Синергетика – современная научная парадигма и методология исследования сложных самоорганизующихся структур



Синергетика геосистем
Общие закономерности самоорганизации геосистем
Энергетический базис самоорганизации социально-экономических систем
Энергетический базис самоорганизации социально-экономических систем
Контингентность, неопределенность и возможности прогноза развития социально-экономических систем
Фрактальные закономерности строения и развития самоорганизующихся систем



    Синергетика, в отличие от большинства новых наук, возникающих на стыках научных дисциплин, с проникновением методологии одних в предмет других, «опирается не на граничные, а на внутренние точки различных наук» (Данилов, Кадомцев, 1983). В настоящее время она закономерно выходит на уровень носителя новой парадигмы,  предполагающей научную интерпретацию разнообразных знаний, полученных человечеством за все время познания им материального мира. Современный этап ее развития характеризуется изучением сложных нелинейных процессов, протекающих в природной и антропосоциокультурной сфере, в результате их взаимодействия. На первый план, кроме изучения самоорганизации природных процессов как таковых, выходит исследование возможностей управления самоорганизацией, сосуществования самоорганизации и организации, выяснение роли в этих процессах человеческого фактора, его возможностей противостоять хаосу, случайности; обоснованного выбора действий в условиях бифуркации.

    Известность эта методология получила благодаря научным разработкам  Г.Хакена, давшего ей название «синергетика», и И.Р.Пригожина. Этими  известнейшими в мире исследователями  были заложены основы изучения теории кооперативных действий, роли случайности и хаотических состояний в самоорганизации систем.

    Синергетика – единственная из всех наук, призванная вести исследования в пограничных областях знаний, направленных на выявление закономерностей самопроизвольного образования и разрушения упорядоченных пространственно-временных структур. Это общепризнанно. Но есть еще одна не менее важная, на наш взгляд, ее научная задача. Синергетику с полным правом можно отнести к науке телеологической направленности исследований, науке, изучающей процессы целесообразной самоорганизации структур. В этом она опирается на теоретические достижения кибернетики.

    В России синергетическая методология развивается в нескольких научных коллективах, самым известным из которых является Институт прикладной математики РАН им. М.В.Келдыша. Синергетическое направление исследований в нем успешно развивается благодаря большому вкладу С.П.Курдюмова, Г.Г.Малинецкого, С.П.Капицы и др. Вместе с группой ученых Института философии РАН, возглавляемой Е.Н.Князевой, научный коллектив ведет философскую интерпретацию современных знаний, внося, таким образом, существенный вклад в  разработку синергетической методологии. В настоящее время это ведущая школа синергетиков не только в нашей стране, но и в мировом сообществе.

    Теоретические  и прикладные вопросы синергетики рассматриваются в Институте географии РАН. Широкой известностью в среде ученых пользуется монография А.Д.Арманда «Самоорганизация и саморегулирование географических систем» (1988) и другие его работы.

    Исследования по данному направлению ведутся также в Институте земной коры СО РАН, под руководством Ф.А.Летникова. Они направлены на изучение процессов самоорганизации геодинамики и методологии синергетики применительно к наукам о Земле.

    В Томске в Институте мониторинга климатических и экологических систем СО РАН исследования в рамках синергетической методологии проводятся по долгосрочной программе «Самоорганизация устойчивых целостностей в природе и обществе». В этом коллективе, возглавляемом А.В.Поздняковым,  исследования направлены на изучение процессов самоорганизации различного рода геосистем, а также общетеоретических и методологических проблем синергетики.

    Совершенно справедливы слова известных в области синергетики ученых С.П.Курдюмова и Г.Г.Малинецкого, что «…методология нелинейного синтеза, фундированная на научных принципах эволюции и коэволюции сложных структур мира, может лечь в основу проектирования различных путей человечества в будущее. Благодаря синергетике обретаем мы философию надежды».


Синергетика геосистем

    Под синергетикой геосистем мы понимаем взаимодействие естественным образом формирующихся устойчивых целостных структур природной среды, каковыми являются: Земля – как самоорганизующееся космическое образование в Солнечной системе; ландшафты – сообщества растительности и животных, вместе с геосферными оболочками образующие экосистему Земли (дом, в котором живет и развивается все живое); человеческое общество, состоящее из целостных структурных образований различного ранга и соподчинения: государства, сообщества, предприятия и др. 

    Синергетика геосистем – это наука, изучающая процессы самоорганизации устойчивых структурных целостностей в природе и общества. Она призвана изучать механизмы неаддитивного суммирования (кооперации) разнородных систем и элементов и формирования новых целостностей, обладающих свойствами, не характерными для составляющих данную структуру частей, т.е. эмерджентностью (emergence – возникновение, появление нового).

    Синергетика как наука о процессах самоорганизации  относится  к  наивысшему уровню обобщения и интерпретации знаний из известных за всю историю развития человечества.

    В понятиях синергетики Мир  представляет собой открытую сложноорганизованную систему, непрерывно возникающую, изменяющуюся; в ней системы зарождаются, развиваются и затем, постепенно деградируя, разрушаются. При этом важное методологическое значение приобретают, по нашему мнению, принципиальные различия в причинах деградации и разрушения систем. С одной стороны, системы деградируют и разрушаются  в медленно (эволюционно)  меняющихся условиях среды. Главной причиной деградации в этом случае выступают нарастающие внутренние противоречия в системах. И тогда длительность существования систем определяется собственным характерным  временем развития. С другой стороны, причиной деградации и разрушения систем является несоответствие их внутреннего состояния внешним условиям – состоянию среды: ее емкости и вырабатываемой ею энергии и информации.

