В какой ситуации происходит качественный скачок в развитии самоорганизующейся системы?

17 ответов на вопрос “В какой ситуации происходит качественный скачок в развитии самоорганизующейся системы?”

  1. Вадсон Ответить

    Б. Шоу
    9.1
    Во второй половине XX в. астрономия вступила в период научной революции, которая изменила способ астрономического познания – на смену классическому пришел «неклассический» способ астрономического познания
    Мегамир или космос современная наука рассматривает как системную организацию в форме планет и планетных систем, возникших вокруг звезд; звезд и звездных систем – галактик; система галактик – Метагалактики.
    В этой связи термин «Вселенная» приобретает более узкое специфически научное толкование. На современном этапе эволюции Вселенной вещество в ней находится в основном в звездном состоянии; 97% вещества в нашей Галактике сосредоточено в звездах. В других звездных системах (галактиках) предполагается, что «звездная субстанция» составляет более 99,9% их массы. Большинство галактик имеет эллиптическую или спиралевидную форму. Сами галактики образуют так называемые «облака» или «скопления галактик», содержащих до несколько тысяч отдельных звездных систем. Распределение галактик в пространстве указывает на существование определенной упорядоченной системы – Метагалактики. Метагалактика или гигантская система галактик, включает в себя все известные космические объекты.
    Что такое космология? Космология – физическое учение о Вселенной как целом объекте. «Земля на трех китах» — это космология. И «хрустальная сфера» тоже. Но первая космологическая теория, которую вообще как-то можно обсуждать в рамках науки, — это бесконечная вечная Вселенная, идущая от Джордано Бруно и Галилея. Правда, уже в XIX веке было понятно, что что-то не так с этой бесконечностью. Первый парадокс — так называемый парадокс Ольберса — почему ночью небо темное. Другой парадокс — гравитационная неустойчивость Вселенной. Она должна сжиматься комками все больше и больше. Третий парадокс — температуры везде во Вселенной должны выровняться.
    Первый вопрос: возраст Вселенной. И три варианта: Вселенная существует вечно, ее возраст 20 млрд лет или 14 млрд лет (правильный ответ — 14 млрд лет. ).
    Второй вопрос: размер Вселенной. И варианты: 14 млрд световых лет, Вселенная бесконечна, размер Вселенной неизвестен, но он точно больше 14 млрд световых лет (правильный ответ — размер неизвестен.). Размер наблюдаемой части Вселенной. Что значит «наблюдаемой»? Ну вот, свет путешествовал к нам 13,7 миллиарда лет, значит надо умножить это на скорость света и получится расстояние, на котором мы сейчас видим вещи. Однако, те объекты, которые послали к нам свет 13,7 миллиарда лет назад, они сейчас от нас находятся дальше. И мы от них видим свет?то, а они дальше, поэтому в действительности мы видим больше, чем скорость света умножить на время существования Вселенной. Средняя плотность вещества – примерно 10–29 г/см3. Очень мало
    Третий вопрос: температура Вселенной. Ноль градусов, три градуса Кельвина, у Вселенной нет температуры (правильный ответ — три градуса Кельвина, а точнее, два и семь).
    Четвёртый вопрос: сколько измерений у Вселенной? Три, четыре или одиннадцать? На самом деле это дело вкуса — либо четыре, либо одиннадцать. И то, и другое правильно.
    Метагалактика.Область пространства, доступная наблюдению с Земли. Сегодня наиболее удаленные объекты расположены на расстоянии 4,3 •103 Мпс (1 пс=3.26 св.года=30,86•1012 км), т.е. около 15• 109 св. лет. На таком расстоянии сейчас расположен горизонт Вселенной.
    Горизонт– это граница, определяющая область пространства, которую в данный момент может видеть наблюдатель, и отделяющая область, принципиально не наблюдаемую. Это сфера радиуса , R = c t0 где c – скорость света, t0 – возраст Вселенной.
    Возраст Вселеннойt0 = (10 ?-20) •106 лет, т.е. горизонт расположен на расстоянии (3?6) 103 Мпс..
    Галактики –Составные части Метагалактики.
    В хорошо исследованной области пространства найдено ~ 6 •109 галактик
    в среднем на одну галактику приходится 6 •109 звезд
    Местное скопление,насчитывает несколько десятков членов. Большинство скоплений имеют размеры от 20 до 100 Мпс.
    Межзвездная среда.Вещество и поля, заполняющие межзвездное пространство внутри галактик, Она состоит из межзвездного газа, межзвездной пыли и пронизывается магнитными полями, электромагнитным излучением и космическими лучами
    Фотометрия
    Шкала звездных величин основана на восприятии света глазом. Человеческий глаз четко отмечает различие интенсивности источников света, если один из них приблизительно в 2,5 раза ярче другого. Это свойство глаза стало известно лишь в конце XVIII в. и является частным случаем более общего психофизиологического закона, сформулированного в XIX в. Э. Вебером (1795-1878) и Г. Фехнером (1801 – 1887). Этот закон гласит:
    Изменение какого-либо ощущения прямо пропорционально относительному изменению раздражающего фактора, или, иначе, если сила раздражения увеличивается в геометрической прогрессии, то восприятие (ощущение) возрастает в арифметической прогрессии.
    Наши органы чувств, в том числе и глаза, реагируют не на абсолютное, а на относительное изменение внешнего раздражителя, и если, образно говоря, к двум светящимся электролампам одинаковой мощности подключить еще две такие же, то мы уверенно зафиксируем увеличение освещенности; но если эти две лампы добавят свой свет к излучению десяти аналогичных ламп, то наши глаза почти или даже вовсе не заметят различия в освещении.
    Гиппарх (180-110 г. до и. э.), не имея представления о законе Вебера – Фехнера, невольно использовал его при введении шкалы звездных величин.
    Наиболее ярким звездам Гиппарх приписал первую звездную величину; следующие по градации блеска (т. е. более слабые, примерно в 2,5 раза) он посчитал звездами второй звездной величины; звезды, слабее звезд второй звездной величины в 2,5 раза, были названы звездами третьей звездной величины и т. д.; звездам на пределе видимости невооруженным глазом была приписана шестая звездная величина.
    При такой градации блеска звезд получалось, что звезды шестой звездной величины слабее звезд первой звездной величины в 97,66 раза. Поэтому в 1856 г. английский астроном Н. Р. Погсон (1829-1891) предложил считать звездами шестой величины те, которые слабее звезд первой звездной величины ровно в 100 раз. Это предложение было принято всеми астрономами и до сих пор является основой для определения блеска звезд.
    В любом интервале шкалы разность в пять звездных величин означает различие блеска звезд ровно в 100 раз. Тогда соотношение блеска звезд двух смежных целых звездных величин получается равным не 2,5, а 2,512, что нисколько не влияет на точность определения звездных величин.
    Из принципа построения шкалы звездных величин видно, что чем слабее звезда, тем больше ее видимая звездная величина. Это позволяет выражать в звездных величинах блеск слабых звезд, не видимых невооруженным глазом, но открываемых в телескопы, не нарушая стройности самой шкалы: по мере открытия более слабых звезд шкала продолжается в сторону увеличения звездных величин (10-я, 11-я, 12-я и т. д.).
    В настоящее время известны звезды 24-й звездной величины, которые слабее звезд первой величины примерно в миллиард раз.

  2. Thetafyn Ответить

    Под самоорганизацией обычно понимают процессы самоконструирования, саморегулирования, самовоспроизведения систем различной природы. Это «изменение организации, происходящее в большей или меньшей мере относительно активно, самостоятельно и спонтанно».
    Непосредственным объектом теории самоорганизации являются самоорганизующиеся системы. Рассмотрим основные признаки самоорганизующихся систем.
    1. Самоорганизующаяся система — это система динамическая, ее движение носит нелинейный характер.
    Особенности феномена нелинейности состоят в следующем.
    Во-первых, благодаря нелинейности имеет силу важнейший принцип «развертывания малого» или «усиления флуктуаций». Под «флуктуацией» в широком смысле слова понимается внешнее воздействие, в строгом смысле слова — как физическая категория — случайные отклонения мгновенных значений величин от их средних значений (от состояния равновесия). При определенных условиях нелинейность может усилить флуктуации — делать малое отличие большим, макроскопическим по последствиям.
    Во-вторых, определенные классы нелинейных открытых систем демонстрируют другое важное свойство — пороговость чувствительности. Ниже порога все уменьшается, стирается, забывается, не оставляет никаких следов в природе, науке, культуре, а выше порога, наоборот, все многократно возрастает.
    В-третьих, нелинейность порождает своего рода квантовый эффект — дискретность путей эволюции нелинейных систем (сред). То есть на данной нелинейной среде возможен не любой путь эволюции, а лишь определенный набор этих путей, определяемый спектром устойчивых состояний, структур-аттракторов.
    В-четвертых, нелинейность означает возможность неожиданных, называемых в философии эмерджентными, изменений направления течения процессов. Нелинейность процессов делает принципиально ненадежными и недостаточными весьма распространенные до сих пор прогнозы — экстраполяции от наличного. Ибо развитие совершается через случайность выбора пути в момент качественных преобразований системы, а сама случайность обычно не повторяется вновь.
    2. Самоорганизующаяся система — это система открытая, что обеспечивает вещественно-энергетический и информационный обмен со средой. Открытая система обладает как “источниками” — зонами подпитки ее энергией окружающей среды, действие которых способствует наращиванию структурной неоднородности данной системы, так и “стоками” — зонами рассеяния энергии, в результате действия которых происходит сглаживание структурных неоднородностей в системе. Открытая система способна усваивать внешние воздействия и находится в постоянном изменении.
    3. Самоорганизующаяся система — это система неравновесная, т.к. процессы самоорганизации возможны только в открытых неравновесных системах, находящихся достаточно далеко от точки термодинамического равновесия.
    Равновесие, устойчивость — свойства, которые в классической парадигме мышления, как правило, отождествлялись и характеризовали стационарное состояние системы. В синергетической концепции эти понятия конкретизируются в зависимости от типа системы. В идеальных, закрытых системах устойчивость, действительно, обозначает высокую степень упорядоченности и организованности системы. Но в закрытой системе неизбежно наступает момент, когда внутренние резервы системы оказываются исчерпаны, далее — по законам термодинамической необратимости — происходит нарастание энтропии (беспорядка, дезорганизации) и — в конечном результате — абсолютное равновесие означает фактическую «смерть» системы (словами Г.Спенсера), ее распад, возвращение к состоянию термодинамического хаоса.
    Описанное в первой модели состояние характерно и для открытых систем с высоким уровнем энтропии, когда система как бы флуктуирует около конечного (наиболее вероятного) состояния, отклоняясь от него лишь на небольшие расстояния и на короткие промежутки времени. Эти отклонения связаны с теми незначительными изменениями условий, которые возникают благодаря ее открытому состоянию. В конечном счете, она неизбежно перейдет в одно из микроскопических состояний, соответствующих макроскопическому состоянию хаоса, поскольку именно такие макроскопические состояния составляют подавляющее большинство всех возможных микроскопических состояний. И.Пригожин называет такое состояние (за его «неизбежность») глобальным, асимптотически устойчивым состоянием или глобальным аттрактором — исключительно сильной формой устойчивости, связанной с неуклонным ростом энтропии. Таким образом, в модели данного типа устойчивости мы встречаемся с первым парадоксом (а точнее — взаимодополняющим описанием) хаоса и порядка: максимально устойчивое, равновесное и симметричное состояние системы, соответствующее интуитивному образу порядка, есть описание молекулярного, термодинамического хаоса.
    Другой тип устойчивости открытых динамических систем И. Пригожин и называет термином «стационарное состояние». Как образуется такое состояние? Чтобы понять это, необходимо учесть те изменения, которые разворачиваются в открытой системе за счет «переработки» ею внешнего вклада энергии и ресурсов. Изменения энтропии во времени в данном случае связаны с двумя противоположными процессами: «потоком энтропии», зависящим от обмена системы с окружающей средой (негэнтропии), и «производством энтропии», обусловленным необратимыми процессами внутри системы. В стационарном состоянии положительное производство энтропии компенсируется отрицательным потоком энтропии за счет обмена с окружающей средой. Так возникает особого рода устойчивое состояние в системе, находящейся вдали от равновесия (сильно неравновесной), т.е. устойчивое состояние сильно неравновесной системы. Вместе с тем такое «устойчивое стационарное состояние» является крайне неустойчивым в своем хрупком балансе энтропийно-негэнтропийных потоков. Эта неустойчивость проявляется в том, что такое состояние чрезвычайно чувствительно к флуктуациям. Если рассмотренная ранее равновесная система с высокой энтропией с легкостью гасила такие флуктуации, то сильно неравновесная система может реагировать на них самым решительным образом. Возможность потери устойчивости состояний в системах, далеких от равновесия, при определенных условиях открывает путь процессам самоорганизации. Именно самоорганизация в данной ситуации выступает механизмом упорядочения системы. Синергетика изучает два типа структур: диссипативные (возникающие в результате самоорганизации, для осуществления которой необходим рассеивающий (диссипативный) фактор) и нестационарные (возникающие за счет активности нелинейных источников энергии). Исследование диссипативных структур развивается, в частности, в работах И.Пригожина, нестационарных — в работах С.П.Курдюмова и Е.Н.Князевой.
    Структура изменяющейся системы характеризуется единством устойчивости и неустойчивости. Каждая такая система имеет (как минимум) два различных стационарных состояния, из которых в данный момент лишь одно устойчиво. Более того, одно и то же стационарное состояние такой системы при одних условиях может определяться как устойчивое, а при других — как неустойчивое, т.е. возможен переход в другое стационарное состояние. Свойство системы иметь в своей структуре различные стационарные состояния, соответствующие различным допустимым законам поведения этой системы обусловлено нелинейным характером ее развития (см. признак№1). Внешние воздействия могут вызвать отклонения такой системы от ее стационарного состояния в любом направлении, поэтому эволюция поведения данного типа систем сложна и неоднозначна, прогноз в области неустойчивости может опираться только на предшествующий опыт.
    Таким образом, мы в очередной раз убедились, насколько важно, применяя термины «устойчивость», «стационарность», «равновесие», учитывать методологический контекст их интерпретации.
    Важной отличительной чертой процесса возникновения структур является появление синергетического эффекта — коллективного движения микроэлементов системы.
    4. Самоорганизующаяся система — это система, в образовании которой решающую роль играют кооперативные процессы, основывающиеся на когерентном, или согласованном, взаимодействии элементов системы. Изменяется сам тип молекулярного поведения. И.Пригожин характеризует эти изменения, используя следующий образ: «В равновесном состоянии молекулы ведут себя независимо: каждая из них игнорирует остальные. Такие независимые частицы можно было бы назвать гипнонами («сомнамбулами»). Каждая из них может быть сколь угодно сложной, но при этом «не замечать» присутствия остальных молекул. Переход в неравновесное состояние пробуждает гипноны и устанавливает когерентность, совершенно чуждую их поведению в неравновесных условиях» (45. -С.240). Условием появления согласованности, когерентности, «коллективного поведения» молекулярных частиц является синхронизация пространственно разделенных процессов.

