приховати рекламу

Синергетика як природна наука про структурні перетворення в

[ виправити ] текст може містити помилки, будь ласка перевіряйте перш ніж використовувати.

скачати

Курсова робота
З ДИСЦИПЛІНИ:
"Концепції сучасного природознавства"
Синергетика як природна наука про структурні перетворення у відкритій дисипативної нелінійної системі

Зміст
  Введення
Глава I. Синергетика в сучасній науці
1.1 самоорганізуються, як предмет вивчення синергетики
1.2 Підходи до вивчення синергетики
1.3 Діалогічність синергетики
Глава II. Закономірності самоорганізації
2.1 Згортання складного
2.2 надшвидке розвиток процесів у складних системах
2.3 Шляхи розвитку складних систем
2.4 Проблеми коеволюції
2.5 Детермінація процесів еволюції із майбутнього
2.6 Роль хаосу в еволюції
2.8 Закони об'єднання складних структур
2.9 Пульсуючий ритм розвитку складних систем
2.10 Можливості трансформації шляхів розвитку складних систем
Глава III. Моделі самоорганізації у науках про людину і суспільство
Висновок
Список використаної літератури


Введення

В умовах сучасного світу, інформаційної революції та комп'ютеризації, успіхів математичного моделювання складних соціоприродних процесів та обчислювального експерименту неправомірно користуватися старими методами і моделями. Старі методи засновані на зразках лінійного мислення і лінійних наближеннях, на екстраполяції від готівкового. Вони часто пов'язані з надмірним ускладненням моделі, прагненням взяти до уваги і включити в неї якомога більше число параметрів. Колишні методологічні підходи до моделювання складних соціальних процесів не враховують, або принаймні, недооцінюють, неоднозначність майбутнього, фактори детермінації еволюційних процесів з майбутнього, конструктивність хаотичного початку в еволюції, роль швидкоплинних процесів у розвитку складного і багато іншого. Розмиваються чіткі межі між практичною та пізнавальною діяльністю. У системі наукового знання відбуваються інтенсивні процеси диференціації та інтеграції знання, розвиваються комплексні та міждисциплінарні дослідження, нові способи та методи пізнання, методологічні установки, з'являються нові елементи картини світу, виділяються нові, більш складні типи об'єктів пізнання, які характеризуються історизмом, універсальністю, складністю організації, які раніше не піддавалися теоретичному моделюванню. Одне з таких нових напрямків у сучасному природознавстві представлено синергетикою, яка є теорією еволюції і самоорганізації складних систем світу. Синергетика як теорія нестаціонарних, що еволюціонують структур має під собою сьогодні солідну основу у вигляді результатів нелінійного аналізу, математичного моделювання та обчислювального експерименту. Сучасний стан розвитку синергетичного знання дозволяє вести обгрунтований пошук і знаходити конструктивні принципи коеволюції складних систем світу. Синергетика радикально змінює наше бачення світу, руйнує колишні інтелектуальні табу та стереотипи мислення (страх перед складним, негативне ставлення до нестабільності і хаосу, експоненціального зростання наукової інформації та народонаселення Землі і т.п.). У даній роботі розкривається поняття синергетики, її предмет, завдання та методологія, дається характеристика складним самоорганизующимся системам, а також робиться спроба показати, як, виступаючи в якості сучасної парадигми еволюції, синергетика, допоможе сказати, що конкретно відбувається або відбуватиметься в світі, які загальні орієнтири синергетика може дати для наукового пошуку, для прогнозування та моделювання процесів в складних соціальних і біологічних системах.

Глава I. Синергетика в сучасній науці

В останні роки спостерігається стрімкий і бурхливий ріст інтересу до міждисциплінарного напрямку, який отримав назву "синергетика". Творцем синергетичного напрямки і винахідником терміну "синергетика" є професор Штутгартського університету і директор Інституту теоретичної фізики і синергетики Герман Хакен.
За Хакен, синергетика займається вивченням систем, що складаються з великого (дуже великого, "величезного") числа частин, компонент або підсистем, одним словом, деталей, складним чином взаємодіють між собою. Слово "синергетика" і означає "спільна дія", підкреслюючи узгодженість функціонування частин, що відбивається в поведінці системи як цілого.
Подібно до того, як запропонований Норбертом Вінером термін "кібернетика" мав попередників в кібернетиці Ампера, синергетика Хакена також мала своїх "попередниць" за назвою: синергетику Ч. Шеррингтона, синергію С. Улана та синергетичний підхід І. Забузький.
Ч. Шеррингтон називав синергетичним, або інтегративним, узгоджене вплив нервової системи (спинного мозку) при управлінні м'язовими рухами.
С. Улам був безпосереднім учасником одного з перших чисельних експериментів на ЕОМ першого покоління - перевірці гіпотези равнораспределенія енергії за ступенями свободи. Експеримент, проведений над числовим аналогом системи кубічних осциляторів, привів до несподіваного результату, породивши знамениту проблему Фермі - Пасти - Улама: простеживши за еволюцією розподілу енергії за ступенями свободи впродовж досить великого числа циклів, автори не виявили ні найменшої тенденції до равнораспределенія. С. Улам, який багато працював з ЕОМ, зрозумів всю важливість і користь "... синергії, тобто безперервного співпраці між машиною і її оператором", здійснюваного в сучасних машинах за рахунок виведення інформації на дисплей.
Рішення проблеми Фермі - Пасти - Улама було отримано на початку 60-х років М. Крускалом і Н. Забузький, що довели, що система Фермі - Пасти - Улама представляє собою різницевий аналог рівняння Кортевега - де Вріз і що равнораcпределенію енергії перешкоджає солітон (термін, запропонований H. Забузький), що переносить енергію з однієї групи мод в іншу. Реалістично оцінюючи обмежені можливості як аналітичного, так і чисельного підходу до рішення нелінійних задач, І. Забузький прийшов до висновку про необхідність єдиного синтетичного підходу. За його словами, "синергетичний підхід до нелінійних математичним і фізичним завданням можна визначити як спільне використання звичайного аналізу та чисельної машинної математики для отримання рішень розумно поставлених питань математичного та фізичного змісту системи рівнянь".
Поява нового міждисциплінарного напрямку зустріло, як прийнято тепер говорити, неоднозначний прийом з боку наукового співтовариства. Дебати між прихильниками синергетики та її супротивниками за напруженням пристрастей нагадували сумно знамениту сесію ВАСГНІЛ або зборів, на яких викривали й засуджували буржуазну лженауку кібернетику. Хакена звинувачували в честолюбних задумах, в умисному введенні легковірних в оману. Стверджувалося, ніби окрім назви (у якого, як було сказано вище, також були попередники), синергетика геть позбавлена ​​елементів новизни. Запропонованому Хакеном назва нового міждисциплінарного напряму, лапідарні і виразне, приваблювало до нового напрямку набагато більше уваги, ніж будь-яке "правильне", але "нудне" і зрозуміле лише вузькому колу фахівців, назва.
У чому тільки не дорікали новий науковий напрям його противники і (не завжди сумлінні) критики: вони стверджували, ніби синергетика - детонатори порожнього поняття, і синергетика не має ні свого предмета, ні притаманного тільки їй методу дослідження, що вона надмірно математизирован і являє собою одну з різновидів фізикалізму, не володіє неодмінним атрибутом науки - прогностичної силою, розвивається не інтенсивно, а екстенсивно. Але ось минули три десятиліття, заповнені невпинними працями професора Хакена, його співробітників, учнів і однодумців, і з усією очевидністю з'ясувалося, що всі побоювання, сумніви й закиди безпідставні і розвіялися, як ранковий туман. Сучасна синергетика стала визнаним міждисциплінарним напрямком наукових досліджень, яке займається вивченням складних систем, що складаються з багатьох елементів, частин, компонентів, які взаємодіють між собою складним (нелінійним) чином.

