Домой Регистрация
Приветствуем вас, Гость



Форма входа

Население


Вступайте в нашу группу Вконтакте! :)




ПОИСК


Опросник
Используете ли вы афоризмы и цитаты в своей речи?
Проголосовало 514 человек


Что такое синергетика это


СИНЕРГЕТИКА - это... Что такое СИНЕРГЕТИКА?

(от греч. synergeia — сотрудничество, содействие, соучастие) — междисциплинарное направление научных исследований, в рамках которого изучаются общие закономерности процессов перехода от хаоса к порядку и обратно (процессов самоорганизации и самопроизвольной дезорганизации) в открытых нелинейных системах физической, химической, биологической, экологической, социальной и др. природы. Термин «С.» был введен в 1969 Г. Хакеном. С. как научное направление близка к ряду др. направлений, таких, как нелинейная динамика, теория сложных адаптивных систем, теория диссипативных структур (И. Пригожин), теория детерминированного хаоса, или фрактальная геометрия (Б. Мандельброт), теория автопоэзиса (X. Матурана и Ф. Варела), теория самоорганизованной критичности (П. Бак), теория нестационарных структур в режимах с обострением (А.А. Самарский, С.П. Курдюмов). Термин «С.» иногда используется как обобщенное название научных направлений, в рамках которых исследуются процессы самоорганизации и эволюции, упорядоченного поведения сложных нелинейных систем. С. можно рассматривать как современный этап развития идей кибернетики (Н. Винер, У.Р. Эшби) и системного анализа, в т.ч. построения общей теории систем (Л. фон Берталанфи). Суть подхода С. заключается в том, что сложноорганизованные системы, состоящие из большого количества элементов, находящихся в сложных взаимодействиях друг с другом и обладающих огромным числом степеней свободы, могут быть описаны небольшим числом существенных типов движения (параметров порядка), а все прочие типы движения оказываются «подчиненными» (принцип подчинения) и могут быть достаточно точно выражены через параметры порядка. Поэтому сложное поведение систем может быть описано при помощи иерархии упрощенных моделей, включающих небольшое число наиболее существенных степеней свободы. В замкнутых, изолированных и близких к равновесию системах протекающие процессы, согласно второму началу термодинамики, стремятся к тепловому хаосу, т.е. к состоянию с наибольшей энтропией. В открытых системах, находящихся далеко от состояний термодинамического равновесия, могут возникать упорядоченные пространственно-временные структуры, т.е. протекают процессы самоорганизации. Структуры-аттракторы показывают, куда эволюционируют процессы в открытых и нелинейных системах. Для всякой сложной системы, как правило, существует определенный набор возможных форм организации, дискретный спектр структур-аттракторов эволюции. Критический момент неустойчивости, когда сложная система осуществляет выбор дальнейшего пути эволюции, называют точкой бифуркации. Вблизи этой точки резко возрастает роль незначительных случайных возмущений, или флуктуаций, которые могут приводить к возникновению новой макроскопической структуры. Структуры самоорганизации, обладающие свойством самоподобия, или масштабной инвариантности, называют фрактальными структурами. Будучи междисциплинарным направлением исследований, С. влечет за собой глубокие мировоззренческие следствия. Возникает качественно иная, отличная от классической науки картина мира. Формируется новая парадигма, изменяется вся концептуальная сетка мышления. Происходит переход от категорий бытия к со-бытию, событию; от существования к становлению, сосуществованию в сложных эволюционирующих структурах старого и нового; от представлений о стабильности и устойчивом развитии к представлениям о нестабильности и метастабильности, оберегаемом и самоподдерживаемом развитии (sustainable development); от образов порядка к образам хаоса, генерирующего новые упорядоченные структуры; от самоподдерживающихся систем к быстрой эволюции через нелинейную положительную обратную связь; от эволюции к коэволюции, взаимосвязанной эволюции сложных систем; от независимости и обособленности к связности, когерентности автономного; от размерности к соразмерности, фрактальному самоподобию образований и структур мира. В новой синергетической картине мира акцент падает на становление, коэволюцию, когерентность, кооперативность элементов мира, нелинейность и открытость (различные варианты будущего), возрастающую сложность формообразований и их объединений в эволюционирующие целостности. С. придает новый импульс обсуждению традиционных филос. проблем случайности и детерминизма, хаоса и порядка, открытости и цели эволюции, потенциального (непроявленного) и актуального (проявленного), части и целого.

Философия: Энциклопедический словарь. — М.: Гардарики. Под редакцией А.А. Ивина. 2004.

Синергетика - это... Что такое Синергетика?

Синерге́тика (от греч. συν- — приставка со значением совместности и греч. ἔργον — «деятельность») — междисциплинарное направление науки, изучающее общие закономерности явлений и процессов в сложных неравновесных системах (физических, химических, биологических, экологических, социальных и других) на основе присущих им принципов самоорганизации[1].

Синергетика изначально заявлялась как междисциплинарный подход, так как принципы, управляющие процессами самоорганизации, представляются одними и теми же (безотносительно природы систем), и для их описания должен бы быть пригоден общий математический аппарат.

