Філософські проблеми синергетики

 

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

НАЦІОНАЛЬНИЙ  ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ УКРАЇНИ

«КИЇВСЬКИЙ ПОЛІТЕХНІЧНИЙ  ІНСТИТУТ»

 

Кафедра – Ливарного  виробництва чорних та кольорових металів  і сплавів

 

 

РЕФЕРАТ

 

На тему: «ФІЛОСОФСЬКІ ПРОБЛЕМИ СИНЕРГЕТИКИ»

 

 

 

 

Виконала: студентка 6-го курсу

                                             ІФФ, гр ФЛ-81м 

                                           Болдирева Є.С.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Київ, 2013

ЗМІСТ

Вступ………………………………………………………………………..3

1. Наукові школи (течії ) в синергетиці………………………………………….…5
2. Основні ідеї, предмет і об’єкт синергетики…………………………………….7
3. Міждисциплінарність синергетики…………………………………………….13
4. Синергетика відносно динамічних систем………………………………….…14
5. Синергетичні концепції самоорганізації…………………………………….…16
6. Сучасна соціальна синергетика: до питання про визначення концептуальних основ……………………………………………………………………………..19

  Висновки…………………………………………………………………33

Перелік посилань………………………………………………………….35

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ВСТУП

 

У 1969 р. Герман Хакен заснував нову науку синергетику (від грец. synergeja – співдія). Синергетика – це міждисциплінарна наука, яка досліджує складні системи, що складаються з взаємодіючих частин, компонентів та елементів. Саме ця взаємодія частин/компонентів/елементів складних систем породжує просторово-часові та функціональні структури за допомогою їхньої самоорганізації. Синергетика намагається знайти основні принципи самоорганізації складних систем, не зважаючи на природу їхніх складових. Тому синергетичний підхід застосовується для вивчення не лише складних фізичних (лазери, плазма), хімічних (хімічні реакції), біологічних (морфогенез, еволюція) систем, але також у психології та психіатрії (ґештальт психологія), соціології (зростання населення міст) тощо. Сьогодні Г. Хакен займається дослідженням роботи мозку та психологією сприйняття із застосуванням синергетичного методу [1].

На противагу класичній  механіці, що розглядає матерію як застиглу, мляву масу (приводиться  в рух зовнішньою силою), у синергетиці  виявляється, що за певних умов і системи  неорганічної природи здатні до самоорганізації. На відміну від рівновагомої термодинаміки, що визнає еволюцію лише у бік збільшення ентропії системи (тобто хаосу, дезорганізації), синергетика вперше розкрила механізм виникнення порядку через флуктуації, тобто відхилення системи від деякого середнього стану. Флуктуації підсилюються за рахунок нерівновагомості, розхитують попередню структуру і приводять до нової: з безладдя виникає порядок.

Синергетика дедалі впевненіше прокладає шлях у методологію гуманітарних наук, зокрема у філософію. Все більше у філософію входять і поширюються поняття нерівновагомості, нестабільності, біфуркації, фазових переходів, нелінійності, маленьких впливів, ат-тракторів і деяких інших. Синергетика намагається виступити як новий світогляд, світосприйняття, що докорінно змінює розуміння необхідного (закономірного, визначеного) і випадкового в самих основах побудови світу. По-новому з'ясовуються причини і форми розвитку безжиттєвої матерії й історичних процесів в економічній, політико-соціальній, військовій та інших сферах життєдіяльності суспільства і людини. Формується нове розуміння випадку як самостійного фактора біологічної і соціальної еволюції, визнання ролі випадку в самоорганізованих процесах.

Можливо, нова парадигма  в методології суспільних наук, крім усього іншого, вбиратиме або поглинатиме  діалектику як окремий метод синергетики (і лише у визначених сферах) чи взагалі  замінить її принципово новими підходами  до дійсності. Синергетика розвіює  безліч попередніх міфів, стереотипів.

По-перше, цілком очевидним  є те, що складноорганізованим соціоприродним системам не можна нав'язувати шляхи їхнього розвитку. Треба знати, як сприяти розкриттю їхніх власних тенденцій розвитку, як виводити системи на ці шляхи. Важливо також збагнути закони співжиття природи і людства, їхньої еволюції. По-друге, синергетика свідчить про те, що будь-яка складноорганізована система має, як правило, не одиничний (окремий), а безліч власних, відповідних її природі шляхів розвитку. По-третє, синергетика демонструє, що хаос може виступати механізмом самоорганізації і самопобудови структур, позбавлення надлишкового, механізмом виходу на відносно прості структури - аттрактори еволюції [2].

