Синергетика - теория самоорганизации

Российская  академия государственной  службы при Президенте

Российской  Федерации 

СЕВЕРО-ЗАПАДНАЯ АКАДЕМИЯ ГОСУДАРСТВЕННОЙ  СЛУЖБЫ 
 
 

      КАФЕДРА

      [Философии] 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

      Реферат по курсу «Концепция современного естествознания».

      на  тему: «СИНЕРГЕТИКА – ТЕОРИЯ САМООРГАНИЗАЦИИ». 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Выполнил:

студент 3 курса

Специальность ГиМУ

900 поток

    Трусов  С. М. 

    Проверила:

    доцент

    Ивашковская Т. В. 
 
 
 

Санкт-Петербург, 2011 г.

     План: 

     1. Введение……………………………………………………..….…..…...3

     2. Основная часть.

     2.1 Ключевые положения синергетики…………………………………...6

     2.2 Пути формирования синергетики……………………………………17

     3. Заключение…………………………………………………….………21

     Библиографический список……………………………………….…...24

 

1. Введение

 

     Синергетика – современная теория самоорганизующихся систем, основанная на принципах целостности мира, общности закономерностей развития всех уровней материальной и духовной организации; нелинейности (многовариантности, альтернативности) и необратимости, глубинной взаимосвязи хаоса и порядка, случайности и необходимости.

     Почему  целое может обладать свойствами, которыми не обладает ни одна из его  частей? В чем человек видит  сложность окружающего его мира? Почему, зная фундаментальные физические законы, мы не можем предсказывать  поведение простейших биологических  объектов? Как согласовать следующую из классической термодинамики тенденцию к установлению равновесия с переходом от простого к сложному, от низшего к высшему, который мы видим в ходе биологической эволюции?

     Перечисленные вопросы еще совсем недавно можно  было бы смело назвать общефилософскими и отнести к той науке, которые  представляет собой учение об общих  принципах пребывания человека в  мире, взаимодействия человека с миром  и его преобразования – а наукой этой является философия.

     И, на самом деле, не более как полтора  десятилетия назад эти вопросы  специалисты относили к компетенции  философии. Сейчас же они встают в  конкретном контексте физических, химических, биологических задач. В их решении  все больше помогает теория самоорганизации, или синергетика (от греческого synergeia – совместное действие).

     Почему, однако, общефилософские вопросы  вдруг стали предметом рассмотрения теории синергетики и почему в  этом возникла необходимость?

     Что стало причиной возникновения науки  самоорганизации, какие причины  привели к возникновению этой науки, чем отличается взгляд на мир  этой науки от представлений, выработанных раньше? Попробуем ответить на эти  вопросы.

     Очевидно, что системы, существующие в природе, безусловно, не похожи на те, которые  созданы человеком и существенно  отличаются от них.

       Для систем, существующих в естественной  природной среде, характерны устойчивость относительно внешних воздействий, возможность к самоусложнению, развитию, росту, самообновляемость и согласованность всех составных частей. Для систем же, являющихся творением рук человеческих, свойственны такие черты, как резкое ухудшение функционирования даже при сравнительно небольшом изменении внешних воздействий или ошибках в управлении.

     При этом сам собой напрашивается  вывод: нужно позаимствовать опыт построения организации, накопленный природой, и использовать его в нашей  деятельности. Отсюда вытекает одна из задач синергетики: выяснение законов построения организации, возникновения упорядоченности. В отличие от кибернетики здесь акцент делается не на процессах управления и обмена информацией, а на принципах построения организации, ее возникновении, развитии и самоусложнении.

           При решении задач  в самых разных областях от физики и химии до экономики и экологии, создание и сохранение организации, формирование упорядоченности является либо целью деятельности, либо ее важным этапом. Покажем это на следующих  примерах.

     Первый  – задачи, связанные с управляемым  термоядерным синтезом. В большинстве  проектов самый важный момент –  создание необходимой пространственной или пространственно-временной упорядоченности.

           Другой пример –  формирование научных коллективов, где активная творческая работа большинства  сотрудников должна сочетаться с  возможностью совместно решать крупные  задачи. Такой коллектив должен быть устойчив и быстро реагировать на все новое. Какова же оптимальная  организация, позволяющая добиваться этого?

           Данный вопрос особенно остро стоит при исследованиях  таких глобальных проблем, как энергетические, экологические и многие другие проблемы, которые требуют привлечения огромных ресурсов. И здесь нет возможности искать ответ методом проб и ошибок, а «навязать» системе необходимое поведение очень трудно. Гораздо разумнее действовать, опираясь на знание внутренних свойств системы, законов ее развития. В такой ситуации значение законов самоорганизации, формирования упорядоченности в биологических, физических и других системах трудно переоценить.