  3. Dreladar Ответить

    Для процесса самоорганизации характерны следующие структурные компоненты и свойства.
    Структурные компоненты процесса самоорганизации
    Структурными компонентами, посредством которых осваивается информация, являются:
    1. механизм управления, представленный в том или ином виде и отвечающий за получение, оценку, переработку информации и формулирование информационной программы ответного действия.
    2. канал обратной связи.
    Свойства самоорганизующейся системы
    К свойствам процесса самоорганизации относятся следующие:
    1. самоорганизующаяся система охраняет состояние термодинамического равновесия.
    2. негаэнропийный характер самоорганизующейся системы обеспечивается использованием информации.
    3. самоорганизующаяся система обладает функциональной активностью, выражающейся в противодействии внешним силам.
    4. самоорганизующаяся система обладает выбором линии поведения.
    5. целенаправленность действий.
    6. гомеостаз и связанная с ним адаптивность системы.
    Рассмотрим основные признаки самоорганизующихся систем:
    1. Самоорганизующаяся система — это система динамическая, ее движение носит нелинейный характер. Особенности феномена нелинейности состоят в следующем.
    Во-первых, благодаря нелинейности имеет силу важнейший принцип «развертывания малого», или «усиления флуктуаций». Под флуктуацией в широком смысле слова понимается внешнее воздействие, в строгом смысле слова (как физическая категория) — случайные отклонения мгновенных значений величин от их средних значений (от состояния равновесия). При определенных условиях нелинейность может усилить флуктуации — делать малое отличие большим, макроскопическим по последствиям.
    Во-вторых, определенные классы нелинейных открытых систем демонстрируют другое важное свойство — пороговость чувствительности. Ниже порога все уменьшается, стирается, забывается, не оставляет никаких следов в природе, науке, культуре, а выше порога, наоборот, все многократно возрастает.
    В-третьих, нелинейность порождает своего рода квантовый эффект — дискретность путей эволюции нелинейных систем (сред). То есть в данной нелинейной среде возможен не любой путь эволюции, а лишь определенный набор этих путей, определяемый спектром устойчивых состояний, структур- аттракторов.
    В-четвертых, нелинейность означает возможность неожиданных, называемых в философии эмерджентными, изменений направления течения процессов. Нелинейность процессов делает принципиально ненадежными и недостаточными весьма распространенные до сих пор прогнозы — экстраполяции от наличного, ибо развитие совершается через случайность выбора пути в момент качественных преобразований системы, а сама случайность обычно не повторяется вновь
    .Самоорганизующаяся система — это система открытая, что обеспечивает вещественно-энергетический и информационный обмен со средой. Открытая система обладает как «источниками» — зонами подпитки ее энергией окружающей среды, действие которых способствует наращиванию структурной неоднородности данной системы, так и «стоками» — зонами рассеяния энергии, в результате действия которых происходит сглаживание структурных неоднородностей в системе. Открытая система способна усваивать внешние воздействия и находится в постоянном изменении. Самоорганизующаяся система — это система неравновесная, так как процессы самоорганизации возможны только в открытых неравновесных системах, находящихся достаточно далеко от точки термодинамического равновесия.
    Равновесие, устойчивость — свойства, которые в классической парадигме мышления, как правило, отождествлялись и характеризовали стационарное состояние системы. В синергетической концепции эти понятия конкретизируются в зависимости от типа системы. В идеальных, закрытых системах устойчивость, действительно, обозначает высокую степень упорядоченности и организованности системы. Но в закрытой системе неизбежно наступает момент, когда внутренние резервы системы оказываются исчерпаны, далее — по законам термодинамической необратимости — происходит нарастание энтропии (беспорядка, дезорганизации), и в конечном результате абсолютное равновесие может обозначать фактическую «смерть» системы (словами Г. Спенсера), ее распад, возвращение к состоянию термодинамического хаоса.
    Описанное состояние характерно и для открытых систем с высоким уровнем энтропии, когда система как бы флуктуирует около конечного (наиболее вероятного) состояния, отклоняясь от него лишь на небольшие расстояния и на короткие промежутки времени. Эти отклонения связаны с теми незначительными изменениями условий, которые возникают благодаря ее открытому состоянию. В конечном счете, она неизбежно перейдет в одно из микроскопических состояний, соответствующих макроскопическому состоянию хаоса. И. Пригожин называет такое состояние (за его «неизбежность») глобальным, асимптотически устойчивым состоянием, или глобальным аттрактором — исключительно сильной формой устойчивости, связанной с неуклонным ростом энтропии. Таким образом, в модели данного типа устойчивости мы встречаемся с первым парадоксом (а точнее — взаимодополняющим описанием) хаоса и порядка: максимально устойчивое, равновесное и симметричное состояние системы, соответствующее интуитивному образу порядка, есть описание молекулярного, термодинамического хаоса.
    Другой тип устойчивости открытых динамических систем И. Пригожин называет «стационарное состояние». Как образуется такое состояние? Чтобы понять это, необходимо учесть те изменения, которые разворачиваются в открытой системе за счет «переработки» ею внешнего вклада энергии и ресурсов. Изменения энтропии во времени в данном случае связаны с двумя противоположными процессами: «потоком энтропии», зависящим от обмена системы с окружающей средой (негэнтропии), и «производством энтропии», обусловленным необратимыми процессами внутри системы. В стационарном состоянии положительное производство энтропии компенсируется отрицательным потоком энтропии за счет обмена с окружающей средой. Так возникает особого рода устойчивое состояние в системе, находящейся вдали от равновесия (сильно неравновесной), то есть устойчивое состояние сильно неравновесной системы. Вместе с тем такое «устойчивое стационарное состояние» является крайне неустойчивым в своем хрупком балансе энтропийно-негэнтропийных потоков. Эта неустойчивость проявляется в том, что такое состояние чрезвычайно чувствительно к флуктуациям. Если рассмотренная ранее равновесная система с высокой энтропией с легкостью гасила такие флуктуации, то сильно неравновесная система может реагировать на них самым решительным образом. Возможность потери устойчивости состояний в системах, далеких от равновесия, при определенных условиях открывает путь процессам самоорганизации. Именно самоорганизация в данной ситуации выступает механизмом упорядочения системы. Синергетика изучает два типа структур: диссипативные (возникающие в результате самоорганизации, для осуществления которой необходим рассеивающий — диссипативный — фактор) и нестационарные (возникающие за счет активности нелинейных источников энергии). Исследование диссипативных структур отражено, в частности, в работах И. Пригожина, нестационарных — в работах С.П. Курдюмова и Е.Н. Князевой.
    Структура изменяющейся системы характеризуется единством устойчивости и неустойчивости. Каждая такая система имеет (как минимум) два различных стационарных состояния, из которых в данный момент устойчиво лишь одно. Более того, одно и то же стационарное состояние такой системы при одних условиях может определяться как устойчивое, а при других — как неустойчивое, то есть возможен переход в другое стационарное состояние. Свойство системы иметь в своей структуре различные стационарные состояния, соответствующие различным допустимым законам поведения этой системы обусловлено нелинейным характером ее развития. Внешние воздействия могут вызвать отклонения такой системы от ее стационарного состояния в любом направлении, поэтому эволюция поведения данного типа систем сложна и неоднозначна, прогноз в области неустойчивости может опираться только на предшествующий опыт.Таким образом, мы в очередной раз убедились, насколько важно, применяя термины «устойчивость», «стационарность», «равновесие», учитывать методологический контекст их интерпретации.
    Важной отличительной чертой процесса возникновения структур является появление синергетического эффекта — коллективного движения микроэлементов системы.
    Самоорганизующаяся система — это система, в образовании которой решающую роль играют кооперативные процессы, основывающиеся на когерентном, или согласованном, взаимодействии элементов системы. Изменяется сам тип молекулярного поведения. И. Пригожин характеризует эти изменения, используя следующий образ: «В равновесном состоянии молекулы ведут себя независимо: каждая из них игнорирует остальные. Такие независимые частицы можно было бы назвать гипнонами (“сомнамбулами”). Каждая из них может быть сколь угодно сложной, но при этом “не замечать” присутствия остальных молекул. Переход в неравновесное состояние пробуждает гипноны и устанавливает когерентность, совершенно чуждую их поведению в равновесных условиях»
    Условием появления согласованности, когерентности, «коллективного поведения» молекулярных частиц является синхронизация пространственно разделенных процессов.