С мировоззренческой точки зрения синергетику иногда позиционируют как «глобальный эволюционизм» или «универсальную теорию эволюции», дающую единую основу для описания механизмов возникновения любых новаций подобно тому, как некогда кибернетика определялась, как «универсальная теория управления», одинаково пригодная для описания любых операций регулирования и оптимизации: в природе, в технике, в обществе и т. п. и т. д. Однако время показало, что всеобщий кибернетический подход оправдал далеко не все возлагавшиеся на него надежды. Аналогично — и расширительное толкование применимости методов синергетики также подвергается критике[2].

Основное понятие синергетики — определение структуры как состояния, возникающего в результате многовариантного и неоднозначного поведения таких многоэлементных структур или многофакторных сред, которые не деградируют к стандартному для замкнутых систем усреднению термодинамического типа, а развиваются вследствие открытости, притока энергии извне, нелинейности внутренних процессов, появления особых режимов с обострением и наличия более одного устойчивого состояния. В обозначенных системах неприменимы ни второе начало термодинамики, ни теорема Пригожина о минимуме скорости производства энтропии, что может привести к образованию новых структур и систем, в том числе и более сложных, чем исходные.

Этот феномен трактуется синергетикой как всеобщий механизм повсеместно наблюдаемого в природе направления эволюции: от элементарного и примитивного — к сложносоставному и более совершенному.

В отдельных случаях образование новых структур имеет регулярный, волновой характер, и тогда они называются автоволновыми процессами (по аналогии с автоколебаниями).

Возникновение термина

Автором термина «Синергетика» является Ричард Бакминстер Фуллер — известный дизайнер, архитектор и изобретатель из США.

Ч. Шеррингтон называл синергетическим, или интегративным, согласованное воздействие нервной системы (спинного мозга) при управлении мышечными движениями.

С. Улам, много работавший с ЭВМ, в 1964 году в своей книге «Нерешённые математические задачи» (М.: Наука, 1964.-168) высоко оценил синергию — непрерывное сотрудничество между машиной и её оператором, осуществляемое за счёт вывода информации на дисплей.

Убедившись на практике исследований сложных систем в ограниченности по отдельности как аналитического, так и численного подхода к решению нелинейных задач, И. Забуский в 1967 году пришёл к выводу о необходимости единого «синергетического» подхода, понимая под этим «…совместное использование обычного анализа и численной машинной математики для получения решений разумно поставленных вопросов математического и физического содержания системы уравнений»[3]. Определение термина «синергетика», близкое к современному пониманию, ввёл Герман Хакен в 1977 году в своей книге «Синергетика»[4].

Предмет, методы и школы синергетики

Область исследований синергетики чётко не определена и вряд ли может быть ограничена, так как её интересы распространяются на все отрасли естествознания. Общим признаком является рассмотрение динамики любых необратимых процессов и возникновения принципиальных новаций. Математический аппарат синергетики скомбинирован из разных отраслей теоретической физики: нелинейной неравновесной термодинамики, теории катастроф, теории групп, тензорного анализа, дифференциальной топологии, неравновесной статистической физики. Существуют несколько школ, в рамках которых развивается синергетический подход:

  1. Школа нелинейной оптики, квантовой механики и статистической физики Германа Хакена, с 1960 года профессора Института теоретической физики в Штутгарте. В 1973 году он объединил большую группу учёных вокруг шпрингеровской серии книг по синергетике, в рамках которой к настоящему времени увидели свет 69 томов с широким спектром теоретических, прикладных и научно-популярных работ, основанных на методологии синергетики: от физики твёрдого тела и лазерной техники и до биофизики и проблем искусственного интеллекта.
  2. Физико-химическая и математико-физическая Брюссельская школа Ильи Пригожина, в русле которой формулировались первые теоремы (1947 г.), разрабатывалась математическая теория поведения диссипативных структур (термин Пригожина), раскрывались исторические предпосылки и провозглашались мировоззренческие основания теории самоорганизации, как парадигмы универсального эволюционизма. Эта школа, основные представители которой работают теперь в США, не пользуется термином «синергетика», а предпочитает называть разработанную ими методологию «теорией диссипативных структур» или просто «неравновесной термодинамикой», подчёркивая преемственность своей школы пионерским работам Ларса Онзагера в области необратимых химических реакций (1931 г.).

В России

Концептуальный вклад в развитие синергетики внёс академик Н. Н. Моисеев — идеи универсального эволюционизма и коэволюции человека и природы.

Математический аппарат теории катастроф, пригодный для описания многих процессов самоорганизации, разработан российским математиком В. И. Арнольдом и французским математиком Рене Томом.

В рамках школы академика А. А. Самарского и члена-корреспондента РАН С. П. Курдюмова разработана теория самоорганизации на базе математических моделей и вычислительного эксперимента (включая теорию развития в режиме с обострением).

Синергетический подход в биофизике развивается в трудах членов-корреспондентов РАН М. В. Волькенштейна и Д. С. Чернавского.

