Синергетика як нова методологія наукового дослідження - студопедія

Синергетика (від грец. # 963; # 965; # 957; - - приставка зі значенням спільності і # 7956; # 961; # 947; # 959; # 957; - «діяльність») - міждисциплінарний напрямок наукових досліджень, завданням якого є вивчення природних явищ і процесів на основі принципів самоорганізації систем (що складаються з підсистем). «... Наука, що займається вивченням процесів самоорганізації і виникнення, підтримки, стійкості і розпаду структур самої різної природи ...» [1].

Ввівши його Герман Хакен вкладав в нього 2 сенсу. Перший - теорія виникнення нових властивостей у цілого, що складається з взаємодіючих об'єктів. Другий - підхід, що вимагає для своєї розробки співпраці фахівців з різних областей.

Синергетика спочатку заявляли як міждисциплінарний підхід, так як принципи, що керують процесами самоорганізації, представляються одними і тими ж (безвідносно природи систем), і для їх опису повинен бути придатний загальний математичний апарат.

З світоглядної точки зору синергетику іноді позиціонують як «глобальний еволюціонізм» або «універсальну теорію еволюції», що дає єдину основу для опису механізмів виникнення будь-яких новацій подібно до того, як колись кібернетика визначалася, як «універсальна теорія управління», однаково придатна для опису будь-яких операцій регулювання і оптимізації: в природі, в техніці, в суспільстві і т. п. і т. д.

У центрі кібернетики поняття інформації (колічествово інформації)

Синергетика ставить питання про якість інформації та її цілі.

Основне поняття синергетики - визначення структури як стану, що виникає в результаті багатоваріантного і неоднозначного поводження таких багатоелементних структур або багатофакторних середовищ, що не деградують до стандартного для замкнутих систем усереднення термодинамічної типу, а розвиваються внаслідок відкритості, припливу енергії ззовні, нелінійності внутрішніх процесів, появи особливих режимів з загостренням і наявності більш одного стійкого стану.

Цей феномен трактується синергетикою як загальний механізм повсюдно спостерігається в природі напрямки еволюції: від елементарного і примітивного - до складені і більш досконалого.

Область досліджень синергетики чітко не визначена і навряд чи може бути обмежена, так як її інтереси поширюються на всі галузі природознавства. Загальною ознакою є розгляд динаміки будь-яких необоротних процесів і виникнення принципових новацій. Математичний апарат синергетики скомбінований з різних галузей теоретичної фізики.

Нове междісціплінароное напрямок досліджень, в рамках якого вивчаються процеси переходу від хаосу до порядку і назад у відкритих нелінійних системах. (Кібернетика і системні дослідження).

ñ детермінініческій стиль дослідження

ñ У центрі дослідження процеси в замкнутих системах

ñ Ідея лінійності процеси в світі сприймаються як оборотні в часі передбачувані і ретросказуемие

Постнекласичної науки (як я розумію, це як раз натяк на синергетику)

ñ Новий образ детермінізму

ñ У центрі процеси у відкритих системах

ñ Ідея нелінійності. Множинності якісно різних шляхів еволюції.

Детермінізм (лат. Determinare - визначати, обмежувати) - вчення про взаємозв'язок і взаємозумовленості процесів, що відбуваються і явищ [1]. доктрина про загальну причинності.

Базові поняття синергетики:

ñ Складні відкриті системи

1. Система - єдине начало, носій форм майбутньої організації.

2. Структура - локалізований в певних ділянках середовища процес.

3. Відкрита п'ятниця - певний вид середовищ, в якому обмінюються речовиною, енергією, інформацією з іншими середовищами.

4. Самоорганізація - це можливість системи функціонувати без нашої участі.

У світоглядному плані ідея нелінійності пов'язана з групою ідей:

- ідея багатоваріантності, альтернативності шляхів еволюції

- ідея виборна з даних альтернатив

- ідея темпу еволюції (швидкості розвитку процесів)

- ідея незворотності еволюції.

Особливості феномена нелінійності полягають у наступному.

ñПо-перше, завдяки нелінійності має силу найважливіший принцип «розростання малого», або «посилення флуктуацій». При певних умовах (далі буде показано, за яких саме) нелінійність може посилювати флуктуації - робити мале відміну великим, макроскопічними за наслідками.