  4. EviLGuY Ответить

    Изучением систем, состоящих из большого числа частей, взаимодействующих между собой тем или иным способом, занимались и продолжают заниматься многие науки. Одни из них предпочитают делить систему на подсистемы, чтобы, изучая отдельные части, пытаться строить более или менее правдоподобные гипотезы о структуре или функционировании системы как целого. Другие изучают систему как единое целое, предавая забвению тонко настроенное взаимодействие частей. И тот, и другой подходы обладают своими преимуществами и недостатками.
    Синергетика наводит мост через пропасть, отделяющую первый редукционистский подход от второго холистического. К тому же в синергетике, своего рода соединительном звене между этими двумя экстремистскими подходами, рассмотрение происходит на промежуточном уровне, и макроскопические проявления процессов, происходящих на микроскопическом уровне, возникают «сами собой», вследствие самоорганизации, без руководящей и направляющей «руки», действующей извне системы. Это обстоятельство имеет настолько существенное значение, что синергетику не зря определяют как науку о самоорганизации.
    Редукционистский подход — это упрощение, сведение сложного к более простому, обозримому, понимаемому, более доступному для анализа, с основным акцентом на деталях (частях системы), сопряженное с необходимостью обработки, зачастую непосильной для наблюдателя, даже вооруженного сверхсовременной вычислительной техникой, объема информации о подсистемах, их структуре, функционировании и взаимодействии. Поэтому при этом подходе осуществляется сжатие информации до разумных пределов различными способами. Вместо большого числа факторов, от которых зависит состояние системы (так называемых компонент вектора состояния), синергетика рассматривает немногочисленные параметры порядка, от которых зависят компоненты вектора состояния системы и которые, в свою очередь, влияют на параметры порядка.
    В переходе от компонент вектора состояния к немногочисленным параметрам порядка заключен смысл одного из основополагающих принципов синергетики — так называемого принципа подчинения (компонент вектора состояния параметрам порядка). Обратная зависимость параметров порядка от компонент вектора состояния приводит к возникновению того, что принято называть круговой причинностью.
    Существование циклической и хаотической форм динамического развития социально-экономических систем представляет собой тот механизм, при помощи которого происходит его самоорганизация и организация.
    Синергетика занимается исследованием процессов самоорганизации в системах разной природы, динамикой взаимопереходов через границу «порядок—хаос».
    В соответствии с базовыми положениями синергетики ее отличительной особенностью является стихийная самоорганизация, а истинный смысл возникающих при этом кооперативных процессов заключен во внутренних причинах во многом непредсказуемой самоорганизации систем. Это причинный способ самоорганизации, открытие которого позволило Г. Хакену, И. Пригожину и представителям их школ добиться выдающихся результатов в исследовании кооперативных явлений в системах различной природы.
    Однако помимо причинного в нелинейных системах следует различать и целевой (направленный) способ самоорганизации.
    Самоорганизация — способность тех или иных систем к саморазвитию, самозарождению, с использованием при этом не только и не столько притока энергии, информации, вещества извне, сколько возможностей, заложенных внутри системы, т.е. своего внутреннего потенциала.
    Система называется самоорганизующейся, если она без специфического воздействия извне обретает какую-либо пространственную, временную или функциональную структуру. Под специфическим воздействием мы понимаем такое, которое навязывает системе структуру или функционирование. В случае же самоорганизации система испытывает неспецифическое воздействие [63].
    Сказанное можно дополнить следующим определением: «Самоорганизация — целенаправленный процесс, в ходе которого создается, воспроизводится или совершенствуется организация сложной динамической системы».
    Рассмотрим содержание развернутого определения самоорганизации:
    • объектами исследования являются открытые системы, характеризуемые интенсивным обменом веществом и энергией между подсистемами и между системой с ее окружением;
    • внешняя среда — совокупность составляющих ее (среду) объектов, находящихся в динамике. Взаимодействие исследуемых объектов в среде характеризуется как контактное взаимодействие;
    • различаются процессы организации и самоорганизации. Общим признаком для них является возрастание порядка вследствие протекания процессов. Организация в отличие от самоорганизации может характеризоваться, например, образованием однородных стабильных статических структур;
    • результатом самоорганизации становится возникновение, взаимодействие, а также взаимоСОдействие (например, кооперация) и, возможно, регенерация (восстановление, возрождение) динамических объектов (подсистем), более сложных в информационном смысле, чем элементы (объекты) среды, из которых они возникают;
    • направленность процессов самоорганизации обусловлена внутренними свойствами объектов (подсистем) в их индивидуальном и коллективном проявлении, а также воздействиями со стороны среды, в которой находится система;
    • поведение элементов (подсистем) и системы в целом существенным образом характеризуется спонтанностью — акты поведения не являются строго детерминированными;
    • процессы самоорганизации происходят в среде наряду с другими процессами, в частности противоположной направленности, и могут в отдельные фазы существования системы как преобладать над последними (прогресс), так и уступать им (регресс). При этом система в целом может иметь устойчивую тенденцию или претерпевать колебания к эволюции либо деградации и распаду. Самоорганизация может иметь в своей основе процесс преобразования или распада структуры, возникший ранее в результате процесса организации. Например, при переходе к командной форме организации труда старые структуры распадаются. Приведенное развернутое определение является необходимым шагом на пути к конкретизации содержания, которое относится к синергетике, и выработке критериев для создания самоорганизующейся среды.
    Мы живем в мире, по сути, самоорганизованном, что очень четко просматривается во время катастроф, когда люди и ресурсы организуются для скоординированной и целевой работы без предварительного планирования. Такое произвольное поведение позволяет быстро и эффективно оказывать помощь на месте происшествия задолго до появления официальных служб по оказанию помощи.
    Вхождение сложной системы в режим порядка — это уникальная способность живой системы строить, перестраивать и совершенствоваться. Чтобы этот процесс был постоянным и эффективным, отдельные индивиды должны обладать информацией о состоянии объекта, которая позволяет им согласовать свою работу с этой информацией. Так члены группы налаживают взаимодействие между собой. Каждый определяет свое поведение на основании полученной информации от наблюдения за ближними и на основании знания конечной цели. Из подобных элементарных условий возникает работающее общество. В этом случае самоорганизация образуется по принципу от частного взаимодействия к глобальному.
    Ничто не является запланированным, непредсказуемые формы поведения возникают из взаимонаблюдения. Стаи птиц, косяки рыб, рой насекомых, пробки на дорогах — все это выглядит хорошо синхронизированным и высокоупорядоченным. Эти потоки не управляются никем, но здесь действуют несколько определенных правил, которые управляют согласованной реакцией. В этих примерах самоорганизации в природе многое нас поражает.
    Могут ли социально-экономические системы быть более самоор- ганизованными? Каковы условия для самоорганизации?
    Сложные системы возникают из элементарных условий. Элементарная часть (человек, предметы и средства труда) входит в состав более крупной подсистемы. Поэтому сложные организации могут основываться на изначальной простоте.
    В дальнейшем организации принимают различные формы, но все они берут начало от примитивных условий. Объединение элементарных частей приводит к усложнению систем, к их развитию. Совокупность взаимосвязанных элементарных частей со временем приобретает форму, структуру. Информация фиксируется, перерабатывается, передается. Из этой бесхитростной динамики появляются разнообразные по своей структуре организации.
    Способность системы к организационным изменениям определяется как освоение фирмой новых идей и моделей поведения. В этом случае организационные изменения вносят в систему беспорядок, хаос. Не внеся в организацию беспорядок, нельзя заставить живую систему меняться.
    Основу явлений самоорганизации составляют процессы формирования порядка и хаоса. И порядок, и хаос формируются как результат проявления законов самоорганизации.
    Самоорганизация является ключевым понятием для понимания сущности синергетики. Синергетику и определяют как науку о самоорганизации или, более развернуто, о самопроизвольном возникновении и самоподдержании упорядоченных временных и пространственных структур в открытых нелинейных системах различной природы. Таким образом, синергетика — теория самоорганизующихся динамических, открытых, нелинейных систем.
    На основе многочисленных исследований были сформулированы условия самоорганизации систем (табл. 3.2):
    Таблица 3.2
    Самоорганизация систем в природе и обществе
    № п/п
    Признаки
    Содержание
    1.
    Самоорганизация
    Способность систем к саморазвитию, самозарождению с использованием при этом не только и не столько притока энергии, информации, вещества извне, сколько возможностей, заложенных внутри системы, т.е. своего внутреннего потенциала
    2.
    Механизм самоорганизации
    Существование циклической и хаотической форм динамического развития социально-экономических систем представляет собой тот механизм, при помощи которого происходит его самоорганизация и организация
    3.
    Условия самоорганизации
    • Открытость систем (открытая система постоянно осуществляет ввод и вывод вещества, энергии и информации в среду);
    • нелинейность системы, (переход системы из одного устойчивого состояния в другое);
    • неравновесность и необратимость процесса развития систем (неоднородность свойств и характеристик в частях системы, неравновесные системы необратимы);
    • продолжительная длительность процесса эволюции системы (результаты деятельности системы проявляются через такие критерии, как производство, рынок, деньги, только в течение длительного времени);
    • целенаправленная организация, согласованное действие элементов системы, адаптированное на воздействие внешней среды
    4.
    Основа самоорганизации
    Процессы формирования порядка и хаоса
    • открытость систем. Открытой называют систему, которая постоянно осуществляет ввод и вывод вещества, энергии и информации в среду. При этом надо учитывать, что открытость — понятие относительное и что «абсолютную открытость», как и «абсолютную закрытость», трудно себе представить. Поэтому всегда, когда речь идет об открытости или закрытости любой системы, подразумевается определенная преобладающая тенденция, а если бы появилась возможность существования абсолютно открытой системы, то она утеряла бы свою целостность.
    Условие открытости для самоорганизации системы является необходимым, но недостаточным;
    • нелинейность систем. Синергетика изучает нелинейные процессы. Это означает, что возможен переход системы из одного устойчивого состояния в другое.
    Итак, самоорганизующаяся система способна сама регулировать, поддерживать, изменять свое состояние благодаря открытости и нелинейности;
    • неравновесность и необратимость процесса эволюции и развития систем, который протекает с изменениями энтропии. Объясняется это тем, что равновесный процесс протекает медленно через весьма близкие друг другу равновесные состояния, что не способствует эволюции системы, так как энтропия остается неизменной. В неравновесных процессах система проходит через неравновесные состояния, характеризующиеся неоднородностью свойств и характеристик в частях системы. Неравновесные процессы необратимы;
    • продолжительность процесса эволюции системы. Это условие самоорганизации обусловлено тем, что результаты деятельности системы, например коллектива предприятия, проявляются через такие критерии, как производство, рынок, деньги, только в течение длительного времени.
    • целенаправленная организация, согласованное действие элементов системы, адаптированное на воздействие внешней среды.
    Случайные отклонения параметров развития от их среднего значения (флуктуации) накапливаются и постепенно приводят систему в неустойчивое состояние. Открытость, неравновесность, необратимость и нелинейность систем может привести к разрушению прежней структуры (дезорганизации) и созданию нового спонтанного пространственно-временного порядка (самоорганизации).
    Самоорганизующиеся системы обладают способностью оптимальным образом изменять свои параметрические характеристики, структуру функциональных отношений в целом в соответствии с изменяющимися внешними условиями и так, чтобы энтропия системы или уменьшалась, или оставалась неизменной, либо, в худшем случае, росла медленно. Они совершенствуют функциональные отношения между составляющими их частями, другими системами и внешней средой.
    В самоорганизующихся социально-экономических системах процесс развития спонтанно направлен на повышение производительности труда и качества продукции, на повышение результативности производства при одновременном снижении уровня расходования энергии и вещества.
    Динамика самоорганизующихся систем на длительную перспективу труднопредсказуема. Однако в их развитии, как бы ни менялись условия, функциональные процессы всегда направлены на самосохранение, самовоспроизведение, улучшение режима развития, уменьшение энтропии.
    Для самоорганизующихся систем на любой наперед заданный момент времени уровень их организованности, упорядоченности повышается при заданных условиях развития.
    Самоорганизующиеся системы развиваются за счет действия двух типов потоков вещества, энергии и информации противоположной созидательной направленности: поток вещества и энергии, формирующий систему, всегда порождает поток обратного действия. Более того, системы не могут нормально развиваться в отсутствие дезорганизующего потока. Их диалектическое противоречивое единство и обусловливает формирование и развитие саморегулирующихся целостностей. Этим же единством определяется формирование новых путей развития системы как результата взаимодействия этих разнонаправленных потоков.
    Предпринимательские структуры, осуществляющие деятельность путем самоорганизации, саморегулирования проявляют большую стойкость, выживаемость и рентабельность, чем организации, регулируемые извне.
    Частная фирма по своей природе является саморегулируемой системой. Наличие автоматически действующего механизма саморегулирования на уровне каждой фирмы составляет основу механизма саморегулирования экономики в целом. Государственное же регулирование лишь дополняет его. При этом если к системам, способным к саморегуляции, постоянно применять административно-командные методы — это приведет к потере потенциала и невозможности эффективного развития.
    Если в организации царит однородность, равновесие, покой, то там нет подлинного развития. Длительное пребывание организации в таком состоянии ведет к дезорганизации и разрушению.
    Чем больше у системы степеней свободы, тем более она способна к самоорганизации, самоусложнению и саморазвитию, повышению уровня упорядоченности и эффективности ее функционирования. В этом выражается значение формулы «порядок через хаос».
    В любой ПС существует определенная доля непредсказуемости, доля энтропии. В процессе самоорганизации происходит непрерывное разрушение существующих структур (станочного парка, кадрового состава, применяемых материалов, выпускаемой продукции и т.п.), что приводит к возникновению новых. Темпы процесса разрушения старых структур имеют тенденцию к ускорению. Первичным в этом процессе является ускорение темпов обновления номенклатуры выпускаемой продукции. Многие предприятия за несколько лет полностью обновляют свой портфель заказов. Высокие темпы обновления номенклатуры выпускаемой продукции требуют адаптации других структурных образований в еще более ускоренном, опережающем темпе. Это требование относится, например, к структуре станочного парка, применяемым материалам, квалификации кадров и др.
    Процесс эволюции состоит как в совершенствовании новых структур, так и (в большей степени) в замене стабильных структур более стабильными, т.е. более приспособленными к изменившимся условиям.
    Появление новых структур — следствие стохастического начала. Закрепление новых структур происходит вследствие их конкуренции, т.е. отбора. Таким образом, поддержание стабильности экономической системы происходит не столько из-за стабильности элементов системы, сколько из-за выбывания менее совершенных элементов и их замещения новыми, возникшими в процессе самоорганизации. Замена одних элементов системы другими, более приспособленными к изменяющейся обстановке, происходит непрерывно.
    Среди этих новых форм организации появляются более сложные, которые требуют для своего описания больших объемов информации: рост разнообразия сопровождается и ростом сложности.
    Процесс самоорганизации, несмотря на его стихийность, обладает направленностью: растут разнообразие форм организации, сложность структур, объем информации, с помощью которой они могут быть описаны. Рынок выступает в качестве сложнейшей иерархически организованной системы непрерывных отбраковок старых и замещений новыми, непрерывно рождающимися структурами.
    Таким образом, в последние годы наряду с организацией и управлением все большую роль и значение приобретает самоорганизация, точнее, взаимодействие ее механизма с механизмами организации и управления.

