Самоорганизация

Эволюция — это не просто ряд случайностей, происходящих из-за перемен в окружающей среде по геологической истории и из-за борьбы за существование, она управляется определенными законами... Открыть и сформулировать эти законы одна из самых важных задач будущего

Людвиг фон Берталанфи*, биолог

Некоторые сложные системы демонстрируют удивительнейшую способность: они могут обучаться, изменяться.

Ludwig von Bertalanffy. Problems of Life: An Evaluation of Modern Biological Thought. New York: John Wiley & Sons Inc., 1952. lOo.

усложняться, эволюционировать. Это способность одной иилидитьоренной икринки развиться в лягушку, яйца — в курицу, яйцеклетки — в человека — то есть в чрезвычайно сложные организмы. Это способность природы породить миллионы отдельных видов, неповторимых, не похожих друг на друга, а ведь начиналось все с примитивного «бульона» из аминокислот. Это способность человеческого общества пользоваться огнем, сжигать каменный уголь, использовать пар, качать воду, применять разделение труда, организовывать конвейер и цеха по сборке автомобилей на его основе, строить небоскребы и опутывать весь мир сетью коммуникаций.

Способность систем усложнять свою собственную структуру называется самоорганизацией. Проявление самоорганизации в самой простой, механистической форме — обычные снежинки; морозные узоры на оконных стеклах с плохо пригнанными рамами; кристаллы причудливой формы, осаждаемые из пересыщенных растворов... Более сложное проявление самоорганизации можно наблюдать, когда семена дают ростки, когда ребенок учится говорить, когда соседи собираются вместе, чтобы препятствовать строительству хранилища химических отходов...

Самоорганизация встречается очень часто, особеннс ] в живых системах, поэтому мы воспринимаем ее как данность, иначе разнообразие самоорганизующихся систем в мире просто ослепило бы нас. Но из-за этого восприятия мы часто разрушаем механизмы самоорганизации, вместе того, чтобы максимально поддерживать их — а ведь мы сами представляем собой части самоорганизующихся систем.

Способностью к самоорганизации часто жертвуют в пользу краткосрочного увеличения производительности и стабильности, точно так же, как это происходит с устойчивостью. Производительность и стабильность — самыр частые аргументы для того, чтобы превратить людей, существ изначально талантливых и творческих, в прими-1 тивные механические придатки к производственным про- ■ цессам. Этим же оправдывают уменьшение генетического

разнообразия сельскохозяйственных растений. Эти же мотивы лежат в основе бюрократических систем и теорий управления, оперирующих людьми, словно бездушными единицами.

Способность к самоорганизации порождает разнородность и непредсказуемость. Она может вырастить новые структуры, создать новые способы существования и виды деятельности. Для самоорганизации необходимы свобода, возможность экспериментировать и некоторый (творческий) беспорядок. Условия, способствующие самоорганизп ции, могут показаться кому-то ужасными, а власти часто воспринимают их как угрозу своему существованию. Из-за этого, например, образовательные системы могут ограничивать творческие способности детей, вместо того чтобы всеми силами развивать их. А экономические меры могут быть направлены на поддержку давно существующих крупных корпораций, в ущерб новым, недавно созданным компаниям. Многие правительства очень не хотят, чтобы население их стран самоорганизовывалось.

К счастью, самоорганизация — это настолько присущее живым системам свойство, что даже самые деспотичные властные структуры не в состоянии полностью искоренить его. Но все же иногда самоорганизацию пытаются запретить, прикрываясь именем закона и порядка, и тогда наступают долгие периоды застоя и серости, безжалостные к любому творческому начинанию.

Специалисты по теории систем раньше полагали, что самоорганизация — настолько сложное свойство систем, оно непознаваемо в принципе. Компьютеры использовались для моделирования только механистических, детерминистских систем, не способных к эволюции, — тогда считалось, что эволюционирующие системы понять и смоделировать вообще невозможно.

Но прошло время, и новые открытия показали, что скольких несложных принципов организации вполне достаточно для того, чтобы получить широчайшее разнообразие самоорганизующихся структур. Представьте себе про-

Рис. 46. Даже очень сложные и замысловатые формы — такие, как показанные здесь кривые Коха — могут возникать из набора простых правил или принципов построения

стой равносторонний треугольник. Теперь к каждой стороне в середине пристройте по еще одному равностороннему треугольнику, с длиной стороны в три раза меньше. К каждому образовавшемуся треугольнику пристройте новые треугольники, еще в три раза меньше, и т. д. То, что получится, называется «кривой Коха», или «снежинкой Коха» — этапы ее построения показаны на рис. 46. Протяженность ее сторон можно увеличивать до бесконечности, но при этом «снежинка» ограничивает конечную площадь. Эта фигура — один из простейших примеров фракталов, самоподобных объектов. Изучающая их фрактальная геометрия находится на стыке искусства и математики. Фракталы строятся по относительно простым правилам, но при этом образуют очень сложные и красивые формы.

На основе всего нескольких элементарных правил построения фракталов компьютер может построить необычайно красивую, сложную, изящную картинку с растительным узором, очень похожим на настоящие листья папоротника. Вероятно, по таким же простым наборам геометрических правил из одной-единственной клетки развивается сложный человеческий организм. Базовые правила просты, но на их основе создаются объекты поразительной сложности и совершенства. Фрактальная геометрия, кстати говоря, показала, что суммарная поверхность легких среднестатистического человека по площади не уступает теннисному корту.

Вот еще несколько примеров простых правил организации, по которым строятся самоорганизующиеся системы большой сложности:

■ Все живые объекты, от вирусов до огромных деревьев, от амеб до слонов, основаны на одном и том же наборе правил организации, зашифрованных в молекулах ДНК, РНК и белков.

* Сельскохозяйственная революция (и все, что за ней последовало) началась с открытия: оказывается, люди могут вести оседлый образ жизни, владеть землей, выводить и выращивать зерновые культуры.

в «И создал Господь Вселенную, и поместил Землю в центре ее. И создал Господь сушу, и поместил замок в центре ее. И создал Господь человечество, и Церковь в центре его», — таким был основополагающий принцип создания социальных и физических структур в средневековой Европе.

■ «Бог и мораль давно вышли из моды; человеку следует придерживаться объективной и научной точки зрения, он должен владеть средствами производства и приумножать их, а других людей и природу рассматривать как средства производства», — таков основополагающий принцип промышленной революции.

Из простых принципов самоорганизации могут проистекать колоссальные технологические достижения, физические структуры, компании и корпорации, культуры и цивилизации.

Системы часто обладают свойством самоорганизации — способностью выстраивать собственную структуру, создавать новые структуры, учиться, видоизменяться, усложняться. На основе относительно простых правил могут возникнуть чрезвычайно сложные формы самоорганизации. А могут и не возникнуть.

Науке известны примеры того, как сложные самоорганизующиеся системы возникают из элементарных правил. Сама наука — это тоже самоорганизующаяся система, которой очень нравится мысль о том, что вся сложность вселенной проистекает из простых исходных правил. Действительно ли это так, науке пока достоверно установить не удалось.