1.1 самоорганізуються, як предмет вивчення синергетики

Предметом синергетики є складні системи, що самоорганізуються. Система називається самоорганізується, якщо вона без специфічного впливу ззовні знаходить яку - то просторову, часову або функціональну структуру. Основними властивостями самоорганізуються є відкритість, нелінійність, дисипативних:
Відкритість. Відкриті системи - це такі системи, які підтримуються в певному стані за рахунок безперервного припливу ззовні речовини, енергії або інформації. Постійний потік речовини, енергії або інформації є необхідною умовою існування нерівноважних станів на противагу замкнутих систем, неминуче прагнуть до однорідного рівноважного стану. Відкриті системи - це системи незворотні; в них важливим виявляється чинник часу. У відкритих системах ключову роль, поряд із закономірним і необхідним, можуть грати випадкові фактори, Флуктуативно процеси. Іноді флуктуація може стати настільки сильною, що існувала організація руйнується.
Нелінійність. Оскільки більшість систем у Всесвіті носить відкритий характер, то домінуючими виявляються не стабільність і рівновагу, а нестійкість і нерівноважності. Нерівноважності, у свою чергу, породжує вибірковість системи, її незвичайні реакції на зовнішні впливи середовища. Нерівноважні системи мають здатність сприймати відмінності у зовнішньому середовищі і "враховувати" їх у своєму функціонуванні. На нелінійні системи не поширюється принцип суперпозиції: тут можливі ситуації, коли спільні дії причин А і В викликають ефекти, які не мають нічого спільного з результатами впливу А і В окремо. Процеси, що відбуваються в нелінійних системах, часто носять пороговий характер - при плавній зміні зовнішніх умов поведінка системи змінюється стрибком. Нелінійні системи, будучи нерівновагими і відкритими, самі створюють і підтримують неоднорідності в середовищі. У таких умовах між системою і середовищем можуть іноді створюватися відносини зворотного позитивного зв'язку, тобто система впливає на своє середовище таким чином, що в середовищі виробляються деякі умови, які, у свою чергу, зумовлюють зміни в самій цій системі. Наслідки такого роду взаємодії відкритої системи та її середовища можуть бути найнесподіванішими і незвичайними.
Дисипативної. Відкриті нерівноважні системи можуть набувати особливого динамічний стан - дисипативні, яку можна визначити як якісно своєрідний прояв процесів, що протікають на мікрорівні. Завдяки дисипативної в нерівноважних системах можуть спонтанно виникати нові типи структур, відбуватися переходи від хаосу і безладу до порядку і організації, виникати нові динамічні стану матерії. Дисипативної проявляється в різних формах: у здатності "забувати" деталі деяких зовнішніх впливів, в "природному відборі" серед безлічі мікропроцесів, руйнує те, що не відповідає загальній тенденції розвитку; в когерентності (узгодженості) мікропроцесів і т.д.
Системи, які становлять предмет вивчення синергетики, можуть бути самої різної природи і змістовно і спеціально вивчатися різними науками, наприклад, фізикою, хімією, біологією, математикою, нейрофізіологією, економікою, соціологією, лінгвістикою і т.д. Кожна з наук вивчає "свої" системи своїми, тільки їй властивими, методами і формулює результати на "своєму" мовою. За існуючої далеко зайшла диференціації науки це призводить до того, що досягнення однієї науки часто стають недоступними увазі і тим більше розуміння представників інших наук.
На відміну від традиційних галузей науки синергетику цікавлять загальні закономірності еволюції (розвитку в часі) систем будь-якої природи. Відмовляючись від специфічної природи систем, синергетика знаходить здатність описувати їх еволюцію інтернаціональною мовою, встановлюючи свого роду ізоморфізм двох явищ, що вивчаються специфічними засобами двох різних наук, але мають спільну модель, або, точніше, приводяться до загальної моделі. Виявлення єдності моделі дозволяє синергетики робити надбання однієї галузі науки доступним розумінню представників зовсім інший, можливо, дуже далекою від неї галузі науки і переносити результати однієї науки на, здавалося б, чужорідну грунт.
Слід особливо підкреслити, що синергетика аж ніяк не є однією з прикордонних наук типу фізичної хімії або математичної біології, що виникають на стику двох наук. За задумом свого творця професора Хакена, синергетика покликана грати роль свого роду метанауки, помічає і вивчає загальний характер тих закономірностей і залежностей, які приватні науки вважали "своїми". Тому синергетика виникає не на стику наук у більш-менш широкої чи вузької прикордонної області, а отримує представляють для неї інтерес системи з самої серцевини предметної області окремих наук і досліджує ці системи, не апелюючи до їх природі, своїми специфічними засобами, що носять загальний (" інтернаціональний ") характер по відношенню до приватних наук.
Як і будь-яке наукове напрямок, що народилося в другій половині ХХ століття, синергетика виникла не на порожньому місці. Її можна розглядати як наступницю і продовжувачку багатьох розділів точного природознавства, в першу чергу (але не тільки) теорії коливань і якісної теорії диференціальних рівнянь. Саме теорія коливань з її "інтернаціональним мовою", а згодом і "нелінійним мисленням" стала для синергетики прототипом науки, що займається побудовою моделей систем різної природи, які обслуговують різні галузі науки, а якісна теорія диференціальних рівнянь, початок якої було покладено в працях Анрі Пуанкаре, і виросла з неї сучасна загальна теорія динамічних систем озброїла синергетику значною частиною математичного апарату.

