трусики женские украина

На головну

Синергетика - Природознавство

КАФЕДРА ФІЛОСОФІЇ РАН

План:

Введення 3

1. Синергетика по Хакену 3

2. Початки синергетики 4

3. Відсутність стандарту термінів 5

4. Междисциплинарность синергетики 7

5. Синергетика відносно динамічних систем 9

6. Самоорганизация в синергетиці 12

7. Критика синергетики і синергетиков 13

8. Синергетическая концепція самоорганизации 14Заключение 17 Література 20

Введення

В останні роки спостерігається стрімке і бурхливе зростання інтересу до міждисциплінарного напряму, що отримав назву «синергетика». Видаються солідні монографії, підручники, вийдуть сотні статей, проводяться національні і міжнародні конференції. Важко або навіть неможливо назвати область знання, в якій сьогодні не проводилися б дослідження під рубрикою синергетики. Для публікацій на тему синергетики характерне те, що в них нерідко приводиться авторське трактування принципів синергетики, причому трактування досить різнорідні і не завжди досить аргументовані. Причиною цього є відсутність достатньої визначеності відносно основоположений синергетики і виникаючої звідси необхідності уточнення статусу матеріалу, що викладається.

Мета даної роботи - спробувати на доступному рівні розкрити істоту і поняття синергетики, як нового напряму сучасної наукової думки. Дана робота, в сутності, результат поєднання багатьох джерел, результат пошуку деякої золотої середини в описі синергетики як перспективного напряму сучасної наукової мысли.1. Синергетика по Хакену

Творцем синергетического напряму і винахідником терміну "синергетика" є професор Штутгартського університету і директор Інституту теоретичної фізики і синергетики Герман Хакен. Сам термін «синергетика» відбувається від грецького «синергена» - сприяння, співпраця, «вместедействие».

По Хакену, синергетика займається вивченням систем, що складаються з великого (дуже великого, «величезного») числа частин, компонент або підсистем, одним словом, деталей, складним образом взаємодіючих між собою. Слово «синергетика» і означає «спільну дію», підкреслюючи узгодженість функціонування частин, що відбивається в поведінці системи як цілого. Очевидно, що методології різних областей знання так різні, що їх спільність може бути реалізована лише на концептуальному рівні. Підтвердженням того, що задум Г. Хакена був в певній мірі неопределенен і суб'єктивний, є свідчення деяких вчених, в бесідах з якими Г. Хакен говорив, що називання запропонованого ним наукового напряму «синергетикою» випадкове і непринципове. Важко, однак, погодитися з думкою, що назва непринципова, і з вважаючим, що синергетику можна було б з неменшим успіхом назвати Х-наукою. Зрештою почин Г. Хакена виявився плідним саме завдяки природно зрозумілій асоціації синергетики з самоорганизацией.

2. Початки синергетики

Ч. Шеррінгтон називав синергетическим, або интегративным, узгоджений вплив нервової системи (спинного мозку) при управлінні мышечными рухами (узгоджена дія сгибательных і разгибательных м'язів - протагониста і антигониста).

С. Улам був безпосереднім учасником одного з перших чисельних експериментів на ЕОМ першого покоління (ЕНІВАКе) і зрозумів всю важливість і користь «синергии, т. е. безперервної співпраці між машиною і її оператором», здійснюваного в сучасних машинах за рахунок виведення на дисплей.

І. Забуський до середини 60-х років, реалістично оцінюючи обмежені можливості як аналітичного, так і чисельного підходу до рішення нелінійних задач, прийшов до висновку про необхідність єдиного синтетичного підходу. З його слів, «синергетичний підхід до нелінійних математичних і фізичних задач можна визначити як спільне використання звичайного аналізу і чисельної машинної математики для отримання розв'язань розумно поставлених питань математичного і фізичного змісту системи рівнянь».

Всі вищенаведені початки обьеденяет той факт, що у всіх випадках мова йде про узгодженість действий.3. Відсутність стандарту термінів

Синергетика, що займається вивченням процесів самоорганизации і виникнення, підтримки, стійкості і розпаду структур самої різної природи, ще далека від завершення і єдиної загальноприйнятої термінології (в тому числі і єдиної назви всієї теорії) поки не існує. Ряд авторитетних авторів висловлюється про синергетику як про нову наукову парадигму. Наприклад в роботі говориться: «Гранично коротка характеристика синергетики як нової наукової парадигми включає в себе три основні ідеї: нелинейность, відвертість, диссипативность». Більш загальним є наступне трактування: «Синергетика є теорією еволюції і самоорганизации складних систем світу, виступаючи як сучасна (постдарвиновской) парадигма еволюції».