Синергетический подход в теоретической истории (историческая математика) с подразделами клиодинамика и клиометрика, развивается в работах Д. С. Чернавского, Г. Г. Малинецкого, Л. И. Бородкина, С. П. Капицы, А. В. Коротаева, С. Ю. Малкова, П. В. Турчина, А. П. Назаретяна и др.[5]

Приложения синергетики распределились между различными направлениями:

Синергетический подход в естествознании

Основные принципы[6][7][8][9][10][11][12][13][14]:

Синергетика объясняет процесс самоорганизации в сложных системах следующим образом:

  1. Система должна быть открытой. Закрытая система в соответствии с законами термодинамики должна в конечном итоге прийти к состоянию с максимальной энтропией и прекратить любые эволюции.
  2. Открытая система должна быть достаточно далека от точки термодинамического равновесия. В точке равновесия сколь угодно сложная система обладает максимальной энтропией и не способна к какой-либо самоорганизации. В положении, близком к равновесию и без достаточного притока энергии извне, любая система со временем ещё более приблизится к равновесию и перестанет изменять своё состояние.
  3. Фундаментальным принципом самоорганизации служит возникновение нового порядка и усложнение систем через флуктуации (случайные отклонения) состояний их элементов и подсистем. Такие флуктуации обычно подавляются во всех динамически стабильных и адаптивных системах за счёт отрицательных обратных связей, обеспечивающих сохранение структуры и близкого к равновесию состояния системы. Но в более сложных открытых системах, благодаря притоку энергии извне и усилению неравновесности, отклонения со временем возрастают, накапливаются, вызывают эффект коллективного поведения элементов и подсистем и, в конце концов, приводят к «расшатыванию» прежнего порядка и через относительно кратковременное хаотическое состояние системы приводят либо к разрушению прежней структуры, либо к возникновению нового порядка. Поскольку флуктуации носят случайный характер, то состояние системы после бифуркации обусловлено действием суммы случайных факторов.
  4. Самоорганизация, имеющая своим исходом образование через этап хаоса нового порядка или новых структур, может произойти лишь в системах достаточного уровня сложности, обладающих определённым количеством взаимодействующих между собой элементов, имеющих некоторые критические параметры связи и относительно высокие значения вероятностей своих флуктуаций. В противном случае эффекты от синергетического взаимодействия будут недостаточны для появления коллективного поведения элементов системы и тем самым возникновения самоорганизации. Недостаточно сложные системы не способны ни к спонтанной адаптации ни, тем более, к развитию и при получении извне чрезмерного количества энергии теряют свою структуру и необратимо разрушаются.
  5. Этап самоорганизации наступает только в случае преобладания положительных обратных связей, действующих в открытой системе, над отрицательными обратными связями. Функционирование динамически стабильных, неэволюционирующих, но адаптивных систем — а это и гомеостаз в живых организмах и автоматические устройства — основывается на получении обратных сигналов от рецепторов или датчиков относительно положения системы и последующей корректировки этого положения к исходному состоянию исполнительными механизмами. В самоорганизующейся, в эволюционирующей системе возникшие изменения не устраняются, а накапливаются и усиливаются вследствие общей положительной реактивности системы, что может привести к возникновению нового порядка и новых структур, образованных из элементов прежней, разрушенной системы. Таковы, к примеру, механизмы фазовых переходов вещества или образования новых социальных формаций.
  6. Самоорганизация в сложных системах, переходы от одних структур к другим, возникновение новых уровней организации материи сопровождаются нарушением симметрии. При описании эволюционных процессов необходимо отказаться от симметрии времени, характерной для полностью детерминированных и обратимых процессов в классической механике. Самоорганизация в сложных и открытых — диссипативных системах, к которым относится и жизнь, и разум, приводят к необратимому разрушению старых и к возникновению новых структур и систем, что наряду с явлением неубывания энтропии в закрытых системах обуславливает наличие «стрелы времени» в Природе.

Псевдосинергетика

Наблюдаются случаи использования терминологии синергетики для придания веса псевдонаучным изысканиям[15]. Отмечается, что некоторые учёные стали представлять себе и широкой общественности синергетику как «панацею», решающую коренные вопросы во всех науках, в том числе — в гуманитарных, при этом зачастую на фоне некритического отвержения классических и апробированных подходов и теорий:

Опасность такого интенсивного внедрения «синергетики» в науки, особенно в общественные, заключалась в полном непонимании того, что такое синергетика, в неизбежном назывании применением синергетического подхода простого сопровождения словом «синергетика» различных необоснованных утверждений, выдаваемых за научные, и результирующем отбрасывании нормальных наработанных методов конкретных наук. И это формальное и поверхностное «обращение к синергетике», становясь по понятным причинам массовым, должно было порождать и породило целое, вполне самостоятельное и даже обособленное, сообщество взаимно довольных, друг друга поддерживающих и никем не критикуемых деятелей, занимающихся схоластической псевдонаукой.

[…] заявляемые предложения новых, каких-то синергетических подходов здесь в действительности оборачиваются, в первую очередь, отбрасыванием прежних, уже апробированных подходов и теорий, прерыванием естественного развития познания и наук и предложением взамен прежнего теперь в лучшем случае пустышек — просто неконкретной предисловий и обещаний, а в худшем — отвлечением внимания от нормальной науки и её дискредитацией.

— Бюллетень №1 альманаха «В защиту науки» Комиссии РАН по борьбе с лженаукой и фальсификацией научных исследований.— М: Наука, 2006.