1.2 Підходи до вивчення синергетики

Необхідно зазначити, що вивченням систем, що складаються з великого числа частин, взаємодіючих між собою тим чи іншим способом, займалися і продовжують займатися багато наук. Одні з них вважають за краще підрозділяти систему на частини, щоб потім, вивчаючи раз'ятие деталі, намагатися будувати більш-менш правдоподібні гіпотези про структуру або функціонуванні системи як цілого. Інші вивчають систему як єдине ціле, віддаючи забуттю тонко налаштоване взаємодія частин. І той, і інший підходи мають свої переваги й недоліки. Синергетика як би наводить міст через пролом, що розділяє перший, редукціоністскій, підхід від другого, холістичного. До того ж в синергетики, свого роду соединительном ланці між цими двома підходами екстремістськими, розгляд відбувається на проміжному, мезоскопічна рівні, і макроскопічні прояви процесів, що відбуваються на мікроскопічному рівні, виникають "самі собою", внаслідок самоорганізації, без керівної і спрямовуючої "руки" , що діє зовні системи. Ця обставина має настільки важливе значення, що синергетику можна було б визначити як науку про самоорганізацію.
Редукціоністскій підхід з його основним акцентом на деталях пов'язаний з необхідністю обробки, часто непосильним для спостерігача, навіть збройного надсучасної обчислювальною технікою, обсягу інформації про підсистемах, їх структурі, функціонування та взаємодії. Стиснення інформації до розумних меж здійснюється різними способами. Один з них використовується в статистичній фізиці і полягає у відмові від зайвої деталізації опису і в переході від індивідуальних характеристик окремих частин до усереднених тим чи іншим способом характеристикам системи. Імпульс, одержуваний стінкою судини при ударі об неї окремої частки газу, замінюється усередненим ефектом від ударів великого числа частинок - тиском. Замість окремих складових системи статистична фізика розглядає безлічі (ансамблі) складових, замість дії, виробленого індивідуального підсистемою, - колективні ефекти, вироблені ансамблем підсистем.
Синергетика підходить до вирішення проблеми стиснення інформації з іншого боку. Замість великого числа факторів, від яких залежить стан системи (так званих компонент вектора стану) синергетика розглядає нечисленні параметри порядку, від яких залежать компоненти вектора стану системи і які, в свою чергу, впливають на параметри порядку. У переході від компонент вектора стану до нечисленних параметрами порядку укладений зміст одного з основоположних принципів синергетики - так званого принципу підпорядкування (компонент вектора стану параметрами порядку). Зворотна залежність параметрів порядку від компонент вектора стану призводить до виникнення того, що прийнято називати кругової причинністю.

1.3 Діалогічність синергетики

Зрозуміло, синергетика - далеко не єдине науковий напрямок, що займається вивченням складних систем. Разом з тим, що використовуються в синергетики поняття роблять синергетичний підхід унікальним, причому не тільки в концептуальному, але і в операциональном плані.
Синергетика з її статусом метанауки спочатку була покликана зіграти роль комунікатора, що дозволяє оцінити ступінь спільності результатів, моделей і методів окремих наук, їх корисність для інших наук і перевести діалект конкретної науки на високу латинь міждисциплінарного спілкування. Положення міждисциплінарного напрямку зумовило ще одну важливу особливість синергетики - її відкритість, готовність до діалогу на правах безпосереднього учасника або невибагливого посередника, який бачить своє завдання у всесвітньому забезпеченні взаєморозуміння між учасниками діалогу. Діалогічність синергетики знаходить своє відображення і в характері запитування природи: процес дослідження закономірностей навколишнього світу в синергетики перетворився (або знаходиться в стадії перетворення) з добування безликої об'єктивної інформації в живий діалог дослідника з природою, при якому роль спостерігача стає відчутною, відчутною і зримою.
Загальні закономірності поведінки систем, що породжують складні режими, дозволяють розглядати на змістовному, а іноді й на кількісному рівні, такі питання, як рівень складнощів сприйняття навколишнього світу, як функція словникового запасу сприймає суб'єкта, роль хаотичних режимів, їх ієрархій та особливостей у формуванні сенсу, граматичні категорії як носії семантичного змісту, проблеми ностратичних мовознавства (реконструкція прамови) як відновлення "фазового портрету" сімейства мов і виділення атракторів, і багато іншого.

Глава II. Закономірності самоорганізації

Як молода, що розвивається наука синергетика запропонувала нові методологічні підходи до моделювання розвитку складних систем.