Заслуговуючий уваги представляється наступне визначення:

«Синергетика - (від греч. synergetikos - спільний, узгоджений, діючий), науковий напрям, що вивчає зв'язки між елементами структури (підсистемами), які утворяться у відкритих системах (біологічних, фізико-хімічних і інших) завдяки інтенсивному (потоковому) обміну речовиною і енергією з навколишнім середовищем в нерівновагий умовах. У таких системах спостерігається узгоджена поведінка підсистем, внаслідок чого зростає міра її впорядкованості, т. е. меншає ентропія (самоорганизация). Основа синергетики - термодинаміка нерівновагий процесів, теорія випадкових процесів, теорія нелінійних коливань і хвиль».

Бурхливі темпи розвитку нової області, не залишають часу на уніфікацію понять і приведення в струнку систему всієї суми накопичених фактів. Дослідження в новій області в зв'язку з її специфікою ведуться силами і коштами багатьох сучасних наук, кожна з яких володіє властивими їй методами і чим склався термінологією. Параллелизм і різнобій в термінології і системах основних понять в значній мірі зумовлені також відмінністю в підході і поглядах окремих наукових шкіл і напрямів і в акцентуванні ними різних аспектів складного і багатоманітного процесу самоорганизации. Відсутність в синергетиці єдиної загальноприйнятої наукової мови глибоко символично для науки, що займається явищами розвитку і якісного перетворення.

Суворе визначення синергетики вимагає уточнення того, що потрібно вважати великим числом частин і які взаємодії підпадають під категорію складних. Вважається, що зараз суворе визначення, навіть якби воно було можливим, виявилося б явно передчасним. Тому далі (як і в роботах самого Хакена і його послідовників) мова піде лише про опис того, що включає в себе поняття "синергетика", і її відмітних особенностей.4. Междисциплинарность синергетики

Системи, що становлять предмет вивчення синергетики, можуть бути самої різною природа і змістовно і спеціально вивчатися різними науками, наприклад, фізикою, хімією, біологією, математикою, нейрофизиологией, економікою, соціологією, лінгвістикою (перелік наук легко можна було б продовжити). Кожна з наук вивчає "свої" системи своїми, тільки їй властивими, методами і формулює результати на "своїй" мові. При існуючій диференціації науки, що далеко зайшла це приводить до того, що досягнення однієї науки часто стають недоступними увазі і тим більше розумінню представників інших наук.

На відміну від традиційних областей науки синергетику цікавлять загальні закономірності еволюції (розвитку у часі) систем будь-якої природи. Відмовляючись від специфічної природи систем, синергетика знаходить здатність описувати їх еволюцію на інтернаціональній мові, встановлюючи свого роду изоморфизм двох явищ, що вивчаються специфічними коштами двох різних наук, але що мають загальну модель, або, точніше, що приводяться до загальної моделі. Виявлення єдності моделі дозволяє синергетиці робити надбання однієї області науки доступним розумінню представників зовсім іншої, бути може, вельми далекої від неї області науки і перенести результати однієї науки на, здавалося б, чужеродную грунт.

Потрібно особливо підкреслити, що синергетика аж ніяк не є однією з прикордонних наук типу фізичної хімії або математичної біології, виникаючих на стику двох наук (наука, в чию предметну область відбувається вторгнення, в назві прикордонної науки представлена іменником; наука, чиїми коштами проводиться "вторгнення", представлена прикметником; наприклад, математична біологія займається вивченням традиційних об'єктів біології математичними методами). За задумом свого творця професора Хакена, синергетика покликана грати роль свого роду метанауки, що помічає і изучаюшей загальний характер тих закономірностей і залежності, які приватні науки вважали "своїми". Тому синергетика виникає не на стику наук в більш або менш широкої або вузької прикордонної області, а витягує ті, що представляють для неї інтерес системи з самої серцевини предметної області приватних наук і досліджує ці системи, не апелюючи до їх природи, своїми специфічними коштами, що носять загальний ( "інтернаціональний") характер по відношенню до приватних наук. Фізик, біолог, хімік і математик бачать свій матеріал, і кожний з них, застосовуючи методи своєї науки, збагачує загальний запас ідей і методів синергетики.