    Основные свойства среды и самоорганизующихся систем. В контексте излагаемых положений синергетики, среда рассматривается нами как самоорганизующаяся геосистема (SGS) наивысшего ранга.  Она, как и составляющие ее самоорганизующиеся системы низших рангов, является операционально замкнутой (автономной) открытой системой.

    Среда характеризуется емкостью – предельным количеством самоорганизующихся систем низших рангов, которые могут развиваться на основе вещества, энергии и информации, выделяемых средой. Емкость среды выполняет функции основного управляющего параметра в развитии систем. Естественно, что среда образует   ся неаддитивной совокупностью входящих в нее систем.

    Главное условие образования самоорганизующихся систем – наличие упорядоченных (готовых к использованию) и действующих не случайно потоков вещества, энергии и информации (поскольку масса вещества, энергия и информация неразделимы, ниже данные потоки будем называть потоками энергии – Е). Самоорганизующиеся системы, поглощая из среды энергию, преобразуют их в другую форму, выделяя в среду в упорядоченном же виде. Именно это свойство SGS предполагает образование новых целостных структур низших рангов.


Общие закономерности самоорганизации геосистем

    В результате изучения динамики природных объектов различного происхождения,  обобщения и интерпретации фактического материала,  установлено (Поздняков, 1988; 2002), что формирование и функционирование самоорганизующихся систем осуществляется в процессе диалектического взаимодействия потоков энергии двух типов: F-потоков и D-потоков.

    Энергия в F-потоках («энергия для себя») накапливается в различных видах вещества (из которых она формируется) и используется для своего функционирования – сохранения самое себя. Часть энергии (Е) выделяется в виде метаболитов в среду.

    Энергия в D-потоках – это энергия, вынужденно отдаваемая системе Y (назовем эту энергию «энергией для паразита»). Важнейшим обстоятельством является то, что системы Y1,Y2,…Yn формируются  и развиваются только благодаря существованию и развитию систем Х1, Х2,…Хn. Естественно, что системы Y предполагают образование систем Z, но для описания динамики системы Х(t) существенным является лишь суммарное количество Еy(t), расходуемое в D-потоке. Таким образом, динамика системы Х(t) (например, по объему накапливаемой энергии) пропорциональна разнице усваиваемой ею энергии Ех  и расходуемой в D-потоке энергии Ey для системы Y(t):

    dX(t)/dt=Ex(t,X)-Ey(t,X). 

    Отметим важные особенности взаимоотношений систем X и Y.

1. Существует предел развития системы Х, определяемый емкостью среды, в которой развивается данная система. По мере заполнения емкости уменьшается расход энергии в F-потоке: при Ex→0 и Ey≤Ex, Х(t)→optim, поскольку в отношениях X и Y  устанавливается подвижное равновесие в расходах энергии в F-потоке и усваиваемой системой Х, т.е.  Ex≈Ef.

2. Пределом развития Y-системы является емкость Х-системы. Поэтому Ey→Ex, но так как Ey≤Ex, то система входит в режим динамического (подвижного) баланса энергии  –  Ex≈Ef

3. Самоорганизующиеся системы, функционирующие на принципах «хищник–жертва», на начальных стадиях развиваются по первому варианту. Затем, по мере истощения энергетических источников (убывания численности жертвы), в них с обострением развивается внутривидовая конкуренция, в конечном варианте развития которой одновидовая популяция делится на две части: хищников и жертв, переходя, таким образом, в режим самоуничтожения. С сокращением популяции до некоторого минимума, процесс возобновляется. К такому типу систем, без преувеличения, относятся социально-экономические системы.

4. Не существует в природе самоорганизации систем, в которых бы отсутствовали ограничения, накладываемые системами-потребителями и емкостью среды.

    Согласно изложенной закономерности, составляющие систему X↔Y элементы (подсистемы) находятся в функциональной зависимости  от самих регулируемых характеристик. Система Y всегда стремится по своей величине к X и, по существу, ее величина выступает в качестве обратной отрицательной связи, замедляющей и стабилизирующей рост вещества, энергии и информации в системе X↔Y, приводящей к некоторой динамически равновесной величине, мало меняющейся в течение времени. По этим причинам самоорганизующиеся системы относятся к числу автоколебательных операционально замкнутых структур.

5. Законы самоорганизации, несомненно, всеобщи. Для процессов самоорганизации, как и для законов гравитации, не существует ограничивающих ее действие преград. Все существующие в мироздании элементы обладают имманентным свойством к объединению, неаддитивной структурной кооперации.

    К числу самоорганизующихся систем относятся физические, технические и различные химико-биологические искусственные образования, как части саморазвивающегося антропогенного процесса. Среди них особый класс составляют самоорганизующиеся системы «человек–машина».


Энергетический базис самоорганизации социально-экономических систем

    Методология синергетики по определению предполагает необходимость рассмотрения социальных и природных систем в неразрывном единстве. Согласно этой методологии, нет и не может быть места для некоего всевидящего и всесильного богоподобного правителя. В качестве таковой силы можно рассматривать лишь синергетическую совокупность всеобщих законов развития материи. Особенности их проявления и действия определяются конкретными условиями, создававшимися в процессе формирования планеты и  постепенно преобразующимися в течение геологической истории развития. Все многообразие когда-либо существовавших самоорганизующихся систем было возможным благодаря использованию вырабатываемой средой энергии (следовательно, вещества и информации). В этом ряду самоорганизующихся систем социально-экономическая не является исключением. Она сама не производит энергию, а лишь преобразует вырабатываемую средой энергию в новые, ранее неизвестные формы, естественно, включая и ту энергию, которая содержится в суммарной биомассе растений и животных, разводимых обществом для своего существования. Понятно, что и производимая человеком, и все более расширяющаяся часть дикорастущей биомассы  используется человеком буквально в качестве самоорганизующихся систем-накопителей чистой, готовой к использованию энергии. Данные положения хотя и относятся к числу тривиальных, однако в них скрывается суть так называемого «прогрессивного» социально-экономического развития общества. Состоит она в том, что развитие социально-экономической системы (увеличение ее биомассы, количества расходуемой энергии на производство различных видов веществ и пр., включая и энергию, затрачиваемую на разработку способов расщепления известных форм энергии на новые) осуществляется за счет использования доступной неоплачиваемой (дармовой) энергии, вне зависимости от того, кем, как и когда она получена. Сам человек создавать источники энергии не может, потому что он, увы – лишь временно существующая частица ее, а не наоборот.