2.1 Згортання складного

Синергетика пропонує відмовитися від неправомірно надмірного ускладнення моделі системи, введення великої кількості параметрів розвитку. Синергетика дозволяє зняти якісь психологічні бар'єри, страх перед складними системами. Надскладне, нескінченновимірних, хаотізірованная на рівні елементів середовище може описуватися, як і всяка відкрита нелінійна середа, невеликим числом фундаментальних ідей та образів, а потім, можливо, і математичних рівнянь, що визначають загальні тенденції розгортання процесів у ній. Крім того, структури, які виникають у процесах еволюції, так звані структури - атрактори, описуються досить просто. Структури - атрактори еволюції, її спрямованості або цілі відносно прості у порівнянні зі складними (заплутаним, хаотичним, несталим) ходом проміжних процесів в середовищі. Асимптотика колосально спрощується. На підставі цього з'являється можливість прогнозування виходячи:
"З цілей" процесів (структур-атракторів);
"Від цілого", виходячи із загальних тенденцій розгортання процесів в цілісних системах (середовищах);
з ідеалу, бажаного людиною і погодженого з власними тенденціями розвитку процесів у середовищах.

2.2 надшвидке розвиток процесів у складних системах

Синергетика припускає, що не слід чекати плавного і сталого шляху розвитку системи. Еволюційні кризи розвитку неминучі. Режими з загостренням (режими надшвидкого розвитку, коли певні характерні величини зростають необмежено за кінцевий час) ведуть до нестабільності, до нестійкості і загрозу імовірнісного розпаду складної структури поблизу моменту загострення. Так, наприклад, у соціальній системі фундаментальний факт зростання народонаселення світу з загостренням багато в чому визначає характер сучасної стадії цивілізаційного розвитку: прискорення світових процесів, зростаючу нестабільність, безліч можливих, загрожують миру катастрофічних ситуацій. Темпи зростання народонаселення на Заході і на Сході, в економічно розвинених країнах і країнах що розвиваються істотно різні. Жахливий темп зростання населення на Сході, в азіатському й африканському світі - це сама по собі найважливіша проблема людства, яка може міняти геополітичні оцінки. У відповідності з моделлю формування структур у результаті конкуренції двох факторів (нарощування неоднорідностей в суцільному середовищі і їх розсіювання), можна припустити, що зростання економічного та культурного рівня, збільшення зв'язків, контактів, обмінів між людьми як аналог дисипативного чинника на соціальному середовищі в деякому сенсі призводить до гальмування демографічних процесів, пригнічує ріст народонаселення.

2.3 Шляхи розвитку складних систем

В основі синергетичної методології лежить уявлення про спектр шляхів еволюції складних систем, поле шляхів розвитку. Це означає неоднозначність майбутнього, існування моментів нестійкості, пов'язаних з вибором шляхів подальшого розвитку, а особливу роль людини в нелінійних ситуаціях розгалуження шляхів і вибору бажаного, сприятливого шляху розвитку. Будь-які складні системи, мають не один, єдиний, а декілька альтернативних шляхів еволюції. Необхідно чітко усвідомлювати наявність різних тенденцій еволюції, неоднозначність проходу в майбутнє. Майбутні форми організації систем відкриті у вигляді віяла зумовлених можливостей. Існують певні "коридори" еволюції. Звідси постає завдання керованої відкритості розвитку, оберігається і самопідтримки розвитку. Постає завдання вибору гармонійного шляху в майбутнє.

2.4 Проблеми коеволюції

Оскільки природа і людство розвиваються різними шляхами, постає проблема спільного розвитку, проблема коеволюції. При цьому неправомірно нав'язувати своє бачення світу і шляхів його еволюції носіїв інших світоглядів і цивілізаційних цінностей. Шлях "порятунку світу" не може полягати в придушенні інших світоглядів і способів життя. Відповідно до загальних закономірностями самоорганізації складноорганізованим соціоприродної системи не можна нав'язувати шляхи їх розвитку. Швидше, необхідно зрозуміти, як сприяти їх власним тенденціям, як виводити системи на ці шляхи, тобто необхідно орієнтуватися на власні, природні тенденції розвитку природи і навчитися потрапляти в резонанс з ними, а не гвалтувати природу, продовжуючи огульне і бездумне зовнішнє втручання в неї. Загалом-то ця установка збігається з тим, що мається на увазі під східним способом життя, мислення і діяльності людини. Для Сходу завжди були характерні "проходження природності", "ненасильство над природою речей".

2.5 Детермінація процесів еволюції із майбутнього

Розвиток визначається не стільки минулим, історією, традиціями системи, скільки майбутнім, структурами-аттракторами еволюції. Можна змоделювати спектри структур-атракторів, спектри "цілей" саморозвитку соціальних систем. Завдання акуратного отримання спектрів структур відкритих нелінійних середовищ вирішена поки тільки в окремих випадках. Тому тут відкривається величезне поле пошуку. Синергетикою може бути ініційована постановка перед відповідними вченими-фахівцями складних дослідницьких завдань, таких, наприклад, як визначення спектрів економічних та геополітичних структур.

2.6 Роль хаосу в еволюції

Шлях хаосу, термодинамічна гілку залишається як один з можливих шляхів еволюції у відкритих нелінійних середовищах. Необхідно усвідомлювати конструктивну роль хаосу в еволюції. Наприклад, аналогом хаосу в соціальній області є ринок, ринок в узагальненому сенсі, не тільки ринок продуктів матеріальної праці, а й ринок послуг, ринок ідей, обміни науковою інформацією. Такий узагальнений ринок є саморегулятора соціальних процесів. Він є генератором нової інформації, соціальних і культурних інновацій. Хаотична, розсіююча, дисипативна основа є показником зв'язки елементів структури. Дисипативні, дифузійні, що розсіюють фактори є засобом зв'язку, встановлення когерентності поведінки елементів або підсистем світу. Занадто слабкий зв'язок елементів усередині структури може призвести до розпаду її розпаду.

