Главная » Файлы » Для учня/студента » Реферати, курсові з різних напрямків [ Добавить материал ]

Сінергетика та її предмет. Сінергетика як нове світобачення
[ · Скачать удаленно (55 Kb) ] 30.11.2010, 16:49
У наукових дослідженнях термін сінергетика вперше був використаний в XIX столітті англійським фізіологом Шеррінгтоном при аналізі управління м’язовими системами з боку спинного мозку.
Друге наукове «народження» і подальший тріумф термін сінергетика отримав в 70-х роках XX століття, після того, як німецький фізик Герман Хакен почав називати сінергетикою нову наукову дисципліну. При цьому Р. Хакен охарактеризував сінергетику таким чином: «Я назвав нову дисципліну «сінергетикою». У ній досліджується сумісна дія багатьох підсистем, в результаті якої на макроскопічному рівні виникає структура і відповідне функціонування».
Пізніше, на Берлінському симпозіумі по сінергетиці 1984 р., Р. Хакен, в популярній формі, сказав про сінергетику наступне: «Сінергетику можна розглядати як форум, на якому учені різних дисциплін зустрілися один з одним для того, щоб обмінятися своїми ідеями, як справитися з великими системами».
По класифікації сінергетика, в даний час, відноситься до розряду філософських наук.

Сінергетика (від греч. synergeia – співпраця, сприяння, співучасть) – це наукова дисципліна, яка розглядає закономірності процесів системної інтеграції і самоорганізації в різних системах. На відміну від системного підходу, де основна увага акцентується на зв’язках частин в цілому, сінергетика досліджує причини властивостей системи. У системному підході аналіз ведеться, як правило, на якісному рівні. Сінергетика вивчає кількісні відносини і параметри.

Сінергетика займається дослідженням систем, що складаються з великого (дуже великого, величезного) числа частин, компонент або підсистем, іншими словами, деталей, складним чином тих, що взаємодіють між собою.
Сінергетика – далекий не єдиний науковий напрям, який займається вивченням складних систем. Разом з тим, використовувані в сінергетиці поняття роблять сінергетичний підхід унікальним, причому не тільки в концептуальному, але і в операциональном плані. На відміну від інших наукових напрямів, що зазвичай виникали на стику двох наук, коли одна наука давала новому напряму предмет, а інша – метод дослідження, сінергетика спирається на схожість математичних моделей, ігноруючи різну природу описуваних ними систем.
Одним з розділів сінергетики є фізика автоматизованих середовищ і автохвильових процесів, що протікають в них. Ці процеси відбуваються в будь-яких відкритих системах (біологічних, фізичних, соціальних і тому подібне), тобто системах, далеких від термодинамічної рівноваги, в яких притока енергії здійснюється ззовні.
Середовища, в яких вони виникають, називають активними або збудливими на відміну від незбудливих (пасивних) середовищ. Активне середовище можна представити як мережу, утворену окремими активними елементами. Кожен елемент активного середовища може знаходитися в одному з трьох станів: спокої, релаксації і збудженні. Всі елементи активного середовища зв’язані однією властивістю – перенесенням хвилевих процесів, які проходять через середовище. Перенесення здійснюється за рахунок «підкачки» енергії ззовні в елемент середовища.
Суть підходу сінергетики полягає в тому, що складноорганізовані системи, які складаються з великої кількості елементів, що в свою чергу знаходяться в складних взаємодіях один з одним і що володіють величезним числом вимірів свободи, можуть бути описані невеликим числом істотних типів руху (параметрів порядку), а всі інші типи руху виявляються «підпорядкованими» (принцип підпорядкування) і можуть бути достатньо точно виражені через параметри порядку. Тому складна поведінка систем може бути описане за допомогою ієрархії спрощених моделей, що включають невелике число найбільш істотних мір свободи.

