Атомистические представления древних философов в механистической картине мира. Г.Хакен, И.Пригожин – создатели синергетики

Министерство образования и науки РФ

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ УПРАВЛЕНИЯ И ЭКОНОМИКИ

 

 

 

 

Факультет Менеджмента, экономики и сервиса

Кафедра Экономики и менеджмента

 

 

 

 

 

 

 

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

 

 

По дисциплине: Концепции современного естествознания

                       

Тема: «Атомистические представления древних философов в механистической картине мира. Г.Хакен, И.Пригожин – создатели синергетики ».

 

                                                                     

                                    

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                   2013

Содержание

 

 

ВВЕДЕНИЕ

Основу механической картины мира составил атомизм — теория, которая весь мир, включая человека, рассматривала как совокупность огромного числа неделимых материальных частиц — атомов. Они перемещались в пространстве и времени в соответствии с немногими законами механики. Материя — это вещество, состоящее из мельчайших, неделимых, абсолютно твердых движущихся частиц (атомов). Это и есть корпускулярное представление о материи.

Начиная с 70-х годов нашего века бурно развивается направление, называемое «синергетикой», в фокусе внимания которого оказываются сложные системы с самоорганизующимися процессами, системы, в которых эволюция протекает от хаоса к порядку, от симметрии к все возрастающей сложности.

Синергетика, возникнув как физическая теория (в термодинамике), она сейчас дает возможность по-новому взглянуть на классические, традиционные проблемы познания истории и законов жизни общества. Будучи изучением законов коэволюции (совместного развития) сложных систем, она в самой своей сути содержит необходимость выработать понимание взаимодействия и создать условия для сосуществования самых различных форм знания. Этот новый взгляд на мир открывает нам колоссальную избирательность сложных форм (будь то молекула, живое существо, общество и т. д.). Сложное, как оказывается, существует в очень узком диапазоне условий. Причем в закрытых системах хаос побеждает, но мир — это система открытия.

Синергетика может успешно служить для моделирования многих процессов социальной жизни — демографических, геополитических, социально-экономических и др.

Данная научная теория позволяет и даже заставляет по-новому оценивать необходимость и действующие тенденции к интеграции естественнонаучного и социогуманитарного познания.

 

1. Атомистические представления древних философов в механистической картине мира.

Левкипп (V в. до н. э.) и его ученик Демокрит (V в. до н. э.), а также их последователи уже в более поздний период — Эпикур (370—270 гг. до н. э.) и Тит Лукреций Кара (I в. н. э.) — создали учение об атомах.

Выдающимся представителем новой натурфилософской идеологии атомизма был Демокрит (ок. 460-370 гг. до н.э.). Основные принципы его атомистического учения можно свести к следующим положениям.

1. Вся Вселенная состоит из мельчайших материальных частиц — атомов и незаполненного пространства — пустоты. Наличие последней является обязательным условием для осуществления перемещения атомов в пространстве.
2. Атомы неуничтожимы, вечны, а потому и вся Вселенная, из них состоящая, существует вечно.
3. Атомы представляют собой мельчайшие, неизменные, непроницаемые и абсолютно неделимые частицы — последние, образно говоря, «кирпичики мироздания».
4. Атомы находятся в постоянном движении, изменяют свое положение в пространстве.
5. Различаются атомы по форме и величине. Но все они настолько малы, что недоступны для восприятия органами чувств человека. Форма их может быть весьма разнообразной. Самые малые атомы имеют, например, сферическую форму. Это, по выражению Демокрита «атомы души и человеческой мысли».
6. Все предметы материального мира образуются из атомов различных форм и различного порядка их сочетаний (подобно тому, как слова образуются из букв).

Представляет интерес учение Демокрита о строении Вселенной. Из атомов, считал он, образуются не только окружающие нас предметы, но и целые миры, которых во Вселенной бесчисленное множество. При этом одни миры еще только формируются, другие — находятся в расцвете, а третьи уже разрушаются. Новые тела и миры возникают от сложения атомов. Уничтожаются они от разложения на атомы.

«Люди, — утверждал Демокрит, — измыслили себе образ случая, чтобы пользоваться им как предлогом, прикрывающим их собственную нерассудительность».

Идеи атомистики получили свое развитие в учении Эпикура (341-270 гг. до н.э.). Эпикур разделял точку зрения Демокрита, согласно которой мир состоит из атомов и пустоты, а все существующее во Вселенной возникает в результате соединения атомов в различных комбинациях.

