Синергетика Мир в основном состоит из сложных систем

Синергетика Мир в основном состоит из сложных систем, которые оказываются в состоянии равновесия лишь в порядке исключения. Развитие таких систем, их взаимопревращения определяются в первую очередь нелинейными, вероятностными процессами. Открытия в физике и химии явились основой для формирования нового научного направления – синергетики.

Синергетики (от греч. συν- — приставка со значением совместности и греч. ἔργον — «деятельность» ) — междисциплинарное направление науки, изучающее общие закономерности явлений и процессов в сложных неравновесных системах (физических, химических, социальных и др. ) на основе присущих им принципов самоорганизации. Термин введен немецким ученым Г. Хакеном. Среди представителей синергетического подхода выделяют также И. Пригожина, С. П. Курдюмова. СИНЕРГЕТИКА - современная теория самоорганизации, новое мировидение, связываемое с иследованием феноменов самоорганизации, нелинейности, глобальной эволюции, изучением процессов становления "порядка через хаос" (Пригожин), необратимости времени, неустойчивости как основополагающей характеристики процессов эволюции.

Существуют несколько школ, в рамках которых развивается синергетический подход: 1. Физико-химическая и математикофизическая Брюссельская школа Ильи Пригожина В русле которой формулировались первые теоремы (1947 г. ), разрабатывалась математическая теория поведения диссипативных структур , раскрывались исторические предпосылки и провозглашались мировоззренческие основания теории самоорганизации, как парадигмы универсального эволюционизма. Эта школа, основные представители которой работают теперь в США, не пользуется термином «синергетика» , а предпочитает называть разработанную ими методологию «теорией диссипативных структур» или просто «неравновесной термодинамикой» , подчёркивая преемственность своей школы пионерским работам Ларса Онзагера в области необратимых химических реакций (1931 г. ).

2. Школа нелинейной оптики, квантовой механики и статистической физики Германа Хакена В 1973 году он объединил большую группу учёных вокруг шпрингеровской серии книг по синергетике, в рамках которой к настоящему времени увидели свет 69 томов с широким спектром теоретических, прикладных и научнопопулярных работ, основанных на методологии синергетики: от физики твёрдого тела и лазерной техники и до биофизики и проблем искусственного интеллекта.

Хакен Герман (Hermann Haken, род. 12 июля 1927 г. ) — немецкий физик-теоретик, основатель синергетики. Изучал физику и математику. Получил степени доктора философии и доктора естественных наук. С 1960 г. по 1995 г. являлся профессором теоретической физики университета Штутгарта. До ноября 1997 г. был директором Института теоретической физики и синергетики университета Штутгарта. С 1995 г. является почетным профессором и возглавляет Центр синергетики в этом институте, а также ведет исследования в Центре по изучению сложных систем в университете Флориды.

". . . Центральная теорема синергетики утверждает, что поведение не только растущих, но и затухающих конфигураций однозначно определяется параметрами порядка. Отсюда следует, что и все пространственно-временное поведение. . . управляется параметрами порядка. В этом и состоит принцип подчинения в синергетике". "Все элементарные процессы в химических реакциях, - пишет Г. Хакен, - имеют квантово-механическую и, следовательно, случайную природу. Согласно нашим физическим представлениям, эти случайные события фундаментальны и не могут быть предсказаны, даже если впоследствии будет разработана более подробная теория". Но существует случайность и другого рода, продолжает свою мысль Хакен, когда решение вопроса о случайности событий "зависит от принятого нами уровня описания".

Илья Романович Пригожин (25 января 1917, Москва — 28 мая 2003, Брюссель) — бельгийский и американский физик и химик российского происхождения, лауреат Нобелевской премии по химии 1977 года, виконт Бельгии. В 1967 году в городе Остин Пригожин основал Центр по изучению сложных квантовых систем (англ. Center for Complex Quantum Systems), которым руководил до конца жизни. Доказал одну из основных теорем термодинамики неравновесных процессов — о минимуме производства энтропии в открытой системе. Ввёл (в работе «The Rediscovery of Time» ) термин «переоткрытие времени» , определяющий проблему объяснения существования явления времени. В 1982 году Пригожин становится иностранным членом Академии наук СССР. Его работы многократно переводились на русский язык. К его работам обращаются многие ученые, не только физики и химики, но и биологи, палеонтологи и математики, историки, филологи. В 1955 награжден премией Франки. В 1989 году король Бельгии пожаловал Пригожину титул виконта.