См. также

Научные направления Философия Ключевые авторы

Примечания

  1. ↑ Синергентика. Энциклопедия эпистемологии и философии науки.
  2. ↑ Болдачев А. В. Новации. Суждения в русле эволюционной парадигмы Спб.:Изд-во С.-Петерб. ун-та, 2007. — 256 с. ISBN 978-5-288-04227-0
  3. ↑ Забуский И. Nonlinear partial differential equations — N. Y.: Acad. press, 1967, c. 223
  4. ↑ Хакен Г. Синергетика. М.: Мир, 1980
  5. ↑ См., например: История и синергетика. Методология исследования. М.: Издательство ЛКИ/URSS, 2009, 2-е изд.
  6. ↑ Николис Г., Пригожин И. Самоорганизация в неравновесных системах: От диссипативных структур к упорядоченности через флуктуации. М.: Мир, 1979. — 512 с.
  7. ↑ Хакен Г. Синергетика. Иерархии неустойчивостей в самоорганизующихся системах и устройствах. М.: Мир, 1985
  8. ↑ Пригожин И., Стенгерс И. Порядок из хаоса: Новый диалог человека с природой. М.: Прогресс, 1986.
  9. ↑ Пригожин И. От существующего к возникающему: Время и сложность в физических науках. М.: Наука, 1985.
  10. ↑ Николис Г., Пригожин И. Познание сложного. — М.: Мир, 1990
  11. ↑ Хакен Г. Информация и самоорганизация: Макроскопический подход к сложным системам. М.: Мир, 1991
  12. ↑ Пригожин И., Стенгерс И. Время, хаос, квант: К решению парадокса времени. М.: Прогресс, 1994
  13. ↑ Хакен Г. Принципы работы головного мозга: Синергетический подход к активности мозга, поведению и когнитивной деятельности. М.: Изд-во Per Se, 2001. — 353 с.
  14. ↑ Хакен Г. Тайны природы. Синергетика: учение о взаимодействии. — Москва-Ижевск: Институт компьютерных исследований, 2003, 320 с.
  15. ↑ Губин В. Б. Сб. «О методологии лженауки». — М. ПАИМС, 2004

Критика нецелевого использования синергетики «Синергетика» в словарях

синергетика - это... Что такое синергетика?

        СИНЕРГЕТИКА (от греч. cruv-Epyia — сотрудничество, содействие, соучастие) — междисциплинарное направление научных исследований, в рамках которого изучаются общие закономерности процессов перехода от хаоса к порядку и обратно (процессов самоорганизации и самопроизвольной дезорганизации) в открытых нелинейных системах физической, химической, биологической, экологической, социальной и др. природы. Термин «С.» был введен в 1969 Г. Хакеном. С. как научное направление близка к ряду других направлений, таких как нелинейная динамика, теория сложных адаптивных систем, теория диссипативных структур (И. Пригожий), теория детерминированного хаоса, или фрактальная геометрия (Б. Мандельброт), теория автопоэзиса (У Матурана и Ф. Варела), теория самоорганизованной критичности (П. Бак), теория нестационарных структур в режимах с обострением (А. А. Самарский, СП. Курдюмов). С. иногда используется как обобщенное название всех этих направлений, в рамках которых исследуются процессы самоорганизации и эволюции, упорядоченного поведения сложных нелинейных систем. С. можно рассматривать как современный этап развития идей кибернетики (Н. Винер, УР. Эшби) и системного анализа, в том числе построения общей теории систем (Л. фон Берталанфи).

        Суть подхода С. в том, что сложноорганизованные системы, состоящие из большого количества элементов, находящихся в сложных взаимодействиях друг с другом и обладающих огромным числом степеней свободы, могут быть описаны небольшим числом существенных типов движения (параметров порядка), а все прочие типы движения оказываются «подчиненными» (принцип подчинения) и могут быть достаточно точно выражены через параметры порядка. Поэтому сложное поведение систем может быть описано при помощи иерархии упрощенных моделей, включающих небольшое число наиболее существенных степеней свободы.

        В замкнутых, изолированных и близких к равновесию системах процессы протекают, согласно II началу термодинамики, к тепловому хаосу, т.е. к состоянию с наибольшей энтропией. В открытых системах, находящихся вдали от состояний термодинамического равновесия, могут возникать упорядоченные пространственно-временные структуры, т.е. протекать процессы самоорганизации. Структуры-аттракторы показывают, куда эволюционируют процессы в открытых и нелинейных системах. Для всякой сложной системы, как правило, существует определенный набор возможных форм организации, дискретный спектр структур-аттракторов эволюции. Критический момент неустойчивости, когда сложная система осуществляет выбор дальнейшего пути эволюции, называют точкой бифуркации. Вблизи точки бифуркации резко возрастает роль незначительных случайных возмущений, или флуктуации, которые могут приводить к возникновению новой макроскопической структуры. Структуры самоорганизации, обладающие свойством самоподобия, или масштабной инвариантности, называют фрактальными структурами.