Як і всякий науковий напрям, що народився у другій половині ХХ віку, синергетика виникла не на пустому місці. Її можна розглядати як спадкоємицю і продолжательницу багатьох розділів точного природознавства, насамперед (але не тільки)теорії коливань і якісної теорії диференціальних рівнянь. Саме теорія коливань з її "інтернаціональною мовою", а згодом і "нелінійним мисленням" (Л.І. Мандельштам) стала для синергетики прототипом науки, що займається побудовою моделей систем різної природи, обслуговуючих різні області науки. А якісна теорія диференціальних рівнянь, початок якої був встановлений в трудах Анрі Пуанкаре, і сучасна загальна теорія динамічних систем, що зросла з неї озброїла синергетику значною частиною математичного аппарата.5. Синергетика відносно динамічних систем

Будь-які об'єкти навколишнього нас світу являють собою системи, тобто сукупність становлячих їх елементів і зв'язків між ними.

Елементи будь-якої системи, в свою чергу, завжди володіють деякою самостійністю поведінки. При будь-якому формулюванні наукової проблеми завжди присутні певні допущення, які відсують за дужки розгляду якісь неістотні параметри окремих елементів. Однак цей микроуровень самостійності елементів системи існує завжди. Оскільки рухи елементів на цьому рівні звичайно не складають інтересу для дослідника, їх прийнято називати “флуктуаціями”. У нашому буденному житті ми також концентруємося на значних, інформативних подіях, не обертаючи уваги на малі, непомітні і незначні процеси.

Малий рівень індивідуальних виявів окремих елементів дозволяє говорити про існування в системі деяких механізмів колективної взаємодії - зворотних зв'язків. Коли колективна, системна взаємодія елементів приводить до того, що ті або інакші рухи складових придушуються, потрібно говорити про наявність негативних зворотних зв'язків. Власне говорячи, саме негативні зворотні зв'язки і створюють системи, як стійкі, консервативні, стабільні об'єднання елементів. Саме негативні зворотні зв'язки, таким чином, створюють і навколишній нас світ, як стійку систему стійких систем.

Стабільність і стійкість, однак, не є незмінними. При певних зовнішніх умовах характер колективної взаємодії елементів змінюється радикально. Домінуючу роль починають грати позитивні зворотні зв'язки, які не придушують, а навпаки - посилюють індивідуальні рухи складових. Флуктуації, малі рухи, незначні раніше процеси виходять на макроуровень. Це означає, крім іншого, виникнення нової структури, нового порядку, новій організації в початковій системі.

Момент, коли початкова система втрачає структурну стійкість і якісно перероджується, визначається системними законами, що оперують такими системними величинами, як енергія, ентропія.

Особливу роль в світовому еволюційному процесі грає принцип мінімуму дисипації енергії, тобто: якщо допустимий не єдиний стан системи (процесу), а ціла сукупність станів, згідних із законами збереження і зв'язками, накладеними на систему (процес), то реалізовується її стан, якому відповідає мінімальне розсіяння енергії, або, що те ж саме, мінімальне зростання ентропії." Н.Н.Моїсеєв, академік РАН.

Необхідно відмітити, що принцип мінімуму дисипації (розсіяння) енергії, приведений вище у викладі академіка Моїсеєва, не признається як універсальний естественнонаучного закон. Ілля Прігожін, зокрема, указав на тип систем, що не підкоряються цьому принципу. З іншого боку, вживання терміну «принцип», а не «закон», залишає можливість уточнення формулювань.

Моменти якісної зміни початкової системи називаються бифуркациями стану і описуються відповідними розділами математики - теорія катастроф, нелінійні диференціальні рівняння і т.д. Коло систем, схильних такого роду явищам, виявився настільки широкий, що дозволив говорити про катастрофи і бифуркациях, як про універсальні властивості матерії.