  5. разъеба Ответить

    Системы, которые под действием окружения обретают пространственную, временную или функциональную структуру, называют самоорганизующимися.Синергетика ищет пути теоретического моделирования самых сложных систем, способных к самоорганизации и саморазвитию. Основные свойства самоорганизующихся систем – открытость, нелинейность, диссипативность и сложность.
    Открытость. Эволюция Вселенной показывает, что в открытой системе энтропия уменьшается. В открытых, неравновесных и необратимых системах ключевую роль могут играть флуктуационные процессы. Иногда флуктуация может стать настолько сильной, что существующая организация разрушается.
    Нелинейность. Во Вселенной доминируют не стабильность и равновесие, а нелинейность, неустойчивость и неравновесность. В нелинейных системах процессы часто носят пороговый характер и могут меняться скачкообразно. В состояниях, далеких от равновесия, очень слабые возмущения могут усиливаться до гигантских волн, разрушающих сложившуюся структуру и способствующих ее радикальному качественному изменению. Нелинейные системы, являясь неравновесными и открытыми, сами создают и поддерживают неоднородность в среде. В таких условиях, между системой и окружением могут возникнуть обратные положительные связи.
    Неустойчивые системы, при возникновении флуктуаций способны усиливать их, и в результате система выходит из стационарного состояния. Критерием эволюции (развития) системы является величина ?s<0, т.е. уменьшение энтропии. Это неравенство указывает направление развития системы к новому устойчивому стационарному состоянию.
    Диссипативность. Открытые, сложные и неравновесные системы, могут приобретать особое динамическое состояние – диссипативность (лат. диссипатио – разгонять, рассеивать). Прирост энтропии за единицу времени в единице объема в открытых системах называется функцией диссипации, а системы, в которых функция диссипации отлична от нуля, названы диссипативными. В таких системах, постепенно упорядоченное движение переходит в неупорядоченное. Практически все физические системы являются такими, так кактрение приводит к диссипации энергии. Благодаря, диссипативности в системе могут спонтанно возникать новые типы структур, совершаться переходы от хаоса и беспорядка к порядку и организации.
    Принцип локального равновесия и теорема о минимуме производства энтропии в равновесных состояниях были положены в основу современной термодинамики необратимых процессов, а их автор И. Пригожинстал лауреатом Нобелевской премии по химии в 1977 г.
    Вопросы для самоконтроля
    1. Каких систем называются самоорганизующимися системами?

  6. SWAG GAMER Ответить

    В последние десятилетия развивается представление о том, что материи изначально присуща тенденция не только к разрушению упорядоченности и возврату к исходному хаосу, но и к образованию все более сложных и упорядоченных систем разного уровня. Представление о разрушительной тенденции материи сформировалось в результате развития двух отраслей классической физики – статистической механики и термодинамики, – которые описывают поведение изолированных (замкнутых) систем, т. е. систем не обменивающихся ни энергией, ни веществом с окружающей средой. При этом особая роль принадлежит второму началу термодинамики, определяющему необратимость процессов преобразования энергии в замкнутой системе. Такие процессы рано или поздно приводят систему к ее самому простому состоянию – термодинамическому равновесию, которое эквивалентно хаосу, когда отсутствует какая-либо упорядоченность и все виды энергии переходят в тепловую, в среднем равномерно распределенную между всеми элементами системы. В прошлом обсуждалась возможность приложения второго начала термодинамики ко Вселенной, которая полагалась замкнутой системой. Из этого следовал вывод о деградации Вселенной – ее тепловой смерти.
    Известно, что все реальные системы, от самых малых до самых больших, являются открытыми, т. е. Они обмениваются энергией и веществом с окружающей средой и не находятся в состоянии термодинамического равновесия. В таких системах возможно образование нарастающей упорядоченности. На данной основе возникло представление о самоорганизации вещественных систем. Самоорганизацией принято называть природные скачкообразные процессы, переводящие открытую неравновесную систему, достигшую в своем развитии критического состояния, в новое устойчивое состояние с более высоким уровнем сложности и упорядоченности по сравнению с исходным. Критическое состояние характеризуется крайней неустойчивостью, которой завершается плавное эволюционное развитие открытой неравновесной системы.
    В последние десятилетия исследования процессов самоорганизации производятся в трех направлениях: синергетика, термодинамика неравновесных процессов и математическая теория катастроф.
    Синергетика изучает связи между элементами (подсистемами) структуры, которые образуются в открытых системах (биологических, физико-химических и др.) благодаря интенсивному обмену веществом и энергией с окружающей средой в неравновесных условиях. В таких системах наблюдается согласованное поведение подсистем, в результате чего возрастает степень упорядоченности, т. е. уменьшается энтропия. Основа синергетики – термодинамика неравновесных процессов, теория случайных процессов, теория нелинейных колебаний и волн. Объект изучения синергетики, независимо от его природы, должен удовлетворять трем условиям: открытость, существенная неравновесность и скачкообразный выход из критического состояния.

