База рефератов со всего рунета - Эволюционно-синергетическая парадигма - скачать рефераты, рефераты на тему, бесплатно рефераты


	Главная \| Карта сайта


	РАЗДЕЛЫ


	ПАРТНЕРЫ


	АЛФАВИТ

... А Б В Г Д Е Ж З И К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Э Ю Я


	ПОИСК

Эволюционно-синергетическая парадигма

Министерство экономического развития и торговли Российской Федерации

Российский государственный торгово-экономический университет

(воронежский филиал)

Кафедра математики и естественно-научных дисциплин

Реферат

По дисциплине: Концепция современного естествознания

на тему: Эволюционно-синергетическая парадигма

Выполнила

студентка 1 курса группы МЭд-106:

Резникова Дарья

Проверил: Голев И. М.

Воронеж 2007 г.

Введение

В раскрытии механизмов самоорганизации помимо неравновесной термодинамики были использованы также новые идеи и результаты, появившиеся в разных областях физики и химии -- в гидродинамике, физике лазеров, при исследовании автокаталитических химических реакций и некоторых других явлениях.

Для всех изученных явлений найден ряд принципиально важных признаков: 1) самоорганизующаяся система является сложной, состоит из большого числа элементов; 2) она является открытой, неравновесной и нелинейной; 3) при увеличении неравновесности системы выше определенного предела она переходит в неустойчивое состояние; 4) выход из неустойчивости происходит скачком на счет быстрой перестройки элементов системы; 5) при этом наблюдается согласованное поведение элементов системы, которое проявляется в переходе системы в качественно новое состояние с упорядоченной структурой (это может быть какая-либо пространственная или временная упорядоченность); 6) выбор одного из возможных состояний случаен.

Осмысление различных процессов самоорганизации привело к становлению нового междисциплинарного направления в науке -- синергетике. Эта наука изучает общие принципы, лежащие в основе всех явлений самоорганизации -- в физике, химии, биологии, в технике и теории вычислительных систем, в социологии и экономике. Конкретными подсистемами, составляющими в совокупности сложную систему, могут быть электроны, фотоны, атомы, молекулы, живые клетки, нейроны мозга, части технических устройств или организмов, животные, люди, социальные образования. Таким образом, под синергетикой понимают теорию самоорганизации в сложных, открытых, неравновесных и нелинейных системах любой природы. Это новая наука, занимающаяся изучением возникновения, поддержания, устойчивости и распада самоорганизующихся структур, кооперативных эффектов в них.

Цель данной работы - попытаться на доступном уровне определить существо синергетики, как нового направления современной научной мысли и очертить круг исследуемых ею вопросов.

Синергетика заметно отличается от традиционной научной дисциплины: она не сложилась пока как единая наука, а существует как бы в нескольких вариантах, отличающихся не только названиями, но и степенью общности, и полнотой результатов, и непосредственным предметом исследований. Важнейшим из таких вариантов синергетики можно считать неравновесную термодинамику (теорию диссипативных структур). Синергетическими по существу теориями являются математическая теория бифуркаций, теория хаоса, теория нелинейных колебаний и волн, нелинейная динамика, теория фазовых переходов и некоторые другие.

Синергетика прогрессирует вместе с математическим аппаратом описания нелинейных и неустойчивых систем и соответствующими вычислительными методами. Эти методы опираются на использование компьютерного моделирования, поэтому синергетика могла возникнуть и развиваться только в эпоху мощной компьютерной техники.

Можно сказать, что синергетика на современном этапе ее развития -- это совокупность общих идей о принципах самоорганизации и вместе с тем сумма общих математических методов для ее описания. Предпринимаются все более активные попытки использования этих идей и методов в экологии, медицине, социологии, экономике и вообще в области социально-гуманитарного знания.

1. Синергетика - наука о сложном

В последние годы наблюдается стремительный и бурный рост интереса к междисциплинарному направлению, получившему название “синергетика”. Издаются солидные монографии, учебники, выходят сотни статей, проводятся национальные и международные конференции.

Создателем синергетического направления и изобретателем термина "синергетика" является профессор Штутгартского университета и директор Института теоретической физики и синергетики Герман Хакен. Сам термин “синергетика” происходит от греческого “синергена” - содействие, сотрудничество, “вместедействие”.

По Хакену, синергетика занимается изучением систем, состоящих из большого (очень большого, “огромного”) числа частей, компонент или подсистем, одним словом, деталей, сложным образом взаимодействующих между собой. Слово “синергетика” и означает “совместное действие”, подчеркивая согласованность функционирования частей, отражающуюся в поведении системы как целого.

