Moderna popularna nauka i popularna literatura često koriste termine "sinergija", "teorija haosa" i "tačka bifurkacije". Ovaj novi trend populističke upotrebe teorije složenih sistema često zamjenjuje konceptualno i kontekstualno značenje definicija. Pokušajmo ne zamućeno, ali ipak blisko naučnom, da objasnimo zainteresovanom čitaocu značenje i suštinu ovih pojmova.
Nauka i samoorganizirajući sistemi
Interdisciplinarna doktrina koja istražuje obrasce u složenim sistemima bilo koje prirode je sinergetika. Tačka bifurkacije kao prekretnica ili trenutak izbora je ključni koncept u teoriji ponašanja složenih sistema. Sinergetski koncept složenih sistema podrazumijeva njihovu otvorenost (razmjena materije, energije, informacija sa okolinom), nelinearnost razvoja (prisustvo mnogih razvojnih puteva), disipativnost (pražnjenje viška entropije) imogućnost bifurkacionog stanja (izbor ili krizna tačka). Sinergetska teorija je primjenjiva na sve sisteme gdje postoji niz i grčevite promjene koje se razvijaju tokom vremena - biološke, društvene, ekonomske, fizičke.
Buridanov magarac
Uobičajena tehnika je objašnjavanje složenih stvari jednostavnim primjerima. Klasična ilustracija koja opisuje stanje sistema koji se približava tački bifurkacije je primjer poznatog logičara iz 14. stoljeća Jean Buridan s magarcem, njegovim gospodarom i filozofom. Ovo su početni zadaci. Postoji predmet izbora - dvije ruke sijena. Postoji otvoreni sistem - magarac, koji se nalazi na istoj udaljenosti od oba plast sijena. Posmatrači su gospodar magarca i filozof. Pitanje je koju će šaku sijena izabrati magarac? U Buridanovoj prispodobi ljudi su tri dana posmatrali magarca, koji nije mogao da se odluči sve dok vlasnik ne poveže gomile. I niko nije umro od gladi.
Koncept bifurkacije tumači situaciju na sljedeći način. Izostavljamo kraj parabole i fokusiramo se na situaciju izbora između ravnotežnih objekata. U ovom trenutku svaka promjena može dovesti do promjene situacije prema jednom od objekata (na primjer, magarac je zaspao, probudio se, bio je bliže jednoj od hrpa sijena). U sinergetici, magarac je složen otvoreni sistem. Tačka bifurkacije je stanje magarca prije ravnotežnog izbora. Promjena položaja je perturbacija (fluktuacija) sistema. A dva plast sijena su atraktori, stanje u koje će sistem doći nakon što prođe tačku bifurkacije i postigne novo ravnotežno stanje.
Tri fundamentalne tačke bifurkacije
Stanje sistema koji se približava tački bifurkacije karakterišu tri osnovne komponente: fraktura, izbor i redosled. Prije tačke bifurkacije, sistem je u atraktoru (osobina koja karakteriše stabilnost sistema). U tački bifurkacije sistem karakteriziraju fluktuacije (poremećaji, fluktuacije indikatora), koje uzrokuju kvalitativnu i kvantitativnu naglu promjenu u sistemu izborom novog atraktora ili prelaskom u novo stabilno stanje. Mnoštvo mogućih atraktora i ogromna uloga slučajnosti otkrivaju multivarijabilnost organizacije sistema.
Matematika opisuje tačke bifurkacije i faze njihovog prolaska kroz sistem u složenim diferencijalnim jednačinama sa mnoštvom svih parametara i fluktuacija.
Nepredvidiva tačka bifurkacije
Ovo je stanje sistema prije izbora, na raskrsnici, na tački divergencije višestrukog izbora i razvojnih opcija. U intervalima između bifurkacija, linearno ponašanje sistema je predvidljivo, određeno je i slučajnim i regularnim faktorima. Ali u tački bifurkacije, uloga slučajnosti je na prvom mjestu, a beznačajna fluktuacija na "ulazu" postaje velika na "izlazu". U tačkama bifurkacije, ponašanje sistema je nepredvidivo i svaka prilika će ga prebaciti na novi atraktor. To je kao potez u partiji šaha - nakon njega postoji mnogo opcija za razvoj događaja.
Ako krenete udesno, izgubit ćete konja…
Raskrsnica u ruskim bajkama je veoma živa slika sa izborom i neizvesnošću naknadnog stanja sistema. Kada se približi tački bifurkacije, čini se da sistem oscilira, a najmanja fluktuacija može dovesti do potpuno nove organizacije, reda kroz fluktuaciju. A u ovom trenutku prekretnice nemoguće je predvidjeti izbor sistema. Ovako, u sinergologiji, apsolutno mali uzroci dovode do ogromnih posljedica, otvarajući nestabilan svijet razvoja svih sistema - od Univerzuma do izbora Buridanovog magarca.
Efekat leptira
Sistem dolazi do reda kroz fluktuacije, formiranje nestabilnog svijeta ovisnog o najmanjim slučajnim promjenama, odražava se u metafori efekta leptira. Meteorolog, matematičar i sinergetičar Edward Lorentz (1917-2008) opisao je osjetljivost sistema na najmanju promjenu. Njegova je ideja da jedan potez leptirovog krila u Ajovi može pokrenuti lavinu raznih procesa koji će se završiti u kišnoj sezoni u Indoneziji. Živu sliku odmah su pokupili pisci, koji su napisali više od jednog romana na temu mnoštva događaja. Popularizacija znanja u ovoj oblasti uvelike je zasluga holivudskog reditelja Erica Bressa sa svojim filmom The Butterfly Effect.
Rasvojke i katastrofe
Bifurkacije mogu biti meke ili tvrde. Karakteristika mekih bifurkacija su male razlike u sistemu nakon prolaska kroz tačku bifurkacije. Kada atraktor imaznačajne razlike u postojanju sistema, onda kažu da je ova tačka bifurkacije katastrofa. Ovaj koncept je prvi uveo francuski naučnik René Federic Thom (1923-2002). Autor je i teorije katastrofa, kao bifurkacija sistema. Njegovih sedam elementarnih katastrofa ima vrlo zanimljiva imena: nabor, nabor, lastin rep, leptir, hiperbolični, eliptični i parabolični pupčani.
Applied Synergetics
Sinergetika i teorija bifurkacije nisu tako daleko od svakodnevnog života kao što se čini. U svakodnevnom životu, osoba prolazi točku bifurkacije stotine puta u toku dana. Klatno po našem izboru - svjesno ili samo naizgled svjesno - neprestano se ljulja. A možda će nam razumijevanje procesa sinergijske organizacije svijeta pomoći da napravimo informiraniji izbor, izbjegavajući katastrofe, ali se zadovoljavajući malim bifurkacijama.
Danas je svo naše znanje o fundamentalnim naukama doseglo tačku bifurkacije. Otkriće tamne materije i sposobnost njenog očuvanja dovelo je čovječanstvo do točke u kojoj nas nasumična promjena ili otkriće može dovesti do stanja koje je teško predvidjeti. Moderno istraživanje i istraživanje svemira, teorije zečjih rupa i prostorno-vremenskih cijevi proširuju mogućnosti znanja do nezamislivih granica. Ostaje samo vjerovati da, nakon što se približi sljedećoj tački bifurkacije, slučajna fluktuacija neće gurnuti čovječanstvo u ponor nepostojanja.