Вместе с тем Эпикур внес в описание атомов, сделанное Демокритом, некоторые поправки:

1.Древние атомисты выделяли  как существенные характеристики  атома - фигуру, порядок и позицию. У Эпикура - это фигура, вес и  величина. Различия атомов по  форме чисто количественные, этого  достаточно для объяснения существования многообразия вещей. Формы атомов различны и множественны, но разнообразие форм не бесконечно, хотя число атомов бесконечно.

2.Согласно Эпикуру, все  атомы физически и онтологически  неделимы. Однако атомы имеют  объём и величину, значит они  должны иметь части. Эти части  выделяются лишь логически, структурно  же атом неделим.

3.Эпикур понимает движение  атомов не как равное во  всех направлениях, для него движение - это падение вниз, в бесконечное  пространство, под действием тяжести  атомов. Мышление есть наибыстрейшее  движение. Атомы падают в бесконечности  не по параллельным траекториям. Для обоснования этого Эпикур  вводит теорию отклонения, “деклинации”  атомов, согласно которой атомы  могут отклоняться от прямой  линии падения и встречаться  с другими атомами. Это отклонение  не связано с законом, это чистая  случайность, слепая стихия.

Но самое главное в атомистическом учении Эпикура — это попытка найти какие-то внутренние источники жизни атомов. Он высказал мысль, что изменение направления их движения может быть обусловлено причинами, содержащимися внутри самих атомов. Это был шаг вперед по сравнению с Демокритом, в учении которого атом непроницаем, не имеет внутри себя никакого движения, никакой жизни.

Эпикур и Лукреций, продолжая учение Левкиппа и Демокрита об атомах и пустоте, утверждали, что все в природе материально, как материальны и все свойства неживых и живых тел. Они считали, что безграничность числа атомов и их сочетаний обусловливает и безграничность миров во Вселенной.

2. __ 
   Г.Хакен, И.Пригожин – создатели синергетики.

Синергетика (кооперативность, сотрудничество, взаимодействие различных элементов системы) — по определению ее создателя Г. Хакена, занимается изучением систем, состоящих из многих подсистем самой различной природы, таких, как атомы, молекулы, клетки, механические элементы, органы, животные и даже люди. Это наука о самоорганизации простых систем, о превращении хаоса в порядок.

Основная идея синергетики — идея о принципиальной возможности спонтанного возникновения порядка и организации из беспорядка и хаоса в результате процесса самоорганизации. Это происходит при возникновении положительной обратной связи между системой и окружающей средой. Иными словами, под воздействием внешней среды внутри системы возникают полезные изменения, которые постепенно накапливаются, а затем кардинально меняют эту систему, превращая ее в другую, более сложную и высокоорганизованную.

Воздействию окружающей среды могут подвергаться сразу несколько однотипных систем, но в силу различных флуктуаций (отклонений) они могут формировать разные обратные связи, порождать разные ответные реакции, далеко не все из которых могут привести к самоорганизации системы. Можно сказать, что между системами идет своеобразная конкуренция, отбор того типа поведения, такой обратной связи, которая позволяет выжить в условиях конкуренции. Как замечает сам Хакен, это приводит нас в определенном смысле к обобщенному дарвинизму, действие которого распространяется не только на органический мир, но и на неживую природу, а также на социальные системы.

Синергетика претендует на открытие универсального механизма самоорганизации. Однако объектом синергетики независимо от его природы могут быть только те системы, которые удовлетворяют определенным требованиям. Такими требованиями, в частности, являются открытость, существенная неравновесность и выход из критического состояния скачком, в процессе фазового перехода.

Открытость — важнейшее свойство самоорганизующихся систем, которые постоянно обмениваются веществом, энергией и информацией с окружающей средой. Именно открытость является причиной неравновесности систем. Если закрытые системы, для которых и были сформулированы начала классической термодинамики, неизбежно стремятся к однородному равновесному состоянию — состоянию термодинамического равновесия, то открытые системы меняются, причем необратимо, в них важным оказывается фактор времени.

При определенных условиях и значениях параметров, характеризующих систему и изменяющихся под воздействием изменений окружающей среды, система переходит в состояние существенной неравновесности — критическое состояние, сопровождаемое потерей устойчивости. Ведь любая система остается сама собой только в определенных рамках. Так, вода остается водой только при температуре от 0 до 100°С при нормальном атмосферном давлении, за границами этих условий она превращается в лед или пар. Естественно, что существование социальной или биологической системы будет зависеть от иных условий, чем функционирование физических или химических систем. Но такие важнейшие показатели, от которых зависит само существование систем, есть всегда. Они называются управляющими параметрами системы.

