Синергетика, ее принципы и аксиомы в познании природы

МИНИСТЕРСТВО  ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ

государственное образовательное учреждение высшего  профессионального образования

 «Омский государственный педагогический университет»

(ГОУ  ОмГПУ) 

«Высшая бизнес - школа» 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

  Контрольная работа

по  дисциплине « Концепции современного естествознания » 
 

Вариант № 15

Синергетика, ее принципы и аксиомы  в познании природы. 
 
 
 
 
 
 

   Подготовил студент

Патрахина Елена Сергеевна

Факультета  «Высшая бизнес-школа»

Специальности (Менеджмент)

Курс__2__Семестр__3__

группа ( МЗ-10)

Проверил  преподаватель

Яскина  Ольга Александровна,

ст. преподаватель

Дата  сдачи работы  05.12.2011г. 
 

Подпись_________Яскина О.А._ 
 
 
 
 
 
 
 

Омск 2011 г

ОГЛАВЛЕНИЕ 
 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

ВВЕДЕНИЕ 

     Синергетика (от гр.. synergetikos – общий, обоюдно действующий) – направление и общенаучная  программа междисциплинарных исследований, которые изучают процесс самоорганизации  и становления новых упорядоченных структур в открытых физических, биологических, социальных, когнитивных, информационных, экологических и других системах. Так определяется понятие «синергетика» в справочной литературе из философии и специальных трудах, посвященных анализу содержания и объема синергетики [4].

     Чтобы понять необходимость появления синергетики как нового направления в науке, необходимо сначала сжато осмотреть развитие науки во второй половине ХХ ст. Картина мира, которую рисует классическая наука Ньютона-Лапласа, – это мир жестких причинно-следственных связей, которые имеют линейный характер. Согласно представлениям классической науки развитие всех явлений и процессов является строго детерминированным: он идет от причины к следствию, которое становится причиной другого следствия и так к бесконечности. Содержание следствия полностью определяется причиной. Причинно-следственная цепь есть непрерывным и линейным. За причинной цепью ход развития может быть рассчитан далеко как в будущее, так и в прошлое.

     Процессы, происходящие в мире, представлялись как предполагаемые на неограниченно большие промежутки времени; случайность исключалась как нечто внешнее и несущественное; эволюция рассматривалась как процесс, не имеет отклонений, возвратов, побочных линий. Развитие понимается как поступательное и безальтернативное. Если и есть альтернативы, то они трактуются как отклонение от основного течения движения и подчиняются ей в соответствии с объективными законами универсума. Развитие природы и общества понимается как процесс, проходящий определенные стадии, осуществляется по законам железной необходимости и независимо от воли и сознания человека, даже если это касается жизни общества [5].

     Современная картина мира существенно отличается от картины мира, основанной на классической науке. Для классической науки между прошлым настоящим и будущим не существует принципиальных различий. Мир рассматривался как такой, который подчинен вневременным неизменным законам.

     Современное естествознание сформировало концепцию  глобального эволюционизма как  систему представлений о всеобщем процессе развития природы в различных ее формах. Стало понятным, что процесс становления и усложнения организаций присущ не только биологическим системам, но и системам неорганической природы. Эволюция присуща не только макроскопических телам, но и «миру» элементарных частиц, всем типам физических взаимодействий. Если раньше считали, что Вселенная как целое не развивается, является стационарным, то в XXI ст. возникла теория Вселенной, которая расширяется [2].

     Идея  развития не только проникает во все сферы природных и социальных явлений нашей планеты, но и «приобретает глобальное космическое значение: пределы применения идеи расширились от микромира к Метагалактике. Такой факт нашел свое воплощение в формировании нового научного направления, которое изучает механизм самостоятельного (спонтанного) возникновения упорядоченных структур в открытых нелинейных системах, – синергетики». 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

1. ПОНЯТИЕ СИНЕРГЕТИКА

 

     Синергетика - лишь одно из возможных, но далеко не единственное значение X. Термин «синергетика» происходит от греческого «синергена» - содействие, сотрудничество. Предложенный Г. Хакеном, этот термин акцентирует внимание на согласованности взаимодействия частей при образовании структуры как единого целого.

     Большинство существующих ныне учебников, справочников и словарей обходят неологизм Хакена молчанием. Заглянув в энциклопедии последних изданий, мы с вероятностью, близкой к единице, обнаружим в них не синергетику, а «синергизм» (1. Совместное и однородное функционирование органов (например, мышц) и систем; 2. Комбинированное действие лекарственных веществ на организм, при котором суммарный эффект превышает действие, оказываемое каждым компонентом в отдельности). Фигура умолчания объясняется не только новизной термина «синергетика», но и тем, что X - наука, занимающаяся изучением процессов самоорганизации и возникновения, поддержания, устойчивости и распада структур самой различной природы, еще далека от завершения и единой общепринятой терминологии (в том числе и единого названия всей теории) пока не существует. Бурные темпы развития новой области, переживающей период «штурма и натиска», не оставляют времени на унификацию понятий и приведение в стройную систему всей суммы накопленных фактов. Кроме того, исследования в новой области ввиду ее специфики ведутся силами и средствами многих современных наук, каждая из которых обладает свойственными ей методами и сложившейся терминологией. Параллелизм и разнобой в терминологии и системах основных понятий в значительной мере обусловлены также различием в подходе и взглядах отдельных научных школ и направлений и в акцентировании ими различных аспектов сложного и многообразного процесса самоорганизации.

