Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

Физический вакуум и виртуальные частицы

Спин.

Время жизни.

По времени своего существования частицы подразделяются на стабильные, с достаточно длительным сроком существования (например, протоны, нейтроны, электроны, фотоны, нейтрино и др.), квазистабильные, то есть имеющие достаточно короткое время жизни (например, античастицы) и нестабильные, имеющие предельно короткое время существования (например, мезоны, пионы, барионы и др.).

Спин (от английского - вертеться, вращаться) характеризует собственный момент количества движения элементарной частицы, имеющий квантовую природу и не связанный с перемещением частицы как целого. Он измеряется целым или полуцелым числом, кратным постоянной Планка (6,6 х 10 –34 Дж х сек). Для большинства элементарных частиц показатель спина составляет ½,(для электрона, протона, протона, нейтрино) 1(для фотона), 0 (для П-мезонов, К-мезонов).

Концепция спина была введена в физику в 1925 году американским ученым Дж.Уленбеком и С.Гаудсмитом, предположившими, что электрон можно рассматривать как “вращающийся волчок”.

Американский физик Р.Пенроуз в своих теоретических работах блестяще показал, что вакуумные уравнения А.Эйнштейна можно записать в спиновом виде и, что спиноры могут быть положены в основу классической геометрии и что именно они определяют геометрические свойства пространства-времени.

6. Электрический заряд.

Для элементарных частиц характерно наличие положительного или отрицательного электрического заряда, либо отсутствие электрического заряда вообще. Кроме электрического заряда у элементарных частиц группы барионов присутствует барионный заряд.

В 50 –е годы 20 века американский физик М.Гелл-Ман предложил гипотезу о том, что все элементарные частицы группы адронов являются комбинациям кварков. Кварки – это гипотетические материальные объекты, из которых состоят адроны, то есть частицы участвующие в сильном взаимодействии и обуславливающие это взаимодействие, как бы “склеивающие” протоны и нейтроны в единое ядро. К частицам группы адронов относятся многие нестабильные частицы, например, мезоны, барионы, пионы и др. У кварков, по всей видимости, нет массы, спина, заряда и проч. характеристик элементарных частиц. Кварки – это теоретические объекты, необходимые для объяснения ряда процессов и взаимодействий между элементарными частицами группы адронов. Предполагают наличие 6 видов кварков, которые различаются по цвету, красоте, очарованности и проч. Однако, экспериментального подтверждения гипотеза кварков по сей день не получила. С точки зрения философского подхода к проблеме, можно сказать, что кварки – это один из способов объяснения микромира в понятиях макромира.

 

В первой половине ХХ века Поль Дирак составил уравнение, которое описывало движение электронов с учетом законов квантовой механики и теории относительности. Он получил неожиданный результат. Формула для энергии электрона давала 2 решения: одно решение соответствовало уже знакомому нам электрону – частице с положительной энергией, другое – частице, у которой энергия была отрицательной. В квантовой механике состояние частицы с отрицательной энергией интерпретируется как античастица..Дирак обратил внимание, что античастицы возникают из частиц.

Ученый пришел к выводу, что существует “ физическийвакуум”, который заполнен электронами с отрицательной энергией. Физический вакуум стали часто называть “морем Дирака”. Мы не наблюдаем электронов с отрицательной энергией именно потому, что они образуют сплошной невидимый фон (“море”), на котором происходят все мировые события. Однако, это “море” ненаблюдаемо только до тех пор, пока на него не подействуют определенным образом. Когда же в “море Дирака” попадает, скажем, фотон, то он заставляет “море” (вакуум) выдать себя, выбивая из него один из многочисленных электронов с отрицательной энергией. И при этом, как утверждает теория, родятся сразу 2 частицы: электрон с положительной энергией и отрицательным электрическим зарядом и антиэлектрон тоже с положительной энергией, но еще и с положительным зарядом.

В 1932 году американский физик К.Д.Андерсон экспериментально обнаружил антиэлектрон в космических лучах и назвал его позитроном.

Сегодня уже точно установлено, что для каждой элементарной частицы в нашем мире существует античастица (для электрона – позитрон, для протона – антипротон, для фотона – антифотон и даже для нейтрона – антинейтрон).

Прежнее понимание вакуума как чистого “ничто” обратилось в соответствии с теорией П.Дирака во множество порождающихся пар: частица-античастица.