2.7 Шлях прискорення еволюції
Хоча яскраві образи синергетики - образи самоорганізації та самодостраіванія структур, біфуркаційних, катастрофічних змін і т.п. - Використовуються зараз багатьма, але поки що в більшості випадків немає ясного розуміння смислової насиченості уявлень про самоорганізацію. Немає усвідомлення всій суворості механізмів самоорганізації та самодостраіванія як видалення зайвого, повсюдної нещадної конкуренції та виживання найсильніших, в результаті чого і відбувається вихід на відносно стійкі і прості структури-атрактори еволюції. Синергетика відкриває принципи управління, економії та прискорення еволюції. Один з найважливіших висновків синергетики полягає в тому, що механізми сліпого жорсткого відбору, механізми суто ринкового типу не є єдино можливими в еволюції складних систем. Не можна забувати про те, що жива природа навчилася багато разів скорочувати час виходу на потрібні структури за допомогою матричного дублювання - ДНК. Подібний механізм для відкритих нелінійних систем називається резонансним порушенням. Необхідно чітко усвідомити, що існує шлях багаторазового скорочення тимчасових витрат і матеріальних зусиль, шлях резонансного збудження бажаних і - що не менш важливо - реалізуються на даному середовищі структур. Можливий також шлях спрямованого морфогенезу - спонтанного наростання складності у відкритих нелінійних системах. Останній являє собою якийсь аналог біологічних процесів морфогенезу і "штампування" типу редуплікації ДНК.

2.8 Закони об'єднання складних структур

Синергетика дозволяє виявити закони коеволюції складних "різновікових", що розвиваються в різному темпі структур, а також "включення" простої структури в більш складну. Не якісь завгодно структури і не як завгодно, не при будь-якого ступеня зв'язку і не на яких завгодно стадіях розвитку, можуть бути об'єднані в складну структуру. Існує обмежений набір способів об'єднання, способів побудови складного еволюційного цілого. Щоб виникла єдина складна структура, повинна бути певна ступінь перекриття входять до неї більш простих структур. Повинна бути дотримана певна топологія, "архітектура" перекриття. Повинно бути визначене "почуття міри". Фактором об'єднання простого у складне є якийсь аналог хаосу, флуктуацій, дисипації. Хаос, таким чином, відіграє конструктивну роль не тільки в процесах вибору шляху еволюції, але і в процесах побудови складного еволюційного цілого. Фігурально висловлюючись, хаос виступає в якості "клею", який пов'язує частини в єдине ціле.
Основний принцип з'єднання частин у ціле можна сформулювати таким чином: синтез простих еволюціонують структур в одну складну структуру відбувається за допомогою встановлення загального темпу їхньої еволюції.
Причому інтенсивність процесів у різних фрагментах складної структури може бути різною. Факт об'єднання означає, що в різних фрагментах складної структури встановлюється однаковий темп розвитку процесів. Структури потрапляють в один темпомір, починають розвиватися з однаковою швидкістю.
При створенні топологічно правильної організації з простіших структур (при певному ступені взаємодії структур і при певній симетрії архітектури створюваної єдиної структури) здійснюється вихід на новий, більш високий рівень ієрархічної організації, тобто робиться крок у напрямку до сверхорганізаціі. Тим самим прискорюється розвиток тієї структури, яка інтегрується в складну.

2.9 Пульсуючий ритм розвитку складних систем

Шлях до єднання, до інтеграції різних частин у ціле не є рівномірним, постійним і односпрямованим. Еволюційний сходження до все більш складних форм і організаціям проходить через ряд циклів розпаду і інтеграції, відпадання від цілого і включення в нього, гальмування ходу процесів і їх прискорення, підйому. З теорії самоорганізації слід, що всякі відкриті системи з сильною нелінійністю, швидше за все, пульсують. Вони піддаються природним коливанням розвитку: тенденції диференціації змінюються інтеграцією, розбігання - зближенням, послаблення зв'язків - їх посиленням. За мабуть, світ йде до єдності не монотонно, а через пульсації, за допомогою чергування розпадів (хоча б часткових) і більш потужних об'єднань. Синергетика веде пошук принципів організації світу, принципів об'єднання структур за допомогою встановлення загального темпу розвитку та циклічного перемикання режимів зростання інтенсивності процесів і зниження їх інтенсивності. Цикли загострення інтенсивності процесів і падіння їх інтенсивності, розпаду і об'єднання частин складають внутрішню закономірність нелінійних процесів, вони закладені в самій нелінійності процесів. Будь-які складні організації поблизу моменту максимального, кульмінаційного розвитку (моменту загострення процесів) демонструють внутрішню нестійкість до малих збурень, піддаються загрозі розпаду. Якщо спостерігається початок розпаду будь-якої складної системи, на підставі синергетики резонно поставити питання про те, чи достатня нелінійність, щоб повернути процеси у зворотний бік, переключити їх на режим відновлення зв'язків, затухання процесів у центральній частині і їх активізації на периферії структури. Якщо нелінійність недостатня, то ті самі інтенсивні процеси можуть просто загаснути, зійти нанівець. Таким чином, фундаментальний принцип поведінки нелінійних систем - це періодичне чергування стадій еволюції та інволюції, розгортання та згортання, вибуху активності, збільшення інтенсивності процесів та їх загасання, ослаблення, сходження до центру, інтеграції та розбіжності, дезінтеграції, хоча б часткового розпаду. На основі синергетичної "ідеології" перемикання протилежних режимів, режимів інтеграції та дезінтеграції (диференціювання частин), можна сказати, що відновлення зв'язків, ймовірно, буде відбуватися на основі колишніх перерваних каналів, буде мати місце "розтікання по старих слідах". На початковій стадії становлення складної структури важлива топологічно правильна її організація. Об'єднуючись в складну, структури не просто складаються, входять в незмінному, недеформованому вигляді. Вони певним чином трансформуються, нашаровуються один на одного, перетинаються, при цьому якісь їхні частини випадають. Сама топологічно правильна організація структур в єдину еволюціонує структуру призводить до того, що наближається момент загострення, максимального розвитку. Ціле розвивається швидше складових його частин. Вигідніше розвиватися разом, бо це пов'язано з економією матеріальних і духовних витрат. Причому кожен новий спосіб топологічно правильного об'єднання структур, виникнення кожного наступного (з великими показниками нелінійності) шару ієрархічної організації прискорює темп розвитку цілого і його складових частин.