Таким чином, рух матерії взагалі можна розглядати, як чергування етапів адаптационного розвитку і етапів катастрофного поведінки. Адаптационное розвиток має на увазі зміну параметрів системи при збереженні незмінного порядку її організації. При зміні зовнішніх умов параметрична адаптація дозволяє системі пристосуватися до нових обмежень, що накладаються середою.

Катастрофные етапи - це зміна самої структури початкової системи, її переродження, виникнення нової якості. При цьому виявляється, що нова структура дозволяє системі перейти на нову термодинамічну траєкторію розвитку, яка відрізняється меншою швидкістю виробництва ентропії, або меншими темпами дисипації енергії.

Виникнення нової якості, як вже відмічалося, відбувається на основі посилення малих випадкових рухів елементів - флуктуацій. Це зокрема пояснює той факт, що в момент бифуркации стану системи можливе не одне, а безліч варіантів структурного перетворення і подальшого розвитку об'єкта. Таким чином, сама природа обмежує наші можливості точного прогнозування розвитку, залишаючи, проте, можливості важливих якісних заключений.6. Самоорганизация в синергетиці

В певній частині свого значення синергетика і такі поняття як самоорганизация, саморазвитие і еволюція мають спільність, яка дозволяє указати їх все як результати синергетического процесу. Особливо самоорганизация стійко асоціюються сьогодні з синергетикою. Однак такі асоціації мають двояке значення. З одного боку, ефект самоорганизации є істотним, але, проте, одним з компонентів, що характеризують синергетику, з іншою - саме цей компонент додає виділене значення всьому поняттю синергетики і, як правило, є найбільш істотним і що представляє найбільший інтерес.

Не тільки результати, а і умови, причини і рушійні сили самоорганизации мають альтернативи. У розгляді І.Р. Прігожіна застосовно до диссипативным структур мова йде про когерентну самоорганизации, альтернативою для якої є континуальная самоорганизация індивідуальних микросистем, розроблена і запропонована А.П. Руденко. У показано, що теоретичне обгрунтування явища самоорганизации нерівновагий відкритих систем, одинаково як і процесу нерівновагий упорядкування, було дане І.Р. Прігожіним і А.П. Руденко практично в один час незалежно один від одного. Головним достоїнством «континуальной» самоорганизации, запропонованої А.П. Руденко, є те, що саме такий підхід дозволяє провести розгляд зв'язку самоорганизации і саморазвития. Відповідно до розвинених поглядів суть прогресивної еволюції складається в саморазвитии континуальной самоорганизации індивідуальних об'єктів. Показується, що здібністю до саморазвитию і прогресивної еволюції з природним відбором володіють тільки індивідуальні микрообъекты з континуальной самоорганизацией і що саме прогресивна хімічна еволюція здатна бути основою для виникнення жизни.7. Критика синергетики і синергетиков

Хакена і його послідовників іноді звинувачують в честолюбних задумах, в умисному введенні легковірних в помилку. Крім іншого затверджується, неначе крім назви (у якого, як було відмічено вище, також були попередники), синергетика геть позбавлена елементів новизни.

Навіть якби новацією була тільки назва, поява синергетики була б виправдана. Запропонована Хакеном виразна назва нового міждисциплінарного напряму залучала до цього нового напряму набагато більше уваги, ніж будь-яке “правильне” і зрозуміле лише вузькому колу фахівців, назва.

Вже немає необхідності доводити корисність синергетического підходу і неправильно наполягати на неодмінному використанні назви "синергетика" всіма, чиї досягнення, поточні результати або методи прихильники синергетики схильні вважати синергетическими. Явища самоорганизации, випромінювання складності, багатство режимів, що породжуються необов'язково складними системами, залишають простір для всіх бажаючих. Кожний може знайти свій робочий майданчик і спокійно трудитися в міру бажання, сил і можливостей. Однак не можна не відмітити, що перенесення синергетических методів з області точного природознавства в області, що традиційно вважалися неподільними володіннями далеких від математики гуманитариев, розкрили один з найбільш плідних аспектів синергетики і істотно поглибили її понимание.8. Синергетическая концепція самоорганизации

1) Об'єктами дослідження є відкриті системи в нерівновагий стані, що характеризуються інтенсивним (потоковым, множинно-дискретним) обміном речовиною і енергією між підсистемами і між системою з її оточенням.

Конкретна система занурена в середу, яка є також її субстрат.

