о синергетике (теории самоорганизации) в науках о Земле

[1] Уровень (в) – это проблема демаркации объектов: в каких случаях обращение к синергетическому описанию будет корректно? Решается приложением к наборам данных методов фрактального анализа, изучением корреляций данных различной природы, и т.д. Впрочем, в настоящее время увлечение поиском фрактальных узоров в науках о Земле постепенно начинает проходить, в силу осознания того, что сам по себе факт обнаружения фрактальной размерности на каком-либо масштабном интервале измерений геологического объекта мало что дает для металлогенических, петрологических и даже тектонических построений – если не предложено какое-либо теоретическое истолкование его генезиса. С какой-то степенью приближения фрактальные формы присущи огромному числу процессов и структур; если вещество не находится в газообразном или кристаллическом состоянии, оно имеет в некотором диапазоне масштабов фрактальную структуру. Некоторые исследователи доходят здесь до противопоставления «синергетической геологии» классическим методам геологических изысканий (см., например (П.М.Горяинов, 1995)). По нашему мнению, это противопоставление логически бессмысленно: признаками синергетических процессов могут обладать (или не обладать) и осадочные, и магматические, и метаморфо-метасоматические явления. Безусловно, установление в геологических объектах признаков, корректно описываемых именно в рамках синергетической эпистемологии, может быть важной научной задачей. Различие наших подходов к интеграции концепции самоорганизации в геологию в том, что мы не считаем синергетическое описание подменой геолого-генетического (подобно тому, как, скажем, бессмысленно противопоставлять класс объектов круглых классу объектов красных).

 Для геологических приложений важна содержательная интерпретация полученной оценки, т.е. понимание сущности процесса, приводящего к какому-либо геологическому фракталу, или иному типу (квази)ритмичного распределения чего-либо, предположительно трактуемого синергетически: т.е. создание конкретных моделей синергетических процессов (уровень (г)).  Многие модели образования и роста различных неупорядоченных объектов сводятся в конечном счете к моделям просачивания (перколяционного перехода) и роста кластеров (ограниченной диффузией агрегации: ОДА - Зосимов, Лямшев, 1995). Если первый случай является разновидностью инфильтрации (в среде с особой геометрией, взаимодействие коей с раствором и вызывает синергетические эффекты перколяции), то количественная модель ОДА предполагает написание системы нелинейных параболических уравнений типа “реакция-диффузия” (члены которого отражают наличие обмена веществом и/или энергией и/или информацией, а также каких-либо нелинейных преобразований элементов), с последующим численным моделированием и истолкованием результатов. Математическим языком концепции самоорганизации (синергетики) является исследовательская программа качественного анализа динамических систем А.Пуанкаре, выдвинутая им в конце XIX века. В середине века ХХ-го как выяснилось, что в кибернетике, термодинамике необратимых процессов, кинетической теории химических реакций, экологии, физической теории фазовых переходов, фрактальной геометрии многие процессы описываются качественно подобными системами уравнений. Синергетика и есть попытка содержательного истолкования вышеуказанного математического формализма, но на уровне, более высоком, нежели конкретные приложения в той или иной области (на уровне набора новых эпистемологических и онтологических принципов). Мультидисциплинарный успех синергетики последних десятилетий стимулирует дальнейшее ее приложение (в виде целенаправленного поиска способов описывать процессы как самоорганизующиеся)  в других областях естествознания, в том числе и в науках о Земле. В настоящее время работ, где предлагается математическая модель какого-то геологического синергетического процесса, крайне мало.