    В допромышленный этап развития социально-экономической системы обмен энергией был непосредственным:  люди использовали «чистую», готовую к употреблению и применению энергию. Энергия растений и животных использовалась человеком не только для уменьшения затрат своего труда, но и для непосредственного восполнения потерь собственной энергии (употребления в пищу), следовательно, и своей суммарной биомассы и необходимой для ее содержания и обслуживания инфраструктуры. Затем в этих же целях стала использоваться  энергия и информация (знания, способности, трудовые навыки) рабов. Все конфликты между людьми, народами в целом были сутью борьбы за расширение возможностей использования доступных тогда форм энергии. Это был период непосредственного использования концентрируемой естественным образом солнечной и земной энергии в растительности, животных и человеке.

    Принципы этих отношений, с открытием высококонцентрированной солнечной энергии в земных недрах – вначале каменного угля, затем нефти и газа – и изобретением технических способов их использования, действуют и в настоящее время и, наверное, измениться не могут, поскольку относятся к числу фундаментальных основ функционального взаимодействия всех самоорганизующихся систем.

    Собственно, открытие огромных запасов высококонцентрированных, готовых к использованию природных источников энергии, а не какие-то генетически новые, открывшиеся в результате эволюционного развития человеческие  способности, было причиной перехода цивилизации на промышленный и индустриально-информационный путь развития. Умственные способности человека существенного усовершенствования за это время не претерпели.

    Прогрессивное развитие общества в современном понимании определяется его способностями и организованными возможностями в извлечении чистой высококонцентрированной энергии на Земле. Социально-экономические системы: государства, производственные предприятия и пр., – могут увеличить свое богатство за счет создания инфраструктуры, позволяющей накапливать, удерживать и использовать энергию с тем, чтобы продлить время своего существования…., – для еще большего увеличения богатства! Богатство, таким образом, строго говоря, есть не что иное, как количество рассеиваемой в единицу времени в пространстве энергии. Буквально все, что человек создавал когда-либо, создает сейчас и будет создавать, дополнительной энергии не производит. Наоборот, все создаваемое им требует постоянных, нарастающих со временем затрат энергии, вещества, информации! Накопление энергии в снарядах, атомных и водородных бомбах осуществляется с одной целью – однажды рассеять ее в заданном пространстве среды. Таким образом, из контекста понятия «прогрессивное развитие» следует, что оно осуществляется в соответствии с действием положительных обратных связей (т.е. развивается, согласно С.П.Капице, с обострением), но до времени, когда ощутимо начнут действовать демпфирующие этот процесс отрицательные обратные связи, вырабатываемые средой.

    Энергия имеет стоимость, истинная величина которой определяется разницей между количеством энергии, затрачиваемой  на ее изъятие из среды и на доставку к местам потребления, и количеством энергии, используемой непосредственно для удовлетворения общественных желаний. Чем больше эта разница, тем больше получаемая прибыль.

    Именно поэтому наиболее богатыми на Земле являются угольные и нефтяные корпорации. Объемы годовых продаж у многих из них больше, чем общий объем товаров и услуг у целых стран. Например, Экссон получает прибыль ($103.5 млрд.) больше, чем Финляндия ($93.9 млрд.) или Израиль ($69.8 млрд.); Мобил Ойл ($57.4 млрд.) больше, чем Ирландия ($43.3 млрд.) и Новая Зеландия ($41.3 млрд.); Шеврон Ойл ($37.5 млрд.) больше, чем Алжир ($35.7 млрд.), чем Венгрия ($35.2 млрд.), чем Египет ($33.6 млрд.), чем Марокко ($28.4 млрд.) и чем Перу ($22.1 млрд.). Очень показательным примером в этом отношении является Россия: на нефти и газе так называемые «талантливые молодые люди» создали себе миллиардные состояния в течение нескольких лет. За счет чего же создаются такие прибыли? Согласно Г.Одуму (Odum, 1996), вклад возобновляемых ресурсов окружающей среды достигает 95% от энергии, необходимой для создания данного продукта. Уголь, нефть и природный газ  производят в 60 раз больше энергии, чем затрачивается на их разработку. Однако, после того как эта энергия доставляется к месту ее использования, энергетическая ценность снижается до 10–12%.

    Но при всем при этом интенсивность использования естественным образом концентрированной энергии возрастает. И самая значительная доля ее расходуется на производство вооружений, на которое в настоящее время в мире тратится более 2 млрд дол. в день, а в год около 800 млрд! В настоящее время более половины этих средств расходуется Западными странами (включая США). Сейчас они располагают ядерным оружием, в тротиловом эквиваленте составляющем 4 т на каждого жителя Земли, включая детей (Аннан, 2000). При этом 34 млрд дол. требуется, чтобы решить проблемы детского здравоохранения и питания, начального образования, чистой воды и санитарии, планирования семьи. Однако человечество тратит 40 млрд дол. на гольф, 160 млрд на пиво, 400 млрд на сигареты, 350 млрд на рекламу и др. (АиФ, 2004).