Функціонування сінергетики в сучасній науковій культурі природно розглядати в трьох аспектах :
• сінергетика як картина світу;
• сінергетика як методологія;
• сінергетика як наука.
В рамках освоєння картини світу відбувається перше, а іноді і єдине, зна-йомство з поняттями сінергетики і її можливостями. Як правило, це відбувається на рівні буденної мови, на слабо формалізованому, часто метафоричному, популярному рівні. Тут звернення йде до наочності, до здорового глузду, аналогії, естетичного відчуття і безумовної довіри авторитету творців нової парадигми. Саме так укоріняється наука в буденній свідомості в популярних виданнях, саме так виглядають ввідні розділи книг Г.Хакена і І.Прігожіна. Для допитливого розуму це завжди радість зустрічі з новим поглядом на світ тих, що оточують нас речей і подій. Це відчуття майстрово, запалювально умів передати аудиторії С. П. Курдюмов.
Принципово важливо, що нове розуміння реальності приховане не тільки в світах фізики елементарних частинок або глибинах Всесвіту, а розчинено в повсякденності зустрічей з складністю нашого світу, мінливого світу «тут і зараз», що знов наповнює життя чарівністю таємниці, ключі від якої тепер доступні кожному. Саме цим можна пояснити такий інтерес до сінергетики.

Такі терміни, як біфуркація, аттрактор, самоорганізація, фрактал стали повсякденними в гуманітарному і навколонауковому середовищі. Що розуміються метафорично, вони створюють благодатний грунт для двох конкуруючих тенденцій.
Перша – позитивна: метафора, будучи в картині світу одним з могутніх каналів творчою, у тому числі і міждисциплінарній комунікації, створює сприятливий мотиваційний фон для застосування строгої конструктивної сінергетичної методології в міждисциплінарних обмінах і проектах. Підкреслимо, що це лише перший евристичний крок, явно недостатній для наукових висновків!
Друга – негативна, зв’язана зі свого роду «зашумлением» простору міждисциплінарних комунікацій псевдо-сінергетическими асоціаціями і метафорами.
Чи варто спеціально говорити про ті небезпеки, які загрожують сінергетиці в тому випадку, якщо друга тенденція запанує. Та все ж не треба їх перебільшувати. Сінергетика – це серйозно і надовго, вона володіє ефективними способами адаптації.

АДАПТИВНИЙ РЕСУРС СІНЕРГЕТИКИ
Актуальність сінергетики сьогодні пов’язана з необхідністю знаходження адекватних відповідей на глобальні цивілізаційні виклики кризового світу. Її методи достатньо універсальні, оскільки мають генетичний зв’язок з «наукою вічною» – математикою. Сінергетика методологічно відкрита до нових образів і концепцій, володіє властивістю спадкоємності, тобто співвідноситься зі своїми міждисциплінарними попередницями – теорією систем і кібернетикою, згідно принципу відповідності. Їй характерні міждисциплінарна толерантність до нових методів і гіпотез, їх самоценность для сінергетики; самоприменимость, філософська диалогичность і рефлексивність.
Сінергетика людиномірних систем сьогодні, в епоху антропологічного повороту, формує особливий метарівень культури, інструментарій рефлексії аналізу її розвитку – сінергетичну методологію, методологію міждисциплінарної комунікації і моделювання реальності. Методологію відкриту, можливо, як затверджує В.М. Розін, методологію з обмеженою відповідальністю, адаптивну, але не універсальну панметодологію у дусі Г.П.Щедровіцкого.
У самій сінергетиці можна виділити декілька паралельно існуючих пластів її буття в сучасній культурі, розташованих по ступеню зростання рівня абстрактності:
 піддисциплінарний – буденна свідомість повсякденних практик;
 дисциплінарний – процеси індивідуальної творчості і розвитку дисциплінарних знань і об’єктів дослідження;
 міждисциплінарний – процеси міждисциплінарної комунікації і перене-сення знання в діалогах дисциплін, педагогіці і освіті, при ухваленні рі-шень;
 трансдисциплінарный – процеси збірки, самоорганізації і функціонування великих міждисциплінарних проектів, міждисциплінарних мов комунікації, природа виникнення міждисциплінарних інваріантів, квазиуниверсалий, колективний розум, мережеве мислення.
 наддисциплинарный – процеси творчості, становлення філософського знання, розвитку науки і культури.
У кожному з цих шарів комунікативних практик сінергетика має особливі традиції застосування. Ці традиції цілком наукові і методологічно розвинені на дисциплінарному рівні, особливо для природничонаукових дисциплін. Сьогодні бурхливо розвиваються застосування сінергетичної методології і на міждисциплінарному рівні. На решті рівнів її застосування виникли недавно і осмислюються в основному поки в мові сінергетичної картини світу.

