54. Синергетика: теория самоорганизации и саморазвития мира. Законы и принципы. Точка бифуркации.

- синергетика = теория сложных систем – междисциплинарное направление науки, изучающее общие закономерности явлений и процессов в сложных неравновесных системах (физических, химических, биологических, экологических, социальных и других) на основе присущих им принципов самоорганизации

- синергетика - междисциплинарный подход => принципы, управляющие процессами самоорганизации, представляются одними и теми же безотносительно природы систем => для их описания пригоден общий математический аппарат

- синергетика - определение структуры как состояния, возникающего в результате многовариантного и неоднозначного поведения таких многоэлементных структур (или многофакторных сред), которые не деградируют к стандартному, а развиваются вследствие открытости, притока энергии извне, нелинейности внутренних процессов, появления режимов с обострением и наличия более одного устойчивого состояния

- образование новых структур имеет регулярный, волновой характер => они называются автоволновыми процессами

ПР: эволюция - от элементарного ---> к сложносоставному

- область исследований синергетики - все отрасли естествознания

- математический аппарат синергетики скомбинирован из разных отраслей физики: нелинейной неравновесной термодинамики, теории катастроф, теории групп, тензорного анализа, неравновесной статистической физики

- теории синергетики

1.теория динамического хаоса - исследует сверхсложную, скрытую упорядоченность поведения наблюдаемой системы

2. теория фракталов - изучает сложные самоподобные структуры, часто возникающие в результате самоорганизации

3. теория катастроф - исследует поведение самоорганизующихся систем в терминах «бифуркация», «неустойчивость»

- синергетический подход в естествознании

1. природа иерархически структурирована в несколько видов открытых нелинейных систем разных уровней организации: в динамически стабильные, в адаптивные, и наиболее сложные - эволюционирующие системы

2. связь между ними осуществляется через хаотическое, неравновесное состояние систем соседствующих уровней

3. неравновесность - условие появления новой организации, новых систем - развития

4. когда нелинейные динамические системы объединяются, новое образование не равно сумме частей, а образует систему другой организации

5. общее для всех эволюционирующих систем: неравновесность, спонтанное образование новых микроскопических (локальных) образований, изменения на макроскопическом (системном) уровне, возникновение новых свойств системы, этапы самоорганизации и фиксации новых качеств системы

6. при переходе от неупорядоченного состояния к состоянию порядка все развивающиеся системы ведут себя одинаково

7. развивающиеся системы всегда открыты и обмениваются энергией и веществом с внешней средой, за счёт чего и происходят процессы локальной самоорганизации

8. в сильно неравновесных состояниях системы начинают воспринимать те факторы воздействия извне, которые они бы не восприняли в более равновесном состоянии

9. в неравновесных условиях относительная независимость элементов системы уступает место корпоративному поведению элементов: вблизи равновесия элемент взаимодействует только с соседними, вдали от равновесия — «видит» всю систему целиком и согласованность поведения элементов возрастает

10. в состояниях, далёких от равновесия, начинают действовать бифуркационные механизмы - наличие кратковременных точек раздвоения перехода к тому или иному режиму системы —аттрактору

- синергетика объясняет процесс самоорганизации в сложных системах следующим образом:

1. система должна быть открытой

2. открытая система должна быть далека от точки термодинамического равновесия (т.к. в точке равновесия сложная система не способна к самоорганизации)

3. принцип самоорганизации - возникновение нового порядка и усложнение систем через флуктуации (случайные отклонения) состояний их элементов и подсистем

4. самоорганизация может произойти в системах достаточного уровня сложности, имеющих критические параметры связи и высокие значения вероятностей своих флуктуаций

5. этап самоорганизации наступает в случае преобладания положительных обратных связей, действующих в открытой системе, над отрицательными обратными связями

В самоорганизующейся, в эволюционирующей системе возникшие изменения накапливаются и усиливаются вследствие общей положительной реактивности системы, что может привести к возникновению нового порядка и новых структур.

6. самоорганизация в сложных системах сопровождается нарушением симметрии => необходимо отказаться от симметрии времени

Самоорганизация в сложных и открытых — диссипативных системах, к которым относится и жизнь, и разум, приводят к необратимому разрушению старых и к возникновению новых структур, что наряду с явлением неубывания энтропии в закрытых системах обуславливает наличие «стрелы времени» в природе.

- бифуркация - момент качественного изменения исходной системы

ПР: бифуркации, катастрофы - универсальные свойства материи

Синергетическая концепция самоорганизации

- объект исследования - открытые системы в неравновесном состоянии, характеризуемые интенсивным (потоковым, множественно-дискретным) обменом веществом и энергией между подсистемами и между системой с ее окружением

- конкретная система погружена в среду, которая является ее субстратом

- среда - совокупность составляющих ее (среду) объектов, находящихся в динамике

- контактное взаимодействие – взаимодействие исследуемых объектов в среде

- различаются процессы организации и самоорганизации

организация	самоорганизация
- возрастание порядка вследствие протекания процессов, противоположных установлению термодинамического равновесия независимо взаимодействующих элементов среды
-образование однородных стабильных статических структур	- возникновение, взаимодействие, также взаимосодействие (например, кооперация) и, возможно, регенерация динамических объектов (подсистем) более сложных в информационном смысле, чем элементы (объекты) среды, из которых они возникают

Вывод: 1) синергетика - роль междисциплинарного коммуникатора, позволяющего оценить степень общности результатов, моделей, методов отдельных наук, их полезность для других наук, 2) особенность синергетики - ее открытость, готовность к диалогу на правах участника (или посредника), видящего свою задачу во всемирном обеспечении взаимопонимания между участниками диалога