Moderna popularna znanost i jednostavno popularnaliteratura često koristi izraze "sinergetika", "teorija kaosa" i "točka bifurkacije". Ovaj novi trend populističke upotrebe teorije složenih sustava često zamjenjuje konceptualno i kontekstualno značenje definicija. Pokušajmo ne oštro, ali unatoč tome onom bliskom znanstvenom, objasniti zainteresiranom čitatelju značenje i bit tih pojmova.
Interdisciplinarno istraživanje nastavepravilnosti u složenim sustavima bilo koje prirode sinergetika su. Točka bifurkacije kao prekretnica ili trenutak izbora ključni je pojam u teoriji ponašanja složenih sustava. Sinergijski koncept složenih sustava podrazumijeva njihovu otvorenost (razmjenu materije, energije, informacija s okolinom), nelinearnost razvoja (prisutnost mnogih razvojnih putova), disipativnost (ispuštanje viška entropije) i mogućnost stanja bifurkacije ( izbor ili krizna točka). Sinergetska teorija primjenjiva je na sve sustave u kojima postoji slijed i nagle promjene koje se razvijaju u vremenu - biološke, socijalne, ekonomske, fizičke.
Uobičajena tehnika je objašnjavanje složenih stvari ujednostavni primjeri. Klasična ilustracija koja opisuje stanje sustava koji se približava točki bifurkacije primjer je slavnog logičara iz 14. stoljeća Jeana Buridana s magarcem, njegovim vlasnikom i filozofom. Početni zadaci su sljedeći. Tema je na izbor - dvije ruke sijena. Postoji otvoren sustav - magarac smješten na istoj udaljenosti od oba stoga sijena. Promatrači su vlasnik magarca i filozof. Pitanje je - koju hrpu sijena će magarac odabrati? U Buridanovoj paraboli tri su dana ljudi gledali magarca koji nije mogao donijeti odluku dok vlasnik nije spojio gomile. I nitko nije umro od gladi.
Koncept bifurkacije situaciju tumači na sljedeći način.Izostavljamo kraj parabole i usredotočujemo se na situaciju izbora između ravnotežnih objekata. U ovom trenutku svaka promjena može dovesti do pomaka situacije prema jednom od predmeta (na primjer, magarac je zaspao, probudivši se, bio je bliže jednoj od hrpa sijena). U sinergetici je magarac složeni otvoreni sustav. Točka bifurkacije je stanje magarca pred izborom ravnoteže. Promjena položaja predstavlja poremećaj (fluktuaciju) sustava. A dva stoga sijena su atraktori, stanje u koje će sustav doći nakon što prođe točku bifurkacije i dostigne novo stanje ravnoteže.
Stanje sustava koje se približava točkibifurkaciju karakteriziraju tri temeljne komponente: lom, izbor i redoslijed. Prije točke bifurkacije, sustav se nalazi u atraktoru (svojstvo koje karakterizira stabilnost sustava). Na točki bifurkacije sustav karakteriziraju fluktuacije (perturbacije, fluktuacije pokazatelja), koje uzrokuju kvalitativnu i kvantitativnu promjenu nalik skoku u sustavu izborom novog atraktora ili prijelazom u novo stabilno stanje. Mnoštvo mogućih atraktora i golema uloga slučajnosti otvaraju multivarijantnu organizaciju sustava.
Matematika opisuje točke bifurkacije i faze njenog prolaska kroz sustav u složenim diferencijalnim jednadžbama s nizom svih parametara i fluktuacija.
Ovo je stanje sustava prije izbora, danaraskrižja, na mjestu razilaženja višestrukih izbora i razvojnih mogućnosti. U intervalima između bifurkacija linearno ponašanje sustava je predvidljivo, određeno je slučajnim i regularnim čimbenicima. Ali na mjestu bifurkacije, uloga slučajnosti je na prvom mjestu, a beznačajna fluktuacija na "ulazu" postaje ogromna na "izlazu". Na mjestima bifurkacije, ponašanje sustava je nepredvidljivo, a svaka šansa prebacit će ga na novi atraktor. To je poput poteza u šahovskoj partiji - nakon nje postoji mnogo mogućnosti za razvoj događaja.
Raskrižje u ruskim bajkama je vrloživopisna slika s izborom i nesigurnošću sljedećeg stanja sustava. Kako se približava točki bifurkacije, čini se da sustav oscilira, a najmanja kolebanja mogu dovesti do potpuno nove organizacije, do narudžbe kroz fluktuacije. I u ovom trenutku prekretnice nemoguće je predvidjeti izbor sustava. Ovako, u sinergiji, posve mali uzroci dovode do ogromnih posljedica, otvarajući nestabilan svijet razvoja svih sustava - od Svemira do izbora magarca Buridana.
Dolazak sustava za naručivanje fluktuacijom,stvaranje nestabilnog svijeta, ovisno o najmanjim slučajnim promjenama, ogleda se u metafori "efekt leptira". Meteorolog, matematičar i sinergetičar Edward Lorenz (1917.-2008.) Opisao je osjetljivost sustava na najmanju promjenu. Posjeduje sliku da jedan zaklon leptirovog krila u Iowi može izazvati lavinu raznih procesa koji će u kišnoj sezoni završiti u Indoneziji. Pisci su odmah uhvatili živopisnu sliku, napisavši više od jednog romana na temu mnoštva događaja. Popularizacija znanja na ovom području velikim je dijelom zasluga holivudskog redatelja Erica Bressa s njegovim groznim filmom The Butterfly Effect.
Bifurkacije mogu biti meke ili tvrde.Značajka mekih bifurkacija su male razlike u sustavu nakon prolaska kroz točku bifurkacije. Kada atraktor ima značajne razlike u postojanju sustava, tada kažu da je ta točka bifurkacije katastrofa. Ovaj koncept prvi je predstavio francuski znanstvenik Rene Federic Thom (1923-2002). Također je autor teorije katastrofa kao bifurkacija sustava. Njegovih sedam elementarnih katastrofa imaju vrlo zanimljiva imena: preklop, nabor, rep lastavica, leptir, hiperbolična, eliptična i parabolična pupkovina.
Sinergetika i teorija bifurkacije nisu tako daleko odsvakodnevni život kako bi se moglo činiti. U svakodnevnom životu osoba prolazi točku bifurkacije stotinama puta tijekom 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 svjesniji izbor, bez dostizanja katastrofa, već zadovoljavanjem malim bifurkacijama.
Danas svo naše znanje iz temeljnih znanostipogodio točku bifurkacije. Otkriće tamne materije i sposobnost njezina očuvanja doveli su čovječanstvo do točke u kojoj nas slučajna promjena ili otkriće može dovesti u stanje koje je teško predvidjeti. Suvremeno istraživanje i istraživanje svemira, teorija "zečjih rupa" i prostorno-vremenske cijevi proširuju mogućnosti znanja do nezamislivih granica. Ostaje samo vjerovati da, približivši se sljedećoj točki bifurkacije, slučajna fluktuacija neće gurnuti čovječanstvo u ponor nepostojanja.