    Удельное потребление энергии в США примерно в 2 раза выше, чем в передовых европейских странах, и в 10–50 раз выше, чем в развивающихся странах и в России. И все эти поистине баснословные затраты энергии покрываются за счет накопленной в течение миллионов лет солнечной энергии высокой концентрации.

    Однако всему есть конец. Сейчас, когда обороты использования энергии в обществе достигли гигантских размеров, наблюдается другой естественно развивающийся процесс – увеличение затрат энергии на ее изъятие из среды. За прошедшие 50 лет население Земли удвоилось, количество автомобилей за то же время выросло в 10 раз, а рентабельность добычи нефти в США упала в 10 раз (Odum, 1996). В начале ХХ в. быстрое развитие экономики в западных странах обусловливалось тем, что в этот период на единицу энергетических затрат приходилось 60 единиц получаемой энергии. В настоящее время, когда месторождения нефти и газа истощаются и расходы энергии на ее добычу быстро растут, возрастают и расходы энергии на ее транспортировку. Считается, что на трансокеаническую переброску нефти в США тратится примерно 10%; до 10% содержащейся в нефти энергии затрачивается на ее перегонку. Тем не менее пока еще нефть выгодно транспортировать на большие расстояния, даже с учетом энергозатрат на выплавку стали, изготовление из нее труб, строительство и обслуживание нефтепроводов. Подсчитано, что с учетом указанных затрат, после доставки нефти по трубопроводам из Аляски, ее энергетическая ценность составляет 11% от первоначальной. Для получения жидкого топлива из каменного угля затрачивается 40% получаемой энергии, а при производстве топлива на основе возобновляемой растительной биомассы большая часть вырабатываемой энергии затрачивается на ее производство и конверсию в жидкую форму. К примеру, энергетические затраты на производство этанола в 1,5–2 раза превышают его энергетическую отдачу, при этом  количество жидких отходов в 13 раз превышает количество получаемого продукта. По данным Одума (Odum, 1996), если бы в США этанол применялся вместо нефти, то понадобилось бы использовать от 250 до 430 млн. га земли. Сегодня все сельскохозяйственное производство занимает 162 млн. га.

    Таким образом, даже при простом повышении концентрации природной  энергии, получить значительные прибыли, которые могли бы восполнить нарастающий дефицит энергии, невозможно. Уместно напомнить, что для поддержания достигнутого уровня развития любых самоорганизующихся, в том числе и социально-экономических систем в стационарном (установившемся, динамически равновесном) режиме требуется затрачивать энергии в количестве, не меньшем, чем затрачивалось ее к данному моменту. На самом деле, затраты энергии (вещества и информации), хотя и медленнее, будут расти и при простом воспроизводстве.

    Поэтому общество движется в соответствии с объективной предопределенностью событий к рубежу, характеризующемуся равенством затрат энергии на ее получение (за счет изъятия из среды) и диссипацию, сопровождающую удовлетворение желаний и связанных с ними страданий человека. Этот этап, увы, нельзя назвать динамическим равновесием или установившимся режимом простого воспроизводства,  когда энтропия социосистем и экосистем в течение времени мало меняется, не возрастает. Это рубеж, за которым лежит начало, хочется верить, более совершенной новой цивилизации


Истинная стоимость энергии

    В теории рыночной, капиталистической экономики считается, что стоимостью обладает лишь то, во что вложен труд и что характеризуется редкостью, дефицитом, иначе – обладает неразделимыми свойствами спроса и предложения. Считается, что стоимость товара теоретически неопределима, она скрыта в товаре и определяется на рынке путем обмена. Товар с достоверно учтенными затратами труда (энергии, вещества и информации), не поступающий на рынок, обладает неопределенной стоимостью.

    С этим можно было соглашаться ранее. Теперь же, с ростом дефицита энергии, этот товар тоже обладает стоимостью, равной количеству изъятой для ее производства энергии из среды. Производство любых товаров в индустриальном обществе уменьшает запасы энергии.

    Полагается, что на рынке устанавливается не истинная стоимость товара, учитывающая издержки производства (в конечном счете – энергии), а меновая, уравнивающая стоимости одного и того же вида товаров, иначе – уравнивающая расходы энергии, вещества и информации на ее производство. Поэтому в одних и тех же природных и экономических условиях наибольшую прибыль получают предприниматели, производящие товар с наименьшими издержками. При этом полагается, что издержки производства снижаются тем больше, чем больше сберегается труд человека – за счет использования машин, применения новых технологий производства, а также дешевой рабочей силы, экспортируемой из менее развитых стран, а в настоящее время за счет использования на местах, где для этого организуется  производство товаров. Понятно, что в меновой стоимости товара опосредованно учитываются все виды затрат энергии, вещества и информации.

    Эта открытая Адамом Смитом объективно действующая «невидимая рука» рынка,  несомненно, относится к числу фундаментальных закономерностей развития цивилизации; она направляет производственный процесс к оптимизации, повышению производительности труда, качества и разнообразия продукции. Однако необходимо учитывать, что объективное действие данной закономерности, как и любого другого  закона, направляющего развитие материального мира, осуществляется в вещественно-энергетическом поле среды и определяется задаваемыми им изменяющимися по пространству и времени условиями. Если бы эти условия (при отсутствии дефицита энергии) были неизменными, то действие «невидимой руки» в свободно формирующихся социально-экономических отношениях привело бы, в конечном счете, к  образованию оптимально функционирующей цивилизации, в которой не было бы различий государств по уровню экономического развития. Или, по крайней мере, у всех были равные перспективы. Однако крайняя неравномерность распределения в пространстве запасов концентрированной природной энергии и временные различия в начале их использования закономерно привели к дифференциации государств по уровню промышленного и экономического развития.