ñПо-друге, певні класи нелінійних відкритих систем демонструють інше важливе властивість - порогові чутливості. Нижче порога все зменшується, стирається, забувається, не залишає ніяких слідів в природі, науці, культурі, а вище порога, навпаки, все багаторазово зростає.

ñПо-третє, нелінійність породжує свого роду квантовий ефект - дискретність шляхів еволюції нелінійних систем (середовищ). Тобто на даній нелінійної середовищі можливий аж ніяк не будь-який шлях еволюції, а лише певний спектр цих шляхів. Вищевідзначені граничну чутливість певних класів нелінійних систем, до речі, також є показником квантової.

ñПо-четверте, нелінійність означає можливість несподіваних, званих в філософії емерджентними, змін напрямку течії процесів. Нелінійність процесів робить принципово ненадійними і недостатніми вельми поширені досі прогнози-екстраполяції від готівкового. Бо розвиток відбувається через випадковість вибору шляху в момент біфуркації, а сама випадковість (така вже вона за своєю природою) зазвичай не повторюється знову.

Особливості нелінійності реалізуються:

1. Завдяки нелінійності відбувається розростання малого чи посилення флуктуації.

2. Певні класи Об'явл нелінійних систем демонструють поріг чутливості.

3. Нелінійності породжує квантовий ефект: на даній нелінійної середовищі можливий аж ніяк неї будь-який шлях еволюції, а лише певний спектр цих шляхів.

4. Нелінійності означає можливість несподіваних змін. Бо розвиток відбувається через випадковість вибору шляху в момен біфуркації, а сама випадковість зазвичай не повторюється знову.

Синергетику визначають також як фізику відкритих систем. Сьогодні ідеї синергетики використовуються майже у всіх областях науки, і сама синергетика претендує на роль нової парадигми (грец. Paradeigma - приклад, зразок) природознавства та всієї сучасної, постнекласичної науки.

Головними умовами самоорганізації вважаються 1) значна віддаленість системи від рівноваги, внутрішнього або з навколишнім середовищем; 2) відкритий характер системи, т. Е. Дрейф енергії, речовини, магнітні, фінансові, інформаційні та ін. Потоки через систему; 3) взаємодія між частинами системи.

У синергетики еволюція трактується як незворотний процес. Істотну роль в розумінні таких процесів грають час і хаотична динаміка. У свою чергу незворотність і еволюція виникають як наслідку складності колективної поведінки внутрішньо простих об'єктів. Одне з найдивовижніших явищ в Природі і найбільш інтригуюча з проблем, з якими стикаються дослідники, - це спонтанне утворення високоупорядоченних структур із зародків або навіть з хаосу. У повсякденному житті ми зустрічаємося з подібними явищами, коли спостерігаємо розвиток рослин і тварин. Розглядаючи їх на великих масштабах часу, вчені приходять до проблем еволюції і, в кінцевому рахунку, до питання про походження живої матерії Поряд зі спробами зрозуміти і пояснити надзвичайно складні біологічні явища природно виникає також питання про особливості процесів самоорганізації в набагато більш простих системах неживого світу.

При наявності нестійкості змінюється роль зовнішніх впливів. У певних умовах мізерно мале вплив на відкриту систему може привести до значних непередбачуваних наслідків (розкриття нестійкості).

Синергетика і культура:

Через мову математичного опису проступає фундаментальна спільність процесів народження, ускладнення, видозміни і тенденцій до розпаду структур в самих різних областях дійсності. Структура - це локалізований в певних ділянках середовища процес. Інакше кажучи, це процес, який має певну геометричну форму, здатний до того ж перебудовуватися і переміщатися в даному середовищі. У досліджуваних щодо простих моделях виникає ідея фундаментальної спільності: суцільне середовище містить в потенційній формі різні шляхи розвитку, різні види локалізації процесів (різні види структур).

Синергетика вводить в науковий обіг свій власний, особливий мову. Це мова таких понять, як атрактори і біфуркації, фрактал і детермінований хаос. Як зробити дану мову доступним для кожної освіченої людини? Тут постає непросте завдання - представити синергетичні ідеї у вигляді образів культури, співвіднести їх з наявною концептуальної сіткою всякого культурної людини. При цьому важливо не спотворити ідеї і не загубити того багатого світоглядного змісту, яке за ними стоїть.