Съвременната научно-популярна и популярна литература често използва термините "синергия", "теория на хаоса" и "точка на бифуркация". Тази нова тенденция на популистко използване на теорията на сложните системи често замества концептуалното и контекстуалното значение на дефинициите. Нека се опитаме не безсмислено, но все пак близо до научно, да обясним на заинтересования читател значението и същността на тези понятия.
Наука и самоорганизиращи се системи
Интердисциплинарна доктрина, която изследва модели в сложни системи от всякакво естество, е синергетиката. Точката на бифуркация като повратна точка или момент на избор е ключово понятие в теорията за поведението на сложните системи. Синергетичната концепция на сложните системи предполага тяхната отвореност (обмен на материя, енергия, информация с околната среда), нелинейност на развитие (наличие на множество пътища на развитие), разсейване (изхвърляне на излишната ентропия) ивъзможността за състояние на бифуркация (избор или кризисна точка). Синергетичната теория е приложима за всички системи, където има последователност и спазматични промени, които се развиват във времето - биологични, социални, икономически, физически.
Магарето на Буридан
Обща техника е да се обясняват сложни неща с прости примери. Класическа илюстрация, описваща състоянието на система, която се приближава до точката на бифуркация, е примерът на известния логик от 14-ти век Жан Буридан с магаре, неговия господар и философ. Това са началните задачи. Има тема по избор - две ръчички сено. Има отворена система - магаре, разположено на еднакво разстояние от двете купи сено. Наблюдателите са господарят на магарето и философът. Въпросът е коя шепа сено ще избере магарето? В притчата на Буридан три дни хората наблюдавали магарето, което не можело да направи избор, докато собственикът не свързал купчините. И никой не умря от глад.
Концепцията за бифуркация тълкува ситуацията по следния начин. Пропускаме края на притчата и се фокусираме върху ситуацията на избор между равновесни обекти. В този момент всяка промяна може да доведе до промяна на ситуацията към един от обектите (например, магаре заспа, събуждайки се, беше по-близо до една от купчините сено). В синергетиката магарето е сложна отворена система. Точката на бифуркация е състоянието на магарето преди избора на равновесие. Промяната в позицията е смущение (флуктуация) на системата. И две купи сено са атрактори, състоянието, в което системата ще дойде след преминаване на точката на бифуркация и достигане на ново равновесно състояние.
Три основни точки на бифуркация
Състоянието на системата, приближаваща точката на бифуркация, се характеризира с три основни компонента: счупване, избор и подреждане. Преди точката на бифуркация системата е в атрактор (свойство, което характеризира стабилността на системата). В точката на бифуркация системата се характеризира с флуктуации (смущения, флуктуации в показателите), които предизвикват качествена и количествена рязка промяна в системата с избор на нов атрактор или преход към ново стабилно състояние. Множеството възможни атрактори и огромната роля на случайността разкриват многовариантността на организацията на системата.
Математиката описва точките на бифуркация и етапите на преминаването й от системата в сложни диференциални уравнения с множество всички параметри и флуктуации.
Непредвидима точка на бифуркация
Това е състоянието на системата преди избора, на кръстопътя, в точката на разминаване на множество възможности за избор и развитие. В интервалите между бифуркациите линейното поведение на системата е предвидимо, определя се както от случайни, така и от регулярни фактори. Но в точката на бифуркация ролята на случайността е на първо място и незначителното колебание на „входа“става огромно на „изхода“. В точките на бифуркация поведението на системата е непредвидимо и всеки шанс ще я измести към нов атрактор. Това е като ход в игра на шах - след него има много възможности за развитие на събитията.
Ако отидеш надясно, ще загубиш коня си…
Кръстопътната точка в руските приказки е много ярък образ с избор и несигурност на последващото състояние на системата. Когато се приближава до точката на бифуркация, системата сякаш трепти и най-малката флуктуация може да доведе до напълно нова организация, подреждане чрез флуктуация. И в този повратен момент е невъзможно да се предвиди изборът на системата. Ето как, в синергетиката, абсолютно малките причини пораждат огромни последици, отваряйки един нестабилен свят на развитие на всички системи – от Вселената до избора на магарето на Буридан.
Ефект на пеперуда
Системата идва в ред чрез флуктуации, формиране на нестабилен свят, зависим от най-малките случайни промени, е отразено от метафората на ефекта на пеперудата. Метеорологът, математик и синергетик Едуард Лоренц (1917-2008) описва чувствителността на една система към най-малката промяна. Негова е идеята, че един удар с крило на пеперуда в Айова може да предизвика лавина от различни процеси, които ще завършат в дъждовния сезон в Индонезия. Ярък образ веднага беше подхванат от писатели, които написаха повече от един роман по темата за множеството събития. Популяризирането на знанието в тази област до голяма степен е заслуга на холивудския режисьор Ерик Брес с неговия касов филм The Butterfly Effect.
Раздвоения и катастрофи
Бифуркациите могат да бъдат меки или твърди. Характеристика на меките бифуркации са малките разлики в системата след преминаване през точката на бифуркация. Когато атрактора имазначителни разлики в съществуването на системата, тогава те казват, че тази точка на бифуркация е катастрофа. Тази концепция е въведена за първи път от френския учен Рене Федерик Том (1923-2002). Той е и автор на теорията за катастрофите, като бифуркации на системи. Неговите седем елементарни катастрофи имат много интересни имена: гънката, гънката, опашката на лястовичката, пеперудата, хиперболичния, елиптичен и параболичен пъп.
Приложена синергетика
Синергетиката и теорията на бифуркацията не са толкова далеч от ежедневието, колкото изглежда. В ежедневието човек преминава точката на бифуркация стотици пъти през деня. Махалото на нашия избор – съзнателно или само привидно съзнателно – се люлее постоянно. И може би разбирането на процесите на синергичната организация на света ще ни помогне да направим по-информиран избор, избягвайки катастрофи, но се справяйки с малки раздвоения.
Днес всичките ни знания по фундаментални науки са достигнали точка на раздвоение. Откриването на тъмната материя и способността да я съхраняваме доведоха човечеството до точка, в която случайна промяна или откритие може да ни доведе до състояние, което е трудно да се предвиди. Съвременното изследване и изследване на космическото пространство, теориите за заешки дупки и пространствено-времеви тръби разширяват възможностите на познанието до невъобразими граници. Остава само да вярваме, че след като се приближи до следващата точка на бифуркация, случайна флуктуация няма да тласне човечеството в бездната на несъществуването.