    Существенно усиливает данный процесс другая, скрытая причина, до сих пор остающаяся за границами внимания экономистов, политиков и государственных деятелей. (Выше, в несколько ином аспекте, я упоминал о ней). Суть ее такова: поддержание режима простого воспроизводства (нулевой уровень экономического развития, стагнация) социально-экономической системы, независимо от ее ранга (семья, фермерское хозяйство, промышленное предприятие, государство и пр.), объективно требует увеличения затрат энергии, по сравнению с моментом достижения этого состояния. Поэтому дефицит энергии в промышленно развивающихся государствах растет пропорционально самому дефициту. И действовать вопреки (например, свести дефицит к нулю) – значит двигаться вспять, к натуральному хозяйству.

    В основе дефицита лежит полезность товаров и услуг, связанная с удовлетворением потребностей человека. Потребности же людей определяются не только  физиологическими, но в большей мере их психологическими свойствами, внешне выражающимися в  консьюмеризме – во влечении к вещам, богатству, обусловливающем массовое производство и потребление растущего разнообразия материальных и духовных благ, становящегося средством самовыражения личности.

    Дефицит выступает в качестве движущей силы экономического развития. Для увеличения прибыли осознанно организуется дефицит производимой промышленной продукции (следовательно, энергии, вещества и информации), буквально всех ее видов, за счет искусственного сокращения сроков морального и физического ее старения. Даже продукты питания морально стареют – одни виды продуктов заменяются новыми, при неизменности их физиологически действенных свойств. Это, в частности, является одной из причин увеличения энергетических затрат на их производство. В США, например, на производство продовольствия затрачивается в 10 раз больше энергии, чем ее содержится в продуктах питания.

    Если пересчитать мощность разного рода двигателей на мускульную мощность человека, то окажется, что всего на Земле трудится 280 млрд. механических «рабов». На каждого человека, включая детей и стариков, приходится по 50, а на каждого американца – почти 200 таких «рабов» (Пономаренко, http://zadonsk.ru/library/pr.htm). В США в настоящее время на одного жителя затрачивается примерно 270000 ккал/день. При этом ВНП составляет 18 трл/год. Если исходить из соотношения общих затрат энергии в ее нефтяном эквиваленте на ВНП США за год, то расчеты показывают, что рыночная цена одного барреля нефти в 10–30 раз дешевле действительной ее стоимости. Наиболее показательным примером в этом отношении является Япония, ввозящая все необходимые для развития экономики энергетические ресурсы. Их умелое использование на создание дефицита и, следовательно, спроса позволяет ей решать все внутренние социально-экономические проблемы. В Японию и другие страны (Китай, например) вывозятся преимущественно нефть, газ, уголь, лес, цемент, металлы – вся та продукция, хозяйственное использование которой дает значительный экономический рост и улучшение социального положения населения. Россия же ввозит продукцию широкого потребления, включая и интеллектуально емкую. Мы, конечно, за счет этого повышаем производительность труда, однако экономия энергии при этом многократно меньше той, которую мы экспортируем. Один килограмм продаваемой сырой нефти на рынке приносит 2–2,5 цента прибыли, тогда как 1 кг бытовой техники – 50 дол., 1 кг авиационной техники – 1000 дол., а 1 кг электроники и информационной техники – до 5000 дол. (Шишков, 2002).  

    Любая социально-экономическая система является открытой самоорганизующейся (следовательно, и саморегулирующейся) системой. Это означает, что каждая из них, по определению, обладает способностью к самовоспроизведению и к уменьшению своей энтропии, то есть может улучшать структуру, увеличивая свои размеры, устойчивость и продолжительность существования – характерное время развития. Если такая система находилась бы в хаотической среде, то она не смогла бы не только развиваться, но и существовать, ибо самоорганизация системы возможна тогда и только тогда, когда существует упорядоченный (негэнтропийный) поток энергии, вещества и информации из среды, на который не требуется затрат энергии, вырабатываемой самой системой. Для всех без исключения самоорганизующихся социально-экономических систем на Земле таковыми являются природные ресурсы, а они есть не что иное, как совокупность тоже самоорганизующихся систем и продуктов их жизнедеятельности, но образовавшихся на базовых (опять же упорядоченных благодаря спонтанному действию материалистических законов) источниках энергии, вещества и информации эндогенного и космогенного происхождения.

    Другим источником энергии для самоорганизующихся социально-экономических систем  являются различные виды вещества, энергии и информации, производимые ими самими. Но эта энергия приобретается в обмен одних форм энергии (и вещества) на другие.

    В обмене веществом, энергией и информацией между СЭС и экосистемой и между самими СЭС генетически заложены одни и те же принципы, в основе которых лежат фундаментальные законы термодинамики. Согласно их действию, обмен между системами энергией не является эквивалентным, как по качеству, так и по количеству. Причин несколько.

    Во-первых, любая самоорганизующаяся целостность для своего образования и жизнедеятельности должна забирать из среды пригодные к непосредственному использованию вещества и энергию, а отдавать их в ту же среду в иной форме, мало пригодной для жизнедеятельности систем. Чтобы довести их до пригодного состояния, необходимы дополнительные затраты энергии. Индустриальное общество, так же как и информационное, начиная с промышленного этапа своего развития, бурно развивается лишь потому, что, используя научные знания по методам извлечения энергии из среды, превращения одних их форм в другие, научные способы их диссипации, не тратит свой труд на их восстановление, с доведением до уровня повторного применения. Именно в этом и заключается экономия затрат, в результате которой происходит, с одной стороны, рост социально-экономических систем, количественно выражающийся в аккумуляции ими энергии, вещества и информации, а с другой стороны – деградация экосистем. Ставить же цель организации экономики в промышленном, индустриальном и тем более информационном (постиндустриальном) обществе на замкнутом цикле – такая же невыполнимая задача, как и создание вечного двигателя, неиссякаемого источника энергии.