  7. Chillkiller Ответить

    ЗАКОНОМЕРНОСТИ САМООРГАНИЗАЦИИ
    Главная идея синергетики – это идея о принципиальной возможности спонтанного возникновения порядка и организации из беспорядка и хаоса в результате процесса самоорганизации. Решающим фактором самоорганизации является образование петли положительной обратной связи системы и среды. При этом система начинает самоорганизовываться и противостоит тенденции ее разрушения. В химии такое явление называют автокатализом.
    Становление самоорганизации во многом определяется характером взаимодействия случайных и необходимых факторов системы и ее среды. Система самоорганизуется не гладко и не просто, но неизбежно. Самоорганизация переживает точки бифуркаций. Вблизи точек бифуркаций в системах наблюдаются значительные флуктуации, роль случайных факторов здесь резка возрастает. В переломный момент самоорганизации принципиально неизвестно, в каком направлении будет происходить дальнейшее развитие. В точке бифуркаций система как бы колеблется перед выбором того или иного пути организации, пути развития. В таком состоянии небольшая флуктуация может послужить началом эволюции системы в некотором определенном направлении, одновременно отсекая при этом возможности развития в других направлениях.
    Как выяснилось, переход от Хаоса к Порядку поддается математическому моделированию. В природе существует не так много универсальных моделей такого перехода. Качественные переходы в самых различных сферах действительности (в природе и обществе) подчиняются одним и тем же математическим сценариям.
    Знание основных бифуркаций позволяет облегчить исследование реальных систем (физических, химических, биологических), в частности предсказать характер новых движений, возникающих в момент перехода системы в качественно другое состояние, оценить их устойчивость и область существования.
    Основными условиями формирования новых структур являются открытость системы, нахождение ее вдали от точки равновесия и наличие флуктуаций. Неустойчивость и неравновесность определяют развитие систем. В особой точке бифуркации флуктуации достигают такой силы, что организация системы может разрушиться. Разрешение кризисной ситуации достигается быстрым переходом диссипативной системы на новый, более высокий уровень упорядоченности, который получил название диссипативной структуры. Это и есть акт самоорганизации системы. Поскольку флуктуации случайны, то и выбор конечного состояния системы является случайным, неоднозначным, причем процесс перехода одноразовый и необратимый. В процессе перехода все элементы системы ведут себя согласованно, хотя до этого они находились в состоянии Хаоса.
    Общая схема эволюционного процесса как процессов самоорганизации сводится к следующему:
    – относительное стабильное n-е состояние системы утрачивает устойчивость. В качестве причин, вызывающих потерю устойчивости, выступают временные изменения внутреннего состояния или наложение граничных условий. Наиболее характерными причинами эволюционной неустойчивости являются появление новой моды в движении, новой разновидности молекул в химии, нового вида в биологии. Этот новый элемент в рассматриваемой динамической системе приводит к потере устойчивости состояния системы;
    – неустойчивость, обусловленная новым элементом, запускает динамический процесс, который приводит к дальнейшей самоорганизации системы, и система порождает новые упорядоченные структуры;
    –  по завершении процесса самоорганизации система переходит в эволюционное состояние (n+1). После n-го эволюционного цикла начинается новый (n+1)-й эволюционный цикл.
    Характерно, что реальная эволюция никогда не заканчивается, она каким-то образом находит выход из тупика, и этим выходом является новый цикл самоорганизации. Каждый частный эволюционный процесс переводит систему в новую, в определенном смысле более высокую эволюционную ступень, а процесс в целом обладает спиральной структурой.
    Для разработки теории эволюции необходим анализ действующих и определяющих последовательность состояний системы условий, сил и механизмов.
    Особое значение придается следующим факторам:
    – способности уменьшения энтропии системы путем обмена энергией и веществом с окружающей средой;
    – неравновесному характеру системы, находящейся на закритическом расстоянии от термодинамического равновесия;
    –  нелинейности;
    –  способности к самовоспроизведению, т.е. к образованию относительно точных копий исходной системы и подсистем;
    –  существованию нескольких устойчивых состояний системы, зависимости текущего состояния от предыстории, потенциальной способности к хранению информации;
    –   конечности времени жизни системы, связанной с ней непрестанной смене поколений и процессу обновления;
    –  отбору систем и механизмов с благоприятными свойствами из большого числа возможных конкурентных процессов;
    –  стабильности системы при случайной ошибке в процессе репродукции как источнику новых структур, механизмов и информации;
    –  обработке информации, т.е. способности к ее созданию, хранению, воспроизведению и использованию;
    –  оптимизации и адаптации, способности подстраиваться к изменяющимся внешним условиям, существованию критериев оптимизации;
    –  морфогенезу, т.е. формообразованию системы и ее органов;
    –  образованию эталонов с тенденцией к увеличению многообразия и сложности;
    – ветвлению, т.е. все более сильному расщеплению реального и в еще большей мере потенциального пути эволюции;
    –  сетевой структуре с тенденцией к образованию все более сложных соотношений и зависимостей между подсистемами;
    – единству действия случайных и необходимых факторов;
    – дифференциации, специализации и распределению функций подсистем;
    – объединению систем путем соединения в целое все более возрастающей сложности и все большей потенции к действию;
    –  иерархическому строению систем, элементы которых вложены один в другой (существование параметров порядка);
    –  ускорению эволюции, т.е. постоянному нарастанию средней скорости эволюционного процесса вследствие механизмов обратной связи.
    Эволюционно-синергетическая парадигма отражает направленность развития мирового целого на повышение своей структурной организации. Вся история Вселенной – от момента сингулярности до возникновения человека и развития общества – предстает как единый эволюционный процесс на основе процессов самоорганизации. Важную роль в парадигме универсального эволюционизма играет идея отбора. Все новое возникает как результат отбора наиболее эффективных формообразований, неэффективные новообразования отбраковываются. В настоящее время эволюционно-синергетическая парадигма является основной в естествознании. С одной стороны, она дает представление о мире как целостности, позволяет видеть законы и явления в их единстве, а с другой – ориентирует естествознание на выявление конкретных закономерностей самоорганизации и эволюции материи на всех ее структурных уровнях.
    Синергетика показывает, что даже в неорганической природе существуют классы систем, способных к самоорганизации. История развития природы – это история образования все более сложных нелинейных систем. Такие системы и обеспечивают всеобщую эволюцию природы на всех уровнях ее организации – от низших и простейших к высшим и сложнейшим.
    Синергетика как наука о самоорганизующихся системах создавалась усилиями естествознания. Но постепенно идеи синергетики становятся одной из методологических основ общественных и гуманитарных наук. Синергетический подход в этих областях начинается с использования ключевых понятий синергетики для описания сложных социально-гуманитарных явлений. А вслед за этим обнаруживается сходство поведения совершенно несхожих систем. Оказывается, что социальные, физические, биологические объекты исследований при всем своем очевидном различии и несводимости друг к другу подчиняются одним и тем же фундаментальным началам, а значит, их поведение может описываться в принципе одинаковыми моделями. Это положение является одним из важнейших в утверждающейся в современной науке эволюционно- синергетической парадигме.
    Представления об общих закономерностях эволюции сложных систем, к которым относятся и социальные системы, обусловливает перспективность синергетических идей для обществоведения и гуманитарного знания. В экономике, политике, истории имеют дело со сложными, необратимо эволюционирующими системами. Самоорганизующиеся физические системы выполняют в синергетике роль прототипа при исследовании социокультурных систем.
    На основе общих положений синергетики можно осмысливать ход исторического развития, оценивать роль той или иной личности или отдельных слоев в исторических катаклизмах. В точке бифуркации даже ничтожные обстоятельства могут определить ход последующей эволюции системы. С синергетической точки зрения эволюционный процесс, проходя через точки бифуркации, приобретает свойства уникальности, неповторимости.
    На бифуркационном этапе истории существует множество факторов, каждый из которых способен принципиально и непредсказуемо повлиять на ход исторических событий. К таким факторам относится и личностный фактор. Действия энергичной личности, реализующей свои устремления в таких условиях, часто становятся своеобразной «флуктуацией», которая и определяет выбор сильно неравновесной социальной системой ветви своей дальнейшей эволюции.
    Вопросы для самопроверки к модулю 7
    1. Что изучает кибернетика?
    2. Что такое «информация»?
    3. Какие системы называются сложными динамическими?
    4. Каковы особенности управляемых систем?
    5. Какие виды обратных связей существуют?
    6. Что изучает синергетика?
    7. Что такое «эмпирическое обобщение»?
    8. Что называется памятью системы?
    9. Каковы соотношения порядка и беспорядка в природе?
    10. Что такое точка бифуркации?
    11. Что называется аттрактором?
    12. Каковы признаки самоорганизующихся систем?
    13. В каких системах может убывать энтропия?
    14. Какие свойства присущи диссипативным системам?
    15. В чем состоят особенности открытых систем вдали от равновесия?
    16. Как протекает эволюционный процесс?
    Литература к модулю 7
    1. Дубнищева, Т.Я. Концепции современного естествознания: учебное пособие для вузов / Т.Я.Дубнищева. – М.: ИЦ «Академия», 2009. – С. 519 – 556.
    5. Попков, В.И. Концепции современного естествознания: (электронный ресурс): интерактивный учеб. курс/ В.И.Попков. – Брянск: БГТУ, 2008. – 552 с. – 27,8Мб. – Режим доступа: http://mark.lib.tu-bryansk.ru/marcweb2/Default.asp. – С. 426 – 451.
    МОДУЛЬ 8
    БИЛОГИЧЕСКАЯ КАРТИНА МИРА
    (БИОЛОГИЧЕСКИЙ УРОВЕНЬ ОРГАНИЗАЦИИ МАТЕРИИ)
    Окружающая человека среда, наряду с различными объектами неживой природы, содержит огромное количество разнообразных живых (биологических) структур, особенностью которых является способность к самовоспроизведению и развитию. Нашу планету населяют почти три с половиной миллиона видов животных, растений и микроорганизмов. Их численность варьируется в широких пределах: от нескольких десятков особей до нескольких миллиардов индивидов. Длительность существования на Земле отдельных видов живых организмов исчисляется миллионами лет, при этом продолжительность жизни конкретной особи может составлять от нескольких часов (у отдельных видов микроорганизмов) до нескольких тысячелетий (у отдельных видов хвойных деревьев).
    Феномен жизни занимает особое место в мировоззрении человека. Биологические процессы, в основе которых лежат физико-химические процессы, не сводятся к ним, имеют специфический характер и подчиняются иным – биологическим – законам. Жизнь сложнее физических и химических явлений, поэтому познание биологических законов носит сложный и противоречивый характер. Особо сложное явление представляет собой человек, в котором сочетаются биологическая и социальная сущности. Познанием феномена жизни занимаются биологические науки, целью которых является формирование целостного взгляда на природу живого – биологической картины мира.

  8. ANTMAN Ответить

    Данная теория разработана выдающимся бельгийским ученым российского происхождения, лауреатом Нобелевской премии И. Р. Пригожиным. Важно отметить, что возникновению и развитию основных идей синергетики способствовали исследования А. Тыоринга, Э. Лоренца, С. Смэйла, а также отечественных ученых А. Н. Колмогорова, Б. П. Белоусова, А. М. Жаботинского.
    Синергетика — область научного знания, изучающая общие закономерности возникновения, развития и структуры сложных самоорганизующихся систем.
    Объектом исследования синергетики являются сложные открытые нелинейные диссипативные системы, далекие от равновесия.

    Свойства самоорганизующихся систем

    Открытость. Открытыми считаются системы, определенное состояние которых поддерживается за счет непрерывного обмена веществом, энергией и информацией с окружающей средой. При этом данный обмен происходит в каждой точке (элементе) системы, т.е. носит объемный характер. Необходимо специально подчеркнуть, что второй закон термодинамики (энтропия изолированной системы, находящейся в неравновесном состоянии, имеет тенденцию увеличиваться с течением времени, приближаясь к максимальному значению в состоянии равновесия) применим к такого рода системам только при условии их рассмотрения совместно с внешней средой. Дело в том, что открытые нелинейные системы поддерживают свою сложную организацию за счет окружающей среды, упорядоченность которой при этом уменьшается. Согласно теореме Пригожина, «стационарному состоянию неравновесной системы (в условиях, препятствующих достижению равновесного состояния) соответствует минимальное производство энтропии». При этом большая устойчивость системы обеспечивается таким состоянием, в котором скорость образования энтропии за счет внутренних необратимых процессов сохраняет свое положительное значение, но стремится к минимуму.
    Неравновесность открытых систем является результатом взаимодействия двух противоположных сил. Действие одной силы направлено на порождение и фиксацию неоднородностей, структурирование системы, определенную локализацию ее элементов, другой — на деструктурирование системы, «размывание» неоднородностей. Очевидно, что если преобладает первая сила, то в открытой системе начинается процесс самоорганизации, если верх берет вторая сила, то система рассеивается, превращается в хаос. Если временно устанавливается динамическое равновесие этих сил, то в дальнейшем развитии системы решающую роль могут играть случайные факторы.
    Открытые системы характеризуются необратимостью, т.е. с течением времени происходит сужение области их фазового пространства до некоторого участка, в котором состояние системы стационарно. Данный процесс сопровождается уменьшением числа микросостояиий и, следовательно, уменьшением энтропии (повышением степени упорядоченности).
    Нелинейность. Неравновесные системы «строят» свои отношения с окружающей средой па избирательной основе. Даже слабые воздействия, если они адекватны собственным тенденциям развития системы, могут оказывать значительное влияние на ее динамику. И напротив, сильные, но нс соответствующие внутренней динамике системы факторы могут нс оказывать на се эволюцию заметного эффекта. Потому для сложных открытых систем возможны ситуации, когда результат совместного действия на нес различных факторов существенно отличается от эффектов, оказываемых этими факторами по отдельности.
    Открытые нелинейные системы, как правило, находятся в состояниях, далеких от равновесия. В таких ситуациях очень слабые возмущения могут усиливаться до гигантских волн, коренным образом преобразующих структуру систем или разрушающих ее. Иными словами, многие процессы, протекающие в открытых системах, носят пороговый характер: при медленном, плавном изменении внешних условий поведение системы на макроуровне изменяется скачкообразно.
    Для каждой конкретной системы существует определенный «интервал нелинейности», в пределах которого усиление нелинейности способствует образованию локальных структур и их разнообразию, установлению связей между ними и, как результат, усложнению организации системы. Важно отмстить, что количество вариантов сценария дальнейшей эволюции системы в этих условиях существенно увеличивается.
    Характерной особенностью нелинейных систем является их способность создавать неоднородности в окружающей среде. При этом в их взаимоотношениях могут возникать петли положительной обратной связи, т.е. система может влиять на среду таким образом, что в среде формируются условия, вызывающие изменения в самой системе. Примером может служить ферментный каскад — особая метаболическая система, обеспечивающая быструю наработку большого количества определенного продукта в ответ на специфический сигнал. Другим примером является перевыпас скота – уничтожение лугов или подроста в лесу, что вызывает бескормицу и падеж животных.
    Диссипативность. Диссипация (от лат. dissipate — рассеивать, разгонять) формально выражает тенденцию к упрощению (размыванию) организации системы. Практически все объекты природы являются диссипативными системами, так как силы сопротивления (трение и др.) приводят к рассеиванию энергии. В то же время в нелинейных неравновесных системах, активно взаимодействующих с окружающей средой, диссипация, напротив, может выполнять структурообразующую функцию. Дело в том, что такие системы отличаются избирательностью, т.е. различной чувствительностью к тем или иным внешним и внутренним воздействиям. В этих условиях действие фактора диссипации также носит избирательный характер: он «размывает» одни структуры и способствует образованию других. При этом могут самопроизвольно формироваться новые виды конструкций, осуществляться переходы от хаоса к порядку, возникать новые динамические состояния системы. Существенно, что эти преобразования происходят не из-за внешнего воздействия (оно, как правило, выполняет лишь функцию начального стимула), а за счет перестройки внутренней структуры системы (самоорганизация). Важную роль в этих явлениях играют процессы с положительной (усиливающей) обратной связью.
    Хаос. Теория самоорганизующихся систем по-новому трактует понятие хаоса. Хаос рассматривается как многогранный материальный фактор, который не только разрушает системы и процессы и сам является продуктом деструкции, но и обладает потенциальной «творческой» силой, способствуя возникновению новых объектов и явлений. Раскрывая эту сторону его «деятельности», следует указать, что хаос необходим для начального самоструктурирова- ния нелинейных систем. Кроме того, он содействует резонансной интеграции простых субструктур в общую сложную структуру, согласованию скоростей их эволюции. И, наконец, хаос может выполнять роль механизма переключения, смены сценариев эволюции системы, переходов от одной относительно стабильной конструкции к другой. Таким образом, как это ни кажется парадоксальным на первый взгляд, хаос при определенных условиях выступает как фактор самоорганизации.

