- •Лекция 22 эволюционно-синергетическая парадигма
- •1. Динамический хаос
- •2. Концепция самоорганизации в науке
- •3. Необходимые условия самоорганизации
- •Система должна быть открытой
- •Второе условие самоорганизации:
- •Система должна быть неравновесной
- •Третье необходимое условием самоорганизации:
- •Система должна быть нелинейной
- •Линейная система отличается тем, что ее реакция на несколько одновременных воздействий равна сумме реакций на каждое воздействие по отдельности
- •Нелинейные системы способны качественно изменять свое поведение при количественном изменении воздействия.
- •4. Бифуркации и управляющие параметры
- •1. По мере приближения к точке бифуркации флуктуации в системе
- •Нарастают;
- •2. Элементы возникающей в точке бифуркации упорядоченной структуры формируются из флуктуаций, случайно возникших до точки бифуркации.
2. Концепция самоорганизации в науке
На предыдущих лекциях при рассмотрении самых различных вопросов из разных областей естествознания мы не раз обращались к понятию самоорганизация, которое неразрывно связано с понятием эволюции систем. Теперь возникает следующая проблема: каковы механизмы самоорганизации этих систем? Концепция самоорганизации в настоящее время приобретает все большее значения, становясь парадигмой исследования обширного класса систем и процессов, происходящих в них. В 70-х годах 20-го века возникло новое междисциплинарное научное направление – синергетика, которая изучает механизмы самоорганизации и развития. Областью ее исследований является изучение эволюции различных структур, относительная устойчивость которых поддерживается благодаря притоку энергии и вещества извне. В основе синергетики лежит, среди прочих, важное утверждение о том, что материальные системы могут быть закрытыми и закрытыми, равновесными и неравновесными, устойчивыми и неустойчивыми, линейными и нелинейными, статическими и динамическими. Принципиальная же возможность процессов самоорганизации обусловлена тем, что в целом все живые и неживые, природные и общественные системы являются открытыми, неравновесными, нелинейными.
Таким образом, синергетика – это междисциплинарное направление научных исследований, предмет которого — общие закономерности самоорганизации в природных и социальных системах.
Синергетика рассматривает системы самой разнообразной природы: физические, химические, биологические, социальные, процессы самоорганизации в которых, как выяснилось, описываются одними и теми же математическими моделями и, следовательно, подчиняются универсальным закономерностям.
Возникновение синергетики связано, в основном, с именами И. Пригожина - бельгийского физика и химика И.Пригожина, лауреата Нобелевской премии 1977 г., немецкого физика Г.Хакена, другого немецкого ученого М. Эйгена, а также наших отечественных ученых Б. Белоусова и Жаботинского.
И.Пригожин, разрабатывая современную термодинамику необратимых процессов (неравновесную термодинамику) открыл явление образования упорядоченных структур из хаотического, неупорядоченного состояния системы, т.е. самоорганизацию и сформулировал теорему о минимуме производства энтропии в стационарном неравновесном состоянии. К своим идеям он пришел, анализируя специфические химические реакции, которые впервые экспериментально были изучены Б. Белоусовым и А. Жаботинским. И. Пригожин со своими сотрудниками И.Стенгерс, Г.Николисом построили математическую модель таких реакций, а также показали, что в сильно неравновесных условиях может совершаться переход от беспорядка, теплового хаоса к порядку, организованности.
Г. Хакен, изучая процессы самоорганизации, происходящие в лазере, пришел к выводу, что главной особенностью процесса самоорганизации в любой системе является возникновение согласованного, кооперативного поведения большого числа ее элементарных подсистем. Он-то и назвал новое направление исследований синергетикой, что в переводе с греческого означает совместное действие, или взаимодействие, и хорошо передает смысл и цель нового подхода к изучению явлений.
М.Эйген доказал, что открытый Ч. Дарвином принцип отбора справедлив и на микроуровне, а генезиз (происхождение жизни есть результат процесса отбора, происходящего на молекулярном уровне. Он показал, что сложные органические структуры с адаптационными характеристиками возникают благодаря эволюционному процессу отбора на основе автокатализа.