    Во-вторых, продукция, производимая социально-экономическими системами, характеризуется неодинаковым энергетическим содержанием, т.е. имеет различную энергетическую стоимость. Потенциальная энергия, содержащаяся в природных ресурсах (в нефти, газе, лесных, морских ресурсах и пр.), значительно превышает таковую в промышленной продукции. Более того, эксплуатация промышленной продукции, какой бы она ни была совершенной, требует дополнительных затрат энергии и информации. Рыночная же стоимость природных ресурсов значительно ниже стоимости промышленных товаров. Поэтому тот, кто производит промышленную продукцию для обмена ее на сырьевую (нефть, газ, лес и пр.), или полуфабрикаты, получает экономический выигрыш, по сравнению с теми, кто добывает эти ресурсы. Экономическая теория дает такое объяснение: промышленная продукция имеет стоимость, потому что в нее вложен труд. Природные же ресурсы, так сложилось исторически, считаются дармовыми, и стоимость их определяется не энергетическим содержанием, а той лишь мерой стоимости, которая соответствует вложенному труду в добычу и транспортировку ресурса. Даже труд, затрачиваемый на поиски, разведку, охрану и рациональное использование ресурса, не всегда учитывается.

    Поэтому ничего удивительного нет в том, что США, страны Западной Европы, Япония экономически процветают. В Китае и других странах Юго-Восточной Азии очень дешевые трудовые ресурсы, и здесь развитым странам выгодно размещать производство необходимых им промышленных товаров. По данным обстоятельствам, эти страны, в сравнении с Россией например, обладают преимуществом. И теперь Россия гонит сюда свою поистине бесценную энергию, получая взамен «тамагочи».

    Денежные оценки природных ресурсов неадекватно отражают их реальную стоимость, поскольку в них не учитывается вклад накоплений возобновляемых источников. В условиях нарастающего дефицита энергетических ресурсов, необходимо ввести экологическую составляющую в экономическую оценку, привести смешанные эколого-экономические показатели к одному эквиваленту – не денежному, а энергетическому, так как только в единицах энергии можно сопоставить ценность природных и экономических товаров и услуг (решить проблему смешанных единиц). Самым перспективным в этом плане является метод эмергетической оценки Г.Одума (Odum, 1996), как наглядно отображающий и оценивающий потоки энергии самоорганизующихся природных, экономических, социальных систем разного ранга.

    В качестве заключения по данному разделу уместно обратить внимание на иллюзорную надежду цивилизации на процветающее будущее. Человек, являясь составной частью Природы, находясь внутри Природы, строго говоря, управлять Природой не может, потому что характерное время развития природных процессов намного превышает характерное время формирования его мировоззрения, быстро меняющегося с изменением условий, и, следовательно, человек  не способен определять цель развития Природы. Деятельность общества оказывает некоторое влияние на природные процессы, но не является определяющей.

    Поведение цивилизации в целом управляется Природой через обратные отрицательные связи – главного регулирующего и управляющего органа в глобальной системе. Природа «рассуждает» на основе иных, более высоких и грандиозных по охвату пространственно-временных функциональных отношений, связывающих все во единую систему. Наше поведение направляется Природой в соответствии с ее «замыслом».

    Современный уровень знаний закономерностей развития Природы и общества позволяет утверждать, что у человека нет возможностей создания искусственных источников энергии, сравнимых с природными. Человек способен создавать изощренные способы диссипации энергии, бесконечного превращения одних ее форм в другие, с безвозвратной потерей большей ее части. Из одного этого следует, что современная цивилизация неминуемо перейдет на новую ступень своего развития.

    Применительно к исторически развивающимся самоорганизующимся системам некорректно определять степень их прогрессивности. Социально-экономическая система развивается прогрессивно, если она следует за изменяющимися условиями среды, что  определяется степенью заполнения экологической емкости и энергетическими возможностями. Поэтому вопрос в отношении будущего человечества стоит так: кто из ныне живущих народов на Земле будет представлять новую цивилизацию.

    На настоящем этапе развития человечества пришли в действие скрытые поначалу механизмы дарвиновского закона ограниченного роста, согласно которому возможности развития цивилизации (биологических популяций в целом) ограничиваются средой обитания и средствами существования. В глобальной социальной эколого-экономической системе среда выполняет функции обратной отрицательной связи, демпфирующей человеческую деятельность. По мере сокращения запасов энергетических источников (кроме нефти, газа и угля, это и энергия, накапливаемая растениями, дикими животными, почвенным покровом и пр.) возрастает сумма отрицательных воздействий со стороны природы. В качестве ответной меры, цивилизация должна была бы перейти на новую парадигму развития, учитывающую данные обстоятельства. Однако в многополярном мире, в силу разрозненности действия государств, эта теоретически реализуемая возможность кажется практически недостижимой. Создается впечатление, что состояние глобального апокалипсиса для цивилизации является ее аттрактивной целью и направленность развития к ней фатально предопределена.

    Определять пути дальнейшего развития любого государства невозможно без осмысления фундаментальных закономерностей эволюции  цивилизации, как единой общепланетарной социальной эколого-экономической системы. Надо согласиться с К.Аннаном в том, что необходима глобальная координация действий.


