Секрет долголетия ночницы.

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

Самоорганизация в синергетике. Синергетическая теория управления (СТУ)

Материалы по биологии и химии / Самоорганизация в синергетике / Самоорганизация в синергетике. Синергетическая теория управления (СТУ)

Страница 3

Для СТУ характерна оптимизация поведения систем не только в «большом», что является еще не решенной в должной мере проблемой существующей теории управления, но и в «сверхбольшом» - это «макропостановка» задачи управления. Ее суть состоит во введении в рассмотрение качественно новых режимов поведения нелинейных систем - бифуркаций и фазовых переходов, опасных аттракторов в их пространстве состояний, неединственности решения задачи управления и др. Необходимость введения этих понятий связана с установлением фундаментального факта современного естествознания - возможности возникновения диссипативных пространственно-временных структур в фазовом пространстве сложных динамических систем. Образование таких структур характерно для макроскопического уровня описания поведения систем, что соответствует явлению самоорганизации. Указанные структуры наделяют систему принципиально новыми свойствами, которые не были присущи отдельным ее компонентам. Такие структуры представляют собой некоторые притягивающие инвариантные многообразия, которые, в свою очередь, формируют внутрисистемные динамические связи, в результате чего в фазовом пространстве систем возникает когерентное движение.

Другими словами, в СТУ, в отличие от определенной бинарной оппозиции физики и кибернетики, вещественно-энергетические и информационные взаимодействия естественным образом согласуются друг с другом, что выражается в форме соответствующих физических инвариантов и аттракторов - целей функционирования систем. При этом информационные взаимодействия отражаются в виде нового механизма генерации естественной совокупности обратных связей и именно в этом проявляется кибернетическая сторона СТУ.

В СТУ развивается подход, базирующийся на языке инвариантов, который непривычен для известных методов теории управления. Введенный язык инвариантов - аттракторов, как основной элемент теории управления, позволяет установить непосредственную связь с законами сохранения, т.е. фундаментальными естественными свойствами объектов различной природы. Инварианты, самоорганизация, каскадный синтез - это базовые понятия концептуального лексикона СТУ, определяющие ее сущность, новизну и содержание. Развитые методы синергетического синтеза показали особую эффективность в решении важных прикладных задач управления, в большинстве случаев недоступных известным методам, в том числе и теории оптимальных систем. Однако препятствием на пути освоения этих методов и, следовательно, внедрения их в практику могут стать следующие известные мировоззренческие и психологические проблемы:

во-первых, это связано со знаменитой триадой «нелинейность - многомерность - многосвязность», внушающей мистический ужас даже опытным проектировщикам систем управления, воспитанным на редукционистской линейной доктрине, которая положена в основу классической науки. То же в полной мере относится к классической и современной теориям управления, в которых доминирует традиционный линейный подход. Однако применение этого подхода для управления перспективными динамическими объектами является глубоким мировоззренческим заблуждением - « . истинные законы не могут быть линейными», - указывал А.Эйнштейн; во-вторых, очевидно, что указанная триада требует перехода в научном мировоззрении на новые целостные, синтезирующие концепции. Однако такой переход осуществить весьма непросто, т.к. подавляющее большинство методов современной науки все еще продолжает опираться на традиционную аналитику классического естествознания. В теории управления такой фундаментальной синтезирующей концепцией является синергетическая концепция управляемого взаимодействия энергии, вещества и информации в процессах различной природы. На основе этой концепции сформулирован принцип «расширения - сжатия» фазового пространства, на котором базируется новый метод аналитического конструирования агрегированных регуляторов. Указанные принцип и метод позволяют коренным образом преодолеть «проклятие размерности» сложных систем, сформулированное Р. Беллманом. Оказалось, что возможность увеличения числа степеней свободы синтезируемой системы для требуемого совершенствования ее качества позволяет выдвинуть обратный тезис о «благотворности высокой размерности» управляемых систем. Это как раз и будет свидетельствовать об успешном преодолении одной из наиболее сдерживающих преград в развитии теории управления; в-третьих, известно, что основным психологическим препятствием на пути признания нового подхода являются стереотипы мышления, установившиеся в соответствующей научной или прикладной области.