     Синергетику Хакена легко описать: все, что о  ней известно, содержится в множестве  Synergetics = {x1, x2, . . . xn},

     где xi - i-й том выпускаемой издательством  Шпрингера серии по синергетике . Множество это конечно, но число  элементов в в нем быстро возрастает. Подобно тому, как кибернетике  Винера предшествовала кибернетика  Ампера, имевшая весьма косвенное отношение к «науке об управлении, получении, передаче и преобразовании информации в кибернетических системах», синергетика Хакена имела своих «предшественниц» по названию: синергетику Ч. Шеррингтона, синергию С. Улана и синергетический подход И. Забуского.  

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

     С. Улам был непосредственным участником одного из первых численных экспериментов на ЭВМ первого поколения (ЭНИВАКе) - проверке гипотезы равнораспределения энергия по степеням свободы. И. Забуский пришел к выводу о необходимости единого синтетического подхода. По его словам, «синергетический подход к нелинейным математическим и физическим задачам можно определить как совместное использование обычного анализа и численной машинной математики для получения решений разумно поставленных вопросов математического и физического содержания системы уравнений» [1].

     Если  учесть сложность систем и состояний, изучаемых синергетикой Хакена, то станет ясно, что синергетический подход Забуского (и как составная часть его - синергия Улама) займет достойное место среди прочих средств и методов Х-науки. Иначе говоря, уповать только на аналитику было бы чрезмерным оптимизмом.

       В отличие от большинства новых  наук, возникавших, как правило,  на стыке двух ранее существовавших  и характеризуемых проникновением  метода одной науки в предмете  другой, Х-наука возникает, опираясь  не на граничные, а на внутренние  точки различных наук, с которыми она имеет ненулевые пересечения: в изучаемых Х-наукой системах, режимах и состояниях физик, биолог, химик и математик видят свой материал, и каждый из них, применяя методы своей науки, обогащает общий запас идей и методов Х-науки.

     Эту особенность Х-науки (если X - синергетика) подробно охарактеризовал Хакен: «Данная конференция, как и все предыдущие, показала, что между поведением совершенно различных систем, изучаемых различными науками, существуют поистине удивительные аналоги. С этой точки зрения данная конференция служит еще одним примером существования новой области науки - Синергетики. Разумеется, Синергетика существует не сама по себе, а связана с другими науками по крайней мере двояко. Во-первых, изучаемые Синергетикой системы относятся к компетенции различных наук. Во-вторых, другие науки привносят в Синергетику свои идеи. Ученый, пытающийся проникнуть в новую область, естественно, рассматривает ее как продолжение своей собственной области науки. Чтобы убедиться в справедливости последнего замечания, достаточно взглянуть на заглавия докладов. Так, например «Лазер, как источник новых идей в синергетике». Математики, занимающиеся теорией бифуркаций, предпочли озаглавить доклад «Теория Бифуркаций и ее приложения». Физики, изучающие фазовые переходы, представили доклад под названием «Неравновесные фазовые переходы», а специалисты по статистической механике сочли более уместным назвать тот же подход «неравновесной нелинейной статистической механикой».

     Другие  усматривали в новой области дальнейшее развитие «термодинамики необратимых процессов», третьи нашли рассматриваемый круг явлений особенно подходящим для применения теории катастроф (сохранив за не поддающимися пока решению проблемами название «обобщенных катастроф»). Некоторые математики склонны рассматривать весь круг проблем с точки зрения структурной устойчивости. Все перечисленные разделы науки весьма важны для понимания образования макроскопических структур образования в процессе самоорганизации, но каждый из них упускает из виду нечто одинаково существенное. Вот некоторые из пробелов. Мир - не лазер. В точках бифуркации решающее значение имеют флюктуации, т. е. стохастические процессы. Неравновесные фазовые переходы обладают некоторыми особенностями, отличными от обычных фазовых переходов, например чувствительны к конечным размерам образцов, форме границ и т. п. В равновесной статистической механике не существуют самоподдерживающиеся колебания. В равновесной термодинамике широко используются такие понятия, как энтропия, производство энтропии и т. д., неадекватные при рассмотрении неравновесных фазовых переходов. Теория катастроф основана на использовании некоторых потенциальных функций, не существующих для систем, находящихся в состояниях, далеких от теплового равновесия. Можно подчеркнуть то, что представляется особенно важным: в настоящее время назрела острая необходимость в создании особой науки, которая бы объединила все перечисленные аспекты. Для науки безразлично, будет ли она называться «Синергетикой». Важно, что она существует» [3].

     Итак, Х-наука делает первые шаги, и существует сразу не в одном, а в нескольких вариантах, отличающихся не только названиями, но и степенью общности и акцентами  в интересах. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

2. ТРИ УРОВНЯ СИНЕРГЕТИЧЕСКОГО  ЗНАНИЯ. 

     Итак, каковы главные смыслы, вносимые научным сообществом в термин «синергетика»? Она понимается как:

     1) парадигма – система идей, принципов,  образов, представлений, из которых, возможно, со временем вырастет фундаментальная научная теория, или общенаучная теория, или даже мировоззрение;

     2) ряд частнонаучных теорий (в физике, химии, биохимии, биологии, социологии, психологии и других науках), объединяемых  идеями нелинейности, открытости, переходности, неравновесности процессов, идущих  в системах;