Основные принципы синергетики

 

Минестерство  образования и науки Российской Федерации

ГОУ ВПО”Сибирский государственый технологический университет»

Факультет ХТ ЗДО

Кафедра управления персоналом 
 

Контрольная работа по синергии этноса

тема:»Основные  принципы синергетики» 
 
 
 
 

Руководитель:

Белокопытов Ю.Н

Разработал:

студентка 1 курса

специальность:08040062

шифр:1108066

Рубцова Яна 
 
 

Красноярск 2012 

Содержание 

Введение................................................3

1.Что  такое синергетика........................4

2.Принципы  синергетики......................5

3.Гомеостатичность................................7

4.Иерархичность.....................................8

5.Нелинейность.....................................12

6.Незамкнутость(открытость).............15

7.Неустойчивость.................................17

8.Динамическая  иерархичность.........19

9.Наблюдаемость.................................20

Заключение..........................................22

Список  используемой литературы.....23 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Введение

Синергетика (от греч. συν — «совместно» и греч. εργος — «действующий») — междисциплинарное направление научных исследований, задачей которого является изучение природных явлений и процессов на основе принципов самоорганизации систем. Синергетика изначально заявлялась как междисциплинарный подход, так как принципы, управляющие процессами самоорганизации, одни и те же безотносительно природы систем. Основное понятие синергетики — определение структуры как состояния, возникающего в результате поведения многоэлементной или многофакторной среды, не демонстрирующей стремления к усреднению термодинамического типа. В отдельных случаях образование структур имеет волновой характер и иногда называется автоволновыми процессами. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

1.Что  такое синергетика

Синергетика  переводится как "энергия совместного действия" (от греч. «син» — «со-», «совместно» и «эргос» — «действие»).

Синергетика представляет собой новую обобщающую науку, изучающую  основные законы самоорганизации сложных  систем. В нее входят такие области  как нелинейная динамика, хаос, фракталы, катастрофы, бифуркации, волны, солитоны, полевые эффекты и т.д. Растущая в наше дни популярность синергетики объясняется тем, что она становится языком междисциплинарного общения, на котором могут друг друга понять математики, физики, химик, биологи, психологи и др., несмотря на то, что каждый понимает синергетические модели по-своему.

На вопрос: "Что  такое синергетика?" можно дать несколько ответов.

 Во -первых, буквальный. Речь идет о явлениях, которые возникают от совместного действия нескольких разных факторов, в то время как каждый фактор в отдельности к этому явлению не приводит.

 Во -вторых, синергетику часто определяют как науку о самоорганизации. Последнее означает самопроизвольное усложнение формы, или в более общем случае структуры системы при медленном и плавном изменении ее параметров (ячейки Бенара).

 Можно дать третье определение: синергетика — наука о неожиданных явлениях. Это определение не противоречит, а скорее дополняет предыдущие. Действительно, все перечисленные явления на первый взгляд неожиданны. При низкой температуре подогрева ячеек Бенара не было, а при увеличении ее структура "вдруг" появилась. То же можно сказать об автоколебаниях: ритмический режим появляется "вдруг" при медленном плавном и монотонном изменении параметров. Можно сказать, что любое качественное изменение состояния системы (или режима ее работы) производит впечатление неожиданного. При более детальном анализе выясняется, конечно, что ничего "неожиданного" в этом нет. "Причиной" неожиданного, как правило, оказывается неустойчивогсть. 

2.Принципы  синергетики

Несколько общих  слов о выборе методологических принципов.

Во-первых, принципы синергетики могут находиться в  отношении кольцевой причинности, т.е. могут быть определяемы друг через друга, что не является порочным логическим кругом, но герменевтическим кругом, с которым мы часто сталкиваемся при описании развивающихся систем. Например, понятие гена нельзя определить без обращения к понятию организма, составной частью которого он является. Такова же природа парадокса "курицы и яйца", такова же природа многих синтетических принципов синергетики.

Во-вторых, принципов  не должно быть слишком много. Человек, их использующий, просто не сможет одновременно уследить за их соблюдением в реальной модельной деятельности.