  9. NiggaBoss Ответить

    Открытие самоорганизации в простейших системах неорганической природы, прежде всего в физике и химии, имеет огромное научное и мировоззренческое значение. Поиск аналогичных процессов самоорганизации в других классах открытых неравновесных систем обещает быть успешным: механизм действия лазера; рост кристаллов; формирование живого организма; динамика популяций; рыночная экономика, в которой хаотичные действия приводят к образованию устойчивых и сложных макроструктур. Все это примеры самоорганизации систем самой разной природы. С позиции самоорганизации становится ясно, что весь окружающий нас мир и Вселенная представляют собой совокупность разнообразных самоорганизующихся процессов, которые служат основой любой эволюции.
    Таким образом, синергетика претендует на открытие некоего универсального механизма, при помощи которого осуществляется самоорганизация как в живой, так и в неживой природе. Под самоорганизацией при этом понимается спонтанный переход открытой неравновесной системы от менее сложных и упорядоченных форм организации к более сложным и упорядоченным.
    Подводя некоторый итог, перечислим основные положения самоорганизации систем:
    – Системы должны быть открытыми, т. е. обмениваться веществом или энергией с внешней средой.
    – Открытая система должна быть диссипативной и находиться достаточно далеко от термодинамического равновесия.
    – Фундаментальным принципом самоорганизации служит возникновение и усиление порядка через флуктуации. В открытых системах благодаря усилению неравновесности флуктуации со временем возрастают и в конце концов приводят к «расшатыванию» прежнего порядка и возникновению нового.
    – Самоорганизация открытых систем опирается на принцип положительной обратной связи, согласно которому изменения, появляющиеся в системе, не устраняются, а, наоборот, накапливаются и усиливаются, что приводит, в конце концов, к возникновению нового порядка и структуры.
    – Система должна быть сложной, обладать достаточным количеством взаимодействующих между собой элементов, имеющих некоторые критические размеры. В противном случае самоорганизация (коллективное поведение элементов системы) может не наступить.
    Синергетика утверждает, что развитие открытых систем протекает путем нарастающей сложности и упорядоченности. В цикле развития такой системы наблюдается две фазы:
    1) период плавного эволюционного развития, с линейными изменениями, подводящими систему к некоторому неустойчивому критическому состоянию (точке бифуркации);
    2) выход из критического состояния скачком и переход в новое устойчивое состояние с большей степенью сложности и упорядоченности.

  10. зА Спорт Ответить

    Самоорганизация в социальных системах
    Попытки объяснить механизмы самоорганизации, которые начались, по существу, еще в 18-м веке, не обошли стороной и общественные науки. Основоположник классической политической экономии А.Смит (1723-1790) в своем главном труде «Исследование о природе и причинах богатства народов» показал, что спонтанный порядок на рынке является результатом взаимодействия различных, часто противоположных стремлений, целей и интересов его участников. Такое взаимодействие приводит к установлению никем не запланированного порядка, который выражается в равновесии спроса и предложения. А. Смит использовал метафору «невидимой руки», которая регулирует цены на рынке.
    Подобные же идеи высказывались в то время и относительно самоорганизации норм нравственности в обществе. При этом идеи самоорганизации, самосовершенствования деятельности социальных систем связывались с эволюционными процессами. И вот в конце 20-го века ответ на многие поставленные вопросы пришел из естественных наук, когда было обнаружено поразительное сходство процессов самоорганизации на самых различных структурных уровнях материи.
    Социальные системы так же как и природные – столь же сложные и нелинейные. В них возможны изменения структурных связей, кризисы и катастрофы, в том числе экологические и экономические. И здесь большое значение имеет возможность, опираясь на методы синергетики, определить условия нарушения прежней устойчивости и возможность перехода в новое состояние, сопровождаемое структурными изменениями.
    Стохастическая модель процесса формирования общественного мнения была построена Г.Хакеном в его работе «Синергетика». Здесь главной трудностью был выбор макроскопических переменных, описывающих общество. Г. Хакен взял довольно простой пример. Он использовал в качестве параметров порядка число индивидуумов с соответствующими мнениями – за (+) и минус (-). Тогда формирование общественного мнения описывалось изменением этих чисел. При отсутствии внешних воздействий оказались возможными два результата. Вследствие частых перемен точек зрения получается одноцентровое распределение мнений в коллективе, а при значительной устойчивости связей между индивидуумами формируются два противоположных мнения, соответствующих состоянию поляризации общества. Эта модель позволяет качественно объяснить неустойчивые ситуации, когда характеристика общественного состояния, зависящая от связи индивидуумов, приближается к критическому значению (точке бифуркации).
    Синергетика и экономика. Как уже говорилось, самоорганизующиеся системы – это открытые системы, свободно обменивающиеся с внешней средой и другими системами энергией, материальными потоками и информацией. В случае рынка–это свободное движение капитала, рабочей силы и товара. Целенаправленная деятельность субъектов – участников процесса в условиях внешних воздействий и конкуренции делает систему асимметричной и неравновесной, т.е. уводит ее от состояния равновесия (максимума энтропии).
    Кооперация и конкуренция фирм являются самоорганизующимися процессами. При синергетическом моделировании рынка как самоорганизующейся системы с целью максимизации прибыли приходится решать дифференциальные балансовые уравнения, применять компьютерные системы обработки информации, новые информационные технологии.
    В неравновесных системах, помимо знания балансовых уравнений, встает задача формализации и учета отношения порядка и беспорядка (соответственно, энтропии и негэнтропии). Эта проблема не так проста. Рынок выступает здесь в качестве индикатора, быстро обнаруживая неходовые товары, производство которых нерентабельно и ведет к росту энтропии.
    Высококачественные товары, пользующиеся большим спросом и производящиеся в большем объеме (работает положительная обратная связь), напротив, увеличивают негэнтропию, порядок, так как ускоряются процессы производства и обмена, повышается занятость, полнее удовлетворяются потребности общества, растет жизненный уровень людей. Через некоторое время по мере расширения выпуска происходит насыщение рынка этим товаром, наступает момент равновесия между спросом и предложением, но конкурирующие фирмы уже освоили к этому времени новые изделия, поставили на рынок новые товары, с более высокими качествами. Товарно-денежные отношения снова активизируются. И когда производителей достаточно много, новые предложения поступают непрерывно. Так поддерживается неравновесность рынка и эффективность функционирования экономической системы.
    Эволюция в социальных и гуманитарных системах. Между социально-культурной эволюцией и эволюцией биологической существует определенное сходство. Многие ученые характеризуют социальную эволюцию как продолжение биологической эволюции другими средствами. Сама культура при этом мощным средством приспособления к реальности. Однако сходство не означает тождества, и если рассматривать социально-культурную эволюцию как продолжение биологической эволюции, необходимо учитывать тот факт, что процессы самоорганизации при этом значительно усложняются, а сама эволюция приобретает качественно отличный характер. В частности, в живой природе эволюция происходит путем генетической передачи наследственной информации от родителей к потомкам. В социально-экономической и культурной эволюции непосредственный опыт, приобретенный людьми в процессе приспособления к изменениям окружающей среды, не передается по наследству.
    В обществе существуют свои методы и средства передачи накопленного опыта (индивидуального, социального). Это традиции, религия, искусство, системы образования и т.п. Традиции относятся к наиболее устойчивому явлению, присущему тому или иному народу или группе. Лауреат Нобелевской премии Ф.Хайек помещает их между инстинктом и разумом. Традиции сыграли решающую роль в становлении порядка в человеческой деятельности и формировании цивилизации. Традиции придают социальной эволюции более ускоренный характер по сравнению с биологической. Вместе с тем между биологической и социальной эволюцией нет непроходимой пропасти – они связаны между собой определенными свойствами, присущими как животным, так и человеку. Важнейшим из них является способность к подражанию. Уже у высших животных эта способность является существенным фактором приспособления к изменениям ОС. Многие ученые считают, что именно обучение путем подражания в сочетании с трудовой деятельностью привело в действие высокоэффективный механизм социально-культурной эволюции.

