Moderná populárna vedecká a populárna literatúra často používa pojmy „synergia“, „teória chaosu“a „bod bifurkácie“. Tento nový trend populistického využívania teórie komplexných systémov často nahrádza pojmový a kontextový význam definícií. Pokúsme sa nie nezrozumiteľne, ale stále vedecky, vysvetliť zainteresovanému čitateľovi význam a podstatu týchto pojmov.
Veda a samoorganizujúce sa systémy
Interdisciplinárna doktrína, ktorá skúma vzorce v zložitých systémoch akejkoľvek povahy, je synergetika. Bifurkačný bod ako bod obratu alebo moment voľby je kľúčovým pojmom v teórii správania zložitých systémov. Zo synergického konceptu komplexných systémov vyplýva ich otvorenosť (výmena hmoty, energie, informácií s okolím), nelineárnosť vývoja (prítomnosť mnohých vývojových ciest), disipatibilita (vypúšťanie prebytočnej entropie) resp.možnosť stavu bifurkácie (bod voľby alebo krízy). Synergická teória je aplikovateľná na všetky systémy, kde dochádza k postupnosti a kŕčovitým zmenám, ktoré sa časom vyvíjajú – biologické, sociálne, ekonomické, fyzické.
Buridan's Donkey
Bežnou technikou je vysvetliť zložité veci na jednoduchých príkladoch. Klasickou ilustráciou, ktorá popisuje stav systému, ktorý sa blíži k bodu bifurkácie, je príklad slávneho logika Jeana Buridana zo 14. storočia s oslom, jeho pánom a filozofom. Toto sú počiatočné úlohy. Existuje téma výberu - dve náruče sena. Je tu otvorený systém – osol, ktorý sa nachádza v rovnakej vzdialenosti od oboch stohov. Pozorovatelia sú pánom somára a filozofom. Otázkou je, akú hrsť sena si osol vyberie? V Buridanovom podobenstve ľudia tri dni sledovali somára, ktorý si nemohol vybrať, kým majiteľ nepripojil haldy. A nikto nezomrel od hladu.
Koncept bifurkácie interpretuje situáciu nasledovne. Vynecháme koniec podobenstva a sústredíme sa na situáciu voľby medzi rovnovážnymi predmetmi. V tejto chvíli môže každá zmena viesť k posunu situácie smerom k niektorému z predmetov (napr. somár zaspal, zobudil sa, bol bližšie k jednej z kopy sena). V synergetike je somár komplexný otvorený systém. Bifurkačný bod je stav osla pred voľbou rovnováhy. Zmena polohy je perturbáciou (kolísaním) systému. A dve kopy sena sú atraktory, stav, do ktorého sa systém dostane po prejdení bodu bifurkácie a dosiahnutí nového rovnovážneho stavu.
Tri základné bifurkačné body
Stav systému, ktorý sa blíži k bifurkačnému bodu, je charakterizovaný tromi základnými komponentmi: zlom, výber a usporiadanie. Pred bodom bifurkácie sa systém nachádza v atraktore (vlastnosť, ktorá charakterizuje stabilitu systému). V bode bifurkácie je systém charakterizovaný kolísaním (poruchy, kolísanie ukazovateľov), ktoré spôsobujú kvalitatívnu a kvantitatívnu prudkú zmenu systému s voľbou nového atraktora alebo prechodom do nového stabilného stavu. Množstvo možných atraktorov a obrovská úloha náhodnosti odhaľujú mnohorozmernosť organizácie systému.
Matematika popisuje bifurkačné body a fázy ich prechodu systémom v zložitých diferenciálnych rovniciach s množstvom všetkých parametrov a fluktuácií.
Nepredvídateľný bod rozdvojenia
Toto je stav systému pred výberom, na križovatke, v bode divergencie viacerých možností výberu a rozvoja. V intervaloch medzi bifurkáciami je lineárne správanie systému predvídateľné, určujú ho náhodné aj pravidelné faktory. Ale v bode rozdvojenia je na prvom mieste úloha náhody a bezvýznamné kolísanie na „vstupe“sa stáva obrovským na „výstupe“. V bodoch bifurkácie je správanie systému nepredvídateľné a akákoľvek náhoda ho posunie k novému atraktoru. Je to ako pohyb v šachovej hre – po ňom je veľa možností na vývoj udalostí.
Ak pôjdete doprava, prídete o koňa…
Križovatka v ruských rozprávkach je veľmi živý obraz s výberom a neistotou následného stavu systému. Pri približovaní sa k bodu rozdvojenia sa zdá, že systém osciluje a najmenší výkyv môže viesť k úplne novej organizácii, k poriadku prostredníctvom fluktuácie. A v tomto momente zlomu nie je možné predvídať výber systému. Takto v synergetike z absolútne malých príčin vznikajú obrovské dôsledky, ktoré otvárajú nestabilný svet vývoja všetkých systémov – od vesmíru až po voľbu Buridanovho somára.
Efekt motýľa
Systém sa dostáva do poriadku prostredníctvom fluktuácie, vytvárania nestabilného sveta závislého od tých najmenších náhodných zmien, odráža metafora motýlieho efektu. Meteorológ, matematik a synergetik Edward Lorentz (1917-2008) opísal citlivosť systému na najmenšiu zmenu. Ide o jeho nápad, že jeden pohyb motýlieho krídla v Iowe môže spustiť lavínu rôznych procesov, ktoré sa v Indonézii skončia v období dažďov. Živý obraz okamžite zachytili spisovatelia, ktorí napísali viac ako jeden román na tému mnohorakosti udalostí. O popularizáciu vedomostí v tejto oblasti sa vo veľkej miere zaslúžil hollywoodsky režisér Eric Bress so svojím filmom The Butterfly Effect.
Rozdvojenie a katastrofy
Rozdvojenie môže byť mäkké alebo tvrdé. Znakom mäkkých bifurkácií sú malé rozdiely v systéme po prechode cez bod bifurkácie. Keď má atraktorvýrazné rozdiely v existencii systému, potom hovoria, že tento bifurkačný bod je katastrofa. Tento koncept prvýkrát predstavil francúzsky vedec René Federic Thom (1923-2002). Je tiež autorom teórie katastrof, ako bifurkácií systémov. Jeho sedem živelných katastrof má veľmi zaujímavé názvy: záhyb, záhyb, lastovičí chvost, motýľ, hyperbolický, eliptický a parabolický pupok.
Aplikovaná synergetika
Synergetika a teória bifurkácie nie sú tak ďaleko od každodenného života, ako by sa mohlo zdať. V každodennom živote človek prejde bodom bifurkácie stokrát za deň. Kyvadlo podľa nášho výberu – vedomé alebo len zdanlivo vedomé – sa neustále hojdá. A možno nám pochopenie procesov synergického usporiadania sveta pomôže urobiť informovanejšie rozhodnutie, vyhnúť sa katastrofám, ale vystačiť si s malými rozdvojeniami.
Všetky naše znalosti základných vied dnes dosiahli bod rozdvojenia. Objav temnej hmoty a schopnosť ju zachovať priviedli ľudstvo do bodu, kedy nás náhodná zmena alebo objav môže priviesť do stavu, ktorý je ťažké predvídať. Moderné skúmanie a skúmanie kozmického priestoru, teórie králičích dier a časopriestorové trubice rozširujú možnosti poznania do nepredstaviteľných hraníc. Zostáva len veriť, že po priblížení sa k ďalšiemu bifurkačnému bodu náhodná fluktuácia nestlačí ľudstvo do priepasti neexistencie.
