы которые они могли бы принимать и, наконец, методами которые предсказывают будущее организации и которое является результатом изменений подчиненных компонентов. Подразумевается, что такой подход применим ко всем другим системам, проявляющим сходные сетевые характеристики.