78987

Синергетика как современная общенаучная парадигма, её основные положения, роль и функции в междисциплинарном взаимодействии наук

Доклад

Логика и философия

Неустойчивость означает несохранение близости состояний системы в процессе ее эволюции. Открытость означает признание обмена системы веществом энергией информацией с окружающей средой и следовательно признание системы как состоящей из элементов связанных структурой так и включенности в качестве подсистемы элемента в иное целое. Подчинение означает что функционирование и развитие системы определяются процессами в ее подсистеме сверхсистеме при возникновении иерархии масштабов времени. Это принцип самоупрощения системы т.

Русский

2015-02-10

78.5 KB

3 чел.

  1.  Синергетика как современная общенаучная парадигма, её основные положения, роль и функции в междисциплинарном взаимодействии наук.

Новая парадигма современного естествознания – синергетика –  переводится как "энергия совместного действия" (от греч. «син» — «со-», «совместно» и «эргос» — «действие») — созданное профессором Штутгартского университета Германом Хакеном междисциплинарное направление, которое занимается изучением систем, состоящих из многих подсистем различной природы (электронов, атомов, молекул, клеток, нейронов, механических элементов, органов животных, людей, транспортных средств и т.д.), и выявлением того, каким образом взаимодействие таких подсистем приводит к возникновению пространственных, временных или пространственно-временных структур в макроскопическом масштабе.
Синергетика представляет собой новую обобщающую науку, изучающую основные законы самоорганизации сложных систем. В нее входят такие области как нелинейная динамика, хаос, фракталы, катастрофы, бифуркации, волны, солитоны, полевые эффекты и т.д. Растущая в наше дни популярность синергетики объясняется тем, что она становится языком междисциплинарного общения, на котором могут друг друга понять математики, физики, химик, биологи, психологи и др., несмотря на то, что каждый понимает синергетические модели по-своему.

Важнейшим концептом синергетики является нелинейность. В синергетике основное внимание уделяется изучению нелинейных математических уравнений, т.е. уравнений, содержащих искомые величины в степенях, не равных 1, или коэффициенты, зависящие от среды. Линейность абсолютизирует поступательность, безальтернативность, торжество постоянства. Нелинейность фиксирует непостоянство, многообразие, неустойчивость, отход от положений равновесия, случайности, точки ветвления процессов, бифуркации.

Точкой бифуркации называют состояние максимальной хаотичности неравновесного процесса (от лат. bifurcus - раздвоенный). Благодаря хаотичности дальнейшее развертывание неравновесного процесса имеет не один путь движения, а множество возможных путей из зоны ветвления, то есть из точки бифуркации. Состояние бифуркации можно уподобить положению шарика на выпуклой поверхности, типа сферической, которое является неустойчивым.

Любое влияние может вывести шарик из неустойчивого состояния, и он начнет скатываться сверху вниз. По какой траектории он будет скатываться из точки бифуркации - угадать точно нельзя. Это - случайный процесс.

Имея дело с открытыми (имеющими источники и стоки энергии) нелинейными системами, синергетика утверждает, что мир возникает в результате самопроизвольных и самоорганизующихся механизмов. В их основе лежит единая симметрия форм в живой и неживой природе. Например, спирали Галактики и циклона подобны спирали раковины улитки, рогов животных. Есть общность структуры Вселенной и живой природы, урбанизации и географического распределения населения и т.п.

Синергетика объясняет, почему образуются именно эти структуры. Она обосновывает положение, согласно которому подобные структуры являются структурами эволюционными. Функциональная общность процессов самоорганизации систем, их устойчивость поддерживается законами ритма (день - ночь, подъем - спад в творческой активности человека, в экономике и т.п.).

Нелинейность означает несохранение аддитивности в процессе развития представляемых систем. Любое явление понимается как момент эволюции, как процесс движения по полю развития.

Неустойчивость означает несохранение "близости" состояний системы в процессе ее эволюции.

Открытость означает признание обмена системы веществом, энергией, информацией с окружающей средой и, следовательно, признание системы как состоящей из элементов, связанных структурой, так и включенности в качестве подсистемы, элемента в иное целое.

 Подчинение означает, что функционирование и развитие системы определяются процессами в ее подсистеме ("сверхсистеме") при возникновении иерархии масштабов времени. Это принцип "самоупрощения" системы, т. е. сведения ее динамического описания к малому числу параметров порядка.

К описанным  принципам добавляются принципы специфические для той или иной объектной области – неживых систем, живых организмов, человека. Так, для неживых (физических и химических) систем в той или иной форме вводится принцип нелокальности (дальнодействия, коррелированности на расстоянии), означающий такое взаимодействие между элементами системы, которое воспринимается как передача информации с бесконечной скоростью (о чем напоминают прежде всего квантовомеханические неравенства Дж. Белла . Для живых (биологических и приближающихся к ним технических) систем вводится принцип биополя, определяющий особое поле, объединяющее элементы в целое и направляющее развитие организма к предустановленным образцам (аттракторам). Понятие о биополе, синтезирующее физикализм и витализм, неоднократно вводилось под разными названиями, например, как морфогенетическое поле, постулированное в двадцатые годы российским биологом А. Г. Гурвичем.