        Будучи междисциплинарным направлением исследований, С. влечет за собой глубокие мировоззренческие следствия. Возникает качественно иная, отличная от классической науки, картина мира. Формируется новая парадигма, изменяется вся концептуальная сетка мышления. Происходит переход от категорий бытия к событию, событию; от существования к становлению к сосуществованию в сложных эволюционирующих структурах старого и нового; от представлений о стабильности и устойчивом развитии к представлениям о нестабильности и метастабильности, оберегаемом и самоподдерживаемом развитии (sustainable development); от образов порядка к образам хаоса, генерирующего новые упорядоченные структуры; от самоподдерживающихся систем к быстрой эволюции через нелинейную положительную обратную связь; от эволюции к коэволюции — взаимосвязанной эволюции сложных систем; от независимости и обособленности к связности, когерентности автономного; от размерности к соразмерности, фрактальному самоподобию образований и структур мира. В новой синергетической картине мира акцент падает на становление, коэволюцию, когерентность, кооперативность элементов мира, нелинейность и открытость (различные варианты будущего), возрастающую сложность формообразований и их объединений в эволюционирующие целостности. С. придает новый импульс для обсуждения традиционных философских проблем случайности и детерминизма, хаоса и порядка, открытости и цели эволюции, потенциального (непроявленного) и актуального (проявленного), части и целого.

        Е.Н. Князева

        Лит.: Хакен Г. Синергетика. Иерархии неустойчивостей в самоорганизующихся системах и устройствах. М., 1985; Хакен Г. Принципы работы головного мозга: синергетический подход к активности мозга, поведению и когнитивной активности. М., 2001; Пригожий И., Стенгерс И. Порядок из хаоса: Новый диалог человека с природой. М., 1986; Никопис Г., Пригожий И. Познание сложного. М., 1990; Пригожин И. Конец определенности: Время, хаос и новые законы природы. Ижевск, 2000; Князева Е.Н., Курдюмов СП. Синергетика как новое мировидение: диалог с И. Пригожиным // Вопросы философии. 1992. № 1 2. С. 3—20; Князева Е.Н., Курдюмов СП. Законы эволюции и самоорганизации сложных систем. М.: Наука, 1994; Князева Е.Н., Курдюмов СП. Основания синергетики: Режимы с обострением, самоорганизация, темпомиры. СПб., 2002; Капица СП., Курдюмов СП., Мапинецкий Г.Г. Синергетика и прогнозы будущего. М., 1997; Онтология и эпистемология синергетики. М.: ИФ РАН, 1997; Режимы с обострением. Эволюция идеи: Законы коэволюции сложных структур. М., 1998.

Энциклопедия эпистемологии и философии науки. М.: «Канон+», РООИ «Реабилитация». И.Т. Касавин. 2009.

СИНЕРГЕТИКА - это... Что такое СИНЕРГЕТИКА?

Синергетика и законы природы. Синергетика как наука. Синергетика как научный подход и метод. Универсальная теория эволюции - синергетика.

Синергетика и законы природы. Синергетика как наука. Синергетика как научный подход и метод. Универсальная теория эволюции - синергетика.

 

Синергетика. Наука синергетика.

Синергетика, или теория сложных систем, - это междисциплинарное направление науки, изучающее общие закономерности явлений и процессов в сложных неравновесных системах (физических, химических, биологических, экологических, социальных и других) на основе присущих им принципов самоорганизации.

Синергетика является междисциплинарным подходом, поскольку принципы, управляющие процессами самоорганизации, представляются одними и теми же безотносительно природы систем, и для их описания должен быть пригоден общий математический аппарат.

Синергетика. История синергетики. История современной синергетики.

Автором термина «синергетика», предложившим его впервые является американский архитектор и изобретатель Ричард Бакминстер Фуллер.

В течение своей жизни Ричард Фуллер задавался вопросом относительно того, есть ли у человечества шанс на долгосрочное и успешное выживание на планете Земля и если да, то каким образом. Считая себя заурядным индивидом без особых денежных средств или учёной степени, Ричард Фуллер решил посвятить свою жизнь этому вопросу, пытаясь выяснить, что личности вроде него могут сделать для улучшения положения человечества из того, что большие организации, правительства или частные предприятия не могут выполнить в силу своей природы.

На протяжении этого жизненного эксперимента Ричард Бакминстер Фуллер написал двадцать восемь книг, и стал автором таких терминов как «космический корабль «Земля»», «эфемеризация», и в том числе «синергетика».

Сэр Чарльз Скотт Шеррингтон,  британский учёный в области физиологии и нейробиологии, лауреат Нобелевской премии по физиологии и медицине 1932 года, называл в рамках своих исследований синергетическим, или интегративным, согласованное воздействие нервной системы (спинного мозга) при управлении мышечными движениями.

Другой ученый, И. Забуский, занимавшийся исследованием сложных систем в ограниченности по отдельности как аналитического, так и численного подхода к решению нелинейных задач, в 1967 году, пришёл к выводу о необходимости применения единого «синергетического» подхода, понимая под этим «…совместное использование обычного анализа и численной машинной математики для получения решений разумно поставленных вопросов математического и физического содержания системы уравнений».

И лишь в 1977 году, определение термина «синергетика», близкое к современному его пониманию, дал Герман Хакен в своей книге «Синергетика».

Определение термина «синергетика», близкое к современному пониманию, ввёл Герман Хакен в 1977 году в своей книге «Синергетика».

С этого момента и принято отсчитывать развитие «синергетики» как науки.

Синергетика. Предмет синергетики.

