Меню сайта

Последние новости

Причина отравления вод океана.

Американские ученые из штата Мичиган полагают, что в качестве главной причины отравления вод Мирового океана ртутью являются бактерии.

Секрет выживания лягушек.

Американским ученым удалось выяснить, как лягушкам удается продолжать жить даже после глубокой заморозки.

Секрет долголетия ночницы.

Биологи уже давно считают, что продолжительность жизни животного определяется очень просто: чем оно больше, тем дольше живет.




Понятие синергетики
Материалы по биологии и химии / Самоорганизация в синергетике / Понятие синергетики
Страница 1

В греческом языке «син» означает совместный, «эргос» - действие. т.е. «Синергетика», по определению учёного впервые предложившего этот термин.в 1970г. - Германа Хакена, - это «совместное действие», возникновение новых свойств у целого, состоящего из взаимодействующих объектов и, прежде всего, свойства самоорганизации, а также «единство наук».

Теория самоорганизации на сегодня является одним из наиболее продуктивных и перспективных междисциплинарных подходов к изучению закономерностей пространственно-временной организации, механизмов возникновения, развития и распада самых различных систем - от элементарных частиц, атомов, молекул, до звездных систем и Вселенной, от клетки и простейших организмов до экосистем, социума и биосферы.

Неустоявшимися синонимами «синергетики» являются «нелинейная динамика», «нелинейная термодинамика», но термин «синергетика» представляется наиболее удачным, т.к. наименее понятен.

Триада развития (эволюции), сформулированная Гегелем как «Тезис→Антитезис→Синтез», в синергетике трансформируется как чередование динамических и хаотических стадий (точнее стадий «перемешивающего слоя»):

Динамическая стадия-1 (содержит меньшее количество информации) → Хаос → Динамическая стадия-2 (содержит большее количество информации) Хаос → …

В синергетике эволюция системы (любого живого или неживого объекта) рассматривается как совокупность математических моделей явлений самоорганизации. В таком контексте под синергетикой понимается наука о том, как создавать функционирующие модели, а не только о том, как их исследовать и решать.

Забегая вперёд, науку «Синергетику» можно определить как науку о механизмах самоорганизации в термодинамически открытых, сильно неравновесных, сложных системах, процессы взаимодействия которых с факторами внешней среды, как и внутрисистемные взаимодействия их собственных элементов между собой носят нелинейный характер.

Междисциплинарное направление исследований, называемое синергетикой, или теорией самоорганизации, сложилось при слиянии концепций нескольких изначально независимых направлений: кибернетики, термодинамики необратимых процессов, кинетической теории химических реакций, экологии, физической теории фазовых переходов, фрактальной геометрии и др.

Основа синергетики - общность нелинейно протекающих процессов в системах самой разнообразной природы (изучаемых как естественными, так и гуманитарными науками), что позволяет описывать явления из самых разных областей с помощью похожих (сходных) математических моделей. Явления самоорганизации имеют место в физических, химических биологических, геологических и социальных системах, что фиксируется в виде эмпирических фактов.

Эти эмпирические факты теоретически объясняются в рамках теории самоорганизации с помощью соответствующей математической формализации на уровне качественного анализа нелинейных дифференциальных уравнений. Эта теория имеет осмысленное истолкование в рамках схемы, включающей в себя специфические представления о системе и ее связях с внешней средой с учетом всех причинно-следственных и пространственно-временных отношений. Иными словами, в основе концепции самоорганизации лежат философские принципы и представления, отличающиеся от оснований классического естествознания.

Качественно новыми свойствами таких систем и процессов, в них протекающих, являются:

Необратимость изменений таких систем на определенных участках траектории.

Появление в них фактора времени.

Недетерминированность (принципиальная непредсказуемость траектории) развития на определенных этапах их нелинейной эволюции.

Появление на траектории их развития точек бифуркации - пространственно-временных состояний, после которых система может развиваться в нескольких направлениях с определенными вероятностями. Причем вероятности тех или иных траекторий развития могут зависеть от воздействий факторов среды, а вблизи точек бифуркации - от средовых факторов малой и сверхмалой интенсивности. Т.е. в таких системах (не только живых) имеется особое качество - способность «запоминать самой траекторией своего развития» предыдущие воздействия среды, что отражает историю эволюции (жизни, историю болезни) и способность системы к «адаптации». Такая парадигма наиболее адекватна современному уровню развития науки, она описывает и вскрывает самые общие механизмы развития разнообразных систем: от вселенной до элементарных частиц, включая атомно-молекулярные и надмолекулярные системы, живую материю и её социальный уровень организации. Причем, обязательным условием адаптации является большая удаленность от термодинамического равновесия, нелинейность, неоднозначность вероятности развития в точках бифуркации) состояний системы. И одним из условий динамической устойчивости таких систем является качественное разнообразие действующих на нее факторов среды и функциональных структур в самой системе. Например, внутривидовое генетическое разнообразие как фактор сохранения вида, особенно при эволюции в неадекватных условиях среды. Или межвидовое биоразнообразие как основа существования и развития экосистемы, опять же особенно в условиях неадекватных по адаптивной способности системы воздействиях окружающей среды.

Страницы: 1 2

Смотрите также

Маркерная селекция в животноводстве
Введение Основной задачей современного животноводства является получение высокопродуктивных животных, дающих высококачественную продукцию. Большинство показателей продуктивности имее ...

В глубинах океана
...

Редкие и исчезающие растения Кавказа
ВВЕДЕНИЕ Природа Ставрополья богата и разнообразна. Ученые называют ее музеем под открытым небом. Здесь можно проследить спектр естественных экосистем - от полупустынь на востоке, чер ...