Қазіргі танымал ғылыми және танымал әдебиетте «синергетика», «хаос теориясы» және «бифуркация нүктесі» терминдері жиі қолданылады. Күрделі жүйелер теориясын популистік қолданудың бұл жаңа тенденциясы жиі анықтамалардың концептуалды және контекстік мағынасын ауыстырады. Қызығушылық танытқан оқырманға осы ұғымдардың мәні мен мәнін түсіндіруге қисынсыз, бірақ ғылымиға жақын болуға тырысайық.
Ғылым және өзін-өзі ұйымдастыру жүйелері
Кез келген табиғаттың күрделі жүйелеріндегі заңдылықтарды зерттейтін пәнаралық доктрина – синергетика. Бұрылыс нүктесі немесе таңдау сәті ретінде бифуркация нүктесі күрделі жүйелердің мінез-құлық теориясындағы негізгі ұғым болып табылады. Күрделі жүйелердің синергетикалық түсінігі олардың ашықтығын (қоршаған ортамен зат, энергия, ақпарат алмасу), дамудың сызықты еместігін (даму жолдарының көп болуы), диссипативтілігін (артық энтропияның разряды) жәнебифуркациялық жағдайдың мүмкіндігі (таңдау немесе дағдарыс нүктесі). Синергетикалық теория уақыт өте келе дамитын бірізділік пен спазмодикалық өзгерістер болатын барлық жүйелерге қолданылады - биологиялық, әлеуметтік, экономикалық, физикалық.
Буриданның есегі
Кең таралған әдіс – күрделі нәрселерді қарапайым мысалдармен түсіндіру. Бифуркация нүктесіне жақындап келе жатқан жүйенің күйін сипаттайтын классикалық иллюстрация 14-ші ғасырдағы атақты логика Жан Буриданның есекпен, оның қожайыны және философымен болған мысалы болып табылады. Бұл бастапқы тапсырмалар. Таңдау пәні бар - екі құшақ шөп. Ашық жүйе бар - есек, екі шөптен бірдей қашықтықта орналасқан. Бақылаушылар – есектің иесі мен философ. Мәселе мынада, есек қай уыс шөпті таңдайды? Буриданның астарлы әңгімесінде адамдар үш күн бойы қожайын үйінділерді жалғамайынша таңдау жасай алмаған есекке қарап отырды. Ешкім аштан өлген жоқ.
Бифуркация ұғымы жағдайды былай түсіндіреді. Біз астарлы әңгіменің соңын тастап, тепе-теңдік объектілері арасындағы таңдау жағдайына назар аударамыз. Осы сәтте кез келген өзгеріс жағдайдың объектілердің біріне қарай ығысуына әкелуі мүмкін (мысалы, есек ұйықтап қалды, оянып кетті, үйілген шөптердің біріне жақындады). Синергетикада есек күрделі ашық жүйе болып табылады. Бифуркация нүктесі - тепе-теңдік таңдауға дейінгі есек күйі. Позицияның өзгеруі жүйенің бұзылуы (флюктуациясы) болып табылады. Ал екі пішен үйіндісі - тартушылар, жүйе бифуркация нүктесінен өтіп, жаңа тепе-теңдік күйге жеткеннен кейін келетін күй.
Үш негізгі бифуркация нүктесі
Бифуркация нүктесіне жақындаған жүйенің күйі үш негізгі компонентпен сипатталады: сыну, таңдау және реттілік. Бифуркация нүктесіне дейін жүйе аттракторда болады (жүйенің тұрақтылығын сипаттайтын қасиет). Бифуркация нүктесінде жүйе жаңа аттракторды таңдаумен немесе жаңа тұрақты күйге көшумен жүйенің сапалы және сандық күрт өзгеруін тудыратын ауытқулармен (бұзылулар, көрсеткіштердің ауытқуы) сипатталады. Ықтимал аттракторлардың көптігі және кездейсоқтықтың орасан зор рөлі жүйені ұйымдастырудың көп өзгергіштігін ашады.
Математика бифуркация нүктелерін және оның жүйе арқылы өту кезеңдерін барлық параметрлері мен тербелістерінің көптігі бар күрделі дифференциалдық теңдеулерде сипаттайды.