Контингентность, неопределенность и возможности прогноза развития социально-экономических систем

    Контингентностью (от англ. contingentслучайный, возможный, неопределенный, зависящий от обстоятельств) называют обстоятельства, порожденные неаддитивной суммой целесообразных действий каждой из составляющих ту или иную совокупность взаимосвязанных социально-экономических систем или отдельных индивидуумов. Появление этих обстоятельств воспринимается как непредвиденное и случайное явление. Участвующие в экономических отношениях государственные деятели стран или представляющие свои предприятия люди стремятся понять складывающуюся ситуацию, в которой они участвуют;  однако различия в их  понимании сути явлений влияют на решения и на ход событий, в результате политическая или экономическая ситуации становятся малоопределенными (Сорос Дж., 1996). Кроме того, контингентность обусловливается стремлением людей, особенно политиков, с сокрытию истинности своих действий, искусственному поддержанию  дефицита информации.

    Вероятно, поэтому принято считать, что прогноз развития социально-экономических систем  относится к числу труднореализуемых проблем. Впрочем, путаницы и противоречий в этом вопросе предостаточно. С одной стороны, утверждается, что «варианты возможного поведения объекта становятся столь многообразными, что аналитические центры уже не в состоянии их предвидеть» и  «жизнь становится непредсказуемой». В подтверждение приводится пример развития социально-экономической и политической ситуации в России в период перестройки: «Ни один из стратегов проведения реформ в России даже в худших своих вариантах не мог предвидеть ни столь низкого уровня падения отечественной экономики, ни столь высокой криминализации общества, ни столь агрессивного поведения "партнёров по демократии", ни столь радикального изменения мировой геополитической ситуации…» (Капустин, 2004. С. 12).  На самом же деле  прогноз развития по всем основным направлениям экономической и политической жизни был определяем в самом начале перестройки, и он отобразил динамику событий в России почти во всех  деталях. Прогнозы делались Л.И.Абалкиным, Д.С.Львовым, другими учеными Академии наук, а также и зарубежными. В том, что прогнозы адекватно отображали изменение ситуации в России, можно убедиться и по материалам, излагаемым в данном сайте. Приведу цитату из последней статьи   американской писательницы Гейл Уорнер, написанной ею в декабре 1991 г., незадолго до смерти от рака в возрасте 31 год! Данный ею прогноз социально-экономической ситуации в России совпадает с сегодняшней действительностью до деталей.

    «Не существует неизменяемых моделей развития. Абсурдно говорить  о том, что  поскольку так делали раньше, так должны делать всегда; что нет «худа без добра». Девяностые годы открывают перед нами самые разнообразные возможности и перспективы. Ваша задача - использовать свой ум и сделать правильный выбор. Само собой разумеется, этих слов вам не услышать от множества американских деловых людей, которые хлынут в вашу страну, стараясь убедить вас в том, что современный американский путь – единственно правильный и единственно возможный. В России перед этими людьми  открываются прекрасные возможности; возможности производить автомобили, сжигающие несметное количество бензина, запрещенные законами западных стран; возможности строить предприятия, не сталкиваясь с чрезмерным количеством требований по защите окружающей среды и энергосбережению; возможности быстро и дешево получить полезные ископаемые и древесину, чтобы насытить ими потребляющий все больше и больше ресурсов западный рынок… Они придут к вам, надеясь получить дополнительные доходы, используя устаревшие технологии и оборудование, которые на западе давно запрещены законом. Их слова, как песни сладкоголосых сирен, усыпят вашу бдительность и лишат вас силы противостоять им в использовании России в качестве последнего убежища их шаблонных идей о безграничном экономическом росте и наплевательском отношении к окружающей среде»  (Уорнер Г.,1992. С. 8–10).  

    Прогнозы оправдываются, когда их не учитывают, считают ошибочными мнениями досужих ученых, мало разбирающихся в политике.

    Если соглашаться с идеями Ф.Хайека (1992), то зачем затевать разговоры на темы: «Куда мы идем и зачем? Как надо и не надо делать?», – коль нельзя найти ответы на эти вопросы. И коль скоро система является сложной, то  имеет смысл лишь полагаться на случайность и не вмешиваться в процесс.

    В обоснование невозможности адекватного научно обоснованного прогноза часто кладутся известные в математике положения о существенной зависимости траектории движения системы от начальных условий и чуть ли не определяющей роли в их развитии случайности. Прогноз невозможен, «... поскольку ничтожная погрешность в определении начальных условий приводит к ошибочному предсказанию некоторого отдалённого будущего. Чем больше размерность страны и серьёзней реализуемый проект, тем существенней погрешность на выходе… Начальные условия содержат в себе 100% неопределённости и 100% ответственности за принятый выбор и присутствуют в системе, пока она жива», – суждение В.С.Капустина (2004. С.21). Некоторая доля правомерности в этом суждении есть, но наибольшую важность имеет не прогноз поведения системы в деталях, а тенденция, тренд, закономерная направленность процесса, его цель и следствия.

    Самоорганизующиеся системы, вне зависимости от их типов, характеризуются наличием в них регулятора, сравнивающего текущее их состояние с заданным. Даже самоорганизующиеся системы неживой природы имеют регулятор, роль которого выполняют выходные характеристики самой системы: ее размеры, объем, расходы вещества и энергии и пр. Типичными примерами таких систем являются речной поток, планеты и их спутники, устойчивость орбит которых определяется равенством центробежных и центростремительных сил. Перелетные птицы, множество животных морей и океанов, пчелы, муравьи и пр. никогда не достигали бы тех мест, где они размножаются, живут или добывают пищу в различные времена года, не будь у них отлично работающих регуляторов. Человек не создал бы различных технических произведений – от примитивных паровых двигателей и часов до современных, случайным образом меняющих  траектории движения ракет, достигающих задаваемой им цели, если бы не установил суть регулирования процессов.

    Контингентность не относится к числу непреодолимых препятствий и для прогнозов социально-экономического развития. Мир с развитием информационных технологий становится все более прозрачным и прогнозируемым. Затруднительным является прогноз деталей процесса, но вполне возможен прогноз развития системы в целом. И сейчас истинные цели политических действий практически любого государства скрыть невозможно, только не всегда они могут быть исполнены.