Синергетическая теория фракталов — система, обладающая свойствами самоподобия, то есть составленную из нескольких частей, каждая из которых подобна всей фигуре целиком, в более широком смысле под фракталами понимают множества точек в евклидовом пространстве, имеющие дробную метрическую размерность (в смысле Минковского или Хаусдорфа), либо метрическую размерность, строго большую топологической (слово «фрактал» не является математическим термином и не имеет общепринятого строгого математического определения, оно может употребляться, когда рассматриваемая фигура обладает какими-либо из перечисленных ниже свойств: обладает нетривиальной структурой на всех шкалах, в этом отличие от регулярных фигур (таких, как окружность, эллипс, график гладкой функции): если мы рассмотрим небольшой фрагмент регулярной фигуры в очень крупном масштабе, он будет похож на фрагмент прямой, для фрактала увеличение масштаба не ведёт к упрощению структуры).

Синергетическая теория динамического хаоса — явление в теории динамических систем, при котором поведение нелинейной системы выглядит случайным, несмотря на то, что оно определяется детерминистическими законами; причиной появления хаоса является неустойчивость по отношению к начальным условиям и параметрам: малое изменение начального условия со временем приводит к сколь угодно большим изменениям динамики системы; так как начальное состояние физической системы не может быть задано абсолютно точно (например, из-за ограничений измерительных инструментов), то всегда необходимо рассматривать некоторую (пусть и очень маленькую) область начальных условий, при движении в ограниченной области пространства экспоненциальная расходимость с течением времени близких орбит приводит к перемешиванию начальных точек по всей области; после такого перемешивания бессмысленно говорить о координате частицы, но можно найти вероятность её нахождения в некоторой точке; примерами хаотических динамических систем могут являться подкова Смейла и преобразование пекаря; обратным, в некотором смысле, к динамическому хаосу является динамическое равновесие и явления гомеостаза.

Стационарная система - устойчивая система, в которой все характеризующие систему физические величины не зависят от времени.

Точка бифуркации - (от лат. bifurcus - раздвоенный) состояние максимальной хаотичности неравновесного процесса.

Флуктуации - (от лат. fluctuatio - колебание) случайные отклонения физических величин от их средних значений; происходят у любых величин, зависящих от случайных факторов.

Фракталь - это геометрический объект с дробной размерностью Безиковича и Хаусфорда.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

31998. Разработка месторождения кварцито-песчанников Рыборецкого месторождения с целью производства щебня. Специальная часть: «Обоснование рациональной технологической схемы для повышения качества щебня 1.4 MB
  В дипломном проекте рассматривается разработка месторождения кварцито-песчанников Рыборецкого месторождения открытым способом с целью производства щебня. В проекте произведена инженерно-геологическая оценка на пригодность месторождения к разработке, подобрана схема вскрытия и система разработки месторождения. Произведён расчёт основных технологических процессов горных работ и подобрано соответствующее им горно-транспортное оборудование.
32001. Влияние субкультур на социализацию молодёжи в современной России 225 KB
  Теоретические аспекты социализации. Классификация форм социализации . Проблемы социализации молодежи в современном Российском обществе 3. Ведь кризисные ситуации в различных сферах жизни и в обществе в целом всегда обостряют проблему социализации молодежи и активизируют ее изучение поскольку ставят под угрозу воспроизводство как существующих общественных структур так и отдельно взятых индивидов и личностей.
32002. ОФОРМЛЕНИЕ И ЗАЩИТА ДИПЛОМНОГО ПРОЕКТА Методические указания к дипломному проектированию и преддипломной практике 419.5 KB
  Отредактировано в соответствии с новым стандартом ГОСТ. Описаны методика работы над дипломным проектом дипломной работой этапы прохождения проектов и соответствующий перечень необходимых документов даются методические рекомендации по использованию ГОСТов при оформлении проектов. Если вы хотите чтобы вас поняли ваши мысли должны быть изложены в общепринятой форме то есть соответствовать Государственным Общероссийским Стандартам ГОСТ. Свою форму следует использовать только в том случае если ваша мысль выходит за пределы...
32004. Організація обслуговування в закладі харчування 4.5 MB
  Охорона праці і техніка безпеки при виконанні роботи. В XV XVII століттях внаслідок дальшого поділу суспільної праці успішно розвивалась торгівля поступово розширювався внутрішній ринок виростали торговища і ярмарки посилювались економічні зв'язки між окремими містами і землями. З метою уникнення нещасних випадків працівники повинні вивчати правила експлуатації теплового і механічного обладнання і проходити інструктаж у завідуючого виробництвом. Для доочищення картоплі краще використовувати пристосування за допомогою якого продовження...
32005. Антикризисное управление персоналом организации 422.5 KB
  Человеческий фактор антикризисного управления. Антикризисные характеристики управления персоналом. Система антикризисного управления персоналом. Принципы антикризисного управления персоналом.
32006. МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ до розробки та оформлення дипломних проектів 285.5 KB
  1 Мета виконання дипломного проекту [3] 2 Постановка задачі і видача технічного завдання [4] 3 Пакет документів що супроводжують дипломну роботу [5] 4 Зміст і обсяг пояснювальної записки [6] 5 Розробка макету видання [7] 6 Вимоги до оформлення дипломних робіт [8] 7 Критерії оцінювання дипломних робіт [9] Список рекомендованої літератури [10] Додаток А Зразок заяви випускника щодо теми та керівника дипломного проекту [10. Перевидання дитячої книги. Перекладене перевидання збірки казок для дітей. Макет щотижневої газети з...