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 НАУКОВІ ШКОЛИ (ТЕЧІЇ ) В СИНЕРГЕТИЦІ

 

У синергетиці до теперішнього часу склалося вже кілька наукових шкіл. Ці школи пофарбовані в ті тони, які привносять їхні прихильники , що йдуть до осмислення ідей синергетики з позиції своєї вихідної дисциплінарної області, будь то математика, фізика, біологія або навіть суспільствознавство .

У числі цих шкіл - брюсельська школа, заснована лауреатом Нобелівської премії з хімії за 1977 Іллею Романовичем Пригожиним (з числа нащадків російських емігрантів , що покинули Росію після революційних подій 1917р.), що розробляє теорію дисипативних структур, що розкриває історичні передумови та світоглядні підстави теорії самоорганізації .

Інтенсивно працює також школа Г.Хакена. Він об'єднав велику групу вчених навколо шпрінгеровской серії книг із синергетики, в рамках якої до теперішнього часу побачили світ вже більше 60 томів.

Класичні роботи, в яких розвивається математичний апарат для  опису катастрофічних синергетичних  процесів, належать перу російського математика В.І. Арнольда і французького математика Р. Тома. Цю теорію називають по-різному: теорія катастроф, особливостей або біфурікацій.

Серед російських вчених слід згадати також академіка А.А. Самарського і С.П. Курдюмова. Їхня школа розробляє теорію самоорганізації на базі математичних моделей і обчислювального експерименту на дисплеях комп'ютерів. Ця школа висунула ряд оригінальних ідей для розуміння механізмів виникнення та еволюції щодо стійких структур у відкритих (нелінійних) середовищах (системах).

Широко відомі також роботи академіка М. М. Моїсеєва, який розробляє ідеї універсального еволюціонізму і коеволюції людини і природи, роботи біофізиків, членів-кореспондентів РАН М. В. Волькенштейна і Д. С. Чернавського.

Така різноманітність наукових шкіл, напрямків, ідей свідчить про те, що синергетика являє собою швидше парадигму, ніж теорію. Це означає що вона втілює певні досить загальні концептуальні рамки, нечисленні фундаментальні ідеї, загальноприйняті в науковому співтоваристві, і методи (зразки ) наукового дослідження [3].

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 ОСНОВНІ ІДЕЇ, ПРЕДМЕТ І ОБ’ЄКТ СИНЕРГЕТИКИ

 

В синергетиці є три  основні ідеї: нерівноважність, відкритість  і нелінійність .

Стан рівноваги може бути стійким (стаціонарним) і динамічним. Про стаціонарний рівноважний стан кажуть у тому випадку , якщо при  зміні параметрів системи, що виник  під впливом зовнішніх або  внутрішніх збурень, система повертається до попереднього стану. Стан динамічної (нестійкої) рівноваги має місце  тоді, коли зміна параметрів тягне  за собою подальші зміни в тому ж напрямку і посилюється з  часом. Важливо підкреслити, що такого роду стійкий стан може виникнути  в системі, що знаходиться далеко від стаціонарної рівноваги.

Тривалий час в стані  рівноваги можуть перебувати лише закриті  системи, що не мають зв'язків із зовнішнім середовищем, тоді як для  відкритих систем рівновага може бути тільки миттю в процесі безперервних змін. Рівноважні системи не здатні до розвитку і самоорганізації, оскільки пригнічують відхилення від свого стаціонарного стану, тоді як розвиток і самоорганізація припускають якісну його зміну.

Нерівноважності можна визначити як стан відкритої системи, при якому відбувається зміна її макроскопічних параметрів, тобто її складу, структури та поведінки. У своїй статті «Філософія нестабільності» І.Пригожин пише: «Наше сприйняття природи стає дуалістичним, і стрижневим моментом у такому сприйнятті стає уявлення про нерівноважності. Причому нерівноважності, які ведуть не тільки до порядку і безладу, але відкриває також можливість для виникнення унікальних подій, бо спектр можливих способів існування об'єктів у цьому випадку значно розширюється (порівняно з образом рівноважного світу) ».