Приводимые ниже принципы возникли при обобщении  опыта многолетнего авторского преподавания синергетики в самых различных  аудиториях. Это расширенный предметный блок принципов синергетики впервые  предложенных автором в 1995. Математические, логические и философские блоки принципов так же обсуждались Аршиновым В.И., Будановым В.Г., Войцеховичем В.Э.

Любой эволюционный процесс выражен чередой смен оппозиционных качеств условных состояний порядка и хаоса  в системе, которые соединены  фазами перехода к хаосу (гибели структуры) и выхода из хаоса (самоорганизации). Из этих четырех стадий лишь одну стабильную мы относим к Бытию, гомеостазу системы, зачастую она наиболее протяженная по времени, остальные три так или иначе связаны с хаосом и относятся к Становлению или кризису. Условность такого разбиения связана с тем, что во всяком порядке есть доля хаоса и, наоборот, в хаосе можно найти элементы порядка, проблема в мере их смешивания.

Относительную кратковременность глубоких кризисов можно объяснить мерами эволюционной безопасности природы, длительный кризис резко истощает адаптационные возможности системы, и она погибает, исчезает ее системная целостность. Поэтому природа "предпочитает" эволюционировать мелкими шагами, нежели сразу из глины творить человека. В синергетике достаточно развиты универсальные методы и язык описания этих стадий, но прежде следует наметить основные подходы. В простейшем варианте можно предложить 7 основных принципов синергетики: два принципа Бытия, и пять Становления.

Два принципа Бытия: 1-гомеостатичность, 2-иерархичность.

Они характеризуют  фазу "порядка", стабильного функционирования системы, ее жесткую онтологию, прозрачность и простоту описания. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

3.Гомеостатичность 

Гомеостаз это  поддержание программы функционирования системы в некоторых рамках, позволяющих ей следовать к своей цели. Согласно Н. Винеру всякая система телеологична, т.е. имеет цель существования. При этом, от цели-эталона-идеала (реальной или воображаемой) система получает корректирующие сигналы позволяющие ей не сбиться с курса. Эта корректировка осуществляется за счет отрицательных обратных связей (доля сигнала с выхода системы подается на вход с обратным знаком), подавляющих любое отклонение в программе поведения, возникшее под действием внешних воздействий среды. Именно так большую часть времени ведут себя все живые системы, например: теплокровные поддерживают температуру тела постоянной в широком диапазоне внешних температур; автопилот самолета, сверяясь с гирокомпасом, выдерживает курс и высоту самолета, несмотря на воздушные ямы и порывы ветра. Цель-программу поведения системы в состоянии гомеостаза в синергетике называют аттрактор (притягиватель). В пространстве состояний системы аттрактор является некоторым множеством, размерности меньшей, чем само пространство, к которому со временем притягиваются близлежащие состояния. Область притяжения аттрактора называется его бассейном. Подчеркнем, что аттракторы существуют только в открытых диссипативных системах, т.е. рассеивающих энергию, вещество, информацию и описывают финальное поведение системы, которое обычно намного проще переходного процесса.

Этот принцип  объединяет многие идеи кибернетики, системного анализа и синергетики. 
 
 
 
 

4.Иерархичность

Наш мир иерархизован по многим признакам. Например, по масштабам длин, времен, энергий. Это означает, например, что базовые структуры Вселенной принимают не все возможные значения энергий, но с относительным шагом примерно в 100 раз, начиная от кварков и кончая живыми организмами (лестница Вайскопфа).

Основным смыслом  структурной иерархии, является составная  природа вышестоящих уровней  по отношению к нижестоящим. То, что  для низшего уровня есть структура-порядок, для высшего есть бесструктурный элемент хаоса, строительный материал. То есть Космос предыдущей структуры служит Хаосом последующей, и мы говорим: нуклоны образованы кварками, ядра нуклонами, атомы - ядрами и электронами, молекулы атомами, общество людьми. Существуют и не материальной иерархии: в языке (слова, фразы, тексты), в мире идей (мнения, взгляды, идеологии, парадигмы), в уровнях управления.