Болжамдалмайтын бифуркация нүктесі
Бұл жүйенің таңдау алдындағы, қиылыстағы, көп таңдау және әзірлеу нұсқаларының алшақтық нүктесіндегі күйі. Бифуркациялар арасындағы аралықтарда жүйенің сызықтық мінез-құлқы болжамды болып табылады, ол кездейсоқ және тұрақты факторлармен анықталады. Бірақ бифуркация нүктесінде кездейсоқтық рөлі бірінші орынға шығады, ал «кірістегі» шамалы ауытқу «шығыс» кезінде үлкен болады. Бифуркация нүктелерінде жүйенің мінез-құлқын болжау мүмкін емес және кез келген мүмкіндік оны жаңа аттракторға ауыстырады. Бұл шахмат ойынындағы қозғалыс сияқты - одан кейін оқиғаларды дамытудың көптеген нұсқалары бар.
Оң жаққа кетсең, аттан айырыласың…
Орыс ертегілеріндегі жол айрығы – таңдауы мен жүйенің кейінгі жағдайының белгісіздігі бар өте жарқын бейне. Бифуркация нүктесіне жақындаған кезде жүйе тербелетін сияқты, ал ең аз ауытқу флуктуация арқылы тәртіпке, мүлдем жаңа ұйымға әкелуі мүмкін. Ал осы бетбұрыс сәтінде жүйені таңдауды болжау мүмкін емес. Міне осылайша, синергетикада мүлдем кішкентай себептер ғаламдан бастап Буридан есегінің таңдауына дейінгі барлық жүйелердің дамуының тұрақсыз әлемін ашатын үлкен салдарға әкеледі.
Көбелек әсері
Жүйенің флуктуация арқылы ретке келуі, шамалы кездейсоқ өзгерістерге тәуелді тұрақсыз дүниенің қалыптасуы көбелек эффекті метафорасы арқылы көрінеді. Метеоролог, математик және синергетик Эдвард Лоренц (1917-2008) жүйенің шамалы өзгеріске сезімталдығын сипаттады. Айовадағы көбелек қанатының бір рет соғуы Индонезиядағы жаңбырлы маусымда аяқталатын түрлі процестердің көшкінін тудыруы мүмкін деген оның идеясы. Айқын бейнені оқиғаның сан қырлы тақырыбына бірнеше роман жазған жазушылар бірден таңдап алды. Бұл саладағы білімнің танымал болуы негізінен Голливуд режиссері Эрик Брестің «Көбелек әсері» фильмімен сіңірген еңбегі болып табылады.
Бифуркациялар мен апаттар
Бифуркация жұмсақ немесе қатты болуы мүмкін. Жұмсақ бифуркациялардың ерекшелігі - бифуркация нүктесінен өткеннен кейін жүйедегі аздаған айырмашылықтар. Аттрактор болған кездежүйенің өмір сүруіндегі елеулі айырмашылықтар, содан кейін олар бұл бифуркация нүктесі апат деп айтады. Бұл ұғымды алғаш рет француз ғалымы Рене Федерик Том (1923-2002) енгізді. Ол сонымен қатар жүйелердің бифуркациялары ретіндегі апаттар теориясының авторы болып табылады. Оның жеті элементтік апатының өте қызықты атаулары бар: қатпар, қатпар, қарлығаш құйрығы, көбелек, гиперболалық, эллиптикалық және параболалық кіндік.
Қолданбалы Синергетика
Синергетика мен бифуркация теориясы көрінетіндей күнделікті өмірден алыс емес. Күнделікті өмірде адам күн ішінде бифуркация нүктесінен жүздеген рет өтеді. Біздің таңдаған маятник - саналы немесе тек саналы болып көрінетін - үнемі тербеледі. Әлемнің синергетикалық ұйымының процестерін түсіну апаттарды болдырмай, бірақ кішігірім бифуркациялармен айналысып, саналы таңдау жасауға көмектесетін шығар.
Бүгінде іргелі ғылымдар бойынша біздің барлық біліміміз бифуркация нүктесіне жетті. Қараңғы материяның ашылуы және оны сақтау қабілеті адамзатты кездейсоқ өзгеріс немесе жаңалық бізді болжау қиын күйге әкелетін жағдайға әкелді. Ғарыш кеңістігін қазіргі заманғы зерттеу және зерттеу, қоян тесігі теориялары және кеңістік-уақыт түтіктері білім мүмкіндіктерін елестетпейтін шектерге дейін кеңейтеді. Келесі бифуркация нүктесіне жақындаған кезде, кездейсоқ ауытқу адамзатты жоқтық тұңғиығына итермелемейтініне сену ғана қалады.