ПРОБЛЕМИ МЕТАМОВИ
Сінергетика як частина загальнонаукової картини світу, виникає на хвилі моди, сп’яніння запаморочливими перспективами – втім, це характерно для соціального щеплення будь-якої науки. Все може закінчитися похміллям нездійснених ілюзій, а може виникнути принципово інше розуміння світу. Для другого результату сінергетика як наука повинна відображати форми свого буття в суспільстві з метою адаптації до його потреб. Мова йде про особливій методології, ядро якої повинне бути гарантом спадкоємності наукових цінностей, з одного боку, і відвертості до інновацій – з іншою. Така відкрита адаптивна методологія становлення і є методологія сінергетики. Вона покликана реалізувати, укоренити принципи сінергетики в суспільній свідомості, адаптувати їх для непрофесіоналів на рівні вже не метафор, а конструктивних принципів, що допомагають розуміти і моделювати реальність. Вона повинна організувати поле зустрічі і створити метамову діалогу сінергетиків, математиків і людей інших професій, інших дисциплін, у тому числі і гуманітарних. Метамова фіксує, наскільки це можливо, тезаурус сінергетики в термінах буденної мови, зводячи метафоризацию до мінімуму, тоді як принципи сінергетики дозволяють здійснювати м’яке моделювання реальності в цьому тезаурусі.
Проблема розмивання основ сінергетики пов’язана з тим, що великий відсоток людей, що говорять від імені сінергетики (у основному гуманітарії), погано знайомі з сінергетикою як наукою. Зазвичай це походить не від зневаги, а по об’єктивних причинах – немає належної математичної підготовки, немає підручників. Такими дослідниками використовується стихійний тезаурус сінергетичної картини світу, допускаюче дуже велике свавілля метафоризации. Потім його переносять в свої дисциплінарні картини реальності, чого абсолютно недостатньо для цілісного опису, не говорячи вже про модельне представлення завдань цих дисциплін. Для моделювання реальності мало перевести онтології з мови на мову, треба ще знати модельні зразки і правила їх збірки, а ця інформація розсипана в спеціальних розділах книг для професіоналів.
Та чи можна створити метамову, яка б абсолютно всіх влаштувала? Була спроба щеплення сінергетичної метамови, вона і зараз продовжується, але від-ношення швидше насторожене, люди швидше звикають до нової мови, ніж усвідомлено приймають його, і потрібна ще більша робота по роз’ясненню його реальних можливостей і меж застосовності.
А чи потрібна метамова? Що ж тепер всім терміново учити новий есперанто? Або навпроти, ми категорично уникаємо універсалізації, будемо самодостаточны, але намагатимемося вчитися розуміти наново кожен міждисциплінарний контакт. Мені здається, що ці дві крайнощі відображають шлях еволюції свідомості. Людина йшла від конкретного мислення, виникали абстракції, поняття, категорії і так далі Але це і є метамови, причому вони ніколи не завершені, ніколи недобудовані, і, це їх потенціал розвитку. Якщо ми прослідкуємо цю интенцию те, то що прийнято називати загальними цінностями, сенсами, це і є метаязыковые конструкты. І їх слід намагатися вчитися артикулювати і описувати. Інша справа, що ми все більше йдемо в сферу символічного, туди, де наша різноманітність не постраждає, наприклад, сінергетика, математика, естетика. І кожен винен метамова розуміти не як технологічне насильство, а як якусь приманку для того, щоб виростити своє розуміння загального. Ми опинилися в ситуації схожою процесу глобалізації: хочемо зберегти свої самобутності і, в той же час, необхідне эфеективно вирішувати загальні проблеми.

