Основы синергетики

Синергетика возникает в начале 70-х годов 20 века как особое междисциплинарное направление научных исследований.

Синергетика (от греч. – совместный, согласованно действующий). Синергетика исследует процессы самоорганизации. Под самоорганизацией понимается явления генезиса пространственно-временных структур в сложных нелинейных системах, находящихся в состояниях, удаленных от равновесия.

Самоорганизация может быть двух типов:

1. В первом случае в системе не появляется качественно новых элементов, и весь процесс сводится лишь к перекомбинации элементов или к изменению их количества. Примеры: Образование галактик зарождение атмосферных вихрей, образование структур в химических реакторах и т. д.

2. Ко второму можно отнести такие процессы, как образование макромолекул при химической эволюции, образование видов в эволюции биологической, возникновение клеток живой ткани и т. п. То есть второй тип самоорганизации наблюдается преимущественно в живых системах.

Выводы синергетики:

В случаях достижения системами особых критических состояний – точек бифуркации (критическое состояние, точка разлома, неизвестно куда пойдет развитие), их поведение становится неустойчивым. В таких ситуациях под воздействием незначительных случайных факторов (флуктуаций) состояние системы может принципиально измениться. В эти моменты нельзя однозначно предсказать, в каком направлении будет осуществляться дальнейшее развитие системы: перейдет ли она на более высокий уровень организации или станет хаотичной, утратив целостность своей структуры.

Если нестабильности недостаточно – самоорганизация затухает. Если нестабильность слишком высока – то развитие становится совершенно непредсказуемым и система утрачивает упорядоченность.

Развитие синергетики связывают с именами:

• Г. Хакина

• Ильи Пригожина

• Изабеллы Стенгерс

• С. Курдюмова

Илья Романович Пригожин (1917 – 2003) – бельгийский, американский физик, химик. Основные работы:

• «Порядок из хаоса»;

• Нобелевская премия по химии 1977 года;

• ……..

В работах Пригожина обосновывается мысль о том, что удаляясь от состояния равновесия, термодинамические системы приобретают новые свойства и начиняют подчинятся особым законам функционирования. И. Пригожин называет их «диссипативными структурами и утверждает, что они «несут в себе стрелу времени», подвержены направленным и необратимым изменениям, порождая более высокие уровни порядка и организации.

Пример: Вселенная – сверхсложная, синергетическая система. Во всей Вселенной царит гармония, порядок, правильность. Хаос (греч. беспредельность, неопределенность) лишь присутствует как творческий элемент, как динамическое начало. Во всех уровнях Вселенной (микро-, макро-, мега-) присутствуют принципы симметрии и законы сохранения.

Космологическая модель Вселенной в строго научном смысле – ни одна из моделей не отвечает реальности, действительности. Она лишь задает, прогнозирует, делает попытку логически просчитать реальность с некоторой долей вероятностью.

Космологические модели Вселенной, существующие на сегодня:

• Модель инфляционной Вселенной (А. Д. Линде);

• Модель фрактальной Вселенной (Бенуа Мандельброт);

• Модель «вечной юной», самообновляющейся Вселенной (Новиков);

• Модель «неистовой Вселенной» (Нарликар);

• Модель динамического хаоса и турбулентности (вода, атмосфера Земли, космос).