2.10 Можливості трансформації шляхів розвитку складних систем

Синергетика говорить про те, що змінити поле шляхів розвитку складної структури, трансформувати спектр структур-атракторів можна в тому випадку, якщо перебудувати саме середовище. А перебудувати середу означає змінити поведінку елементів або підсистем цього середовища в кожній локальній області.

Глава III. Моделі самоорганізації у науках про людину і суспільство

Поширення синергетичної парадигми стало одним із потужних факторів, що забезпечують стирання кордонів між природознавством і суспільствознавством та побудову універсальної еволюційної картини світу. При цьому характерна для класичної науки стратегія редукціонізму - інтерпретація еволюційно вищих форм взаємодії за аналогією з нижчими - доповнюється і частково знімається протилежної стратегією елеваціонізма (від лат. Elevatio - зведення): евристичні аналогією поширюються згори вниз, і найпростіші взаємодії розглядаються крізь призму їх еволюційних перспектив . Зазначена стратегія відроджує в сучасному природознавстві ряд фундаментальних установок "догалілеевской" натурфілософії, включаючи новий синтез парадигм причинного і цільової детермінації, суб'єктного та об'єктного підходів і т.д. У свою чергу, це пов'язане з органічним переростанням дисциплінарної стадії розвитку науки в постдісціплінарную (проблемну). Така зміна стратегічних установок перетворює людину на центральне ланка наукової картини світу. У рамках класичного і некласичного (квантово-релятивістського) природознавства присутність людини у світі бачилося прикрим непорозумінням і навіть, за висловом І. Пригожина, "свого роду" помилкою ". Навпаки, в неонеклассіческой науці, просякнуту ідеєю самоорганізації, картезіанський теза" Я існую " приймається за емпірично найбільш достовірний і вихідний для побудови універсальної теорії, звідси будь-яка масштабна природничонаукова модель, що ігнорує факт існування людини, трактується, як свідомо недостовірна.
Методологічно важливо також і те, що діалогізм концепцій самоорганізації цілком гармонує із світоглядними установками неонеклассіческой науки, що містить в своєму арсеналі принцип додатковості, принцип невизначеності, теорему Геделя про неповноту, закон необхідної різноманітності, багатозначні логіки і т.д. Діалогічна підгрунтя синергетики сприяє продуктивному використанню її апарату при дослідженні процесів масової психології, а також механізмів творчості. Нелінійне мислення стає характерною відмітною рисою оновлюється методології історії, і тут виявляються продуктивними такі категорії, як "стійкість і нестійкість", "біфуркація", "атрактор". Вони сприяють перетворенню історії з переважно описової (констатуючому) у теоретичну науку, освоюють умовний спосіб і сценарний підхід. Це передбачає оцінку дій історичних персонажів і мас, по-перше, в їх власних культурно - психологічних координатах, а по-друге, в контексті альтернативних сценаріїв. Зокрема, "синергетично" мислячі історик, політолог, економіст вже не можуть оцінювати те чи інше рішення за допомогою прямолінійного порівняння попереднього та наступного станів: він зобов'язаний порівнювати реальний хід наступних подій з імовірним ходом подій при альтернативному ключовому рішенні.
Зрозуміло, таке мислення вимагає незрівнянно більшої кількості інформації і великих інтелектуальних зусиль, що взагалі відрізняє наукове міркування від повсякденного, більш залежного від впливу тимчасових настроїв, політичних симпатій і антипатій. Можна очікувати, що потужним інструментом нелінійного історичного мислення в недалекій перспективі стануть комп'ютерні програми, призначені для "прораховування" гіпотетичних варіантів розвитку при різних ключових подіях. Відповідно, синергетика поглиблює і методологію футурологічних досліджень. Прямолінійна екстраполяція тих чи інших часткових короткочасних тенденцій, на яких здебільшого будувалися прогнози і проекти соціальної перебудови, поступається місцем конструктивистским моделями: майбутнє бачиться як паліативне простір можливостей, а сьогодення - як напружений процес вибору. При цьому виробляється надійний засіб діагностики утопічних проектів за ступенем їх концептуальної сумісності з парадигмою самоорганізації. Чи не головний родова ознака утопічних моделей полягає в тому, що вони ігнорують неминучі витрати навіть самих оптимальних рішень, а також завдання превентивного відстеження та підготовки до негативних наслідків. Сказане дозволяє впевненіше орієнтуватися в сьогоденні, відрізняючи серйозні політичні та економічні програми від популістських. А головне, на новий науковий рівень виводяться дискусії як про доступних для огляду, так і про довгострокові перспективи цивілізації, культури, інтелекту. Становленню наукової футурології сприяє також виявлення ряду фундаментальних механізмів і стрижневих еволюційних тенденцій, пов'язаних з послідовними переходами матерії від більш ймовірних (хаотичних) до менш імовірним станам. Універсальний еволюційний вектор, утворений поетапним нарощуванням рівнів сталого нерівноваги - "видалення від єства", настільки глибоко пронизує історію суспільства, біосфери і фізичного Всесвіту в ретроспективі, що видається логічним поширити його й на перспективу, причому така концептуальна операція вирішальним чином впливає на побудову сценаріїв майбутнього .
Комплекс синергетичних категорій допомагає по-новому осмислити традиційні проблеми антропології, культурології, соціальної та історичної психології, етики, розкриваючи при цьому маловивчені перш причини залежності.
У моделі самоорганізації суспільство (чи цивілізація у самому широкому, "космососоціологіческом" значенні) постає як нерівноважна система особливого типу, стійкість якої забезпечується штучним опосредованием зовнішніх (з природним середовищем) і внутрішніх відносин. Відповідно, вся сукупність опосередковуючи механізмів - знаряддя та інші матеріальні продукти, мови, міфології, мораль і т.д. - Об'єднуються поняттям "культура". Трактування культури як комплексного антиентропійну механізму акцентує увагу на початкової суперечливості соціоприродних і внутрісоціальних відносин, а також на випливають звідси феноменах нелінійності, біфуркаційних фаз і еволюційних катастроф. Оскільки стабілізація нерівноважного стану можлива тільки за рахунок зростання ентропії і в інших системах, існування соціального організму пов'язане з неминучими руйнаціями середовища та з антропогенними кризами. Останні пронизують історію майже будь-якої культури і гранично загострюються, коли монотонне посилення антиентропійних механізмів робить їх надто витратними, тобто руйнівним для середовища. У результаті механізми, які забезпечували відносно стійкий стан на колишньому етапі, стають контрпродуктивними і обертаються своєю протилежністю - небезпекою катастрофічного зростання ентропії. Фаза нестійкості завершується або деградацією системи, або формуванням більш складних, "щадних" механізмів, що дозволяють досягати корисного результату меншими руйнуваннями природи.
