Синергетический подход в современном научном познании.

Синергетический подход - совокупность принципов, основой которой является рассмотрение объектов как самоорганизующихся систем. Синергетика (от греч. сотрудничество, содружество) – междисциплинарное научное направление, изучающее связи между элементами структуры, которые образуются в открытых системах благодаря интенсивному обмену вещества и энергии с окружающей средой в неравновесных условиях, где наблюдается согласованное поведение подсистем, в результате чего возрастает степень их упорядоченности (т.е. уменьшается энтропия) – происходит самоорганизация системы.

Синергетический подход в современном познании, основные принципы:

• Наука имеет дело с системами разных уровней организации, связь между ними осуществляется через хаос

• Когда системы объединяются, целое не равно сумме частей

• Общее для всех систем: спонтанное образование, изменения на макроскопическом уровне, возникновение новых качеств, этап самоорганизации. При переходе от неупорядоченного состояния к состоянию порядка все системы ведут себя одинаково

• Неравновесность в системе является источником появления новой организации (порядка)

• Системы всегда открыты и обмениваются энергией с внешней средой

• Процессы локальной упорядоченности совершаются за счет притока энергии извне

• В сильно неравновесных условиях системы начинают воспринимать те факторы, которые они бы не восприняли в более равновесном состоянии

• В неравновесных условиях независимость элементов уступает место корпоративному поведению

• Вдали от равновесия согласованность поведения элементов возрастает. В равновесии молекула видит только своих соседей, вдали равновесия – видит всю систему целиком. Примеры: костная материя - коммуникация посредством сигналов, работа головного мозга.

• В условиях, далеких от равновесия, в системах действуют бифуркационные механизмы – наличие точек раздвоения продолжения развития. Варианты развития системы практически не предсказуемы.

Современная наука и синергетика объясняют процесс самоорганизации систем следующим образом:

1. Система должна быть открытой. Закрытая система в соответствии с законами термодинамики должна в конечном итоге прийти к состоянию с максимальной энтропией.

2. Открытая система должна быть достаточно далека от точки термодинамического равновесия. В точке равновесия система обладает максимальной энтропией и поэтому не способна к какой-либо организации: в этом состоянии достигается максимум ее самодезорганизации. В состоянии, близком к равновесию, система со временем приблизится к нему и придет в состояние полной дезорганизации.

3. Фундаментальным принципом самоорганизации служит возникновение и усиление порядка через флуктуации. Такие флуктуации, или случайные отклонения, системы от некоторого среднего положения, в самом начале подавляются и ликвидируются системой. Но в открытых системах благодаря усилению неравновесности эти отклонения со временем возрастают и в конце концов приводят к «расшатыванию» прежнего порядка и возникновению нового. Этот процесс обычно характеризуют как принцип образования порядка через флуктуации. Так как флуктуации носят случайный характер, то становится ясно, что появление нового в мире всегда связано с действием случайных факторов. Об этом говорили античные философы Эпикур (341-270 до н.э.) и Лукреций Кар (99-45 до н.э.).

4. Возникновение самоорганизации опирается на положительную обратную связь. Функционирование различных автоматических устройств основывается на принципе отрицательной обратной связи, т.е. на получение обратных сигналов от исполнительных органов относительно положения системы и последующей корректировки этого положения управляющими устройствами. В самоорганизующейся системе изменения, появляющиеся в системе, не устраняются, а накапливаются и усиливаются, что и приводит в конце концов к возникновению нового порядка и структуры.

5. Процессы самоорганизации, как и переходы от одних структур к другим, сопровождаются нарушением симметрии. Так, мы уже видели, что при описании необратимых процессов пришлось отказаться от симметрии времени, характерной для обратимых процессов в механике. Процессы самоорганизации, связанные с необратимыми изменениями, приводят к разрушению старых и возникновению новых структур.

6. Самоорганизация может начаться лишь в системах, обладающих достаточным количеством взаимодействующих между собой элементов, имеющих некоторые критические размеры. В противном случае эффекты от синергетического взаимодействия будут недостаточны для появления коллективного поведения элементов системы и тем самым возникновения самоорганизации.

Под объектом исследования синергетика, рассматривает системы, потенциально находящиеся в далеких от равновесия состояниях, вблизи особых критических точек (точек бифуркации), где под воздействием самых незначительных обстоятельств система может резко изменить свое состояние.