Відкритість - здатність  системи постійно обмінюватися речовиною (енергією, інформацією) з навколишнім середовищем і володіти як «джерелами» - зонами підживлення її енергією навколишнього середовища, дія яких сприяє нарощуванню структурної неоднорідності даної системи , так і «стоками» - зонами розсіювання , «скидання» енергії, в результаті дії яких відбувається згладжування структурних неоднорідностей в системі. Відкритість (наявність зовнішніх «джерел» («стоків»)) є необхідною умовою існування нерівноважних станів, на противагу замкнутій системі, неминуче прагне, згідно з другим початком термодинаміки, до однорідного рівноважного стану.

Нелінійністю називається  властивість системи мати у своїй  структурі різні стаціонарні  стани , відповідні різним допустимим законам поведінки цієї системи. Всякий раз, коли поведінка таких об'єктів вдається висловити системою рівнянь, ці рівняння виявляються нелінійними в математичному сенсі. Математичним об'єктам з такою властивістю відповідає виникнення спектру рішень замість одного єдиного рішення системи рівнянь, що описують поведінку системи. Кожне рішення з цього спектру характеризує можливий спосіб поведінки системи. На відміну від лінійних систем, підсистеми які слабо взаємодіють між собою і практично незалежно входять в систему, тобто мають властивість адитивності (ціла система зводиться до суми її складових), поведінка кожної підсистеми в нелінійній системі визначається залежно від координації з іншими. Система нелінійна, якщо в різний час, за різних зовнішніх впливах її поведінка визначається різними законами. Це створює феномен складної і різноманітної поведінки, що не вкладається в єдину теоретичну схему. З цієї поведінкової особливості нелінійних систем випливає найважливіший висновок з приводу можливості прогнозування та управління ними. Еволюція поведінки і розвитку даного типу систем складна і неоднозначна, тому зовнішні або внутрішні впливи можуть викликати відхилення такої системи від її стаціонарного стану в будь-якому напрямку. Один і той самий стаціонарний стан такої системи за однакових умов стійкий, а при інших - не стійкий, тобто можливий перехід в інший стаціонарний стан.

Нелінійність також розглядається  як незвичайна реакція на зовнішні впливи, коли «правильний» вплив більше впливає на еволюцію системи, ніж вплив більш сильний, але організований неадекватно її власними тенденціям. Уточнюючи цей момент, скажімо, що важливим досягненням синергетики є відкриття механізму резонансного збудження. Виявляється, що система, що знаходиться в нерівноважному стані, чуйна до впливів, узгодженим з її власними властивостями. Тому флуктуації в зовнішньому середовищі виявляються не «шумом», а фактором генерації нових структур. Малі, але узгоджені з внутрішнім станом системи зовнішні впливи на неї можуть впливати більш ефективно, ніж великі. Нелінійні системи демонструють несподівано сильні відповідні реакції на релевантні їх внутрішньої організації, резонансні збудження.

У понятті нелінійності імпліцитно закладено існування потенційності  як властивості (характеристики) даного типу систем. Якісно різні стани  однієї і тієї ж нелінійної системи  альтернативні, тобто не можуть актуально  існувати в одній і тій же системі одночасно. У той момент, коли відповідні певної якості системи стаціонарний стан існує актуально, то відповідне іншим якостям стаціонарні стани існують лише потенційно, поза її просторово-часової визначеності, так як можуть бути актуалізовані тільки за інших умов.

У сучасній фізиці, зокрема, у квантовій теорії поля, знаходять  своє емпіричне додаток теоретичні конструкції, в яких фіксується єдність  потенційної та актуалізованої реальності. Сутність поля у квантовій теорії як фундаментального фізичного об'єкта становлять віртуальні процеси та віртуальні стану фізичних об'єктів, а також умови їх актуалізації.

Поняття нелінійність починає використовуватися все ширше, набуваючи світоглядний сенс. Ідея нелінійності включає в себе багатоваріантність, альтернативність вибору шляхів еволюції та її незворотність. Нелінійні системи відчувають вплив випадкових, малих впливів, породжуваних неіавноважністю.

Синергетика вивчає два типи структур:

1) Так звані дисипативні структури, що виникають у процесі самоорганізації, для здійснення яких необхідний дисипативний фактор. Тут більш важлива роль стоків. Такі структури тяжіють до стаціонарного стану, вони як би застигають на стоках. Дисипативні структури з'являються у відкритих коливальних системах з сильною зовнішньою підживленням. Запасені в них енергія здатна вивільнятися зокрема при вступі в систему слабких збуджень (флуктуацій), а відгук системи на це збудження може бути непередбачувано сильним. Дисипативні структури «живуть» (в системному сенсі) за рахунок використання відірваної енергії зовнішнього середовища для власних потреб.