Орієнтоване даної концептуальної схеми вивчення конкретного історичного матеріалу дозволило виявити общезначимую залежність між розвитком інструментального та гуманітарного інтелекту - закон техно-гуманітарного балансу (або закон еволюційних кореляцій): чим вище потенціал виробничих і бойових технологій, тим більш досконалі засоби стримування агресії необхідні для виживання суспільства. Зі збільшенням диспропорцій між "силою" і "мудрістю" культури починається чергова фаза екологічної та геополітичної експансії, що супроводжується відповідною психологією та ідеологією. У минулому така фаза найчастіше завершувалася надлому і загибеллю соціального організму, який підірвав природні і (або) організаційні основи власного існування. Це реальне обставина, иллюстрируемое численними історичними прикладами, підживлює характерні для ретроградного романтизму сучасних екологів настрої технофобії, а також концепцію замкнутих цивілізаційних циклів, які позбавляють людство єдиної історії і еволюційної перспективи. Між тим закон техно-гуманітарного балансу, побудований на більш масштабних тимчасових і зіставно-культурних узагальненнях, враховує також історичні епізоди принципово іншого змісту і в цілому робить картину не настільки безвихідною. У ряді випадків, коли антропогенний криза охоплював великий, соціально насичений регіон, його мешканцям вдавалося знайти кардинальний вихід з глухого кута, гідно відповівши на історичний "виклик", обумовлений наслідками діяльності попередніх поколінь. Такі епізоди ставали переломними віхами в розвитку загальнолюдської культури: зростали питома продуктивність виробництва (обсяг корисного продукту на одиницю руйнувань), інформаційний обсяг індивідуального й соціального інтелекту; розширювалися організаційні зв'язки; удосконалювалися мораль, право, прийоми міжгрупової та внутрішньогрупової компромісу. У цілому цивілізація на нашій планеті до цих пір жива завдяки тому, що люди, стаючи сильніше і прориваючись крізь горнило драматичних криз, в кінцевому рахунку ставали і мудрішими. Передові культури людства з кожним разом виробляли всі більш ефективні прийоми господарювання, організації та соціального мислення, адаптуючись до зростаючого технологічному могутності. Синергетика ставить акцент на имманентном характер протиріч між суспільством і природою, тимчасова стабілізація відносин між якими забезпечується насамперед балансом параметрів культурного розвитку і систематично порушується активністю самого суспільства. При такій зміні акцентів у сферу уваги і потрапляють переважно антропогенні кризи, найбільш продуктивні з еволюційної точки зору і найбільш численні в наш час. Синергетична модель розвитку дозволяє в новому ракурсі дивитися передісторію і зміст сучасної глобальної кризи, що представляє собою характерний вираз закону техно-гуманітарного балансу (нерозмірність вироблених попереднім історичним досвідом ціннісно-нормативних регуляторів готівкового технологічного потенціалу), а також перспективи вирішення найбільш гострих проблем і ймовірну ціну, яку доведеться за це платити. Аналізуючи динаміку організаційних зв'язків у складних розвиваються системах, вітчизняний вчений Є. Сєдов довів, що ефективне зростання різноманіття на верхньому рівні структурної ієрархії завжди оплачується обмеженням різноманітності на попередніх рівнях, і навпаки - зростання різноманіття на нижчому рівні обертається руйнуванням вищих рівнів. Оскільки сказане відноситься до систем будь-якого типу: природним, соціоприродних, соціальним, семіотичним, духовним, - закон ієрархічних компенсацій (закон Сєдова) набуває загальнонаукове значення. Він вирішальним чином доповнює закон необхідної різноманітності, сформульований У.Р. Ешбі в 50-х роках ХХ століття, і продуктивно завершує багатовікової суперечка філософів, соціологів, етикою (починаючи, як мінімум, з Анаксагора і Емпедокла) про те, пов'язане чи поступальний розвиток зі зростанням чи, навпаки, з обмеженням розмаїття. Сьогодні вже неможливо серйозно обговорювати перспективи та стратегії соціального розвитку, ігноруючи цю нетривіальну залежність. Так, вона змушує зрозуміти, що дорогий, але необхідної ціною за зростання культурного розмаїття стає, по - перше, обмеження споконвічного різноманіття живої природи, по - друге, гомогенізація глибинних смислових пластів етнічних, регіональних, релігійних та інших макрогруппових культур. Отже, екологам доведеться примиритися з неминучим скороченням видового складу природного середовища, залученої в соціальну життєдіяльність, з її подальше "стилізацією" і "семіотизація" і замість нагнітання паніки з цього приводу уважно відстежувати і контролювати перебіг процесу. Культурологам ж варто звернути увагу на те, що збереження історичної самобутності кожної культури - завдання, по видимості, благородна, але нереалістична і, будучи зрозуміла буквально, яка загрожує небезпечними наслідками. Дійсно, всі традиційні духовні культури і релігії формувалися в контексті інших, не порівнянних з нинішніми, інструментальних можливостей, відповідали вимогам свого історичного часу і, звичайно, трансформувалися в міру зміни цих вимог. Останні ж, до недавнього часу, складалися головним чином у тому, щоб впорядковувати соціальне насильство, перешкоджати його хаотизації, так як історія ще не поставила перед людством більш радикальну завдання - усунути насильство з політичної арени. Тому кожна культура більш-менш жорстко ділила людей на чужих і своїх, і, як правило, включала в якості стрижневого компонента образи героїв, богатирів і воїнів, які систематично мобілізовували для натхнення нових бійців. Планетарна цивілізація, опанувала безприкладним технологічним потенціалом, зможе уникнути самознищення на черговому крутому витку еволюції тільки в тому випадку, якщо люди і цього разу встигнуть своєчасно вдосконалити систему базових цінностей, норм та механізмів самоорганізації у відповідності з новими вимогами історії. Це передбачає, зокрема, що розмаїтість макрогруппових культур, самоорганізованих за моделлю "вони - ми", буде виходити нанівець, трансформуючись у зростаюче розмаїття мікрогрупповой та індивідуальних культур. Даному процесу можуть сприяти розвиток та широке розповсюдження комп'ютерних мереж, які звільняють людські контакти від просторових залежностей, перетворять зміст товарно-вартісних відносин (послідовно підвищуючи питома вага інформаційної складової), розмивають державні, митні та інші кордону і тим самим перетворює на анахронізм саме існування державних , національних та інших макрообразованій.

