Герман Хакен: пути разработки теории синергетики

 

 

ГОУ ВПО

«Липецкий государственный 

педагогический  университет»

Естественно-географический факультет

Кафедра ботаники

 

 

 

 

Реферат по Концепциям Современного Естествознания

«Г. Хакен: пути разработки теории синергетики»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выполнила:

студентка 2-ого курса

Факультета  иностранных языков

Стерлягова  К.Н.

 

Проверила:

Доцент  кафедры ботаники,

к.б.н.

Горягина  Е.Б.

 

 

 

Липецк, 2010

 

 

 

Содержание

 

 

• Введение ……………………………………………………………………………………………………..3
• Стремление к созданию единой картины мира ……………..4
• Суть науки синергетики ……………………………………………………………...8
• Социальная синергетика  …………………………………………………………..13
• Вывод …………………………………………………………………………………………………………..19
• Список литературы …………………………………………………………………………..21

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

 

 

Термин  «синергетика» как название нового междисциплинарного направления исследований был впервые введен Германом Хакеном в курсе его лекций, прочитанных в 1969 г. в университете Штутгарта. Научное сообщество встретило появление синергетики без особых восторгов, более того, градом незаслуженных упреков, обвинений и возражений. В чем только ни упрекали новое научное направление его противники и (не всегда добросовестные) критики: они утверждали, будто синергетика — детонат пустого понятия, и синергетика не имеет ни своего предмета, ни присущего только ей метода исследования, что она излишне математизирована и представляет собой одну из разновидностей физикализма, не обладает непременным атрибутом науки—-прогностической силой, развивается не интенсивно, а экстенсивно.

Но  вот минули три десятилетия, заполненные неустанными трудами проф. Г. Хакена, его сотрудников, учеников и единомышленников, и со всей очевидностью выяснилось, что все опасения, сомнения и упреки несостоятельны и развеялись, как утренний туман.

Современная синергетика стала признанным междисциплинарным направлением научных исследований, которое занимается изучением сложных систем, состоящих из многих элементов, частей, компонентов, которые взаимодействуют между собой сложным (нелинейным) образом.

 

 

Стремление к созданию единой картины мира

При всем бесконечном разнообразии окружающих нас структур, попытки выяснить, как же они возникли, казались, на первый взгляд, бесполезными. Уже попытки каким-либо образом классифицировать обнаруженные структуры потребовали (и продолжают требовать) огромных затрат времени и сил многих поколений исследователей. Действительно, будь строение каждой отдельной структуры подчинено особым, свойственным ей одной, законам, нечего было бы и думать о том, чтобы описать все это в одной книге — для этого потребовалась бы целая библиотека невообразимых размеров. Но наука призвана не просто собирать фактический материал, но и стремиться создать целостную картину мира, целостное мировоззрение. Особенно ярко это стремление проявляется в области естественных наук — например в физике, химии или биологии, — однако не менее известны и попытки, предпринятые философами. Все мы хорошо знаем о поисках физиками фундаментальных законов мироздания. Механика Исаака Ньютона (1643-1727) и его закон всемирного тяготения дают нам возможность описать движение планет вокруг Солнца — движение, для которого в древности не существовало единого объяснения. Благодаря Джеймсу Клерку Максвеллу (1831-1879) нам стало известно, что свет представляет собой не что иное, как электромагнитные колебания, подобные радиоволнам. Альберту Эйнштейну (1879-1955) удалось связать тяготение, пространство и время. Химик Дмитрий Иванович Менделеев (1834-1907) впервые упорядочил многообразие существующих в природе веществ, создав периодическую систему химических элементов. В современной атомной физике периодическая система Менделеева может считаться воплощением основного закона строения атомов. В биологии, в соответствии с открытыми Менделем законами, происходит передача от поколения к поколению наследственных признаков при скрещивании, к примеру, растений с различной окраской цветков. Уже в наше время были обнаружены химические механизмы такой передачи, происходящей благодаря гигантским молекулам дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК).

Как показывают эти примеры (а их количество можно было бы многократно умножить), человечество неустанно ищет и находит все новые и новые законы, единые для всех происходящих в природе процессов. В то время как явления самого разнообразного свойства усилиями ученых сводятся, наконец, воедино, как проявления неких законов природы, исследователи обнаруживают совершенно новые факты, касающиеся еще более сложных явлений, и порой наука оказывается близка к полному погребению под лавиной добываемых учеными сведений. Отсюда — бесконечная борьба между потоком новых фактов и стремлением ученых эти факты систематизировать, понять и соотнести с действием единых законов мироздания. 