Основная масса его работ посвящена неравновесной термодинамике и статистической механике необратимых процессов. Одно из главных достижений заключалось в том, что было показано существование неравновесных термодинамических систем, которые, при определённых условиях, поглощая вещество и энергию из окружающего пространства, могут совершать качественный скачок к усложнению (диссипативные структуры). Причём такой скачок не может быть предсказан, исходя из классических законов статистики. Такие системы позже были названы его именем. Расчёт таких систем стал возможен благодаря его работам, выполненным в 1947 году. ТЕОРЕМА ПРИГОЖИНА: В стационарном состоянии продукция энтропии внутри термодинамической системы при неизменных внешних параметрах является минимальной и константной. Если система не находится в стационарном состоянии, то она будет изменяться до тех пор, пока скорость продукции энтропии, или, иначе, диссипативная функция системы не примет наименьшего значения.

Герман Хакен: Хакен Г. Синергетика. Хакен Г. Квантополевая теория твёрдого тела Хакен Г. Лазерная светодинамика Хакен Г. Принципы работы головного мозга: Синергетический подход к активности мозга, поведению и когнитивной деятельности. Хакен Г. Тайны восприятия. Синергетика как ключ к мозгу. Хакен Г. Тайны природы. Синергетика: учение о взаимодействии. И. Р. Пригожин: Пригожин И. Молекулярная теория растворов. Пригожин И. Введение в термодинамику необратимых процессов. Пригожин И. Неравновесная статистическая механика. Пригожин И. Конец определенности.

Главными посылками синергетического видения мира выступают следующие тезисы: а) Сложноорганизованные системы – развиваются самоуправляемо; б) созидающий потенциал хаоса самодостаточен для создания новых организационных форм ; в) любой сложной системе атрибутивно присуща альтернативность сценариев ее развития в контексте наличия известной инерционно-исторической предопределенности ее изменений в точках бифуркации (ветвления); г) целое и сумма его частей - качественно различные структуры: арифметическое сложение исходных структур при их объединении в целое недостижимо; д) неустойчивость трактуется как одно из условий и предпосылок стабильного и динамического развития - лишь такого рода системы способны к самоорганизации; е) мир может пониматься как иерархия сред с различной нелинейностью.

Естественнонаучные предпосылки Выступают, в частности, реконструкция математических закономерностей процессов горения и теплопроводности (диффузии), формируемые представления о "структурахаттракторах" эволюции (потенциальные образы и идеи изменяющейся среды), математические реконструкции нелинейных процессов. "Нелинейность" как одно из узловых концептуально значимых понятий, предполагает в указанном контексте: значимость принципа "разрастания малого" или "усиления флуктуаций" количественное варьирование в определенных пределах констант системы не приводит к качественному изменению характера процесса в целом, при преодолении же уровня некоего жесткого "порога воздействия" система входит в сферу влияния иного "аттрактора" - малое изменение результиру-ется в макроскопических (как правило, невоспроизводимых и поэтому непрогнозируемых) следствиях. Осуществимы отнюдь не любые сценарии развития системы , а лишь сценарии, ограниченные определенным их диапазоном.

Основные положения синергетики: 1. Мир состоит в основном из сложных и открытых систем, которые постоянно взаимодействуют друг с другом, перестраиваются (самоорганизуются). 2. Взаимодействующие системы постоянно изменяют происходящую ситуацию, формируя нелинейный мир. 3. Это означает, что в процессе развития система переживает как стабильные, так и нестабильные состояния (точки бифуркации). 4. В точках бифуркации на развитие системы могут оказать влияние самые незначительные факторы, которые ранее считались нейтральными, что в свою очередь ведет к невозможности длительного прогнозирования развития системы. 5. Бифуркационный характер развития позволяет предполагать фундаментальную роль случайности в процессе развития Вселенной.

Приложения синергетики распределились между различными направлениями: Ø теория динамического хаоса исследует сверхсложную, скрытую упорядоченность поведения наблюдаемой системы; напр. явление турбулентности; Ø теория фракталов занимается изучением сложных самоподобных структур, часто возникающих в результате самоорганизации. Сам процесс самоорганизации также может быть фрактальным; Ø теория катастроф исследует поведение самоорганизующихся систем в терминах бифуркация, аттрактор, неустойчивость; Ø лингвистическая синергетика и прогностика; Ø семантическая синергетика.