На головну

Концепція сложноорганізованних систем і синергетика.

  1. A) Добре організовані системи
  2. AB0-СИСТЕМА
  3. ART-підсистеми
  4. B) Погано організовані (або дифузні) системи
  5. CASE-засоби проектування інформаційних систем
  6. D) установам і підприємствам кримінально-виконавчої системи, організаціям інвалідів
  7. I Етап. Ухвалення рішення про створення системи якості

Синергетика - міждисциплінарний напрямок наукових досліджень, завданням якого є вивчення природних явищ і процесів на основі принципів самоорганізації систем (що складаються з підсистем) ..
 З світоглядної точки зору синергетику іноді позиціонують як «глобальний еволюціонізм» або «універсальну теорію еволюції», що дає єдину основу для опису механізмів виникнення будь-яких новацій
 Автором терміна «Синергетика» є Річард Бакмінстер Фуллер - відомий дизайнер, архітектор і винахідник зі США.
 Область досліджень синергетики чітко не визначена і навряд чи може бути обмежена, так як її інтереси поширюються на всі галузі природознавства. Загальною ознакою є розгляд динаміки будь-яких необоротних процесів і виникнення принципових новацій.

Синергетичний підхід в природознавстві
 Основні принципи
 Природа ієрархічно структурована в кілька видів відкритих нелінійних систем різних рівнів організації: в динамічно стабільні, в адаптивні, і найбільш складні - що еволюціонують сістеми.§
 Зв'язок між ними здійснюється через хаотичне, нерівноважний стан систем сусідніх уровней§
 Неравновесность є необхідною умовою появи нової організації, нового порядку, нових систем, тобто - развітія§
 Коли нелінійні динамічні системи об'єднуються, нове утворення не дорівнює сумі частин, а утворює систему іншої організації або систему іншого уровня§
 Загальна для всіх еволюціонують систем: неравновесность, спонтанне утворення нових мікроскопічних (локальних) утворень, зміни на макроскопічному (системному) рівні, виникнення нових властивостей системи, етапи самоорганізації та фіксації нових якостей сістеми§
 При переході від неврегульованого стану до стану порядку всі країни, що розвиваються системи поводяться однаково
 Країни, що розвиваються системи завжди відкриті і обмінюються енергією і речовиною з зовнішнім середовищем, за рахунок чого і відбуваються процеси локальної впорядкованості і самоорганізаціі§
 У сильно нерівноважних станах системи починають сприймати ті чинники впливу ззовні, які вони б не сприйняли в більш рівноважному состояніі§
 У нерівноважних умовах відносна незалежність елементів системи поступається місцем корпоративного поведінки елементів: поблизу рівноваги елемент взаємодіє тільки з сусідніми, далеко від рівноваги - «бачить» всю систему цілком і узгодженість поведінки елементів возрастает§
 У станах, далеких від рівноваги, починають діяти біфуркаційні механізми - наявність короткочасних точок роздвоєння переходу до того чи іншого щодо довготривалого режиму системи -аттрактору. Заздалегідь неможливо передбачити, який з можливих атракторів займе сістема§

Синергетика пояснює процес самоорганізації в складних системах наступним чином:
 1. Система повинна бути відкритою. Закрита система відповідно до законів термодинаміки повинна в кінцевому підсумку прийти до стану з максимальною ентропією і припинити будь-які еволюції.
 2. Відкрита система повинна бути досить далека від точки термодинамічної рівноваги. У точці рівноваги як завгодно складна система має максимальною ентропією і не здатна до будь-якої самоорганізації. У положенні, близькому до рівноваги з часом ще більше наблизиться до рівноваги і перестане змінювати свій стан.
 3. Фундаментальним принципом самоорганізації служить виникнення нового порядку й ускладнення систем через флуктуації (випадкові відхилення) станів їх елементів і підсистем. призводять до «розхитування» колишнього порядку і через відносно короткочасне хаотичний стан системи призводять або до руйнування колишньої структури, або до виникнення нового порядку.
 4. Самоорганізація, що має своїм результатом освіту через етап хаосу нового порядку або нових структур, може статися лише в системах достатнього рівня складності, що володіють певною кількістю взаємодіючих між собою елементів, що мають деякі критичні параметри зв'язку і відносно високі значення ймовірностей своїх флуктуацій.

5. Етап самоорганізації настає тільки в разі переважання позитивних зворотних зв'язків, що діють у відкритій системі, над негативними зворотними зв'язками .. В самоорганізується, в еволюціонує системі виникли зміни не усуваються, а накопичуються і посилюються внаслідок загальної позитивної реактивності системи, що може призвести до виникнення нового порядку і нових структур, утворених з елементів колишньої, зруйнованої системи. Такі, наприклад, механізми фазових переходів речовини або утворення нових соціальних формацій.
 6. Самоорганізація в складних системах, переходи від одних структур до інших, виникнення нових рівнів організації матерії супроводжуються порушенням симетрії.
 8. Концепція дискретності і безперервності. Квантова механіка.