2) Середа - сукупність становлячих її (середу) об'єктів, що знаходяться в динаміці. Взаємодія досліджуваних об'єктів в середовищі характеризується як близкодействие - контактна взаємодія. Середа об'єктів може бути реалізована в фізичному, біологічному і іншому середовищі більш низького рівня, що характеризується як газово-подібна, однорідна або суцільна. (У складі системи реалізовується дальнодействие - польове і опосредствованное (інформаційна взаємодія.)

3) Розрізнюються процеси організації і самоорганизации Загальною ознакою для них є зростання порядку внаслідок протікання процесів, протилежних встановленню термодинамічної рівноваги незалежно взаємодіючих елементів середи (також видалення від хаосу по інших критеріях). Організація, на відміну від самоорганизации, може характеризуватися, наприклад, утворенням однорідних стабільних статичних структур.

4) Результатом самоорганизации стає виникнення, взаємодія, також взаимосодействие (наприклад, кооперація) і, можливо, регенерація динамічних об'єктів (підсистем) більш складних в інформаційному значенні, чому елементи (об'єкти) середи, з яких вони виникають. Система і її складові є істотно динамічними освітами.

5) Спрямованість процесів самоорганизации зумовлена внутрішніми властивостями об'єктів (підсистем) в їх індивідуальному і колективному вияві, а також впливами з боку середи, в який «занурена» система.

6) Поведінка елементів (підсистем) і системи загалом, істотним образом характеризується спонтанністю - акти поведінки не є суворо детермінований.

7) Процеси самоорганизации відбуваються в середовищі нарівні з іншими процесами, зокрема протилежній спрямованості, і можуть в окремі фази існування системи як переважати над останніми (прогрес), так і поступатися їм (регрес). При цьому система загалом може мати стійку тенденцію або зазнавати коливань до еволюції або деградації і розпаду.

Самоорганизация може мати в своїй основі процес перетворення або розпаду структури, виниклої раніше внаслідок процесу організації.

Приведене розгорнене визначення є якщо і не цілком довершеним, то все-таки необхідним кроком на шляху конкретизації змісту, який відноситься до синергетики, і виробітку критеріїв для створення моделюючого самоорганизующейся середовища.

Про співвідношення синергетики і самоорганизации потрібно цілком визначено сказати, що зміст, на який вони розповсюджуються, і закладені в них ідеї неотрывны один від одного. Вони, однак, мають і відмінності. Тому синергетику як концепцію самоорганизации потрібно розглядати в значенні взаємного звуження цих понять на області їх перетину.

Висновок

Синергетика з її статусом метанауки спочатку була покликана зіграти роль коммуникатора, що дозволяє оцінити міру спільності результатів, моделей і методів окремих наук, їх корисність для інших наук і перевести діалект конкретної науки на високу латинь міждисциплінарного спілкування. Положення міждисциплінарного напряму обумовило ще одну важливу особливість синергетики - її відвертість, готовність до діалогу на правах безпосереднього учасника або невибагливого посередника, що бачить свою задачу у всесвітньому забезпеченні взаєморозуміння між учасниками діалогу. Диалогичность синергетики знаходить своє відображення і в характері запитання природи: процес дослідження закономірностей навколишнього світу в синергетиці перетворився (або перебуває в стадії перетворення) з добування безликої об'єктивної інформації в живий діалог дослідника з природою, при якому роль спостерігача стає відчутною, відчутною і зримою.

У цей час загальна методологія науки переживає період, який суміщає в собі риси еволюції і кризи. Сучасна наука, значно укріпивши свою базу за минуле сторіччя, може дозволити собі більш ліберальний підхід до включення в сферу свого розгляду змісту, що не має суворої об'єктивної основи. Позитивне значення цієї дії укладається у включенні в полі уваги існуючих фактів і практик, реально потребуючих інтелектуального аналізу. Однак в зв'язку з фактичною неготовністю науки до дослідження цього змісту об'єктивними методами, процес супроводиться появою «нетрадиційних» і «некласичних» наук, симбиозов наукового і ненаукового знання і інших явищ, які природні самі по собі для людської пізнавальної діяльності, але далекі від саме наукового знання. Важливе те, що при цьому відбувається напрацювання підходів до малодослідженого, реально існуючого змісту. Можна указати, наприклад, на надто актуальну задачу об'єктивного дослідженні суб'єктивної реальності, на підступах до якої трудяться психологи, нейрофизиологи і розробники систем віртуальної реальності і комп'ютерної анимации. Сама постановки задачі виглядає термінологічно суперечливою. Однак це реальна, надто важлива задача, в основі рішення якої лежить вивчення і осмислення процесів самоорганизации в нейробиологической, інформаційній і понятійній середах.