Одной из особенностей физического вакуума является наличие в нем полей с энергией, равной “0” и без реальныхчастиц. Но раз имеется поле, то оно должно колебаться. Такие колебания в вакууме называют нулевыми, так как там нет частиц. Удивительная вещь: колебания поля невозможны без движения частиц, но в данном случае колебания есть, а частиц нет! И тогда физика смогла найти такой компромисс: частицы рождаются при нулевых колебаниях поля, живут очень недолго и исчезают. Однако, получается, что частицы рождаясь из “ничего” и приобретая при этом массу и энергию, нарушают тем самым закон сохранения массы и энергии. Тут вся суть в “сроке жизни” частицы: он настолько краток, что нарушение законов можно вычислить лишь теоретически, но экспериментально это наблюдать нельзя. Родилась частица из “ничего” и тут же умерла. Например, время жизни мгновенного электрона 10 –21 секунды, а мгновенного нейтрона 10 –24 секунды. Обычный же свободный нейтрон живет минуты, а в составе атомного ядра неопределенно долго. Частицы живущие так мало назвали в отличае от обычных, реальных - виртуальными (в пер. с латыни – возможными).

Если отдельную виртуальную частицу физика обнаружить не может, то суммарное их воздействие на обычные частицы отлично фиксируется. Например, две пластины, помещенные в физический вакуум и приближенные друг к другу под ударами виртуальных частиц начинают притягиваться. Этот факт был обнаружен в 1965 году голландским физиком-экспериментатором Гендриком Казимиром.

По сути дела все взаимодействия между элементарными частицами происходят при непременном участии вакуумного виртуального фона, на который элементарные частицы в свою очередь тоже влияют.

Позднее было показано, что виртуальные частицы возникают не только в вакууме; их могут порождать и обычные частицы. Электроны, к примеру, постоянно испускают и тут же поглащают виртуальные фотоны.

В заключении лекции отметим, что атомистическая концепция, как и прежде, опирается на представление, согласно которому объяснение свойствфизического тела можно, в конечном счете, свести к свойствам составляющих его частиц, которые в данный исторический моментсчитаются неделимыми. Исторически такими частицами считались атомы, затем – элементарные частицы, на сегодняшний день – кварки. С философской же точки зрения наиболее перспективными представляются новые подходы, основанные не на поиске неделимых фундаментальных частиц, а на выявлении их внутренних связей для объяснения целостныхсвойств материальных образований. Такая точка зрения высказывалась еще В.Гейзенбергом, но пока, к сожалению, не получила развития.


 

ЛЕКЦИЯ № 8. Основные принципы квантовой механики.

 

 

Как показывает история естествознания, свойства элементарных частиц, с которыми столкнулись физики, изучая микромир, не укладываются в рамки традиционных физических теорий. Попытки объяснить микромир с помощью понятий и принципов классической физики потерпели неудачу. Поиски новых понятий и объяснений привели к возникновению новой физической теории – квантовой механики, у истоков которой стояли такие выдающиеся физики как В.Гейзенберг, Н.Бор, М.Планк, Э.Шредингер и др.

Изучение специфических свойств микрообъектов началось с экспериментов, в ходе которых было установлено, что микрообъекты в однихопытах обнаруживают себя как частицы (корпускулы), а в другихкак волны. Однако вспомним историю изучения природы света, а точнее непримиримые разногласия между И.Ньютоном и Гюйгенсом. Ньютон рассматривал свет как поток корпускул, а Гюйгенс – как волнообразное движение, возникающее в особой среде – эфире.

В 1900 году М.Планк, обнаруживший дискретные порции энергии (кванты), дополнил представление о свете как о потоке квантов или фотонов. Однако наряду с квантовым представление о свете продолжает развиваться и волновая механика света в работах Луи де Бройля и Э.Шредингера. Луи де Бройлем было открыто подобие между колебанием струны и атомом, испускающим излучение. Атом каждого элемента состоит из элементарных частиц: тяжелого ядра и легких электронов. Эта система частиц ведет себя подобно акустическому инструменту, производящему стоячие волны. Луи де Бройль сделал смелое предположение, что движущийся равномерно и прямолинейно электрон – это волна определенной длины. До этого мы уже привыкли, что свет в некоторых случаях выступает как частица, а в некоторых как волна. В отношении электрона мы признавали его частицей (были определены его масса и заряд). И, действительно, электрон ведет себя подобно частице, когда он движется в электрическом или магнитном поле. Он же ведет себя и подобно волне, когда дифрагирует, проходя сквозь кристалл или дифракционную решетку.