МЕТОДОЛОГІЧНІ ПРИНЦИПИ СІНЕРГЕТИКИ
Критерії відбору. Декілька загальних слів про вибір методологічних принципів. По-перше, принципи сінергетики можуть знаходитися відносно кільцевої причинності. Наприклад, поняття гена не можна визначити без звернення до поняття організму, складовою частиною якого він є. По-друге, принципів не повинно бути дуже багато, інакше важко одночасно використовувати.Відзначимо лише одну важливу обставину: наша система принципів в рівній мірі описує як рівноважні, так і нерівноважні системи, і це було одним з критеріїв відбору.
Принципи, що приводяться нижче, виникли при узагальненні досвіду багаторічного авторського викладання сінергетики в самих різних гуманітарних аудиторіях, а також сінергетичного моделювання антропной сфери. Це розширений блок наочний принципів сінергетики, вперше запропонованих автором в 1995. Математичні, логічні і філософські блоки принципів так само обговорювалися Аршиновим В.І., Будановим В.Г., Войцеховічем В.Е. в 1995 році.
У простому варіанті можна запропонувати 7 основних принципів сінергетики: два принципи Буття, і п’ять Становлення.
Два структурні принципи Буття: 1 - гомеостатичність, 2 - ієрархічність. Вони характеризують фазу «порядку», стабільного функціонування системи, її жорстку онтологію, прозорість і простоту опису. В термінах Арістотеля ця фаза визначає «час - кинезис».
П’ять принципів Становлення: 3 - нелінійність, 4 - нестійкість, 5 - незамкнутість, 6 – динамічна ієрархічність, 7 - спостережуваність. Вони характеризують фазу трансформації, оновлення системи, проходження нею послідовних етапів: шляхом загибелі старого порядку, хаосу випробувань альтернатив і, нарешті, народження нового порядку. При цьому ми розрізняємо принципи, що породжують, становлення (3,4,5), які є необхідною і достатньою умовою його реалізації, і конструктивні принципи становлення (6,7), які описують збірку, деталі і конструкцію процесу становлення, а також його розуміння спостерігачами і сполучення з середовищем. У Арістотелівській класифікації цій фазі відповідає «час - Метаболі».