Подобно тому, как предложенный Норбертом Винером термин “кибернетика” имел предшественников в лице кибернетики Ампера, имевшей весьма косвенное отношение к “науке об управлении, получении, передаче и преобразовании информации в кибернетических системах”, синергетика Хакена также имела своих “предшественниц” по названию: синергетику Ч. Шеррингтона, синергию С. Улана, синергетический подход И. Забуского.

Ч. Шеррингтон называл синергетическим, или интегративным, согласованное воздействие нервной системы (спинного мозга) при управлении мышечными движениями (согласованное действие сгибательных и разгибательных мышц - протагониста и антигониста).

С. Улам был непосредственным участником одного из первых численных экспериментов на ЭВМ первого поколения (ЭНИВАКе) и понял всю важность и пользу “синергии, т. е. непрерывного сотрудничества между машиной и ее оператором”, осуществляемого в современных машинах за счет вывода информации на дисплей.

И. Забуский к середине 60-х годов, реалистически оценивая ограниченные возможности как аналитического, так и численного подхода к решению нелинейных задач, пришел к выводу о необходимости единого синтетического подхода. По его словам, “синергетический подход к нелинейным математическим и физическим задачам можно определить как совместное использование обычного анализа и численной машинной математики для получения решений разумно поставленных вопросов математического и физического содержания системы уравнений”.

Синергетика, занимающаяся изучением процессов самоорганизации и возникновения, поддержания, устойчивости и распада структур самой различной природы, еще далека от завершения и единой общепринятой терминологии (в том числе и единого названия всей теории) пока не существует.

Системы, составляющие предмет изучения синергетики, могут быть самой различной природы, содержательно и специально изучаться различными науками: физикой, химией, биологией, математикой, нейрофизиологией, экономикой, социологией, лингвистикой (перечень наук легко можно было бы продолжить). Каждая из наук изучает "свои" системы своими, только ей присущими, методами и формулирует результаты на "своем" языке. При существующей далеко зашедшей дифференциации науки это приводит к тому, что достижения одной науки зачастую становятся недоступными вниманию и тем более пониманию представителей других наук.

В отличие от традиционных областей науки синергетику интересуют общие закономерности эволюции (развития во времени) систем любой природы. Отрешаясь от специфической природы систем, синергетика обретает способность описывать их эволюцию на интернациональном языке, устанавливая своего рода изоморфизм двух явлений, изучаемых специфическими средствами двух различных наук, но имеющих общую модель, или, точнее, приводимых к общей модели. Обнаружение единства модели позволяет синергетике делать достояние одной области науки доступным пониманию представителей совсем другой, быть может, весьма далекой от нее области науки и переносить результаты одной науки на, казалось бы, чужеродную почву.

Следует особо подчеркнуть, что синергетика отнюдь не является одной из пограничных наук типа физической химии или математической биологии, возникающих на стыке двух наук (наука, в чью предметную область происходит вторжение, в названии пограничной науки представлена существительным; наука, чьими средствами производится "вторжение", представлена прилагательным; например, математическая биология занимается изучением традиционных объектов биологии математическими методами). По замыслу своего создателя профессора Хакена, синергетика призвана играть роль своего рода метанауки, подмечающей и изучающей общий характер тех закономерностей и зависимостей, которые частные науки считали "своими". Поэтому синергетика возникает не на стыке наук в более или менее широкой или узкой пограничной области, а извлекает представляющие для нее интерес системы из самой сердцевины предметной области частных наук и исследует эти системы, не апеллируя к их природе, своими специфическими средствами, носящими общий ("интернациональный") характер по отношению к частным наукам. Физик, биолог, химик и математик видят свой материал, и каждый из них, применяя методы своей науки, обогащает общий запас идей и методов синергетики.

Как и всякое научное направление, родившееся во второй половине ХХ века, синергетика возникла не на пустом месте. Ее можно рассматривать как преемницу и продолжательницу многих разделов точного естествознания, в первую очередь (но не только) теории колебаний и качественной теории дифференциальных уравнений. Именно теория колебаний с ее "интернациональным языком", а впоследствии и "нелинейным мышлением" (Л.И. Мандельштам) стала для синергетики прототипом науки, занимающейся построением моделей систем различной природы, обслуживающих различные области науки. А качественная теория дифференциальных уравнений, начало которой было положено в трудах Анри Пуанкаре, и выросшая из нее современная общая теория динамических систем вооружила синергетику значительной частью математического аппарата.