 

Опыт с дифракционной решеткой.

 

1. 2.

 

Предположим, что у нас имеется металлическая пластинка с двумя щелями (1 и 2) за которой расположена фотопластинка. Сперва мы открываем щель №1 и выпускаем поток электронов из электронной пушки. На фотопластинке фиксируем вероятность попадания электронов (как частичек) в щель №1. Обозначим эту вероятность Р1. То же проделаем со щелью №2, обозначив вероятность Р2. Затем мы предполагаем, что если открыть обе щели, то вероятность попадания в них электронов должна составлять Р = Р1 +Р2. Однако экспериментально мы такой вероятности не получаем. Это происходит вследствие интерференции (наложения волн), то есть проявления у электронов-частиц волновых свойств. Интерференция после прохождения электронами щелей либо усиливает, либо ослабляет общую вероятность прохождения электронов через обе щели.

В 1925 году Луи де Бройль (1875-1960) выдвинул принцип, согласно которому каждой материальной частице независимо от ее природы следуетпоставить в соответствие волну, длина которой обратнопропорциональна импульсу частицы: л = h / p, где л – длина волны, h – постоянная Планка, равная 6,63 х 10 –34 Дж х сек, р – импульс частицы, равный произведению массы частицы на ее скорость (р = mv). Таким образом, было установлено, что не только фотоны (частицы света), но и другиематериальные частицы, такие как электрон, протон, нейтрон и др. обладаютдвойственными свойствами. Это явление получило название дуализма волны и частицы. Так, в одних экспериментах элементарная частица может себя вести как корпускула, а в других - как волна. Отсюда следует, что любое наблюдение микрообъектов невозможно без учета влияния приборов и измерительных средств. В нашем макромире мы не замечаем влияния прибора наблюдения и измерения на макротела, которые изучаем, так как это влияние чрезвычайно мало и им можно пренебречь. В микро же мире макроприбор не может не влиять на объект, не вносить в него изменения.

Как следствие противоречивости корпускулярных и волновых свойств частиц датский физик Н.Бор (1885-1962) выдвинул в 1925 году принцип дополнительности. Суть этого принципа состояла в следующем: чрезвычайно характерную черту атомной физики представляет новое отношение между явлениями, наблюдаемыми в разных экспериментальныхусловиях. Получаемые при таких условиях опытные данные надо рассматривать как дополнительные, так как они представляютодинаково существенные сведения об атомных объектах ивзятые вместе, исчерпывают их.Взаимодействие между измерительными приборами и исследуемыми физическими объектами составляетнеотъемлемую часть квантовых явлений. Мы приходим к выводу, что принцип дополнительности дает нам фундаментальную характеристику рассмотрения объектов микромира.

Следующим, наиболее фундаментальным принципом квантовой механики является принцип неопределенности, сформулированный в 1927 году Вернером Гейзенбергом (1901 – 1976). Суть его состоит в следующем. Невозможно одновременно и с одинаковой точностью определить координату микрочастицыи ее импульс. Точность измерения координаты зависит от точности измерения импульса и, наоборот; невозможно обе эти величины измерить с какой угодно точностью; чем больше точность измерения координаты (х), тем неопределеннее импульс (р), и, наоборот. Произведение неопределенности в измерении координаты и неопределенности в измерении импульса должно быть “больше или равно” постоянной Планка (h), dx х dp > h.

Границы, определяемые этим принципом, не могут быть принципиально преодолены никаким совершенствованием средств измерения и измерительных процедур. Принцип неопределенности показал, что предсказания квантовой механики носят лишь вероятностный характер и не обеспечивают точных предсказаний, к каким мы привыкли в классической механике. Именно неопределенность предсказаний квантовой механики вызывала и вызывает споры среди ученых. Речь даже шла о полном отсутствии определенности в квантовой механике, то есть о ее индетерминизме. Представители классической физики были убеждены, что по мере совершенствования науки и измерительной техники законы квантовой механики станут точными и достоверными. Эти ученые верили, что никакого предела для точности измерений и предсказаний не существует.

 

Принцип детерминизма и индетерминизма.

Классический детерминизм начался с заявления Лапласа (18в.): “Дайте мне начальные данные частиц всего мира, и я предскажу вам будущее всего мира”. Эта крайняя форма определенности и предопределенности всего существующего получила название лаплассовского детерминизма.