Всякий раз  элементы, связываясь в структуру, передают ей часть своих функций, степеней свободы, которые теперь выражаются от лица коллектива всей системы, причем на уровне элементов этих понятий  могло и не быть. Например, общественное мнение "высказывает" мифический среднестатистический субъект, и вполне может оказаться, что именно так никто не думает. Эти коллективные переменные "живут" на более высоком иерархическом уровне, нежели элементы системы. и в синергетике, следуя Г. Хакену, их принято называть параметрами порядка-именно они описывают в сжатой форме смысл поведения и цели-аттракторы системы. Описанная природа параметров порядка называется принципом подчинения, когда изменение параметра порядка как бы синхронно дирижирует поведением множества элементов низшего уровня, образующих систему, причем феномен их когерентного, т.е. взаимосогласованного, сосуществования иногда называют явлением самоорганизации. Подчеркнем принцип круговой причинности в явлениях самоорганизации, взаимную обусловленность поведения элементов любых двух соседних уровней.

Важным свойством  иерархических систем является невозможность  полной редукции, сведения свойств-структур более сложных иерархических  уровней, к языку более простых уровней системы. Каждый уровень имеет внутренний предел сложности описания, превысить который не удается на языке данного уровня. Существуют зоны непрозрачности языка-семантического хаоса. Это есть еще одна причина иерархии языков, отвечающих иерархии уровней. Именно поэтому абсурдна попытка вульгарного редукционизма, сведения всех феноменов жизни и психики к законам физики элементарных частиц, лишь на том основании, что из них все состоит.

Выделенную роль в иерархии систем играет время, и  синергетический принцип подчинения Хакена формулируется именно для временной иерархии.

Представим нашу реальность бесконечной чередой  структурных временных уровней-масштабов, от мыслимых сегодня, самых быстрых  процессов в микромире до масштабов  времени жизни Вселенной; впрочем, это может быть и мир нефизических явлений.

Рассмотрим теперь три произвольных ближайших последовательных временных уровня. Назовем их микро-, макро- и мега- уровнями соответственно. Принято говорить, что параметры  порядка это долгоживущие коллективные переменные, задающие язык среднего макроуровня. Сами они образованы и управляют быстрыми, короткоживущими переменными, задающими язык нижележащего микроуровня. Последние ассоциируются для макроуровня с бесструктурным "тепловым" хаотическим движением, неразличимым на его языке в деталях. Следующий, вышележащий над макроуровнем, мегауровень образован сверхмедленными "вечными" переменными, которые выполняют для макроуровня роль параметров порядка, но теперь, в этой триаде уровней, их принято называть управляющими параметрами. Плавно меняя управляющие параметры можно менять систему нижележащих уровней, иногда эти изменения выглядят весьма бурно, кризисно.

Итак, на каждом уровне системы сосуществуют представления, идеалы, категории "хаоса" и "вечности", как атрибутов присутствия, дыхания соседних микро и мега уровней, как принцип открытости системы, принадлежности ее к иерархической цепи мироздания. Это древние архетипы, жившие в человеческой культуре всегда. Сами же переменные макроуровня ---- параметры порядка, победившие хаос, задают онтологию, закон существования, порядок вещей, "порядок" бытия данного уровня.

При рассмотрении двух соседних уровней в фазе Бытия  принцип подчинения гласит: долгоживущие переменные управляют короткоживущими, вышележащий уровень, нижележащим. Микроскопические движения беспорядочно снующих молекул складываются в осязаемый порыв ветра, который уносит их на огромные по сравнению с микроперемещениями расстояния. Миграционные потоки определяют распределение особей популяции или народонаселения, а культурная традиция воспроизводится во множестве семей на протяжении поколений.

В заключение подчеркнем, что принцип подчинения справедлив не всегда, его не стоит абсолютизировать. Не всегда удается указать способ возникновения параметра порядка, или управляющего параметра из переменных низшего уровня. Зачастую это формирование происходило очень давно и совсем не из этих переменных, и мы наблюдаем лишь наследованную иерархичность, либо кажущуюся. Например, большинство процессов на Земле тем или иным образом связаны с суточными, годовыми или лунными циклами; т.е. эти периоды являются управляющими параметрами для планеты, ее биосферы, хотя сами земные события никак не влияют на них. Здесь необходимо вернуться к общим корням возникновения Солнечной системы из газо-пылевого облака, когда материя будущей звезды и планет кружилась в едином хороводе, рассеивая энергию в столкновениях и сжимаясь к оси вращения и вблизи резонансных орбит.