Синергетику можно рассматривать как преемницу и продолжательницу многих разделов точного естествознания, в первую очередь (но не только) теории колебаний и качественной теории дифференциальных уравнений. Именно теория колебаний с ее "интернациональным языком", а впоследствии и "нелинейным мышлением" стала для синергетики прототипом науки, занимающейся построением моделей систем различной природы, обслуживающих различные области науки. А качественная теория дифференциальных уравнений, начало которой было положено в трудах Анри Пуанкаре, и выросшая из нее современная общая теория динамических систем вооружила синергетику значительной частью математического аппарата.

Синергетика ищет свой специфический язык. Закладывают его основы прежде всего принципы, общие для частнонаучных теорий, кроме того, принципы общенаучных теорий и, наконец, ведущие ценности синергетического мировоззрения.

Принципы частных (объектных) теорий, естественно, отличаются друг от друга вследствие различия предметных областей. Однако можно выделить ту часть принципов, которая едина для всех теорий и обозначить специфику теорий в области физики (и химии), биологии, социологии, психологии.

Можно выделить следующие 4 принципа частных теорий синергетики:

1. Нелинейность означает не сохранение аддитивности в процессе развития представляемых систем. Любое явление понимается как момент эволюции, как процесс движения по полю развития.

2. Неустойчивость означает не сохранение "близости" состояний системы в процессе ее эволюции.

3. Открытость означает признание обмена системы веществом, энергией, информацией с окружающей средой и, следовательно, признание системы как состоящей из элементов, связанных структурой, так и включенности в качестве подсистемы, элемента в иное целое.

4. Подчинение означает, что функционирование и развитие системы определяются процессами в ее подсистеме ("сверхсистеме") при возникновении иерархии масштабов времени. Это принцип "самоупрощения" системы, т. е. сведения ее динамического описания к малому числу параметров порядка.

К описанным 4 принципам добавляются принципы специфические для той или иной объектной области - неживых систем, живых организмов, человека. Так, для неживых (физических и химических) систем в той или иной форме вводится принцип нелокальности (дальнодействия, коррелированности на расстоянии), означающий такое взаимодействие между элементами системы, которое воспринимается как передача информации с бесконечной скоростью (о чем напоминают прежде всего квантово-механические неравенства Дж. Белла . Для живых (биологических и приближающихся к ним технических) систем вводится принцип биополя, определяющий особое поле, объединяющее элементы в целое и направляющее развитие организма к предустановленным образцам (аттракторам). Понятие о биополе, синтезирующее физикализм и витализм, неоднократно вводилось под разными названиями, например, как морфогенетическое поле, постулированное в двадцатые годы российским биологом А. Г. Гурвичем.

1.1 Сущность гуманитарного аспекта синергетики

Обсуждая исторические вехи естествознания, мы отмечаем направляющую роль так называемых парадигм. Напомним, что научная парадигма -- это определенная совокупность фундаментальных научных достижений, идей, концепций, которые, заслужив всеобщее признание, на некоторый период задают общепринятый характер видения мира и приводят к выработке соответствующей ему стратегии в научном понимании. В настоящее время можно уже говорить о наступлении нового, пост неклассического этапа в развитии науки. Его определяющим признаком становится формирующаяся в наши дни эволюционно-синергетическая парадигма.

Важнейшей составляющей новой парадигмы стал принцип глобального эволюционизма, то есть признание невозможности существования всех рождаемых во Вселенной структур вне развития, вне общей эволюции. Эта мысль органически связана с концепцией фундаментального единства материального мира.

Другой составляющей эволюционно-синергетической парадигмы является представление об универсальности алгоритма развития как проявления самоорганизации в самых разнообразных природных и социальных системах, то есть синергетический подход. Синергетика как наука о самоорганизующихся системах создавалась усилиями естествознания. Но постепенно идеи синергетики становятся одной из методологических основ общественных и гуманитарных наук. Синергетический подход в этих областях начинается с использования ключевых понятий синергетики для описания сложных социально-гуманитарных явлений. А вслед за этим обнаруживается удивительное сходство поведения казалось бы совершенно несхожих систем. Создается уверенность, что социальные, физико-химические и биологические объекты исследований при всем своем очевидном различии и несводимости друг к другу подчиняются одним и тем же фундаментальным началам, а значит, их поведение может описываться в принципе одинаковыми моделями. Такое убеждение есть одно из важнейших проявлений утверждающейся в современной науке эволюционно-синергетической парадигмы.