  11. Ishnrana Ответить

    Проблема прошлых лет заключалась в том, что мы хотели, чтобы ПС вела себя так, как живая система, но продолжали обращаться с ней как с машиной. Настало время менять организационные представления. Организация отныне – это живая, действующая система. Все живые системы имеют такое свойство, как самоорганизация, то есть свойство поддержания себя и совершенствования в необходимом порядке. Они могут осмысленно измениться. Они строят и перестраивают себя в адаптивные модели и структуры без дополнительно вводимых планов и какого-либо вмешательства. Самоорганизующиеся системы обладают способностью к непрерывному реагированию на перемены, что желал бы для себя каждый руководитель. В таких системах перемены являются движущей силой, а не угрозой. Экспериментирование выступает как норма.
    Существование циклической и хаотической форм динамического развития социально-экономических систем представляет собой тот механизм, при помощи которого происходит его самоорганизация и организация.
    Синергетика как раз и занимается исследованием процессов самоорганизации в системах разной природы, динамикой взаимных переходов через границу «порядок-хаос».
    В соответствии с базовыми положениями синергетики ее отличительной особенностью является стихийная самоорганизация, а истинный смысл возникающих при этом кооперативных процессов заключен во внутренних причинах во многом не предсказуемой самоорганизации систем. Это – причинный способ самоорганизации, открытие которого позволило Г. Хакену, И. Пригожину и их школам добиться выдающихся результатов в исследовании кооперативных явлений в системах различной природы.
    Однако, следует иметь ввиду, что помимо причинной, в нелинейных системах следует различать и целевой (направленный) способ самоорганизации.
    Самоорганизация – способность тех или иных систем к саморазвитию, самозарождению, используя при этом не только и не столько приток энергии, информации, вещества извне, сколько пользуясь возможностями, заложенными внутри системы, т.е. своим внутренним потенциалом.
    Система называется самоорганизующейся, если она без специфического воздействия извне обретает какую-либо пространственную, временную или функциональную структуру. Под специфическим воздействием мы понимаем такое, которое навязывает системе структуру или функционирование. В случае же самоорганизации система испытывает неспецифическое воздействие. [63]
    Сказанное можно дополнить следующим определением: «Самоорганизация – целенаправленный процесс, в ходе которого создается, воспроизводится или совершенствуется организация сложной динамической системы»
    Различаются процессы организации и самоорганизации. Общим признаком для них является возрастание порядка вследствие протекания процессов. Организация, в отличие от самоорганизации, может характеризоваться, например, образованием однородных стабильных статических структур.
    Результатом самоорганизации становится возникновение, взаимодействие, а также взаимоСОдействие (например, кооперация) и, возможно, регенерация (восстановление, возрождение) динамических объектов (подсистем) более сложных в информационном смысле, чем элементы (объекты) среды, из которых они возникают.
    Направленность процессов самоорганизации обусловлена внутренними свойствами объектов (подсистем) в их индивидуальном и коллективном проявлении, а также воздействиями со стороны среды, в которой находится система.
    Поведение элементов (подсистем) и системы в целом, существенным образом характеризуется спонтанностью – акты поведения не являются строго детерминированными.
    Процессы самоорганизации происходят в среде наряду с другими процессами, в частности противоположной направленности, и могут в отдельные фазы существования системы как преобладать над последними (прогресс), так и уступать им (регресс). При этом система в целом может иметь устойчивую тенденцию или претерпевать колебания к эволюции, либо деградации и распаду.
    Самоорганизация может иметь в своей основе процесс преобразования или распада структуры, возникшей ранее в результате процесса организации. Например, при переходе к командной форме организации труда, старые структуры распадаются. Приведенное развернутое определение является необходимым шагом на пути к конкретизации содержания, которое относится к синергетике, и выработке критериев для создания самоорганизующейся среды.
    Самоорганизующиеся системы обладают способностью к непрерывному реагированию на перемены. В таких системах перемены являются движущей силой, а не угрозой. Экспериментирование выступает как норма. Явление самоорганизации дает надежду на более простой и эффективный способ выполнения работы.
    Мы живем в мире, по сути, самоорганизующимся. Это явление очень четко просматривается во время катастроф. Люди и ресурсы организуются для скоординированной и целевой работы без предварительного планирования. Такое произвольное поведение позволяет быстро и эффективно решать проблему задолго до появления официальных служб по оказанию помощи на месте происшествия.
    Вхождение сложной системы в режим порядка – это уникальная способность живой системы строить, перестраивать и совершенствоваться. Чтобы этот процесс был постоянным и эффективным отдельные индивиды должны обладать информацией о состоянии объекта, которая позволяет им согласовать свою работу с этой информацией. Так члены группы налаживают взаимодействие между собой. Каждый определяет свое поведение на основании полученной информации от наблюдения за ближними и на основании знания конечной цели. Из подобных элементарных условий возникает работающее общество. В этом случае самоорганизация образуется по принципу от частного взаимодействия к глобальному.
    Ничто не является запланированным, непредсказуемые формы поведения возникают из взаимного наблюдения. Стаи птиц, косяки рыб, рой насекомых, пробки на дорогах – все это выглядит хорошо синхронизированным и высоко упорядоченным. Эти любопытные потоки не управляются никем, но здесь действуют несколько правил определенного уровня, которые управляют согласованной реакцией. В этих примерах самоорганизации в природе многое нас поражает.
    Могут ли социально-экономические системы быть более самоорганизующимися? Каковы условия для самоорганизации?
    Сложные системы возникают из элементарных условий. Элементарная часть (человек, предметы и средства труда) входит в состав более крупной подсистемы. Поэтому сложные организации могут основываться на изначальной простоте.
    В дальнейшем организации принимают различные формы, но все они берут начало от простых примитивных условий. Объединение элементарных частей приводит к усложнению систем, к их развитию.
    Совокупность взаимосвязанных элементарных частей со временем приобретает форму, структуру. Информация фиксируется, перерабатывается, передается. Из этой бесхитростной динамики появляются разнообразные по своей структуре организации.
    Способность системы к организационным изменениям определяется как освоение фирмой новых идей и моделей поведения. В этом случае организационные изменения вносят в систему беспорядок, хаос. Не внеся в организацию беспорядок нельзя заставить живую систему меняться.
    В основе явлений самоорганизации лежат процессы формирования порядка и хаоса. И порядок, и хаос формируются как результат проявления законов самоорганизации.
    Самоорганизация является ключевым для понимания сущности синергетики. Синергетику и определяют как науку о самоорганизации или, более развернуто, о самопроизвольном возникновении и самопод- держании упорядоченных временных и пространственных структур в открытых нелинейных системах различной природы. Таким образом, синергетика – теория самоорганизующихся динамических, открытых, нелинейных систем.
    На основе многочисленных исследований были сформулированы следующие условия самоорганизации систем (см. табл. 2.2.).
    Самоорганизующиеся системы обладают способностью оптимальным образом изменять свои параметрические характеристики, структуру функциональных отношений в целом, в соответствии с изменяющимися внешними условиями, и так, чтобы энтропия системы или уменьшалась, или оставалась неизменной либо, в худшем случае, росла медленно. Они совершенствуют функциональные отношения между составляющими их частями, другими системами и внешней средой.
    В самоорганизующихся социально-экономических системах процесс развития спонтанно направлен на повышение производительности труда и качества продукции, на повышение результативности производства при одновременном снижении уровня расходования энергии и вещества.
    Динамика самоорганизующихся систем на длительную перспективу трудно предсказуема. Однако в их развитии, как бы ни менялись условия, функциональные процессы всегда направлены на самосохранение, самовоспроизведение, на улучшение режима развития, на уменьшение энтропии.
    Для самоорганизующихся систем на любой наперед заданный момент времени уровень их организованности, упорядоченности повышается при заданных условиях развития.
    Таблица 2,2,
    Самоорганизация систем в природе и обществе_
    № п/п
    Признаки
    Содержание
    1.
    Самоорганизация
    Это способность тех или иных систем к саморазвитию, самозарождению, используя при этом не только и не столько приток энергии, информации, вещества извне, сколько пользуясь возможностями, заложенными внутри системы, т.е. своим внутренним потенциалом.
    2.
    Механизм
    самоорганизации
    Существование циклической и хоатической форм динамического развития социально-экономических систем представляет собой тот механизм, при помощи которого происходит его самоорганизация и организация.
    3.
    Условия
    самоорганизации
    Открытость систем (открытая система постоянно осуществляет ввод и вывод вещества, энергии и информации в среду);
    Нелинейность системы, (переход системы из одного устойчивого состояния в другое);
    Неравновесность и необратимость процесса развития систем (неоднородность свойств и характеристик в частях системы, неравновесные системы необратимы);
    Продолжительная длительность процесса эволюции системы (результаты деятельности системы проявляются через такие критерии как производство, рынок, деньги только в течение длительного времени); Целенаправленная организация, согласованное действие элементов системы, адаптированное на воздействие внешней среды.
    4.
    Что лежит в основе самоорганизации
    Процессы формирования порядка и хаоса.
    Самоорганизующиеся системы развиваются за счет действия двух типов потоков вещества, энергии и информации противоположной созидательной направленности: поток вещества и энергии, формирующий систему, всегда порождает поток обратного действия. Более того, системы не могут нормально развиваться в отсутствие дезорганизующего потока. Их диалектическое противоречивое единство и обусловливает формирование и развитие саморегулирующихся целостностей. Этим же единством определяется формирование новых путей развития системы, как результата взаимодействия этих разнонаправленных потоков.
    В основе явлений самоорганизации лежат процессы формирования порядка и хаоса. И порядок, и хаос формируются как результат проявления законов самоорганизации.
    Предпринимательские структуры, осуществляющие деятельность путем самоорганизации, саморегулирования проявляют большую стойкость, выживаемость и рентабельность, чем организации, регулируемые извне.
    Частная фирма по своей природе является саморегулируемой системой. Наличие автоматически действующего механизма саморегулирования на уровне каждой фирмы составляют основу механизма саморегулирования экономики в целом. Государственное же регулирование лишь дополняет его. При этом если к системам, способным к саморегулированию применять административно-командные методы постоянно, то это приведет к потере потенциала и невозможности эффективного развития.
    Если в организации царит однородность, равновесие, покой, то там нет подлинного развития. Длительное пребывание организации в таком состоянии ведет к дезорганизации и разрушению.
    Чем больше у системы степеней свободы, тем более она способна к самоорганизации, самоусложнению и саморазвитию, повышению уровня упорядоченности и эффективности ее функционирования. В этом выражается значение формулы «порядок через хаос».
    В любой ПС существует определенная доля непредсказуемости, доля энтропии. В процессе самоорганизации происходит непрерывное разрушение существующих структур (станочного парка, кадрового состава, применяемых материалов, выпускаемой продукции и т.п.), что приводит к возникновению новых. Темпы процесса разрушения старых структур имеют тенденцию к ускорению. Первичным в этом процессе является ускорение темпов обновления номенклатуры выпускаемой продукции. Многие предприятия за 2-5 лет полностью обновляют свой портфель заказов. Высокие темпы обновления номенклатуры выпускаемой продукции требуют адаптации других структурных образований в еще более ускоренном, опережающем темпе. Это требование относится, например, к структуре станочного парка, применяемых материалов, квалификации кадров и др.
    Процесс эволюции состоит как в совершенствовании новых структур, так и в большей степени замене стабильных структур, более стабильными, то есть более приспособленными к изменившимся условиям.
    Появление новых структур – следствие стохастического начала. Закрепление новых структур происходит вследствие их конкуренции, то есть отбора. Таким образом, механизм поддержания стабильности экономической системы происходит не столько из-за стабильности элементов системы, сколько из-за выбывания менее совершенных элементов и их замещения новыми, возникшими в процессе самоорганизации. Замена одних элементов системы на другие, более приспособленные к изменяющейся обстановке происходит непрерывно.
    Среди этих новых форм организации появляются более сложные, они требуют для своего описания больших объемов информации: рост разнообразия сопровождается и ростом сложности.
    Процесс самоорганизации, несмотря на его стихийность, обладает направленностью: растет разнообразие форм организации, сложность структур, объем информации, с помощью которой они могут быть описаны. Рынок выступает в качестве сложнейшей иерархически организованной системы непрерывных отбраковок старых и замещений новыми непрерывно рождающимися структурами.
    Таким образом, в последние годы наряду с организацией и управлением все большую роль и значение приобретает самоорганизация, точнее взаимодействие ее механизма с механизмами организации и управления.