           Еще одной причиной, обусловившей создание синергетики, является необходимость при решении ряда задач науки и техники анализировать  сложные процессы различной природы, используя при этом новые математические методы.

           Классическая математическая физика (наука об исследовании математических моделей физики) имело дело с линейными  уравнениями. Формально это уравнения, в которые неизвестные входят только в первой степени. А реально  они описывают процессы, идущие одинаково  при разных внешних воздействиях.

     С увеличением интенсивности воздействия  изменения остаются количественными, новых качеств не возникает.

           Однако ученым все  чаще приходится иметь дело с явлениями, где более интенсивные внешние  воздействия приводят к качественно  новому поведению системы. Здесь  нужны нелинейные математические модели. Их анализ – дело гораздо более  сложное, но при решении многих задач  он необходим.

     Это приводит к формированию широкого фронта исследований нелинейных явлений, к  попыткам создать общие подходы, применимые ко многим системам. Именно такие подходы и применяются  в  синергетике.

           Целью данного реферата является приведение наиболее точного  определения понятия «синергетика», выделение ключевых положений и  идей этой теории, изложение основных взглядов синергетиков, а также рассмотрение путей формирования синергетики как науки.

 

2. Основная часть.

 
     

1. Ключевые  положения синергетики.

     Вопрос  о возникновении из простого сложного считается в науке одним из самых сложных. Лишь во второй половине XX в. наука стала осваивать сложные системы теоретически. В этой связи появилась особая наука, синергетика, теория самоорганизации сложных систем. Слово «синергетика» древнегреческого происхождения, в переводе на русский язык означает «сотрудничество, совместное действие».

     Как видно, лингвистический смысл слов разный, но их концептуальный смысл  одинаков, так как синергетика  – новое направление междисциплинарных  исследований, предметом которых  являются процессы самоорганизации  в открытых системах химической, биологической, физической, экологической и другой природы.

     Термин  «синергетика» ввел в научный  обиход английский физиолог Ч.С. Шеррингтон более ста лет назад. Приоритет в разработке системы понятий, описывающих механизмы самоорганизации, взаимоподобные процессы развития в мире, принадлежит немецкому физику Г. Хакену («Синергетика. Иерархия неустойчивостей в самоорганизующихся системах и устройствах»), бельгийскому ученому русского происхождения, лауреату Нобелевской премии И. Пригожину («Самоорганизация в неравновесных системах», «Философия нестабильности» и др.), российским ученым С.П. Курдюмову, М.В. Волькенштейну, Ю.А. Урманцеву и др. Предложенный Г. Хакеном, этот термин акцентирует внимание на согласованности взаимодействия частей при образовании структуры как единого целого.

     Рассмотрим  особенность синергетики как науки. В отличие от большинства новых наук, возникавших, как правило, на стыке двух ранее существовавших и характеризуемых проникновением метода одной науки в предмете другой, синергетика возникает, опираясь не на граничные, а на внутренние точки различных наук, с которыми она имеет ненулевые пересечения: в изучаемых синергетикой 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 данной науки.

           Эту особенность  синергетики 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».

           Итак, синергетика  как 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.

           Когда Г. Хакена как одного из основателей синергетики попросили назвать ключевые положения синергетики, то он перечислил их в следующем порядке:

1. «Исследуемые системы состоят из нескольких или многих одинаковых или разнородных частей, которые находятся во взаимодействии друг с другом.
2. Эти системы являются нелинейными.
3. При рассмотрении физических, химических и биологических систем речь идет об открытых системах, далеких от теплового равновесия.
4. Эти системы подвержены внутренним и внешним колебаниям.
5. Системы могут стать нестабильными.
6. Происходят качественные изменения.
7. В этих системах обнаруживаются эмерджентные (т.е. вновь возникшие) новые качества.
8. Возникают пространственные, временные, пространственно-временные или функциональные структуры.
9. Структуры могут быть упорядоченными или хаотичными.
10. Во многих случаях возможна математизация».

     В приведенных выше десяти положениях Хакену действительно удалось в весьма лаконичной форме выразить основное содержание синергетики. Для полноты картины рассмотрим это содержание.

     Хакен прежде всего подчеркивает, что части систем взаимодействуют друг с другом. Он выделяет истоки, которые приводят к образованию новых систем. Обычно рассуждают так: сложное возникает из простого, но ведь это непостижимо. Хаос есть хаос, он никак не может превратиться в порядок. Логика Хакена идет в другом направлении. Основополагающий системный фактор состоит не в хаотичности, а во взаимодействии, в динамике.