Висновок

З усього вищесказаного можна зробити наступні висновки:
Синергетика як молода і розвивається наука займається вивченням систем, що складаються з великого числа частин, компонент або підсистем, деталей, складним чином взаємодіють між собою. Слово "синергетика" означає "спільна дія", підкреслюючи узгодженість функціонування частин, що відбивається в поведінці системи як цілого.
Творцем синергетичного напрямки і винахідником терміну "синергетика" є професор Штутгартського університету і директор Інституту теоретичної фізики і синергетики Герман Хакен.
Предметом вивчення синергетики є складні системи, що самоорганізуються. Система називається самоорганізується, якщо вона без специфічного впливу ззовні знаходить яку - то просторову, часову або функціональну структуру. Основними властивостями самоорганізуються є відкритість, нелінійність, дисипативних.
Як молода, що розвивається наука синергетика запропонувала нові методологічні підходи до моделювання розвитку складних систем.
Поширення синергетичної парадигми стало одним із потужних факторів, що забезпечують стирання кордонів між природознавством і суспільствознавством та побудову універсальної еволюційної картини світу. При цьому характерна для класичної науки стратегія редукціонізму - інтерпретація еволюційно вищих форм взаємодії за аналогією з нижчими - доповнюється і частково знімається протилежної стратегією елеваціонізма (від лат. Elevatio - зведення): евристичні аналогією поширюються згори вниз, і найпростіші взаємодії розглядаються крізь призму їх еволюційних перспектив .
Синергетика може бути використана як основа міждисциплінарного синтезу знання, як основа для діалогу природничих і гуманітарних наук, для крос - дисциплінарної комунікації, діалогу і синтезу науки і мистецтва, діалогу науки і релігії, Заходу і Сходу (західного і східного світорозуміння) і т.д . Синергетика може забезпечити нову методологію розуміння шляхів еволюції соціальних систем, причин еволюційних криз, погроз катастроф, надійності прогнозів і принципових меж передбачуваності в екології, економіці, соціології, геополітиці і т.д. Синергетика дає знання про конструктивні принципи коеволюції складних систем, що знаходяться на різних стадіях розвитку. Синергетика відкриває принципи нелінійного синтезу: наявність різних, але не яких завгодно, способів об'єднання структур в одну складну структуру; значення правильної топології, "конфігурації" об'єднання простого в складне; об'єднання структур як різних темпоміров; можливість - при правильній топології об'єднання - значної економії матеріальних і духовних витрат і прискорення еволюції цілого.

Список використаної літератури

1. Капіца С.П., Курдюмов С.П. Синергетика і прогнози майбутнього. М., 1997.
2. Князєва О.М., Курдюмов С.П. Закони еволюції і самоорганізації складних систем. М., 2004.
3. Концепції самоорганізації: становлення нового способу наукового мислення. М., 2004.
4. Найдиш В.М. Концепції сучасного природознавства. М., 2009.
5. Ніколіс Г., Пригожин І. Пізнання складного. М., 2000.
6. Пригожин І., Стенгерс І. Порядок з хаосу. М., 1986.
7. Пригожин І. Від існуючого до виникає. М., 1985.
8. Хакен Г. Синергетика. М., 1980.
Додати в блог або на сайт

Цей текст може містити помилки.

Біологія | Курсова
98.6кб. | скачати


Схожі роботи:
Синергетика як природна наука про структурні перетворення у відкритій дисипативної нелінійної
Структурні та інституційні перетворення в державах учас
Структурні та інституційні перетворення в державах-учасницях СНД після розпаду СРСР
Катодне осадження анодне розчинення сплаву залізо нікель і структурні перетворення в електролітах
Фазові і структурні перетворення під час термічної обробки сталей 5ХНМ та ШХ15
Катодне осадження анодне розчинення сплаву залізо-нікель і структурні перетворення в електролітах
Кібернетика і синергетика науки про самоорганізованих системах
Нотатки про структурні трансформаціях
Порівняльна характеристика перетворення турботи про потомство у філогенезі
© Усі права захищені
написати до нас
Рейтинг@Mail.ru