Область исследований синергетики чётко не определена и вряд ли может быть ограничена какими-то рамками, так как её интересы распространяются на все отрасли естествознания. Общим признаком является рассмотрение динамики любых необратимых процессов и возникновения принципиальных новаций.

Математический аппарат синергетики, который кстати продолжает развиваться, скомбинирован из разных инновационных отраслей теоретической физики и математики: нелинейной неравновесной термодинамики, теории катастроф, теории групп, тензорного анализа, дифференциальной топологии, неравновесной статистической физики.

Синергетика. Школы синергетической науки.

В мире существуют несколько школ, в рамках которых активно развивается синергетический подход:

1.Школа нелинейной оптики, квантовой механики и статистической физики Германа Хакена, с 1960 года профессора Института теоретической физики в Штутгарте.

В 1973 году он объединил большую группу учёных вокруг шпрингеровской серии книг по синергетике, в рамках которой к настоящему времени увидели свет 69 томов с широким спектром теоретических, прикладных и научно-популярных работ, основанных на методологии синергетики: от физики твёрдого тела и лазерной техники и до биофизики и проблем искусственного интеллекта.

2.Физико-химическая и математико-физическая Брюссельская школа Ильи Пригожина, в русле которой формулировались первые теоремы, разрабатывалась математическая теория поведения диссипативных структур (термин Пригожина), раскрывались исторические предпосылки и провозглашались мировоззренческие основания теории самоорганизации, как парадигмы универсального эволюционизма.

Эта школа, основные представители которой работают теперь в США, не пользуется термином «синергетика», а предпочитает называть разработанную ими методологию «теорией диссипативных структур» или просто «неравновесной термодинамикой», подчёркивая преемственность своей школы первым пионерским работам Ларса Онзагера в области необратимых химических реакций (1931).

3.Российская школа синергетики и её представители. У российской школы синергетики есть свои богатые традиции и достижения.

Так, академик Н. Н. Моисеев дополнил теоритические основы синергетики идеями универсального эволюционизма и коэволюции человека и природы.

Российским математиком В. И. Арнольдом совместно с французским математиком Рене Томом, разработан и предложен  математический аппарат теории катастроф, пригодный для описания многих процессов самоорганизации.

В рамках школы, руководимой академиком А. А. Самарским и членом-корреспондентом РАН С. П. Курдюмовым, разработана теория самоорганизации на базе математических моделей и вычислительного эксперимента (включая теорию развития в режиме с обострением).

Синергетика. Синергетический подход в естествознании.

Основные принципы, сформированные синергетической наукой для синергетических исследований в естествознании:

- Природа иерархически структурирована в несколько видов открытых нелинейных систем разных уровней организации: в динамически стабильные, в адаптивные, и наиболее сложные - эволюционирующие системы.

- Связь между открытыми системами осуществляется через хаотическое, неравновесное состояние систем соседствующих уровней.

- Неравновесность является необходимым условием появления новой организации, нового порядка, новых систем, то есть - развития.

- Когда нелинейные динамические системы объединяются, новое образование не равно сумме частей, а образует систему другой организации или систему иного уровня.

- Общее для всех эволюционирующих систем: неравновесность, спонтанное образование новых микроскопических (локальных) образований, изменения на макроскопическом (системном) уровне, возникновение новых свойств системы, этапы самоорганизации и фиксации новых качеств системы.

- При переходе от неупорядоченного состояния к состоянию порядка все развивающиеся системы ведут себя одинаково (в том смысле, что для описания всего многообразия их эволюций пригоден обобщённый математический аппарат синергетики).

- Развивающиеся системы всегда открыты и обмениваются энергией и веществом с внешней средой, за счёт чего и происходят процессы локальной упорядоченности и самоорганизации.

- В сильно неравновесных состояниях системы начинают воспринимать те факторы воздействия извне, которые они бы не восприняли в более равновесном состоянии.

- В неравновесных условиях относительная независимость элементов системы уступает место корпоративному поведению элементов: вблизи равновесия элемент взаимодействует только с соседними, вдали от равновесия - «видит» всю систему целиком и согласованность поведения элементов возрастает.

- В состояниях, далёких от равновесия, начинают действовать бифуркационные механизмы - наличие кратковременных точек раздвоения перехода к тому или иному относительно долговременному режиму систем,  аттрактору. Заранее точно невозможно предсказать, какой из возможных аттракторов займёт система.

Синергетика. Синергетические принципы самоорганизации.

Синергетика объясняет процесс самоорганизации в сложных системах и определяет его возможности следующими условиями:

- Система должна быть открытой. Закрытая система в соответствии с законами термодинамики должна в конечном итоге прийти к состоянию с максимальной энтропией и прекратить любые эволюции.

- Открытая система должна быть достаточно далека от точки термодинамического равновесия. В точке равновесия сколь угодно сложная система обладает максимальной энтропией и не способна к какой-либо самоорганизации. В положении, близком к равновесию и без достаточного притока энергии извне, любая система со временем ещё более приблизится к равновесию и перестанет изменять своё состояние. Ни одна открытая система не может бесконечно сохранять своё равновесие. Ни одна закрытая система не может бесконечно оставаться закрытой. Абсолютное равновесие природой не допустимо.