Человечество издавна верило в предопределение Божие, позднее в причинную “железную” связь. Однако в жизни не стоит игнорировать и его Величество случай, который подстраивает нам вещи неожиданные и маловероятные. В атомной физике случайность проявляется особенно ярко. Нам следовало бы свыкнуться с мыслью, что мир не устроен прямолинейным образом и не так прост, как нам хотелось бы.

Принцип детерминизма особенно наглядно проявляется в классической механике. Так, последняя учит, что по начальным даннымможно определить полностью состояние механической системы в любомсколь угодно далеком будущем. На самом же деле это лишь кажущаяся простота. Так, начальные данные даже в классической механике не могут быть определены бесконечно точно (1). Истинное значение начальных данных известно нам лишь с некоторой степенью вероятности. В процессе движения на механическую систему будут действовать случайные силы,которые мы не в состоянии предвидеть (2). Даже если эти силы будут достаточно малы, их эффект может оказаться очень значительным для большого промежутка времени. А также у нас нет гарантии того, что за время, в течение которого мы намерены предсказывать будущее системы, эта система будет оставаться изолированной (3). Эти-то три обстоятельства обычно и игнорируются в классической механике. Влияние случайности не стоит игнорировать, так как с течением времени неопределенность начальных условий возрастает и предсказание становится совершеннобессодержательным.

Как показывает опыт, в системах, где действуют случайные факторы при многократном повторении наблюдения можно обнаружить определенные закономерности, обычно называемые статистическими (вероятностными). В случае если система имеет много случайных воздействий, то сама детерминистическая (динамическая) закономерность становится слугой случая; а сам случай порождает новый тип закономерностистатистическую. Невозможно вывести статистическую закономерность из закономерности динамической. В системах, где случай начинает играть существенную роль, приходится делать предположения статистического (вероятностного) характера. Итак, нам приходится принять “де факто”, что случай способен создать закономерность не хуже детерминизма.

Квантовая механика по своему существу является теорией, основанной на статистических закономерностях. Так, судьба отдельной микрочастицы, ее история может быть прослежена только в весьма общих чертах. Частицу можно только с определенной степенью вероятности локализовать в пространстве, и эта локализация будет ухудшаться с течением времени тем скорее, чем точнее была первоначальная локализация – таково прямое следствие соотношения неопределенностей. Это, однако, ни сколько не снижает ценности квантовой механики. Не следует считать статистический характер законов квантовой механики как ее неполноценность или необходимость искать детерминистическую теорию – таковой, скорее всего не существует.

Статистический характер квантовой механики не означает, что в ней отсутствует причинность. Причинность в квантовой механике определяется как определенная форма упорядочения событий в пространствеи во времени и эта упорядоченность накладывает своиограничения даже на самые, казалось бы, хаотические события.

В статистических теориях причинность выражается двояким образом:

1. сами статистические закономерности строго упорядочены;

2. индивидуальные элементарные частицы (события) упорядочены таким образом, что одна из них может повлиять на другую только в том случае, если их взаимное расположение в пространстве и во времени позволяет сделать это без нарушения причинности, то есть правила упорядочивающего частицы.

Причинность в квантовой теории выражается знаменитым уравнением Э.Шредингера. Это уравнение описывает движение атома водорода (квантового ансамбля) и, причем так, что предыдущее во времени состояние определяет его последующие состояния (состояние электрона в атоме водорода – его координату и импульс).

 

i h = du/dt

 

u (пси) – волновая функция; t – время; du – приращение функции за время dt, h – постоянная Планка (h = 6,63 х 10-34 Дж х сек); i – производственное действительное число.

В обыденной жизни мы называем причиной то явление, которое порождает к жизни другое явление. Последнее представляет собой результат действия причины, то есть следствие. Такие определения возникли из непосредственной практической деятельности людей по преобразованию окружающего мира и подчеркивали причинно-следственный характер их деятельности. В современной науке преобладает тенденция определения причинной зависимости через законы. Например, историк науки Р. Карнап считал, что “было бы более плодотворным заменить дискуссию о значении понятия причинности исследованием различных типов законов, которые встречаются в науке”.

Что же касается детерминизма и индетерминизма, то современная наука органически сочетает необходимость и случайность. Поэтому мир и события в нем не оказываются ни предопределенными однозначно, ни чисто случайными, ничем не обусловленными. Классический детерминизм лапласовского толка чрезмерно подчеркивал роль необходимости за счет отрицания случайности в природе и потому давал искаженное представление о мире. Ряд же современных ученых, распространив принцип неопределенности в квантовой механики на другие области, провозгласил господство случайности, отрицая необходимость. Однако наиболее адекватной позицией было бы считать необходимость и случайность как взаимосвязанные и дополняющие друг друга аспекты действительности.