 

 

Физика  имеет полное право считаться  основой естествознания, ведь предметом  ее изучения является материя, а так как весь окружающий нас мир материален, то и подчинен он законам, открытым физиками. Однако подобное представление о физике существовало отнюдь не всегда — по крайней мере, среди биологов. Приверженцы витализма выдвигали свою точку зрения: они считали, что всем живым существам свойственна присущая только им совершенно особая жизненная сила. Сегодня, после того как химические процессы удалось описать в терминах физических теорий (касающихся природы химических связей и строения атома), уже едва ли найдутся люди, сомневающиеся в том, что ту же операцию возможно проделать и с процессами биологическими.

Еще несколько лет назад любой физик на вопрос о том, согласуется ли идея самозарождающейся жизни с основополагающими законами физики, должен был бы честнейшим образом ответить ≪нет≫. Потому, что основной закон физики — а точнее, термодинамики — гласит, что наш мир последовательно и неумолимо оказывается во власти хаоса: все упорядоченные функциональные процессы должны в конце концов прекратиться, а все порядки — нарушиться и распасться. Физики столь твердо верили в разрастающийся хаос. Но именно физика создала первую лазейку, ход для отступления от строгих законов, сделав исключение из правил для таких структур, как, например, кристаллы. Но кристаллы, как известно, не являются живыми существами — они принадлежат миру неживой природы, а происходящие в них процессы не имеют ничего общего с процессами жизнедеятельности. Таким образом, утверждая, что биологические процессы основаны на физических законах, но само возникновение жизни противоречит основополагающим физическим законам, физика зашла в тупик. Выбраться из заколдованного круга помог счастливый случай. Обнаружилось, что у физиков имеется в распоряжении превосходная модель процесса образования до некоторой степени ≪живого≫ упорядочения материи, причем возникающий при этом порядок строго соответствует всем физическим законам и — более того! — оказывается возможен исключительно благодаря существованию этих законов. Речь идет о лазере — новом типе источника света, ставшем в последнее время широко известным. Этот пример демонстрирует возможность самоорганизации в неживой материи и возникновения в результате вполне рациональных процессов. Отдельные элементы системы организуются, словно управляемые невидимой рукой, с другой же стороны, системы, взаимодействуя друг с другом, непрерывно создают эту невидимую руку (а также такой каверзный вопрос : «Что появилось раньше: яйцо или курица?"). Если брать в пример общество, то здесь мы снова сталкиваемся со своеобразными взаимоотношениями между отдельными индивидуумами и упорядоченной структурой. Структура подчиняет себе индивидуумы; однако верно и обратное: именно индивидуумы и поддерживают существование структуры. Тезис общественного мнения звучит следующим образом: господствующее общественное мнение играет роль параметра порядка, оно подчиняет себе личные мнения.

На языке синергетики  происходящее описывается следующим  образом: параметр порядка подчиняет  себе элементы системы. Параметр порядка  похож на мастера-кукольника, управляющего марионетками: он заставляет их танцевать, но и они, в свою очередь, имеют над ним власть и оказываются способны им управлять. Следует сказать, что принцип подчинения играет в синергетике центральную роль.

процессы образования  структур всегда протекают в определенном направлении, однако вовсе не в том, какое предсказывает термодинамика, и отнюдь не в сторону увеличения ≪разупорядоченности≫.

Напротив: элементы системы, прежде неорганизованные, приходят в состояние определенного порядка, и порядок этот подчиняет себе их поведение. В этом смысле лазер ведет себя совершенно так же, как и облачная формация или группа клеток. Очевидно, мы имеем здесь дело с проявлением одного и того же феномена. Есть все основания предполагать, что эта же закономерность действительна и в нематериальной сфере. В качестве примера можно обратиться к социологии: поведение целых групп людей оказывается вдруг подчиненным некоей новой идее, будь то свежее веяние в моде, новое духовное течение в культурной жизни, новое направление в живописи или же новый литературный стиль. Таком образом, мы обнаруживаем, что коллективное поведение множества отдельных индивидуумов (будь это атомы, молекулы, клетки, животные или люди) и, в конечном счете, их собственная судьба определяется ими же самими в ходе их взаимодействия друг с другом. Правда, при этом они часто выступают не столько в роли ведущих, сколько ведомых. В этом смысле синергетику можно рассматривать как науку о коллективном поведении, организованном и самоорганизованном, причем поведение это подчинено общим законам.