Из критического состояния существенной неравновесности системы всегда выходят скачком. Скачок — это крайне нелинейный процесс, при котором даже малые изменения управляющих параметров системы вызывают ее переход в новое качество. Например, при снижении температуры воды до определенного значения она скачкообразно превращается в лед. Около критической точки перехода достаточно изменить температуру воды (управляющий параметр) на доли градуса, чтобы вызвать ее практически мгновенное превращение в твердое тело.

Итак, самоорганизующиеся системы обретают присущие им структуры или функции без какого бы то ни было вмешательства извне. Обычно они состоят из большого числа подсистем. При изменении управляющих параметров в системе образуются качественно новые структуры. При этом системы переходят из однородного, недифференцированного состояния покоя в неоднородное, но хорошо упорядоченное состояние или в одно из нескольких возможных состояний.

Важно, что этими системами можно управлять, изменяя действующие на них внешние факторы. Поток энергии, вещества или информации уводит физическую, химическую, биологическую или социальную систему далеко от состояния термодинамического равновесия. Изменяя температуру, уровень радиации, давление и т.д., мы можем управлять системами извне.

Самоорганизующиеся системы способны сохранять внутреннюю устойчивость при воздействии внешней среды, они находят способы самосохранения, чтобы не разрушаться и даже улучшать свою структуру.

Несколько иной аспект имеет неравновесная термодинамика И. Пригожина. В созданной им науке он поставил задачу доказать, что неравновесие может быть причиной порядка. Новая термодинамика стала способна отражать скачкообразные процессы. Чтобы система могла не только поддерживать, но и создавать упорядоченность из хаоса, она непременно должна быть открытой и иметь приток вещества, энергии и информации извне. Именно такие системы названы Пригожиным диссипативными.

Диссипативность — это особое динамическое состояние, когда из-за процессов, протекающих с элементами неравновесной системы, на уровне всей системы проявляются качественно новые свойства и процессы. Благодаря диссипативности в неравновесных системах могут спонтанно возникать новые структуры, происходить переход к порядку из хаоса.

В ходе своего развития диссипативные системы проходят два этапа:

1) период плавного эволюционного  развития с хорошо предсказуемыми  линейными изменениями, подводящими  в итоге систему к некоторому  неустойчивому критическому состоянию;

2) скачок, одномоментно переводящий  систему в новое устойчивое  состояние с более высокой  степенью сложности и упорядоченности.

Особое внимание неравновесная термодинамика уделяет фазе скачка, являющейся разрешением возникшей кризисной ситуации и характеризующейся критическими значениями управляющих параметров системы. Пригожин трактует такой переход как приспособление диссипативной системы к изменившимся внешним условиям, чем обеспечивается ее выживание. Это и есть акт самоорганизации.

Очень важно отметить, что переход диссипативной системы из критического состояния в новое устойчивое состояние неоднозначен. Сложные неравновесные системы имеют возможность перейти из неустойчивого положения в одно из нескольких возможных устойчивых состояний. В какое именно из них совершится переход — дело случая. Это связано с тем, что в системе, пребывающей в критическом состоянии, развиваются сильные флуктуации. Под действием одной из них и происходит скачок в конкретное устойчивое состояние. Поскольку флуктуации случайны, то и «выбор» конечного состояния оказывается случайным. Но после совершения перехода назад возврата нет.

Скачок носит одноразовый и необратимый характер.

Критическое значение параметров системы, при которых возможен неоднозначный переход в новое состояние, называют точкой бифуркации. Обнаружение феномена бифуркации, как считает Пригожин, ввело в физику элемент исторического подхода, смогло доказать необратимость времени. При протекании самоорганизации в явном виде обнаруживается «стрела времени» — однонаправленность времени от прошлого к будущему. Классическая термодинамика доказывала необратимость времени, используя второе начало термодинамики. Необратимый процесс возрастания энтропии всегда идет от прошлого к будущему. Тем не менее, в классической механике возможность обращения времени была не исключена. Так, поменяв в уравнениях «плюс» на «минус» перед временем и скоростью, можно получить описание движения данного тела по пройденному пути в обратном направлении. Конечно, весь наш опыт убеждал в невозможности повернуть время вспять, однако теоретически такая возможность оставалась.