 

ЛЕКЦИЯ № 9. Системный подход и его виды.

 

Все окружающие нас предметы и явления можно рассматривать как системы. Под системным исследованием предметов понимают такой метод, при котором предмет рассматривается как совокупность элементов определенного целостного образования. Систему определяет взаимосвязь и взаимодействие ее элементов в рамках целого.

Системы следует отличать от того, что системами не является, то есть от агрегатов. Так, например, молекулу, атом, живой организм, социум и т.п. мы называем системами, а кучу камней, песка или металлолома – нет. Почему? В случае системы мы понимаем, что она не сводится только к совокупности элементов ее составляющих, а имеет нечто большее, чем простая сумма элементов – системные свойства. В случае же агрегата мы видим, что последний сводится к сумме свойств и частей его составляющих, то есть свойства агрегата аддитивны. Например, масса кучи камней складывается из масс камней ее составляющих, а величина кучи зависит от размеров входящих в нее камней.

Отметим, что для системы характерно:

1. целостное рассмотрение;

2. установление взаимодействия частей и элементов системы;

3. не сводимость свойств системы как целого к свойствам ее частей.

Дать четкого однозначного определения системы достаточно трудно или даже невозможно. Это понимал еще в 4 в. до н.э. древнегреческий философ Аристотель, изучавший целостность живых организмов. Согласно Аристотелю, организм не есть простая совокупность частей, а есть нечто большее, жизненная сила (энтелехия), которая есть свойство целого и благодаря ей каждая часть обладает жизнью. Так, отдельный орган в организме живой, а взятый вне организма – нет. Итак, Аристотель предположил существование некой внутренней (независимой от суммы частей и рационально не постигаемой) силы, жизненной силы, обеспечивающей целостность организма и не познаваемой средствами науки и логики. Эта концепция получила название витализма. К примеру, Аристотель задавался вопросом, что заставляет желудь, вырасти в дуб, что толкает его к этой цели, не совокупность же частей, из которых он состоит.

Во второй половине 20 века немецкий биолог Ганс Дриш (1867-1941) продолжает развивать идеи Аристотеля – неовитализм. Дриш экспериментирует с морскими ежами, разделяет животное на части и показывает, что из каждой части вырастает новый еж. Так, Дриш дошел в своем делении живого организма до 34 частей и показал, что жизненная сила (свойство целого) автономна, принципиально необъяснима и не является результатом взаимодействия частей, а, наоборот, сама принизывает эти части. Эту концепцию можно также назвать концепцией холизма (от английского слова целый, весь).

Односторонний подход к системам и в альтернативной концепции – механицизме, когда свойство целого полностью сводятся к сумме, составляющих его частей. Например, Р.Декарт считал живые организмы механизмами, то есть сводил действия всех органов организма только к законам механики. Но ведь, если у мертвого организма искусственно поддерживать все механические процессы, его все равно живым будет назвать нельзя.

Были попытки дать логическое определение системы через понятие множества. Под множеством понимали совокупность объектов с некоторым общим свойством. Система – это множество объектов вместе с отношениями между ними и их свойствами. (А.Д.Холл, Р.Е.Фейджин и др.) Однако, под такой “системой” можно понимать и агрегат (кучу камней), так как в этом определении не отмечаются целостные, системные свойства.

Строение системы.

В строении системы выделяют подсистемы и элементы.

Подсистемы – это крупные части системы, обладающие определенной автономностью, но в то же время подчиненные и управляемые системой в целом.

Элементы – наименьшие части системы. Например, человеческий организм. Подсистемами здесь будут являться:

Эндокринная, нервная, пищеварительная, гормональная, опорно-двигательная и т.п. Элементами будут являться:

Желудок, печень, почки, гипофиз, надпочечники, кости, мышцы и т.п.

Мы можем рассматривать в свою очередь вышеперечисленные органы как подсистемы, тогда элементами будут являться более мелкие части организма, например, клетки.

Структура системы.

Структурой системы называют совокупность взаимосвязей ивзаимодействий между элементами, благодаря которым возникают новые целостные свойства, присущие только системе и отсутствующие у отдельных ее компонентов. Эти свойства называют эмерджентными.