    Для систем с развитыми обратными отрицательными связями хаотическая динамика не является характерной чертой, что, вообще говоря, подтверждается наличием устойчивых фрактальных закономерностей, проявляющихся как в форме, так и в содержании, например в автомодельном режиме развития систем.


Фрактальные закономерности строения и развития самоорганизующихся систем

    Одной из важных сторон теории синергетики являются фрактальные закономерности развития систем, связанные с их иерархией. По существу, их надо относить к числу имманентных свойств  систем: если система самоорганизующаяся, то она фрактальна. Иначе говоря, все ранги однотипных структурных образований подобны. К примеру, в мироздании планетарные системы, формирующиеся в результате законов гравитационного взаимодействия подобны; следовательно, подобными являются и механизмы их структурообразования. Подобны земные ландшафты одной природно-климатической зоны. Подобны также ранги государственной власти, и нарушение этого подобия является, в частности, диагностическим признаком деградации  структуры, что с необходимостью требует ее замены более совершенной. По этим причинам изучение фрактальных закономерностей самоорганизации систем имеет важное теоретическое и практическое значение и, безусловно, относится к числу фундаментальных проблем науки.

    В изучении фракталов выделяется два направления. Одно связано с подобием только формы, например, геометрических фигур – снежинки Коха или губка Серпинского, множество Кантора и пр. Оно рассматривает подобие систем в течение времени и не описывает целостные естественно самоорганизующиеся образования. Это направление названо фрактальной геометрией. Другое направление фрактальной теории связано с динамикой целостных систем, с самоподобием смены их состояний во времени, при которой сохраняются их структура и форма. Это направление представляет наибольший научный интерес, поскольку касается множества практических сторон прогноза развития общества и природы.

    Фрактальными являются процессы с обратной связью, в которых выходные характеристики функционально связаны с входными, причем эта связь является нелинейной. Такие процессы наблюдаются в системах совершенно различной природы, функционирующих на принципах отношений ресурс – потребитель: модели В.Вольтерра, А.Лотка, Ферхюльста-Перла и Полетаева, Костицина, Свирежева и Логофета. Применительно к развитию социально-экономических систем широко известны модели «Мир-2» Дж.Форрестера и «Мир-3» Д.Мидоуза. К этому же типу относятся и наши модели развития систем косной среды (Поздняков, 1988; 2002; 2003).

    Фракталы являются характерным и емким показателем степени упорядоченности систем, причем как в состоянии установившегося режима (например, автомодельного, с аффинными соотношениями и динамически равновесного режимов развития или, что то же самое, режима предельного цикла), так и на пути к нему – на переходных этапах, когда наблюдается упорядоченная и направленная смена состояний, подобных предшествующим состояниям.

    В заключение надо признать, что у Природы своя цель развития, которую, вообще говоря, по объективным причинами познать невозможно.

    Человек не властен выйти за пределы действия объективных законов развития на Земле. Нельзя создать социально-экономические законы, не опирающиеся и не вытекающие из целесообразности законов Природы. Целесообразность наших действий должна соответствовать целесообразной деятельности неаддитивной совокупности законов Природы. Всякие попытки нарушить эти требования будут оборачиваться ответными действиями со стороны Природы, которые ведут к деградации чрезмерно эксплуатирующего ресурсы общества. Деградация самих экосистем – это и есть их обратное отрицательное (и управляющее!) воздействие на деятельность общества, вынуждающее его корректировать свои действия. На этом основывается оптимистический прогноз развития цивилизации.

Литература

  1. ААиФ.  2004, №
  2. Аннан Кофи А. Мы – народы: Роль Организации Объединенных Наций в XXI веке. М.: Информациология, 2000. 132 с.
  3. Данилов Ю.А., Кадомцев Б.Б. Что такое синергетика // Нелинейные волны. Самоорганизация. М.: Наука, 1983
  4. Капустин В.С. Введение в теорию социальной самоорганизации: Учебное пособие курса. М.: Рос. акад. гос. службы при Президенте РФ, 2004
  5. Поздняков А.В. Динамическое равновесие в рельефообразовании. М: Наука, 1988. 207 с.
  6. Поздняков А.В. Самоорганизация целостных систем как результат спонтанного стремления к равновесию // Оптика атмосферы и океана. 2002. Т. 15, № 1. С. 101–109
  7. Поздняков А.В.  К теории спонтанной самоорганизации сложных структур //  Самоорганизация и динамика геоморфосистем: Материалы XXVII Плен. Геоморф. комис. РАН. Томск: Изд-во ИОА СО РАН, 2003. С. 30–43
  8. Пономаренко Е.В.http://zadonsk.ru/library/pr.htm
  9. Николис Г., Пригожин И. Познание сложного. Введение: Пер. с англ. М.: Мир, 1990. 344 с.
  10. Пригожин И. От существующего к возникающему: Время и сложность в физических науках: Пер. с анг. М.: Наука, 1985. 328 с.
  11. Сорос Дж. Алхимия финансов. М.: Инфра-М., 1996. 416 с.
  12. Уорнер Г.< От американских редакторов // Экологическая антология. Экологические произведения западных авторов.  М.–Бостон: Golubka: Сов.-Амер. гуманитарная инициатива, 1992. С. 8–10.
  13. Хайек Ф. А. Пагубная самонадеянность. Ошибка социализма. М.: Новости, 1992
  14. Шишков Ю.В. Глобализация и антиглобалисты // Наука и жизнь. 2002, № 9.
  15. Odum Howard T. Environmental accounting: EMERGY and environmental decision making / Howard T. Odum. – N.-Y., 1996