Синергетика

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Перейти к: навигация, поиск
У этого термина существуют и другие значения, см. Синергетика (значения).

Синергетика (от греч. син — «совместное» и эргос — «действие») — междисциплинарное направление научных исследований, задачей которого является изучение природных явлений и процессов на основе принципов самоорганизации систем (состоящих из подсистем). «...наука, занимающаяся изучением процессов самоорганизации и возникновения, поддержания, устойчивости и распада структур самой различной природы...»[1].

Синергетика изначально представлялась как междисциплинарный подход, так как принципы, управляющие процессами самоорганизации, одни и те же безотносительно природы систем.

Основное понятие синергетики — определение структуры как состояния, возникающего в результате поведения многоэлементной или многофакторной среды, не демонстрирующей стремления к усреднению термодинамического типа.

В отдельных случаях образование структур имеет волновой характер и иногда называется автоволновыми процессами (по аналогии с автоколебаниями).

Содержание

[править] История исследований

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

Улам С., много работавший с ЭВМ, в 1964 году в своей книге «Нерешенные математические задачи» (М.: Наука) высоко оценил синергию — непрерывное сотрудничество между машиной и ее оператором, осуществляемого за счёт вывода информации на дисплей.

Поняв ограниченные возможности как аналитического, так и численного подхода к решению нелинейных задач, И. Забуский в 1967 году пришел к выводу о необходимости единого синергетического подхода, понимая под этим «...совместное использование обычного анализа и численной машинной математики для получения решений разумно поставленных вопросов математического и физического содержания системы уравнений»[2].

Определение термина «синергетика», близкое к современному пониманию, ввёл Герман Хакен в 1977 году в своей книге «Синергетика».

[править] Области исследований

Область исследований синергетики до сих пор до конца не определена, так как предмет её интересов лежит среди различных дисциплин, а основные методы синергетики взяты из нелинейной неравновесной термодинамики. Существуют несколько школ, в рамках которых развивается синергетический подход:

  1. Брюссельская школа Ильи Пригожина, в русле которой разрабатывалась теория диссипативных систем, раскрывались исторические предпосылки и мировоззренческие основания теории самоорганизации.
  2. Школа Г. Хакена, профессора Института синергетики и теоретической физики в Штутгарте. Он объединил большую группу учёных вокруг шпрингеровской серии книг по синергетике, в рамках которой к настоящему времени увидели свет более 60 томов.
  3. Математический аппарат теории катастроф для описания синергетических процессов разработан российским математиком В. И. Арнольдом и французским математиком Рене Тома.
  4. В рамках школы академика А. А. Самарского, члена-корреспондента РАН С. П. Курдюмова разрабатана теория самоорганизации на базе математических моделей и вычислительного эксперимента (включая теорию развития в режиме с обострением). В России вклад в развитие синергетики внесли академик Н. Н. Моисеев — идеи универсального эволюционизма и коэволюции человека и природ.
  5. Синергетический подход в биофизике развивается в трудах членов-корреспондентов РАН М. В. Волькенштейна и Д. С. Чернавского.
  6. Синергетический подход в теоретической истории развивается в работах Д. С. Чернавского, Г.Г.Малинецкого, Л.И.Бородкина, С.П.Капицы, С.Ю.Малкова, А.В.Коротаева, П.В.Турчина и др.

Постепенно предмет синергетики распределился между различными направлениями:

  • теория детерминированного хаоса исследует хаотические явления, возникающие в результате детерминированных процессов (в отсутствие случайных шумов);
  • теория фракталов занимается изучением сложных самоподобных структур, часто возникающих в результате самоорганизации, процесс самоорганизации также может быть фрактальным;
  • лингвистическая синергетика и прогностика.

[править] Синергетический подход в современном познании, основные принципы

  • Наука имеет дело с системами разных уровней организации, связь между ними осуществляется через хаос
  • Когда системы объединяются, целое не равно сумме частей
  • Общее всех для всех систем: спонтанное образование, изменения на макроскопическом уровне, возникновение новых качеств, этап самоорганизации. При переходе от неупорядоченного состояния к состоянию порядка все системы ведут себя одинаково
  • Неравновесность в системе является источником появления новой организации (порядка)
  • Системы всегда открыты и обмениваются энергией с внешней средой
  • Процессы локальной упорядоченности совершаются за счет притока энергии извне
  • В сильно неравновесных условиях системы начинают воспринимать те факторы, которые они бы не восприняли в более равновесном состоянии
  • В неравновесных условиях независимость элементов уступает место корпоративному поведению
  • Вдали от равновесия согласованность поведения элементов возрастает. В равновесии молекула видит только своих соседей, вдали равновесия – видит всю систему целиком. Примеры: костная материя - коммуникация посредством сигналов, работа головного мозга.
  • В условиях, далеких от равновесия, в системах действуют бифуркационные механизмы – наличие точек раздвоения продолжения развития. Варианты развития системы практически не предсказуемы

[править] Псевдосинергетика

Наблюдаются случаи использования терминологии синергетики для придания веса псевдонаучным изысканиям[3].

[править] Примечания

  1. ↑ Данилов Ю.А., Кадомцев Б.Б. Что такое синергетика?//Нелинейные волны. Самоорганизация — М., Наука, 1983.
  2. ↑ Забуский И. Nonlinear partial differential equations — N. Y.: Acad. press, 1967, c. 223
  3. ↑ (Губин В. Б. Сб. «О методологии лженауки». - М. ПАИМС, 2004


[править] Литература

  • Аршинов В. И. Синергетика как феномен постнеклассической науки. М., 1999.
  • История и синергетика: Методология исследования. – М.: КомКнига, 2005. – 184 с. ISBN 5484002389
  • История и синергетика: Математическое моделирование социальной динамики. – М.: КомКнига, 2005. – 192 с. ISBN 5484002397
  • История и математика: Анализ и моделирование социально-исторических процессов. М.: КомКнига, 2007. С.8-48.
  • Буданов В. Г. Методология синергетики в постнеклассической науке и в образовании. - М.: ЛКИ, 2007. - 232 с. ISBN 978-5-382-00200-2
  • Капица С. П., Курдюмов С. П., Малинецкий Г. Г. Синергетика и прогнозы будущего. М., 1997.
  • Князева Е.Н., Курдюмов С.П. Законы эволюции и самоорганизации сложных систем. М.: Наука, 1994. 236 с.
  • Князева Е.Н., Курдюмов С.П. Основания синергетики: Режимы с обострением, самоорганизация, темпомиры. СПб.: Алетейя, 2002. 414 с.
  • Князева Е.Н., Курдюмов С.П. Основания синергетики. Синергетическое мировидение. М.: КомКнига, 2005. 240 с.
  • Князева Е.Н., Курдюмов С.П. Основания синергетики. Человек, конструирующий себя и свое будущее. М.: КомКнига, 2006. 232 с.
  • Князева Е.Н., Курдюмов С.П. Синергетика: нелинейность времени и ландшафты коэволюции. М.: УРСС, 2007.
  • Хакен Г. Синергетика. М., 1985.

[править] См. также

[править] Ссылки

 
Личные инструменты
На других языках