Синергетика – теория самоорганизации

Движущие силы эволюции любых объектов нашего мира претендует описать новое научное направление (появившееся в 70-х гг. XX в.) – синергетика (в пер. с древнегреч. – содействие, соучастие). Начало новой дисциплине – синергетике, положило выступление Германа Хакена в 1973 г. в Москуе на первой научной конференции, посвященной проблемам самоорганизации. Самоорганизация мыслится как глобальный эволюционный процесс.

Основной вопрос синергетики – существуют ли общие закономерности, управляющие возникновением самоорганизующихся систем, их структур и функций. Один из основоположников синергетики Г. Хакен определяет понятие самоорганизующейся системы следующим образом: «Мы называем систему самоорганизующейся, если она без специфического воздействия извне обретает какую-то пространственную, временную или функциональную структуру. Под специфическим внешним воздействием мы понимаем такое, которое навязывает системе структуру или функционирование. В случае же самоорганизующихся систем испытывается извне неспецифическое воздействие. Например, жидкость подогреваемая снизу, совершенно равномерно обретает в результате самоорганизации макроструктуру, образуя шестиугольные ячейки» (ячейки Бенара).

Синергетика рассматривается как теория сложных самоорганизующихся систем, как новое междисциплинарное исследование, являющееся по существу самым последним научным достижением современного естествознания.

Синергетика – в современном естествознании обосновывает наметившуюся тенденцию глобального эволюцион­ного синтеза всех естественнонаучных дисциплин, но которую сдерживает разительная асимметрия процессов деградации и развития в живой и неживой природе.

Синергетика как теория о самоорганизации и устойчивости структур различных сложных неравновесных систем: физических, химических, биологических и социальных появилась как итог развития нелинейной неравновесной термодинамики, как результат исследований в области нелинейного (выше второго порядка) математического моделирования сложных открытых систем.

Законы синергетики позволяют очертить условия «бытия», при которых система может сохранять свое качество (гомеостатичность), т.е. в системе при отклонении параметров оперативно функционируют отрицательные обратные связи, которые компенсируют все возникающие флуктуации (отклонения).

Свойство самоорганизации (самоусложнения) присуще открытым нелинейным системам, они гораздо сложнее закрытых линейных систем.

Синергетика открывает такие стороны окружающего мира, как его нестабильность, многообразие путей изменения и развития, позволяет моделировать катастрофические ситуации и т.п.

С позиций синергетики факторами влияния на эволюцию природных систем являются открытость, нелинейность, неравновесность, неконтролируемость, случайность.

К основным же свойствам самоорганизующихся систем относят – открытость, нелинейность, диссипативность (от латинского – dissipatio – разгонять; рассеивать свободную энергию).

Диссипативные системы – это такие открытые системы, по которым рассеиваются возмущения, и в которых при больших отклонениях от равновесия возникают упорядоченные состояния, могут спонтанно возникать новые типы структур, совершаться переходы от хаоса и беспорядка к порядку и организации, возникать новые динамические состояния материи.

Диссипация играет конструктивную роль в образовании структур в открытых системах, но в большинстве случаев реализуется как переход избыточной энергии в тепло.

В современном обществе особенно возросла роль новых научных направлений, человек всегда стремился постичь природу сложного, горизонт научного познания расширился до невообразимых размеров и наука вышла на уровень изучения процессов, которые происходят за время ~ 10^-23 с и расстояниях ~10^{-15 см (квантовая физика),} а на другом конце (космология и астрофизика) изучают процессы, происходящие за время ~10¹⁸ с и на расстояниях ~10²⁸ см (возраст и радиус Вселенной).

Во Вселенной большинство реальных объектов рассматриваются как открытые системы – это значит, что они обмениваются энергией, веществом и информацией с окружающей средой.

Идея синергетики – это принципиальная возможность спонтанного возникновения порядка и организации из беспорядка и хаоса в результате процесса самоорганизации. Она доказывает, даже в «неживой» (неорганической природе) существуют системы, способные к самоорганизации.

На «физико-математическом языке» – история развития природы – это история образования все более и более сложных нелинейных, открытых и диссипативных систем.

Дата добавления: 2013-12-13