Представление об общих закономерностях эволюции сложных систем, к которым относятся и социальные системы, обусловливает перспективность синергетических идей для обществоведения и гуманитарного знания. Перечень примеров использования представлений синергетики для создания новых гуманитарных, обществоведческих концепций быстро пополняется, ибо в экономике, политике, истории имеют дело со сложными, необратимо эволюционирующими системами. Самоорганизующиеся физические системы выполняют в синергетике роль прототипа при исследовании социокультурных систем.

На основе общих положений синергетики можно осмысливать ход исторического развития, оценивать роль той или иной личности или отдельных социальных слоев в исторических катаклизмах. В точке бифуркации даже ничтожные обстоятельства могут определить ход последующей эволюции системы. С синергетической точки зрения эволюционный процесс, проходя через точки бифуркации, приобретает свойства уникальности, невоспроизводимости.

По словам академика В. Волькенштейна, биологическая эволюция, начавшись заново, привела бы к совершенно иным результатам. Нет оснований считать исключением из этого правила и социальную эволюцию. На бифуркационном этапе истории существует множество обстоятельств, каждое из которых способно принципиально и непредсказуемо повлиять на ход исторических событий. К таким обстоятельствам относится и личностный фактор. Действия энергичной личности, реализующей свои устремления, в таких условиях часто становится своеобразной «флуктуацией», которая и определяет выбор сильнонеравновесной социальной системой ветви своей дальнейшей эволюции.

Даже в исследовании творческого процесса, искусства основные понятия и принципы теории самоорганизации позволяют в новом ракурсе увидеть известные закономерности и факты, по новому интерпретировать главный инструмент художественного творчества -- интуицию, особое творческое состояние -- вдохновение.

Другим примером гуманитарного использования синергетических идей, по-видимому, может являться оценка антропного принципа, суть которого состоит в утверждении, что мир таков, потому что во Вселенной должен был появиться «наблюдатель». Этот принцип разделяется многими современными философами и стал своеобразным атрибутом интеллектуальной моды. Затрагивая самые основы миропонимания, придавая особый смысл появлению и существованию человечества, антропный принцип обретает, таким образом, гуманитарное наполнение. Однако с точки зрения общих эволюционно-синергетических принципов, процесс эволюции Вселенной и ее ничтожнейшей крупицы -- планеты Земля -- есть процесс, направление и характер которого в известной мере определяется случайными факторами. В связи с этим справедливость антропного принципа явилась бы по меньшей мере неким отклонением от общих закономерностей самоорганизации материи, установленных наукой о самоорганизации -- синергетикой. Такое отклонение выглядит необоснованным. Впрочем, сейчас антропный принцип не играет практической роли, и применение к ней идей синергетики для его обсуждения носит чисто теоретический характер. В то же время существуют гуманитарные проблемы, тесно связанные с практической деятельностью человека, такая, например, как развитие цивилизации в условиях все возрастающего антропогенного воздействия на биосферу. Методологическое значение идей синергетики заключается здесь в прояснении опасности биосферных «бифуркаций», вызванных этим воздействием, и способных непредсказуемо и необратимо направить эволюцию биосферы по губительной для цивилизации ветви развития.

1.2 Синергетический процесс с социальной точки зрения
Говоря о развитии систем в историческом плане, мы невольно смотрим на них с позиции Господа Бога. Ученые так же, как правило, в качестве исследователей занимают позицию

Всевышнего. И системы и их составляющие - всего лишь объекты рассмотрения. И с этой позиции выражение «системы меняют свои свойства так, чтобы…» имеет право на существование.

Однако не следует забывать, что изменение параметров технических, человеко-машинных или социальных систем - это всегда работа конкретных людей: инженеров, менеджеров, технологов, администраторов, бизнесменов. История социальной системы - это ведь наша с вами жизнь, полная радости и страданий, свершений и трагедий. То, что исследователю или Всевышнему представляется скачком, быстрым переходом на новый уровень, бифуркацией состояния, для конкретных личностей может составлять целый этап жизни (если не всю ее).

Синергетический процесс самоорганизации материи это (с точки зрения Господа) бесконечное чередование этапов «спокойной» адаптации и «революционных» перерождений, выводящих системы на новые ступени совершенства.

Но в тоже время (спускаемся с небес на грешную землю!), синергетический процесс самоорганизации материи это бесконечное чередование этапов «спокойной» инженерной, управленческой, организационной работы, адаптирующей существующие объекты к изменениям среды, и неординарных идей, новаторских решений, изобретений и «революционных» реорганизаций, выводящих системы на совершенно новые ступени совершенства. Именно на этих этапах человек, нашедший неординарное решение, практически реализует бифуркацию состояния конкретной системы.

