Добавлен: 09.01.2024
Просмотров: 37
Скачиваний: 2
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Содержание
| Введение………………………………………………………………….. | 3 |
| 4 |
| 8 |
| 9 |
| Заключение……………………………………………………………….. | 11 |
| Список используемой литературы……………………………………… | 12 |
Введение
Синергетика – современная теория самоорганизующихся систем, основанная на принципах целостности мира, общности закономерностей развития всех уровней материальной и духовной организации.
Почему целое может обладать свойствами, которыми не обладает ни одна из его частей? В чем человек видит сложность окружающего его мира? Почему, зная фундаментальные физические законы, мы не можем предсказывать поведение простейших биологических объектов? Как согласовать следующую из классической термодинамики тенденцию к установлению равновесия с переходом от простого к сложному, от низшего к высшему, который мы видим в ходе биологической эволюции? Перечисленные вопросы еще совсем недавно можно было бы смело назвать общефилософскими и отнести к той науке, которая представляет собой учение об общих принципах пребывания человека в мире, взаимодействия человека с миром и его преобразования. Более как полтора десятилетия назад эти вопросы специалисты относили к компетенции философии. Сейчас же они встают в конкретном контексте физических, химических, биологических задач. В их решении все больше помогает теория самоорганизации, или синергетика (от греческого synergeia – совместное действие).
Почему, однако, общефилософские вопросы вдруг стали предметом рассмотрения теории синергетики и почему в этом возникла необходимость? Что стало причиной возникновения науки самоорганизации, какие причины привели к возникновению этой науки, чем отличается взгляд на мир этой науки от представлений, выработанных раньше? Попробуем ответить на эти вопросы и проанализировать самоорганизацию личности в синергетическом подходе.
-
Общие понятия и задачи синергетики
В 80-тых годах ХХ века наука обнаружила общие закономерности развития во многих совершенно разных системах и явлениях – экономических, социальных, физических, химических и др. Эти системы отличаются большой сложностью и появлением определённой высокой самоупорядоченности, то есть самоорганизации. Появилась наука о самоорганизации сложных систем – синергетика. Новая, молодая наука находится в стадии становления, только формируется, но её принципы достаточно достоверно подтверждаются примерами.
Слово «синергетика» введено в науку немецким учёным Германом Хакеном для обозначения теории всех самосогласованных систем.
Наука «синергетика» изучает системы, состоящие из многих подсистем самой различной природы; наука о самоорганизации простых систем и превращении Хаоса в Порядок. Основными понятиями синергетики являются: аттрактор, бифуркация, фракталы, флуктуация, сложные системы, открытые системы, диссипативные системы.
Аттрактор (англ. to attract – притягивать)- геометрические структуры, которые характеризуют поведение системы уравнений по прошествии длительного времени; траектории, выйдя из начальных состояний, в конце концов приближаются к аттракторам. Упрощённо говоря, аттрактор – это то, к чему стремится прийти система - к чему она «притягивается», это «цель», к которой в процессе развития стремится система. Последнее можно раскрывать в самом широком внечеловеческом смысле как целеподобность, направленность поведения нелинейной системы, конечное состояние (разумеется, относительно конечное, завершающее лишь некоторый этап эволюции) системы. Под аттрактором в синергетике понимают относительно устойчивое состояние системы, которое как бы притягивает к себе всё множество "траекторий" системы, определяемых разными начальными условиями. Если система попадает в конус аттрактора, то она неизбежно эволюционирует к этому относительно устойчивому состоянию (структуре). Например, независимо от начального положения мяча, он скатывается на дно ямы. Состояние покоя мяча на дне ямы – это аттрактор движения мяча. Самый простой пример аттрактора – неподвижная точка. Именно к ней стремится простейшая колебательная система – математический маятник, после того, как оказывается выведенным из положения равновесия. Аттракторы хаотические, которые соответствую «непредсказуемому», имеют сложную геометрическую форму.
Бифуркация (лат.bifurkus – двузубый, раздвоенный) – «раздвоение», разветвление, разделение. В математике – раздвоение в определённой точке графика, описывающего развитие системы, в анатомии – бифуркация бронха, в географии – разделение реки на две ветви. То, что называется в синергетике бифуркацией, имеет глубокие аналогии в культуре. Фактически представления о бифуркации уже содержатся в сказочных образах. Когда сказочный рыцарь, добрый молодец стоит, задумавшись, у придорожного камня на развилке дорог, и выбор пути определяет его дальнейшую судьбу, то это и является, по сути, наглядно-образным представлением бифуркации в жизни человека.
Эволюцию биологических видов представляют в виде эволюционного дерева. Оно наглядно иллюстрирует поле ветвящихся путей эволюции живой природы. Про хождение через точки ветвления, совершённый "выбор" закрывает иные, альтернативные пути и делает тем самым эволюционный процесс необратимым. Эволюционное дерево в биологии, по существу, аналогично диаграмме бифуркаций синергетики.
На уровне математического описания бифуркация означает ветвление путей эволюции системы. Теперь можно несколько иначе определить и нелинейную систему: это такая система, которая "таит" в себе бифуркации.
Флуктуация (лат. fluctuatio – колебание) – случайное отклонение величины, характеризующей систему из большого числа частиц, от её среднего значения. Флуктуации вынуждают систему выбрать при точке бифуркации ту ветвь, на которую «сваливается» система и по которой будет происходить дальнейшая эволюция системы. Выбор происходит случайно.
Фракталы, фрактальные объекты (или множество) — еще одно явление, изучаемое в теории самоорганизации. Фракталами называются объекты, которые обладают свойством самоподобия или, как еще говорят, масштабной инвариантности. Это означает, что малый фрагмент структуры такого объема подобен другому, более крупному фрагменту или даже структуре в целом. Установлено, что в природе довольно часто встречаются фрактальные формы. Типичные фрактальные объекты – это облака или береговая линия моря (реки); их рисунок сходен, повторяется в различных масштабах.
