Sodobna popularna znanost in popularna literatura pogosto uporablja izraze "sinergija", "teorija kaosa" in "točka bifurkacije". Ta novi trend populistične uporabe teorije kompleksnih sistemov pogosto nadomešča konceptualni in kontekstualni pomen definicij. Poskusimo ne neumno, a še vedno blizu znanstvene, razložiti zainteresiranemu bralcu pomen in bistvo teh pojmov.
Znanost in samoorganizirajoči sistemi
Interdisciplinarna doktrina, ki raziskuje vzorce v kompleksnih sistemih katere koli narave, je sinergija. Bifurkacijska točka kot prelomnica ali trenutek izbire je ključni koncept v teoriji obnašanja kompleksnih sistemov. Sinergetski koncept kompleksnih sistemov implicira njihovo odprtost (izmenjava snovi, energije, informacij z okoljem), nelinearnost razvoja (prisotnost številnih razvojnih poti), disipativnost (odvajanje presežne entropije) inmožnost bifurkacijskega stanja (izbira ali krizna točka). Sinergetska teorija je uporabna za vse sisteme, kjer obstaja zaporedje in krčevite spremembe, ki se razvijajo skozi čas – biološke, socialne, ekonomske, fizične.
Buridanov osel
Pogosta tehnika je razlaga zapletenih stvari s preprostimi primeri. Klasična ilustracija, ki opisuje stanje sistema, ki se približuje točki bifurkacije, je primer slavnega logika Jeana Buridana iz 14. stoletja z oslom, njegovim gospodarjem in filozofom. To so začetne naloge. Obstaja predmet izbire - dve roki sena. Obstaja odprt sistem - osel, ki se nahaja na enaki razdalji od obeh kozolcev. Opazovalci so gospodar osla in filozof. Vprašanje je, katero pest sena bo izbral osel? V Buridanovi prispodobi so ljudje tri dni opazovali osla, ki se ni mogel odločiti, dokler lastnik ne poveže kupov. In nihče ni umrl od lakote.
Koncept bifurkacije razlaga situacijo na naslednji način. Izpustimo konec prispodobe in se osredotočimo na situacijo izbire med ravnotežnimi predmeti. V tem trenutku lahko vsaka sprememba povzroči premik situacije proti enemu od predmetov (na primer, osel je zaspal, se zbudil, je bil bližje enemu od kupov sena). V sinergetiki je osel kompleksen odprt sistem. Bifurkacijska točka je stanje osla pred ravnotežno izbiro. Sprememba položaja je motnja (nihanje) sistema. In dva kozolca sta atraktorja, stanje, v katerega bo sistem prišel, ko bo prešel točko bifurkacije in dosegel novo ravnotežno stanje.
Tri temeljne bifurkacijske točke
Stanje sistema, ki se približuje točki bifurkacije, je značilno s tremi temeljnimi komponentami: zlomom, izbiro in urejanjem. Pred bifurkacijsko točko je sistem v atraktorju (lastnost, ki označuje stabilnost sistema). Na bifurkacijski točki so za sistem značilna nihanja (motnje, nihanja indikatorjev), ki povzročijo kvalitativno in kvantitativno nenadno spremembo sistema z izbiro novega atraktorja ali prehodom v novo stabilno stanje. Množičnost možnih atraktorjev in velika vloga naključnosti razkrivata multivariabilnost organizacije sistema.
Matematika opisuje bifurkacijske točke in stopnje njenega prehoda s strani sistema v kompleksnih diferencialnih enačbah z množico vseh parametrov in nihanj.
Nepredvidljiva točka bifurkacije
To je stanje sistema pred izbiro, na razpotju, na točki razhajanja več izbir in možnosti razvoja. V intervalih med bifurkacijami je linearno obnašanje sistema predvidljivo, določajo ga tako naključni kot regularni faktorji. Toda na točki bifurkacije je vloga naključja na prvem mestu in nepomembno nihanje na "vhodu" postane veliko na "izhodu". V točkah bifurkacije je obnašanje sistema nepredvidljivo in vsaka možnost ga bo preusmerila na nov atraktor. To je kot poteza v igri šaha - po njej je veliko možnosti za razvoj dogodkov.
Če greste v desno, boste izgubili konja…
Razpotje v ruskih pravljicah je zelo živa podoba z izbiro in negotovostjo kasnejšega stanja sistema. Ko se približuje točki bifurkacije, se zdi, da sistem niha, najmanjše nihanje pa lahko privede do povsem nove organizacije, da se uredi prek fluktuacije. In v tem trenutku prelomnice je nemogoče predvideti izbiro sistema. Tako v sinergiji popolnoma majhni vzroki povzročijo ogromne posledice, ki odpirajo nestabilen svet razvoja vseh sistemov – od Vesolja do izbire Buridanovega osla.
učinek metulja
Sistem se ureja z fluktuacijo, oblikovanjem nestabilnega sveta, ki je odvisen od najmanjših naključnih sprememb, se odraža v metafori učinka metulja. Meteorolog, matematik in sinergetik Edward Lorentz (1917-2008) je opisal občutljivost sistema na najmanjšo spremembo. Njegova ideja je, da lahko en udarec metuljevega krila v Iowi sproži plaz različnih procesov, ki se bodo končali v deževni sezoni v Indoneziji. Živo podobo so takoj pobrali pisatelji, ki so napisali več kot en roman na temo množice dogodkov. Popularizacija znanja na tem področju je v veliki meri zasluga hollywoodskega režiserja Erica Bressa s filmom The Butterfly Effect.
Razvoji in katastrofe
Razvoji so lahko mehki ali trdi. Značilnost mehkih bifurkacij so majhne razlike v sistemu po prehodu skozi točko bifurkacije. Ko ima atraktorbistvene razlike v obstoju sistema, potem pravijo, da je ta točka bifurkacije katastrofa. Ta koncept je prvi uvedel francoski znanstvenik René Federic Thom (1923-2002). Je tudi avtor teorije katastrof, kot bifurkacij sistemov. Njegovih sedem elementarnih katastrof ima zelo zanimiva imena: guba, guba, lastovčin rep, metulj, hiperbolični, eliptični in parabolični popek.
Applied Synergetics
Sinergetika in teorija bifurkacije nista tako daleč od vsakdanjega življenja, kot se morda zdi. V vsakdanjem življenju človek čez dan stokrat preide točko bifurkacije. Nihalo po naši izbiri – zavestno ali le navidezno zavedno – se nenehno niha. In morda nam bo razumevanje procesov sinergijske organizacije sveta pomagalo pri bolj ozaveščeni izbiri, pri čemer se bomo izognili katastrofam, vendar se bomo zadovoljili z majhnimi deli.
Danes je vse naše znanje o temeljnih znanostih doseglo točko razcepa. Odkritje temne snovi in sposobnost njenega ohranjanja je pripeljalo človeštvo do točke, ko nas lahko naključna sprememba ali odkritje pripelje do stanja, ki ga je težko napovedati. Sodobno raziskovanje in raziskovanje vesolja, teorije zajčjih lukenj in prostorsko-časovne cevi širijo možnosti znanja do nepredstavljivih meja. Ostaja le verjeti, da naključno nihanje, ko se približa naslednji točki bifurkacije, ne bo potisnilo človeštva v brezno neobstoja.