Так, например, Н2О (вода) образована из двух атомов водорода и одного атома кислорода. Элементы (водород и кислород) связаны силами электромагнитного взаимодействия. Н2О обладает свойствами растворителя, агрегатное состояние – жидкость, прозрачная, безвкусная и т.п. По отдельности Н2 и О2 – газы, не обладают свойствами растворителя, не являются жидкостями и т.п.

Возьмем банду подростков (целое). Ей присуща злобность, самонадеянность, бессмысленная жестокость, безответственность за свои поступки и т.п. Каждый же подросток сам по себе (вне банды) не жесток, боязлив, не понимает, как он мог такое совершить.

Классификация систем.

Классификацию систем можно производить по различным основаниям:

1. Материальные и идеальные.

Материальные системы – это большинство систем неорганического, органического и социального характера (механические, физические, биологические, геологические, социальные и др.)

Идеальные системы представляют собой отражение субъектом материальных систем, существующих в природе и обществе. Наиболее показателдьным примером идеальной системы можно считать научную теорию.

2. Статические и динамические.

Статические системы – это неподвижные, неизменяющиеся.

Динамические – это системы в определенном отношении находящиеся в движении и изменении.

3.Среди динамических систем выделяют детерминистические ивероятностные (стохастические). В детерминистических системах предсказание имеет однозначный вполне достоверный характер. Детерминистические системы используются в точных науках, например, в механике, астрономии и т.п. Вероятно-статистические системы имеют дело с массовыми или повторяющимися случайными событиями. Поэтому предсказания в этих системах носят вероятностный характер.

4. Целенаправленные и нецеленаправленные.

Сложноорганизованные социальные системы рассматриваются как целенаправленные, причем в разных подсистемах, на разных уровнях организации эти цели могут быть различными и даже вступать в конфликт друг с другом. Природные же системы цели не имеют.

5. Открытые и закрытые.

Открытые системы – это системы, обменивающиеся с окружающей средой вещестовм, энергией и информацией. Практически все существующие системы являются открытыми. Закрытые (изолированные) системы не обмениваются с окружающей средой веществом, энергией и информацией. Закрытая система – это своего рода абстракция, в природе их не существует.

 

Виды системного подхода (системного исследования).

Системный подход возник как метод исследования во время II мировой войны (1939-1945), когда люди столкнулись с проблемами комплексного характера, которые требовали учета и взаимодействия многих факторов в рамках целого. Например, снабжение армии, планирование и проведение военных операций, принятие решений и т.п. на основе системного исследование возникает наука об управлении – кибернетика. Сам термин “кибернетика” в переводе с древнегреческого означает кормчий, тот, кто управляет судном.

Управление есть процесс накопления, передачи и преобразования информации. Управление осуществляется посредством последовательных точных предписаний – алгоритмов. Чем больше информации, тем организованнее система, чем меньше – тем система хаотичнее и ей труднее управлять. Таким образом, можно управлять транспортными потоками, процессами снабжения и сбыта товаров, технологическими процессами.

Появление компьютеров стало необходимой технической базой обработки и получения информации.

Процесс управления основан на механизме обратной связи. Когда мы хотим, чтобы некоторое устройство выполняло заданное движение, разница между заданным и фактическим движением используется как новый входной сигнал, заставляющий регулируемую часть устройства, двигаться, так, чтобы, фактическое, движение, все более приближалось к заданному.

Например, летящий самолет противника и зенитная установка с встроенным в нее кибернетическим устройством, которая должна сбить самолет. Или упавший на пол карандаш и слаженное действие нашего организма по его оптимальному поднятию и т.д.

Однако всегда ли достижение цели оправдывает затраченные на нее средства? В принципе, достичь со временем можно любой цели, но сделает ли она человечество и мир счастливее? Ни для кого не секрет, что совершенные с технической точки зрения военные системы (средства уничтожения) приносят гибель и страдания; а автоматизированное и компьютеризированное производство оставляет безработными без средств к существованию миллионы трудящихся.

Обратная связь может быть как “положительной”, так и “отрицательной”.

<== предыдущая лекция | следующая лекция ==>
Под принципом относительности на сегодняшний день понимают независимость законов природы от системы отсчета | Системотехника
Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2014-01-07; Просмотров: 2350; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы!


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



studopedia.su - Студопедия (2013 - 2024) год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! Последнее добавление




Генерация страницы за: 0.014 сек.