- Фундаментальным принципом самоорганизации служит возникновение нового порядка и усложнение систем через флуктуации (случайные отклонения) состояний их элементов и подсистем. Такие флуктуации обычно подавляются во всех динамически стабильных и адаптивных системах за счёт отрицательных обратных связей, обеспечивающих сохранение структуры и близкого к равновесию состояния системы. Но в более сложных открытых системах, благодаря притоку энергии извне и усилению неравновесности, отклонения со временем возрастают, накапливаются, вызывают эффект коллективного поведения элементов и подсистем и, в конце концов, приводят к «расшатыванию» прежнего порядка и через относительно кратковременное хаотическое состояние системы приводят либо к разрушению прежней структуры, либо к возникновению нового порядка. Поскольку флуктуации носят случайный характер, то состояние системы после бифуркации обусловлено действием суммы случайных факторов.

- Самоорганизация, имеющая своим исходом образование через этап хаоса нового порядка или новых структур, может произойти лишь в системах достаточного уровня сложности, обладающих определённым количеством взаимодействующих между собой элементов, имеющих некоторые критические параметры связи и относительно высокие значения вероятностей своих флуктуаций. В противном случае эффекты от синергетического взаимодействия будут недостаточны для появления коллективного поведения элементов системы и тем самым возникновения самоорганизации. Недостаточно сложные системы не способны ни к спонтанной адаптации ни, тем более, к развитию и при получении извне чрезмерного количества энергии теряют свою структуру и необратимо разрушаются.

- Этап самоорганизации наступает только в случае преобладания положительных обратных связей, действующих в открытой системе, над отрицательными обратными связями. Функционирование динамически стабильных, неэволюционирующих, но адаптивных систем - а это и гомеостаз в живых организмах и автоматические устройства - основывается на получении обратных сигналов от рецепторов или датчиков относительно положения системы и последующей корректировки этого положения к исходному состоянию исполнительными механизмами. В самоорганизующейся, в эволюционирующей системе возникшие изменения не устраняются, а накапливаются и усиливаются вследствие общей положительной реактивности системы, что может привести к возникновению нового порядка и новых структур, образованных из элементов прежней, разрушенной системы. Таковы, к примеру, механизмы фазовых переходов вещества или образования новых социальных формаций.

- Самоорганизация в сложных системах, переходы от одних структур к другим, возникновение новых уровней организации материи сопровождаются нарушением симметрии. При описании эволюционных процессов необходимо отказаться от симметрии времени, характерной для полностью детерминированных и обратимых процессов в классической механике. Самоорганизация в сложных и открытых - диссипативных системах, к которым относится и жизнь, и разум, приводят к необратимому разрушению старых и к возникновению новых структур и систем, что наряду с явлением неубывания энтропии в закрытых системах обуславливает наличие «стрелы времени» в Природе.

Синергетика. Современная синергетика.

Синергетика - универсальная теория эволюции!

Современная синергетика – это междисциплинарное направление научных исследований, задачей которого является изучение природных явлений и процессов на основе принципов самоорганизации систем (состоящих из подсистем); - наука, занимающаяся изучением процессов самоорганизации и возникновения, поддержания, устойчивости и распада структур самой различной природы.

Основное понятие синергетики - определение структуры как состояния, возникающего в результате многовариантного и неоднозначного поведения таких многоэлементных структур или многофакторных сред, которые не деградируют к стандартному для замкнутых систем усреднению термодинамического типа, а развиваются вследствие открытости, притока энергии извне, нелинейности внутренних процессов, появления особых режимов с обострением и наличия более одного устойчивого состояния.

В обозначенных структурах и системах неприменимы ни второе начало термодинамики, ни теорема Пригожина о минимуме скорости производства энтропии, что может и должно привести к образованию новых структур и систем, в том числе и более сложных, чем исходные. В отдельных случаях образование новых структур имеет регулярный, волновой характер, и тогда они называются автоволновыми процессами (по аналогии с автоколебаниями).

Феномен появления новых природных структур часто трактуется синергетикой как всеобщий механизм повсеместно наблюдаемого в природе направления эволюции: от элементарного и примитивного к сложносоставному и более совершенному.

Современная синергетика. Глобальный эволюционизм.

 С мировоззренческой точки зрения синергетику иногда позиционируют как «глобальный эволюционизм» или «универсальную теорию эволюции», дающую единую основу для описания механизмов возникновения любых новаций, подобно тому, как некогда кибернетика определялась, как «универсальная теория управления», одинаково пригодная для описания любых операций регулирования и оптимизации: в природе, в технике, в обществе и так далее. Однако время показало, что всеобщий кибернетический подход оправдал далеко не все возлагавшиеся на него надежды. Соответственно, и расширительное толкование применимости методов синергетики ко всем проявлениям эволюции и коэволюции, также находит оппозицию и подвергается критике и широкой дискуссии.

Синергетика и законы природы. Синергетика как наука. Синергетика как научный подход и метод. Универсальная теория эволюции – синергетика.

Модный женский сайт Я самая красивая!

СИНЕРГЕТИКА - это... Что такое СИНЕРГЕТИКА?