Загальні закономірності поведінки систем, породжуючих складні режими, дозволяють розглядати на змістовному, а іноді і на кількісному рівні, такі питання, як рівень складності сприйняття навколишнього світу як функції словникового запасу сприймаючого суб'єкта, роль хаотичних режимів, їх ієрархій і особливостей в формуванні значення, граматичні категорії як носії семантичного змісту, проблеми ностратического языкознания (реконструкція праязыка) як відновлення «фазового портрета» сімейства мов і виділення аттракторов, і багато що інше. Можна передбачити, що в зв'язку з існуючими і грядущими результатами в кінетичній хімії, нейробиологии, транспьютерном нейрокомпьютинге і в інших областях сформується більш певний теоретичний і аксіоматичний базис синергетики, завдяки чому, зокрема, і критика в її адресу стане більш конструктивною і продуктивною. Безсумнівно, при всьому тому, що синергетика повноцінно «працює» сьогодні як категорія наукового знання.

Чи Є синергетика міждисциплінарним підходом, абсолютно новою наукою або просто якимсь філософським поглядом - це ще має бути довести. Однак, нові ідеї і несподівані підходи до відомих проблем складає безперечний інтерес до цієї галузі знання.Література

1. Аршинів В.І.. Синергетика як феномен постнеоклассической науки, М. ИФ РАН, 1999

2. Блинков А.В., Кисельов А.Н. Решеніє всіх проблем. Неординарне мислення і поведінка. Екатерінбург: Баско, 1994

3. Малінецкий Г.Г. Синергетіка. Король помер. Хай живе король! Нечипоренко Ю. Куда ні кинь - всюди Ян і Інь.

4. Данилов Ю.А., Кадомцев Б.Б. Что таке синергетика? // У кн. Нелінійні хвилі. Самоорганізация. М., Наука, 1983.

5. Великий енциклопедичний словник. М.: Радянська енциклопедія, 1991.

Інформація в Інтернет:

http://www.iph.ras.ru/~mifs/Malin1r.htm

http://www.iph.ras.ru/~mifs/Peakz.htm

http:/2000

Авіація і космонавтика
Автоматизація та управління
Архітектура
Астрологія
Астрономія
Банківська справа
Безпека життєдіяльності
Біографії
Біологія
Біологія і хімія
Біржова справа
Ботаніка та сільське господарство
Валютні відносини
Ветеринарія
Військова кафедра
Географія
Геодезія
Геологія
Діловодство
Гроші та кредит
Природознавство
Журналістика
Зарубіжна література
Зоологія
Видавнича справа та поліграфія
Інвестиції
Інформатика
Історія
Історія техніки
Комунікації і зв'язок
Косметологія
Короткий зміст творів
Криміналістика
Кримінологія
Криптологія
Кулінарія
Культура і мистецтво
Культурологія
Логіка
Логістика
Маркетинг
Математика
Медицина, здоров'я
Медичні науки
Менеджмент
Металургія
Музика
Наука і техніка
Нарисна геометрія
Фільми онлайн
Педагогіка
Підприємництво
Промисловість, виробництво
Психологія
Психологія, педагогіка
Радіоелектроніка
Реклама
Релігія і міфологія
Риторика
Різне
Сексологія
Соціологія
Статистика
Страхування
Будівельні науки
Будівництво
Схемотехніка
Теорія організації
Теплотехніка
Технологія
Товарознавство
Транспорт
Туризм
Управління
Керуючі науки
Фізика
Фізкультура і спорт
Філософія
Фінансові науки
Фінанси
Фотографія
Хімія
Цифрові пристрої
Екологія
Економіка
Економіко-математичне моделювання
Економічна географія
Економічна теорія
Етика

8ref.com

© 8ref.com - українські реферати


енциклопедія  бефстроганов  рагу  оселедець  солянка