Что такое «адаптационный этап» с нашей земной точки зрения? С точки зрения, так сказать, элементика, находящегося внутри системы. Просто мы все время занимаемся оптимизацией: инженер «шлифует» конструкцию изделия, управляющий добивается лучшей работы коллектива, бизнесмен - повышения рентабельности фирмы.

Что означает «катастрофный этап»? Это означает, что наступает наш звездный час: инженер изобретает новую конструкцию, управленец проводит коренную реорганизацию, бизнесмен открывает новое дело. Очевидно, что такие решения составляют наиболее эффективную форму человеческой деятельности. Умение, во-первых, в любой ситуации увидеть суть дела, во-вторых, вовремя заметить проблему, то есть не пропустить момент, когда обстоятельства требуют ломки привычных представлений, и, в-третьих, найти одно или несколько красивых решений, отличает людей, добивающихся успеха в любом деле.

Бифуркация состояния социальных и человеко-машинных систем таким образом есть не только объективный факт, но и продукт мыслительной деятельности конкретных личностей.

Итак, история любой системы есть чередование эволюционных этапов, когда специалисты могут применять полученные ими знания, и этапов бифуркационного развития, когда находится человек, способный к неординарному мышлению, новаторству, изобретательству.

И если законы синергетического развития универсальны, то можно предположить, что в основе неординарных творческих способностей гениальных личностей лежат как раз эти законы.

1.3 Подходы к анализу систем
Нужно сказать, что изучением систем, состоящих из большого числа частей, взаимодействующих между собой тем или иным способом, занимались и продолжают заниматься многие науки. Одни из них предпочитают подразделять систему на части, чтобы затем, изучая разъятые детали, пытаться строить более или менее правдоподобные гипотезы о структуре или функционировании системы как целого. Другие изучают систему как единое целое, предавая забвению тонко настроенное взаимодействие частей. И тот, и другой подходы обладают своими преимуществами и недостатками.

Синергетика наводит мост через брешь, разделяющую первый, редукционистский, подход от второго, холистического. К тому же в синергетике, своего рода соединительном звене между этими двумя экстремистскими подходами, рассмотрение происходит на промежуточном, мезоскопическом уровне, и макроскопические проявления процессов, происходящих на микроскопическом уровне, возникают "сами собой", вследствие самоорганизации, без руководящей и направляющей "руки", действующей извне системы.

Это обстоятельство имеет настолько существенное значение, что синергетику можно было бы определить как науку о самоорганизации.

Редукционистский подход с его основным акцентом на деталях сопряжен с необходимостью обработки информации о подсистемах, их структуре, функционирования и взаимодействии в объемах зачастую непосильных для наблюдателя, даже вооруженного сверхсовременной вычислительной техникой. Сжатие информации до разумных пределов осуществляется различными способами. Один из них используется в статистической физике и заключается в отказе от излишней детализации описания и в переходе от индивидуальных характеристик отдельных частей к усредненным тем или иным способом характеристикам системы. Импульс, получаемый стенкой сосуда при ударе о нее отдельной частицы газа, заменяется усредненным эффектом от ударов большого числа частиц - давлением. Вместо отдельных составляющих системы статистическая физика рассматривает множества (ансамбли) составляющих, вместо действия, производимого индивидуальной подсистемой, - коллективные эффекты, производимые ансамблем подсистем.

Синергетика подходит к решению проблемы сжатия информации с другой стороны. Вместо большого числа факторов, от которых зависит состояние системы (так называемых компонент вектора состояния) синергетика рассматривает немногочисленные параметры порядка, от которых зависят компоненты вектора состояния системы и которые, в свою очередь, влияют на параметры порядка.

В переходе от компонент вектора состояния к немногочисленным параметрам порядка заключен смысл одного из основополагающих принципов синергетики - так называемого принципа подчинения (компонент вектора состояния параметрам порядка). Обратная зависимость параметров порядка от компонент вектора состояния приводит к возникновению того, что принято называть круговой причинностью.

Страницы: 1, 2, 3


	НОВОСТИ


	ВХОД


	ТЕГИ

Рефераты бесплатно, реферат бесплатно, сочинения, курсовые работы, реферат, доклады, рефераты, рефераты скачать, рефераты на тему, курсовые, дипломы, научные работы и многое другое.
Copyright © 2012 г. При использовании материалов - ссылка на сайт обязательна.