Теория относительности, изучающая универсальные физические закономерности во Вселенной, квантовая механика, рассматривающая законы микромира, нелегки для понимания, и тем не менее они имеют дело с системами, которые с точки зрения современного естествознания считаются простыми. Простыми называются системы, состоящие из небольшого числа элементов, характеризующиеся небольшим числом переменных, которые можно зафиксировать и найти взаимодействия между ними, подчиняющиеся универсальным физическим законам (давление, объём, температура газа связаны однозначно линейным уравнением Менделеева – Клапейрона). Сложные системы состоят из большого числа элементов и характеризуются большим количеством связей между ними, большим количеством переменных. Чем больше переменных, тем труднее исследование объекта. Трудность изучения таких систем объясняется ещё тем обстоятельством, что чем сложнее система, тем больше у неё так называемых эмерджентных свойств, то есть свойств, которых нет у её частей и которые являются следствием эффекта целостности системы (метеоусловия и погода, общество и отдельный человек).
Физика, химия изучают замкнутые системы тел, в которых сохраняются масса системы, импульс системы, энергия системы и т.д. Замкнутые системы не взаимодействуют с внешней средой, энергия в них законсервирована. Замкнутые системы – это идеализации, в природе они не существуют и в эксперименте трудно осуществимы.
Система называется открытой, если она обменивается массой, энергией и информацией с окружающей средой. Вся природа является открытой системой.
Система называется диссипативной (dissipation- рассеяние), если энергия упорядоченного движения переходит в энергию неупорядоченного процесса, в конечном счёте в тепловую, то есть рассеивается. Строго говоря, все системы в природе являются диссипативными.
Процессы самоорганизации происходят в среде наряду с другими процессами, в частности, имеющими противоположную направленность и способными в отдельные фазы существования системы как преобладать над процессами самоорганизации, так и уступать им. При этом система в целом может характеризоваться устойчивой тенденцией, колебаниями к эволюции либо к деградации и распаду.
Синергетика основывается на следующих идеях и выводах:
– Системности или целостности мира и научного знания о нем, общности закономерностей развития объектов всех уровней материальной и духовной организации.
– Общности закономерностей развития объектов всех уровней материальной и духовной организации.
– Нелинейности (т.е. многовариантности и необратимости). Нелинейность – одно из центральных понятий в синергетике. Нелинейность в математическом плане отражает определенный вид математических уравнений, содержащих искомые величины в степенях, больших 1, или коэффициенты, зависящие от свойств среды.
Нелинейные уравнения имеют несколько решений. Множеству решений нелинейного уравнения соответствует множество путей эволюции системы, описываемой этими уравнениями (нелинейной системы).
Нелинейность в мировоззренческом плане может быть развернута посредством идеи многовариантности путей эволюции, идеи выбора из альтернатив и вытекающей отсюда идеи необратимости эволюции.
– Глубиной взаимосвязи хаоса и порядка (случайности и необходимости). С точки зрения синергетики, хаос, беспорядок, случайности необходимы для рождения нового, а, следовательно, необходимы для эволюции. Синергетика рассматривает случайность и хаос как необходимые составные части этого мира, в то время как раньше они рассматривались как нечто непознанное. Природа содержит в себе случайность и необратимость как существенные моменты, а «это ведет к новой картине материи. Она не рассматривается больше в качестве пассивной, как это имеет место в механистической «картине мира». В механистической науке непостигаемое было тождественно неизменяемому, но хотя человеку не дано полностью постичь природу, она все же обладает возможностью спонтанной деятельности.
Синергетика дает нам новый образ мира, который сложно организован и открыт, т.е. является не ставшим, а становящимся, не просто существующим, а непрерывно возникающим, эволюционирующим по нелинейным законам.
Задача первая: выяснение закономерностей построения организации и возникновение порядка. В отличие от кибернетики, большое внимание уделяется принципу построения и развития организации.
Наличие решения вопросов в различных областях от физики и химии до экономики и экологии, создание и поддержание организации, формирование упорядоченности – это либо цель деятельности, либо ее значимый шаг.
Вторая важная задача для синергетики – найти ответ. Необходимость решения ряда задач науки и техники, анализа сложных процессов различной природы с использованием новых математических методов.
Дисциплина поиска математических моделей физики связана с линейными уравнениями. По порядку это уравнения, в которых неизвестные включены только в первой степени. Но на самом деле они описывают процессы, протекающие одинаково при различных внешних воздействиях. При увеличении интенсивности воздействия изменения остаются количественными и новые качества не возникают [1].
Тем не менее, ученым и по сей день часто приходится иметь дело с явлениями, когда более интенсивные внешние воздействия приводят к качественно новому поведению системы. Здесь нам нужны нелинейные математические модели, а их анализ. Это дело намного сложнее, но оно необходимо, чтобы решить множество проблем.
Это приводит к появлению широкого фронта изучения нелинейных явлений, к попыткам сформировать унифицированные комбинации, которые будут применимы к большинству систем. Именно такие подходы используются в синергетике.
-
Содержание синергетики
Синергетические представления позволяют оценить характер становления, эволюции и развития человека, общества и человечества.
Во-первых, нет ничего удивительного в том, что в далеком прошлом взорвался протовакуум, потому что оказался в состоянии неравновесности и в итоге «скатился» к определенному аттракторному состоянию, сопровождавшемуся расширением и охлаждением физической Вселенной.
Во-вторых, мало удивительного в том, что живые организмы способны сохранять свою устойчивость, это происходит благодаря обратным отрицательным связям.