СИНЕРГЕТИКА - современная теория самоорганизации, новое мировидение, связываемое с иследованием феноменов самоорганизации, нелинейности, неравесновесности, глобальной эволюции, изучением процессов становления «порядка через хаос» (Пригожин), бифуркационных изменений, необратимости времени, неустойчивости как основополагающей характеристики процессов эволюции. Проблемное поле С. центрируется вокруг понятия «сложность», ориентируясь на постижение природы, принципов организации и эволюции последнего. Сложность трактуется как «возникновение бифуркационных переходов вдали от равновесия и при наличии подходящих нелинейностей, нарушение симметрии выше точки бифуркации, а также образование и поддержка корреляций макроскопического масштаба» (Пригожин «Переоткрытие времени», «Философия нестабильности», «От существующего к возникающему. Время и сложность в физических науках»; Пригожин, Стенгерс И. «Порядок из хаоса. Новый диалог человека с природой», Николис Г., Пригожин «Познание сложного. Введение»; Баблоянц А. «Молекулы, динамика и жизнь. Введение в самоорганизацию материи»; Хакен Г. «Синергетика. Иерархии неустойчивостей в самоорганизующихся системах и устройствах» и другие исследования, как правило, принадлежащие сотрудникам Брюссельского Свободного Университета). С. как миропонимание преодолевает традиционалистские идеи: о микрофлуктуаци-ях и случайностях как незначимых факторах для конструирования научных теорий; о невозможности существенного воздействия индивидуального усилия на ход осуществления макросоциальных процессов; о необходимости элиминации неравновесности, неустойчивости из миропредставлений, адекватных истинному положению вещей; о развитии как о по сути безальтернативном поступательном процессе; о соразмерности и сопоставимости объемов прилагаемых к системе внешних управляющих воздействий объему ожидаемого результата; об экспоненциальном характере развития «лавинообразных» процессов и т.д. Главными посылками синергетического видения мира выступают следующие тезисы: а) практически недостижимо жесткое обусловливание и программирование тенденций эволюции сложноорганизованных систем - речь может идти лишь об их самоуправляемом развитии посредством верно топологически конфигурированных резонансных воздействий; б) созидающий потенциал хаоса самодостаточен для конституирования новых организационных форм (любые микрофлуктуации способны порождать макроструктуры); в) любой сложной системе атрибутивно присуща альтернативность сценариев ее развития в контексте наличия известной инерционно-исторической предопределенности ее изменений в точках бифуркации (ветвления); г) целое и сумма его частей - качественно различные структуры: арифметическое сложение исходных структур при их объединении в целое недостижимо ввиду неизбежной интерференции сфер локализации этих структур, результирующейся в явных трансформациях сопряженного энергетического потенциала; д) неустойчивость трактуется как одно из условий и предпосылок стабильного и динамического развития - лишь такого рода системы способны к самоорганизации; е) мир может пониматься как иерархия сред с различной нелинейностью. Естественнонаучными предпосылками С. выступают, в частности, реконструкция математических закономерностей процессов горения и теплопроводности (диффузии), формируемые представления о «структурах-аттракторах» эволюции (потенциальные образы и идеи изменяющейся среды), математические реконструкции нелинейных процессов, изучение феноменов автокатализа в химических реакциях. «Нелинейность» как одно из узловых концептуально значимых понятий С. предполагает в указанном контексте: значимость принципа «разрастания малого» или «усиления флуктуаций» - количественное варьирование в определенных пределах констант системы не приводит к качественному изменению характера процесса в целом, при преодолении же уровня некоего жесткого «порога воздействия» система входит в сферу влияния иного «аттрактора» - малое изменение результиру-ется в макроскопических (как правило, невоспроизводимых и поэтому непрогнозируемых) следствиях. При этом осуществимы отнюдь не любые сценарии развития системы (как результат малых резонансных воздействий), а лишь сценарии, ограниченные определенным их диапазоном/спектром. Выступая как основание новой эпистемологии, С. конституирует базовые принципы социально-гуманитарных дисциплин 21 в.: «Наш подход предполагает, что физическая, социальная и ментальная реальность является нелинейной и сложной. Этот существенный результат синергетической эпистемологии влечет за собой серьезные следствия для нашего поведения. Стоит еще раз подчеркнуть, что линейное мышление может быть опасным в нелинейной сложной реальности... Наши врачи и психологи должны научиться рассматривать людей как сложных нелинейных существ... Линейное мышление может терпеть неудачу в установлении правильных диагнозов... Мы должны помнить, что в политике и истории монокаузальность может вести к догматизму, отсутствию толерантности и фанатизму... Подход к изучению сложных систем порождает новые следствия в эпистемологии и этике. Он дает шанс предотвратить хаос в сложном нелинейном мире и использовать креативные возможности синэргетических эффектов» (К. Майнцер - «Размышление в Сложности. Сложная динамика материи, разума и человечества», 1994). Оставаясь основой и предметом неисчислимых научных дискуссий, С. в качестве своеобычной позитивной эвристики и особой стадии эволюции игрового сознания оказывается «прологовой» дисциплиной к соприкосновению человечества с горизонтами науки третьего тысячелетия.

Новейший философский словарь. — Минск: Книжный Дом. А. А. Грицанов. 1999.


Смотрите также




© 2012 - 2020 "Познавательный портал yznai-ka.ru!". Содержание, карта сайта.