Если там, где  порядок возникает из хаоса или  один порядок сменяется другим, действуют  общие закономерности, то всем этим процессам должен быть присущ определенный автоматизм. Если мы научимся распознавать такие закономерности и в области экономики, социологии и политики, нам станет проще справляться с жизненными трудностями. Мы сможем, к примеру, понять, что некое направленное против нас действие основано не на заговоре против нас; люди просто ведут себя определенным образом, подчиняясь некоей модели коллективного поведения. Осознание автоматизма подобных процессов может даже привести к тому, что он начнет работать на нас, а не против нас.

 

 

 

 

 

 

 

 

Суть науки синергетики

Природа — и прежде всего, растительный и  животный мир — вновь и вновь поражает нас разнообразием своих форм и изяществом их структур, взаимодействие отдельных элементов которых исполнено глубочайшего смысла. Прежде люди видели во всем этом проявление божественной сущности. Сегодняшняя наука ищет в первую очередь ответы на другие вопросы: как возникают эти структуры? какие силы порождают их? Еще совсем недавно казалось, что подобная постановка вопросов — подразумевающая, помимо прочего, самозарождение структур — противоречит всем физическим принципам.

 

Наш мир состоит из множества разнообразнейших вещей: некоторые из них созданы человеком — дома, автомобили, инструменты, картины и т. п., — но остальные сотворены Природой. Для ученого этот мир вещей является миром структур, упорядоченных в соответствии со строгими закономерностями. Если направить телескопы на неизмеримые дали космического пространства, мы увидим спиралевидные туманности, подобные изображенным на фотографии

 Здесь хорошо  различимы спиральные рукава, благодаря которым туманность и получила свое имя. В этих газовых туманностях рождаются новые солнца — невообразимое количество

новых ярких солнц. Наше Солнце и наша Земля тоже принадлежат  такой туманности — Млечному Пути, хорошо видному на небе в ясные ночи. Наше Солнце — лишь одно из ста миллиардов солнц, входящих в Млечный Путь. Земля вместе с другими планетами вращается вокруг Солнца по орбитам, подчиняясь строгим законам небесной механики.

Упорядоченные структуры можно обнаружить не только в космосе. Если мы оглянемся вокруг, то нашему взору откроется бесконечное разнообразие таких структур: приведем в качестве примера исполненную благородства форму самой обыкновенной снежинки. Живая природа вновь и вновь поражает нас своим изобилием, причем формы, в которых оно выражается, могут быть порой совершенно невероятными. Ниже можно увидеть  увеличенное изображение глаза тропической мухи: он располагается на особом стебельке, растущем на голове мухи. Упорядоченная структура,

напоминающая пчелиные соты, в высшей степени функциональна: благодаря  такому строению глаза муха обладает совершенной системой кругового обзора. Гармония, присущая многим животным и растениям, часто приводит нас в восхищение.

Однако изумляют не только неподвижные структуры, подобные вышеупомянутым. Не меньший восторг могут вызвать танец, исполненный грации, или красота бега лошади. Жизнь человеческого общества тоже демонстрирует немалое разнообразие структур: как в политической (например, различные формы государственного устройства), так и в чисто духовной сфере человеческой деятельности обнаруживается структурированность — в языке, в музыке и, наконец, в науке. Таким образом, мир вокруг нас изобилует всевозможными структурами: начиная с тех, которые мы встречаем в природе, и заканчивая теми, что присущи разумной жизни; мы настолько привыкли к структурам, что зачастую уже не осознаем, каким чудом является само их существование.

   Люди прошлых веков воспринимали все это как проявление божественной воли и подтверждение тому — история создания нашего мира, изложенная в Ветхом Завете. Наука тоже долгое время была занята лишь вопросами строения — но не возникновения! — структур, существующих вокруг нас. Интерес к тому, каким же образом могли возникнуть все эти структурные образования, появился и окреп только в новейшее время. Если наука желает избежать необходимости всякий раз для объяснения сути вещей обращаться за помощью к сверхъестественным силам и актам творения, она первым делом должна объяснить природу самозарождения и развития структур — иными словами, суть процессов самоорганизации.