Moderna popularna znanost i popularna književnost često koriste izraze "sinergija", "teorija kaosa" i "točka bifurkacije". Ovaj novi trend populističke uporabe teorije složenih sustava često zamjenjuje konceptualno i kontekstualno značenje definicija. Pokušajmo ne zamućeno, ali ipak blisko znanstvenom, objasniti zainteresiranom čitatelju značenje i bit ovih pojmova.
Znanost i samoorganizirajući sustavi
Interdisciplinarna doktrina koja istražuje obrasce u složenim sustavima bilo koje prirode je sinergetika. Točka bifurkacije kao prekretnica ili trenutak izbora ključni je koncept u teoriji ponašanja složenih sustava. Sinergetski koncept složenih sustava podrazumijeva njihovu otvorenost (razmjena materije, energije, informacija s okolinom), nelinearnost razvoja (prisutnost mnogih razvojnih putova), disipativnost (pražnjenje viška entropije) imogućnost bifurkacijskog stanja (izbor ili krizna točka). Sinergetska teorija primjenjiva je na sve sustave u kojima postoji slijed i grčevite promjene koje se razvijaju tijekom vremena - biološke, društvene, ekonomske, fizičke.
Buridanov magarac
Uobičajena tehnika je objašnjavanje složenih stvari jednostavnim primjerima. Klasična ilustracija koja opisuje stanje sustava koji se približava točki bifurkacije primjer je poznatog logičara iz 14. stoljeća Jeana Buridana s magarcem, njegovim gospodarom i filozofom. Ovo su početni zadaci. Postoji predmet po izboru - dvije ruke sijena. Postoji otvoreni sustav - magarac, koji se nalazi na istoj udaljenosti od oba plast sijena. Promatrači su gospodar magarca i filozof. Pitanje je koju će šaku sijena izabrati magarac? U Buridanovoj prispodobi ljudi su tri dana promatrali magarca, koji se nije mogao odlučiti dok vlasnik nije spojio hrpe. I nitko nije umro od gladi.
Koncept bifurkacije tumači situaciju na sljedeći način. Izostavljamo kraj prispodobe i usredotočujemo 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 sustav. Točka bifurkacije je stanje magarca prije ravnotežnog izbora. Promjena položaja je perturbacija (fluktuacija) sustava. A dva plast sijena su atraktori, stanje u koje će sustav doći nakon što prođe točku bifurkacije i postigne novo ravnotežno stanje.
Tri temeljne točke bifurkacije
Stanje sustava koji se približava točki bifurkacije karakteriziraju tri temeljne komponente: lom, izbor i redoslijed. Prije točke bifurkacije, sustav je u atraktoru (osobina koja karakterizira stabilnost sustava). U točki bifurkacije sustav karakteriziraju fluktuacije (poremećaji, fluktuacije pokazatelja), koje uzrokuju kvalitativnu i kvantitativnu naglu promjenu u sustavu s izborom novog atraktora ili prijelazom u novo stabilno stanje. Mnoštvo mogućih atraktora i ogromna uloga slučajnosti otkrivaju multivarijabilnost organizacije sustava.
Matematika opisuje točke bifurkacije i faze njenog prolaska kroz sustav u složenim diferencijalnim jednadžbama s mnoštvom svih parametara i fluktuacija.
Nepredvidiva točka bifurkacije
Ovo je stanje sustava prije izbora, na raskrižju, na točki divergencije višestrukog izbora i razvojnih opcija. U intervalima između bifurkacija, linearno ponašanje sustava je predvidljivo, određeno je i slučajnim i pravilnim faktorima. Ali u točki bifurkacije, uloga slučajnosti je na prvom mjestu, a beznačajna fluktuacija na "ulazu" postaje velika na "izlazu". U točkama bifurkacije, ponašanje sustava je nepredvidivo i svaka prilika će ga prebaciti na novi atraktor. To je kao potez u igri šaha - nakon njega postoji mnogo opcija za razvoj događaja.
Ako krenete udesno, izgubit ćete konja…
Raskrižje u ruskim bajkama je vrlo živa slika s izborom i neizvjesnošću naknadnog stanja sustava. Kad se približi točki bifurkacije, čini se da sustav oscilira, a najmanja fluktuacija može dovesti do potpuno nove organizacije, reda kroz fluktuaciju. A u ovom trenutku prekretnice nemoguće je predvidjeti izbor sustava. Ovako, u sinergologiji, apsolutno mali uzroci rađaju goleme posljedice, otvarajući nestabilan svijet razvoja svih sustava - od Svemira do izbora Buridanovog magarca.
Efekat leptira
Sustav 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 sustava na najmanju promjenu. Njegova je ideja da jedan potez leptira u Iowi može pokrenuti lavinu raznih procesa koji će završiti u kišnoj sezoni u Indoneziji. Živopisnu sliku odmah su pokupili pisci, koji su napisali više od jednog romana na temu mnoštva događaja. Popularizacija znanja na ovom području uvelike je zasluga holivudskog redatelja Erica Bressa sa svojim filmom The Butterfly Effect.
Rascjepanja i katastrofe
Bifurkacije mogu biti meke ili tvrde. Značajka mekih bifurkacija su male razlike u sustavu nakon prolaska kroz točku bifurkacije. Kad atraktor imaznačajne razlike u postojanju sustava, onda kažu da je ova točka bifurkacije katastrofa. Ovaj koncept prvi je uveo francuski znanstvenik René Federic Thom (1923-2002). Autor je i teorije katastrofa, kao bifurkacija sustava. Njegovih sedam elementarnih katastrofa ima vrlo zanimljiva imena: nabor, nabor, lastin rep, leptir, hiperbolični, eliptični i parabolički pupkovi.
Primijenjena sinergetika
Sinergetika i teorija bifurkacije nisu tako daleko od svakodnevnog života kao što se čini. U svakodnevnom životu, osoba prolazi točku bifurkacije stotine puta tijekom dana. Njihalo po našem izboru - svjesno ili samo naizgled svjesno - neprestano se njiše. 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 znanostima došlo do točke bifurkacije. Otkriće tamne tvari i sposobnost njenog očuvanja dovelo je čovječanstvo do točke u kojoj nas nasumična promjena ili otkriće može dovesti do stanja koje je teško predvidjeti. Suvremeno istraživanje i istraživanje svemira, teorije zečjih rupa i prostorno-vremenskih cijevi proširuju mogućnosti znanja do neslućenih granica. Ostaje samo vjerovati da, nakon što se približi sljedećoj točki bifurkacije, slučajna fluktuacija neće gurnuti čovječanstvo u ponor nepostojanja.