Квантова механіка - Це теорія, яка встановлює спосіб опису і закони руху мікрочастинок (елементарних частинок, атомів, молекул, атомних ядер) і їх систем, а також зв'язок величин, що характеризують частки і їх системи, з фізичними величинами, безпосередньо вимірюваними на досвіді.

Квантова механіка допомогла людству описати і усвідомити такі явища, як:

1) ферромагнетизм твердих тіл;

2) надтекучість твердих тіл;

3) надпровідність твердих тіл;

4) була пояснена природа і походження нейтронних зірок, білих карликів і інших астрофізичних об'єктів.

У теорії квантова механіка ділиться на два види:

1) нерелятивістську квантову механіку;

2) релятивістську квантову механіку.

Ось ці характеристики, що розрізняють обидва напрямки:

1) нерелятивістська квантова механіка більш «сувора», це закінчена фундаментальна фізична теорія, головною особливістю якої є її несуперечливість. Релятивістська квантова механіка є більш «м'якої», вона допускає наявність протиріч в теорії;

2) в нерелятивистской теорії прийнято вважати, що інформація, яка допомагає взаємодії, передається миттєво. Релятивістська ж квантова механіка стверджує, що взаємодія поширюється зі строго певною швидкістю. Отже, має існувати щось, що буде сприяти такій передачі. І цим «помічником» є фізичне поле. Одним з основоположників квантової механіки можна назвати Планка. Він першим виступив проти існуючої в той час теорії теплового випромінювання. В основі теорії теплового випромінювання лежала статистична фізика і класична електродинаміка. Ці дві галузі науки витратило не доповнювали один одного, а навпаки, приводили до протиріччя всю теорію теплового випромінювання.

Суть його точки зору полягає в тому, що світло випромінюється не безперервно, а порціями. А точніше - дискретними порціями енергії, т. Е. Квантами.

У квантовій механіці виділяють так звані дискретні стану. Зміст даного стану в тому, що тіло великого масштабу безперервно змінює свою швидкість. Причому зміна цієї швидкості може відбуватися як в бік її збільшення, так і в бік її зменшення. Для зміни швидкості мають велике значення різноманітні фізичні явища. Саме ці явища сприяють збільшенню швидкості або ж, навпаки, її зменшення.

З найдавніших часів існували два протилежних уявлення про структуру матеріального світу. Одне з них: континуальної концепція Анаксагора - Аристотеля - базувалося на ідеї безперервності, внутрішньої однорідності, "сплошности" і, мабуть, було пов'язано з безпосередніми чуттєвими враженнями, які виробляють вода, повітря, світло і т.п. Матерію, згідно з цією концепцією, можна ділити до нескінченності, і це є критерієм її безперервності. Заповнюючи весь простір цілком, матерія не залишає порожнечі всередині себе.

Інше уявлення: атомістична (корпускулярна) концепція Левкіппа - Демокріта - було засноване на дискретності просторово-часового будови матерії, "зернистості" реальних об'єктів і відображало впевненість людини в можливість поділу матеріальних об'єктів на частини лише до певної межі - до атомів, які в своєму нескінченному різноманіття (за величиною, формі, порядку) поєднуються різними способами і породжують все різноманіття об'єктів і явищ реального світу. При такому підході необхідною умовою руху і поєднання реальних атомів є існування порожнього простору. Таким чином, корпускулярний світ Левкіппа-Демокрита утворений двома фундаментальними началами - атомами і порожнечею, а матерія при цьому володіє атомістичної структурою. Атоми за поданням древніх греків не виникають і не знищуються, їх вічність виникає з нескінченності часу.

Ці уявлення про структуру матерії проіснували фактично без істотних змін до початку XX століття ,. корпускулярний підхід виявився надзвичайно плідним в різних областях природознавства. Перш за все, це, звичайно, відноситься до ньютонівської механіці матеріальних точок.


 Дискретність і Безперервність знаходяться безпосередньо в основах філософії і наук про матерію і рух, в теоріях простору і часу, будови та структури світу, відносинах речовини і поля, в біології, соціології, логіки та ін. В теоріях часу за допомогою дискреції і безперервності розкривається об'єктивне будова часу і його загального ходу, а також послідовність подій і дії об'єктів різної природи, операцій з ними, хронометрії (вимірювання ходу часу), і т.п. Всі концепції часу поділяють на статичні та динамічні, а також субстанціональні (від лат. Substantia - сутність) і реляційні (від лат. Relation - відношення).


9. Елементарні частинки



Концепція рівнів біологічних структур і організації біологічних структур | Класифікація елементарних частинок

Проблема наукового методу. | Розуміння часу. | Механістична картина світу | Закону механіки. | Внутрішньо будова і історія геологічного розвитку Землі. | Віруси і їх роль в біосфері. | Основні проблеми біоетики. | Глобальна екологія, екологія людини, соціальна екологія |

© um.co.ua - учбові матеріали та реферати