ПРИНЦИПИ БУТТЯ
1.Гомеостатичність. Гомеостаз – це явище підтримки програми функціонування системи в деяких рамках, що дозволяють їй слідувати до своєї мети. Згідно Н. Вінеру, всяка система телеологична, тобто має мету існування (апологія Арістотеля). При цьому від цели-эталона-идеала (реальною або уявною) система отримує сигнали, що коректують, дозволяють їй не збитися з шляху. Це коректування здійснюється за рахунок негативних зворотних зв’язків (частка сигналу з виходу системи подається на вхід із зворотним знаком), що пригнічують будь-яке відхилення в програмі поведінки, що виникло під дією зовнішніх дій середовища. Мету-програму поведінки системи в стані гомеостазу в сінергетиці називають аттрактор (притягувач). Підкреслимо, що аттрактори існують тільки у відкритих диссипативних системах, тобто розсіюючих енергію, речовину, інформацію, і описують фінальну поведінку системи, яка звичайна набагато простіше за перехідний процес. Цей принцип об’єднує багато ідей кібернетики, системного аналізу і сінергетики.
2. Ієрархічність. Наш світ ієрархізований по багатьом ознакам. Наприклад, за масштабами довжин, часів, енергій. Основним сенсом структурної ієрархії є складена природа вищестоящих рівнів по відношенню до нижчестоячих. Те, що для нижчого рівня є структура-порядок, для вищого є безструктурний елемент хаосу, будівельний матеріал. Тобто Космос попередньої структури служить Хаосом подальшій, і ми говоримо: нуклони утворені кварками, ядра – нуклонами, атоми – ядрами і електронами, молекули – атомами, суспільство – людьми, слова – звуками.
Всякий раз елементи, зв’язуючись в структуру, передають їй частину своїх функцій, ступенів свободи, які тепер виражаються від імені колективу всієї системи, причому на рівні елементів цих понять могло і не бути. Ці колективні змінні «живуть» на вищому ієрархічному рівні, ніж елементи системи, і в сінергетиці, слідуючи Р. Хакену, їх прийнято називати параметрами порядку – саме вони описують в стислій формі сенс поведінки і цілі-аттракторы системи. Описана природа параметрів порядку називається принципом підпорядкування, коли зміна параметра порядку як би диригує синхронною поведінкою безлічі елементів нижчого рівня, створюючих систему, причому феномен їх когерентного, тобто взаємоузгодженого, співіснування іноді називають явищем самоорганізації.
3. Нелінійність. Лінійність – один з ідеалів простоти багатьох поколінь математиків і фізиків, що намагалися звести реальні завдання до лінійної поведінки. Чудово, що це завжди вдається поблизу положення рівноваги системи (так званий метод нормальних коливань). Гомеостаз системи часто здійснюється саме на рівні лінійних коливань біля оптимальних параметрів, тому такий важливий простій лінійний випадок. Він економить наші інтелектуальні зусилля. Визначальною властивістю лінійних систем є принцип суперпозиції: сума рішень є рішення, або інакше, результат сумарної дії на систему є сума результатів, так званий лінійний відгук системи, прямо пропорційний дії. Отже, нелінійність є порушення принципу суперпозиції в деякому явищі: результат суми дій на систему не рівний сумі результатів цих дій. Результати причин, що діють, не можна складати.
У більш гуманітарному, якісному сенсі: результат непропорційний зусил-лям, неадекватний зусиллям, гра не коштує свічок; ціле немає сума його частин; якість суми не тотожна якості доданків, і так далі
Іноді говорять про «нелінійне мислення» – красиву метафору, яку кожен розуміє по-своєму. Але іноді гуманітарії закликають «нелінійне мислення» почати останній бій з «лінійним мисленням», така війна метафор абсурдна, оскільки лінійна математика є найважливіший граничний випадок нелінійної математики, а часто основа її наближених, ітераційних методів.
4. Незамкнутість (відвертість). Неможливість зневаги взаємодією системи зі своїм оточенням. Властивість, яка довгий час лякала дослідників, розмивала поняття системи, обіцяла важкі проблеми.
У замкнутих системах з дуже великим числом частинок справедливий другий закон (другий початок) термодинаміки, що свідчить, що ентропія S (міра хаосу) з часом зростає або залишається постійною ?S ? 0, тобто хаос в замкнутій системі не убуває, він може лише зростати, порядок приречений зникнути. Саме відвертість дозволяє еволюціонувати системам від простого до складного, розгортати програму зростання організму з клітки-зародка. Це означає, що ієрархічний рівень може розвиватися, ускладнюватися тільки при обміні речовиною, енергією, інформацією з іншими рівнями.
Виявляється, що при переході від одного положення гомеостазу до іншого, система стає обов’язково відкритою в точках нестійкості. Навіть якщо ви використовували спочатку замкнуту модель, в таких крапках її слід розширити до відкритої моделі.
5. Нестійкість. Виконання принципів нелінійності і незамкнутості, за певних умов дозволяє системі покинути область гомеостазу і потрапити в нестійкий стан.
Такі стани нестійкості, вибору прийнято називати точками біфуркацій. Правильно говорити про нестійкий стан, якому відповідає крапка в просторі параметрів (мегарівень), що управляють, саме її і називають точкою біфуркації. Іноді говорять про момент біфуркації, коли параметри проходять цю критичну крапку. Вони неодмінні в будь-якій ситуації народження нової якості і характеризують рубіж між новим і старим. Наприклад, вища точка перевалу відокремлює одну долину від іншої, це нестійке положення кульки на горбку.
Значущість точок біфуркації ще і в тому, що тільки в них можна не силовим, інформаційним способом, тобто скільки завгодно слабкими діями вплинути на вибір поведінки системи, на її долю. Проте відразу обмовимося, що не всякі біфуркації є точками вибору, дуже часто вони безальтернативні (у першому наближенні), наприклад, більшість фазових переходів в неживій природі, зокрема, замерзання і закипання води. Якщо ж альтернатива не одна, тобто відбувається випадковий вибір і запам’ятовування (тобто подальший вихід на новий аттрактор), то говорять про народження або генерацію в крапці біфуркації макроінформації по Кастлеру.
6. Динамічна ієрархічність (емерджентність).
Це узагальнення принципу підпорядкування на процеси становлення – на-родження параметрів порядку, коли доводиться розглядати взаємодію більш ніж двох рівнів. Сам процес становлення є процес зникнення, а потім народження одного з них в процесі взаємодії мінімум трьох ієрархічних рівнів системи, тут, на відміну від фази буття, змінні параметра порядку, навпаки, є найшвидшими, нестійкими змінними, серед конкуруючих макрофлуктуацій.
Це основний принцип проходження системою точок біфуркацій, її станов-лення, народження і загибелі ієрархічних рівнів. Цей принцип описує виникнення нової якості системи по горизонталі, тобто на одному рівні, коли повільна зміна параметрів мегарівня, що управляють, приводить до біфуркації, нестійкості системи на макрорівні і перебудові його структури.
Згідно Г.Хакену, принцип підпорядкування в ситуації «становлення» інвертується в порівнянні з формулюванням для ситуації «буття». Параметр порядку тепер не найповільніший, але, навпаки, самий нестійкий, найшвидший. Найповніше і ефективно ці процеси розглянуті в роботах школи С.П. Курдюмова: так звані режими із загостренням.
7. Спостережуваність. Саме останні два принципи включають принципи додатковсті і відповідності, кільцевій комунікативності і відносності до засобів спостереження, запускаючи процес діалогу внутрішнього спостерігача і метанаблюдателя. Принцип спостережуваності підкреслює обмеженість і відносність наших уявлень про систему в кінцевому експерименті.
Принцип спостережуваності розуміється нами як відкритий комплексний эпистемологический принцип, його включення робить систему принципів сінергетики відкритою до поповнення філософсько-методологічними і системними інтерпретаціями.
На кінець ще раз підкреслимо, що принцип спостережуваності в з’єднанні з шістьма іншими принципами сінергетики дозволяє замкнути коло постнекласичного пізнання складної реальності і коректно поставити подальші філософські питання розуміння, описи, пояснення.

ВИСНОВОК
Отже, сінергетика виникла, як теорія кооперативних явищ в завданнях лазерної тематики, але поступово набувала більш загального статусу теорії, що описує незамкнуті, нелінійні, нестійкі, ієрархічні, такі, що розвиваються системи. Вже в області природознавства існує опозиція такому тлумаченню сінергетики. Хтось вважає за краще говорити про нелінійну динаміку, або теорію диссипативних систем, теорію відкритих систем, теорію динамічного хаосу, аутопоэзисе і так далі
На загальновизнаний погляд, апологія сінергетики може бути виправдана лише після введення в розгляд проблематики спостерігача, людиномірних сис-тем, самореферентних систем; сінергетики як методології, розширеної на область цілісної культури. Адже процес моделювання неминуче включає епістемологічні принципи сінергетики, закільцьовані з її онтологічними принципами. Ось в цьому розширювальному тлумаченні ми і розуміємо сінергетику в даній роботі.
Філософськи кажучи, сінергетика - це міждисциплінарний підхід, що розг-лядає проблеми становлення, його механізми і їх уявлення. І тут важливо уникнути іншої крайності, не пропагувати ідеї і методи сінергетики, не захоплюватися модною сінергетичною фразеологією, довільно сплітаючи метафори; але, залишаючись на позиціях конкретної науки, використовувати її потенціал як технологію универсалий, що реалізовується в практичній діяльності

Категория: Реферати, курсові з різних напрямків | Добавил: Lynx_2008
Просмотров: 786 | Загрузок: 162 | Рейтинг: 5.0/1