  12. Malaran Ответить

    Эта проблема впервые была четко сформулирована в книге известного физика-теоретика Э. Шредингера «Что такое жизнь?». Анализ, проделанный им, показывал, что феномен жизни разрушает постулат о единственной тенденции развития вещества – от случайно возникшей упорядоченности к неупорядоченности, рожденный классической термодинамикой. Живые системы оказались способны поддерживать упорядоченность вопреки «естественной» тенденции.
    После выхода книги Шредингера создалась любопытная ситуация: за живым веществом признавалась способность проявлять как тенденцию к разрушению упорядоченности, так и тенденцию к ее сохранению. А за неживой природой по-прежнему признавалась только одна тенденция – неизбежно разрушать любую упорядоченность, возникшую в результате случайных отклонений от равновесия. И лишь сравнительно недавно стало ясно, что тенденция к созиданию, к переходу от менее упорядоченного состояния к более упорядоченному, то есть самоорганизация, присуща неживой природе в той же мере, что и живой. Нужны лишь подходящие условия для ее проявления.
    Выяснилось, что все разномасштабные самоорганизующиеся системы, независимо от того, каким разделом науки они изучаются, будь то физика, химия, биология или социальные науки, имеют единый алгоритм перехода от менее сложных и менее упорядоченных к более сложным и более упорядоченным состояниям. Тем самым открывается возможность единого теоретического описания подобных процессов во времени и пространстве.
    3 слайд – Разработка теории самоорганизации началась буквально в последние годы, причем по нескольким, сходящимся направлениям. Это синергетика (Г. Хакен), термодинамика неравновесных процессов (И. Пригожин), теория катастроф (Р. Том).
    Основы синергетики – 4 слайд
    5 слайд – Синергетика(это понятие означает кооперативность, сотрудничество, взаимодействие различных элементов системы) – по определению ее создателя Германа Хакена – занимается изучением систем, состоящих из многих подсистем самой различной природы, таких как электроны, атомы, молекулы, клетки, нейтроны, механические элементы, фотоны, органы животных и даже люди… Это наука о самоорганизации простых систем, о превращении хаоса в порядок.
    В синергетике возникновение упорядоченных сложных систем обусловлено рождением коллективных типов поведения под воздействием флуктуаций, их конкуренцией и отбором того типа поведения, который оказывается способным выжить в условиях конкуренции. Как замечает сам Хакен, это приводит нас в определенном смысле к своего рода обобщенному дарвинизму, действие которого распространяется не только на органический, но и на неорганический мир.
    6 слайд –Объект изучения синергетики, независимо от его природы, обязан удовлетворять следующим требованиям:
    1) открытость – обязательный обмен энергией и (или) веществом с окружающей средой;
    2) существенная неравновесность – достигается при определенных состояниях и при определенных значениях параметров, характеризующих систему, которые переводят ее в критическое состояние, сопровождаемое потерей устойчивости;
    3) выход из критического состояния скачком, в процессе типа фазового перехода, в качественно новое состояние с более высоким уровнем упорядоченности.
    5 слайд – Скачок – это крайне нелинейный процесс, при котором малые изменения параметров системы (обычно они называются управляющими параметрами) вызывают очень сильные изменения состояния системы, ее переход в новое качество.
    Например, при снижении температуры воды до определенного значения она скачком превращается в лед. Около критической точки перехода достаточно изменить температуру воды (управляющий параметр) на доли градуса, чтобы вызвать ее практически мгновенное превращение в твердое тело.
    Самоорганизующиеся системы обретают присущие им структуры или функции без какого бы то ни было вмешательства извне. Обычно эти системы состоят из большого числа подсистем. При изменении определенных условий, которые называются управляющими параметрами, в системе образуются качественно новые структуры. Эти системы обладают способностью переходить из однородного, недифференцированного состояния покоя в неоднородное, но хорошо упорядоченное состояние или в одно из нескольких возможных состояний.
    Этими системами можно управлять, изменяя действующие на них внешние факторы. Поток энергии или вещества уводит физическую, химическую, биологическую или социальную систему далеко от состояния термодинамического равновесия. Изменяя температуру, уровень радиации, давление и т.д., мы можем управлять системами извне.
    Самоорганизующиеся системы способны сохранять внутреннюю устойчивость при воздействии внешней среды, они находят способы самосохранения, чтобы не разрушаться и даже улучшать свою структуру.
    Неравновесная термодинамика Пригожина
    7 слайд – Ее основоположник Илья Пригожин отметил, что в теоретической химии и физике возникло новое направление, находящееся в самом начале своего развития, в нем важнейшую роль будут играть термодинамические концепции. Задачей новой науки является доказательство того факта, что неравновесие может быть причиной порядка.
    Чтобы система могла не только поддерживать, но и создавать упорядоченность из хаоса, она непременно должна быть открытой и иметь приток энергии и вещества извне. Именно такие системы названы Пригожиным диссипативными. Весь доступный нашему познанию мир состоит именно из таких систем, и в этом мире повсюду обнаруживается эволюция, разнообразие форм и неустойчивость.
    В ходе эволюционного этапа развития диссипативная система достигает в силу самого характера развития состояния сильной неравновесности и теряет устойчивость. Это происходит при критических значениях управляющих параметров, и дальнейшая зависимость происходящих процессов от действующих сил приобретает крайне нелинейный характер.
    Разрешением возникшей кризисной ситуации служит быстрый переход диссипативной системы в одно из возможных устойчивых состояний, качественно отличающихся от исходного. Пригожин трактует такой переход как приспособление диссипативной системы к внешним условиям, чем обеспечивается ее выживание. Это и есть акт самоорганизации системы.
    8 слад – Аттрактор – конечное состояние или финал эволюции диссипативной системы.
    Самоорганизация проявляется в форме гигантской коллективной флуктуации, которая не имеет ничего общего со статистическими законами физики. В состоянии перехода элементы системы ведут себя коррелированно, хотя до этого они пребывали в хаотическом движении.
    Переход диссипативной системы из критического состояния в устойчивое неоднозначен. Сложные неравновесные системы имеют возможность перейти из неустойчивого в одно из нескольких дискретных устойчивых состояний. В какое именно из них совершится переход – дело случая. В системе, пребывающей в критическом состоянии, развиваются сильные флуктуации, под действием одной из них происходит скачок в конкретное устойчивое состояние. Поскольку флуктуации случайны, то и «выбор» конечного состояния оказывается случайным. Но после совершения перехода назад возврата нет. Скачок носит одноразовый и необратимый характер.
    8 слайд– Критическое значение параметров системы, при которых возможен неоднозначный переход в новое состояние, называют точкой бифуркации.
    Обнаружение феномена бифуркации, как считает Пригожин, ввело в физику элемент исторического подхода. Любое описание системы, претерпевшей бифуркацию, требует включения как вероятностных представлений, так и классического детерминизма. Находясь между двумя точками бифуркации, система развивается закономерно, тогда как вблизи точек бифуркации существенную роль играют флуктуации, которые и определяют, какой из путей дальнейшего развития будет избран.
    Например, человек собирался уехать учиться в другой город, но сломал себе ногу и должен был остаться дома. Так случай определил последующий жизненный этап.
    Важным моментом в разработке проблем неравновесной термодинамики является ее отношение к проблеме необратимости времени. Самоорганизация не подчиняется статистическим законам, но при ее протекании в явном виде обнаруживается «стрела времени» – процесс скачка невозможно повернуть вспять. Классическая механика, основанная на динамических законах, не исключает возможности обращения времени. Так, поменяв в уравнениях, описывающих движение тела, знак плюс на минус перед временем и скоростью, мы получим описание движения этого тела по пройденному пути в обратном направлении. И хотя весь наш опыт убеждает в невозможности повернуть время вспять, такая возможность теоретически не исключалась. Другое дело – статистические законы, в том числе законы термодинамики. Для систем, состоящих из очень большого числа частиц, неизбежно вытекает однонаправленность процессов природы.
    9 слайд – Теория катастроф (Рене Том).
    Катастрофами называют скачкообразные изменения, возникающие в виде внезапного ответа системы на плавное изменение внешних условий. Эта теория дает универсальный метод исследования всех скачкообразных переходов, разрывов, внезапных качественных изменений.
    Мир, в котором мы живем, состоит из разномасштабных открытых систем, развитие которых протекает по единому алгоритму. В основе этого алгоритма заложена присущая материи способность к самоорганизации, проявляющаяся в критических точках системы. Самая крупная из известных человеку систем – это развивающаяся Вселенная.
    10 слайд – Принцип универсального эволюционизма одна из доминирующих современных концепций в науке. Сформировавшийся вначале как результат обобщения естественно-научных знаний, он стал постепенно носить общенаучный характер и включает изучение не только окружающего нас мира природы, но и человеческого общества.
    Первая эволюционная теория, созданная в середине XIX в, Ч. Дарвином, касалась только эволюции в биологии. Затем, в XX в., по мере изучения природы на всех уровнях организации материи, выяснилось, что каждому уровню присущи эволюционные процессы, приводящие к развитию и совершенствованию всех форм материального мира.
    В микромире это эволюционное формирование первичного элементного состава вещества в результате термоядерного синтеза, последовательное образование в природе всех элементов таблицы Менделеева. В микромире установлены также процессы самоорганизации и эволюции химических молекулярных систем.
    На макроуровне обнаружен и исследован целый ряд эволюционно развивающихся неживых систем в направлении повышения уровня организации. В живой природе развитие органического мира происходит в соответствии с эволюционной теорией Ч. Дарвина.
    Процессы в мегамире определяются эволюционной теорией расширяющейся Вселенной. История развития Земли, последовательность образования геосферных оболочек в настоящее время также рассматриваются на основе эволюционной теории.
    Все перечисленные частные эволюционные теории приводят к утверждению и обоснованию всеобщей концепции универсального эволюционизма.
    10 слайдНаиболее полная формулировка идей глобального эволюционизма принадлежит, Никите Николаевичу Моисееву и может быть представлена следующим образом.
    1. Вселенная – единая саморазвивающаяся система. Это утверждение позволяет интерпретировать все процессы развития в качестве составляющих единого мирового эволюционного процесса, процесса развития «Суперсистемы Вселенная».
    2. Во всех процессах, имеющих место во Вселенной, неизбежно присутствуют случайные факторы, влияющие на их развитие, и все эти процессы протекают в условиях некоторого уровня неопределенности.
    Случайность и неопределенность – факторы не эквивалентные, но их действие имеет последствия, в равной степени непредсказуемые исследователем, поэтому они находятся вне нашего контроля. Приходится постулировать отсутствие тождественно протекающих процессов, – есть лишь похожесть, близость, но не тождественность.
    3. Во Вселенной властвует наследственность: настоящее и будущее зависят от прошлого.
    4. В мире властвуют законы, являющиеся принципами отбора. Они выделяют из возможных виртуальных, мысленных состояний некоторое множество допустимых. Заметим, что последние три эмпирических обобщения по существу совпадают с дарвиновской триадой: изменчивость, наследственность, отбор.
    5. Принципы отбора допускают существование бифуркационных (в смысле Пуанкаре) состояний, т.е. состояний, из которых даже в отсутствие стохастических(неопределенность, случайность) факторов возможен переход материального объекта в целое множество новых состояний. В бифуркационном состоянии дальнейшая эволюция оказывается принципиально непредсказуемой, поскольку новое русло эволюционного развития будет определяться, прежде всего, теми неконтролируемыми случайными факторами, которые будут действовать в момент (точнее, в период) перехода.
    Универсальный эволюционизм есть попытка построения общепланетарной теории исследования природных процессов. Процесс самоорганизации природных систем заключается в обретении ими все более и более совершенного динамического равновесия с окружающей средой. На первый план выходит аспект глобального эволюционизма, взаимосвязанный с проблемами самоорганизации.
    11 слайд – Человек вписывается в эту схему развития как бы изнутри и снаружи. С одной стороны, он совершенно естественный элемент ее, а с другой – сторонний наблюдатель, способный оценивать происходящие события.
    Самоорганизация – природные скачкообразные процессы, переводящие открытую неравновесную систему, достигшую в своем развитии критического состояния, в новое устойчивое состояние с более высоким уровнем сложности и упорядоченности по сравнению с исходным.
    Открытость – обязательный обмен энергией и (или) веществом с окружающей средой.
    Неравновесность – достигается при определенных состояниях и при определенных значениях параметров, характеризующих систему, которые переводят ее в критическое состояние, сопровождаемое потерей устойчивости.
    Точка бифуркации – критическое значение параметров системы, при которых возможен неоднозначный переход в новое состояние.
    Аттрактор – конечное состояние или финал эволюции диссипативной системы.
    Катастрофа (в синергетике) – скачкообразные изменения, возникающие в виде внезапного ответа системы на плавное изменение внешних условий.
    Синергетика – это наука о самоорганизации простых систем, о превращении хаоса в порядок.
    Неравновесная термодинамика – изучает открытые сложно организованные системы, в которых происходит самоорганизация.
    Диссипативные системы – системы, полная энергия которых при движении убывает, переходя в другие виды движения, например, в теплоту.
    Точка термодинамического равновесия – состояние с максимальной энтропией.
    Флуктуации – случайные отклонения системы от некоторого среднего положения.
    Открытая система – система, которая обменивается со своим окружением веществом, энергией или информацией.

  13. ПЕРНАТЫЙ Ответить

    Основными атрибутами работающего лазера как самоорганизующейся системы являются: инверсная (обратная) заселенность атомами активного вещества высоких энергетических уровней – неравновесность системы, которая поддерживается светом накачки (в обычном состоянии атомы стремятся заселить низкие уровни, в «накаченном» – атомы возбуждены); кооперативность в поведении возбужденных атомов и испускаемых ими фотонов; пороговый характер возникновения процесса самоорганизации.
    Свет
    накачки (а)

    Лазерное излучение (б)

    Рис. 5.5. Самоорганизация в лазере: вместо поступающих в систему
    фотонов с различной частотой, фазой, ориентацией в пространстве (а)
    система генерирует фотоны с одинаковой частотой, фазой, ориен-
    тацией в пространстве (б).
    Структурирование жидкости. Ячейки Бенара.Рассмотрим систему, представляющую собой слой жидкости (воды) между двумя горизонтальными пластинами. При постоянной температуре жидкость находится в однородном равновесном состоянии. Если верхняя пластина остается холодной, а нижняя подогревается, то в пределах некоторой разности температур может осуществляться стационарный процесс теплопроводности, не меняющий однородную структуру жидкости. Однако при разности температур состояние меняется. Нижние теплые «капли» жидкости под выталкивающим действием архимедовой силы, преодолевая вязкость, начнут движение вверх. Верхние холодные «капли» под действием силы тяжести будут опускаться вниз. В результате возникают восходящие и нисходящие конвекционные потоки, жидкость закручивается и структурируется в виде небольших ячеек, называемых ячейками Бенара (рис. 5.6). Таким образом, система (жидкость) вместо однородной структуры сама формирует новую динамическую сложную, упорядоченную во времени и пространстве структуру, т.е. она самоорганизуется. Внешние условия лишь создают неравновесность, величина которой определяется .

    T2 Q2



    T1
    Q1
    Рис. 5.6. Возникновение ячеистой структуры при ?Т??Ткр, создаваемой
    теплом Q. Спираль закручивания в ячейках: R – правая, L – левая.
    И.Р. Пригожин назвал такие упорядоченные структуры диссипативными структурами. Причиной закручивания жидкости в ячейки в условиях сильной неравновесности являются нелинейные эффекты в области (гидродинамика жидкости описывается нелинейными дифференциальными уравнениями). Противоположное вращение в соседних ячейках нарушило симметрию системы, она стала асимметричной. Второй удивительной чертой системы является упорядоченное, согласованное, когерентное поведение огромного количества частиц – молекул. Одна ячейка Бенара в воде содержит 1021 молекул. И такое огромное количество молекул демонстрирует сложное поведение. Третья черта – бивариантность, т.е. наличие двух различных (хотя и симметричных) вариантов поведения частиц в конкретной ячейке: право спирального (R) и лево спирального (L) движения, причем выбор варианта случаен. Четвертая черта системы – устойчивость возникшего чередования ячеек, например, R – L, при неизменных неравновесных условиях оно может сохраняться сколь угодно долго. И пятой чертой динамической структуры является идеальная воспроизводимость эксперимента: при многократном переходе системы через критический барьер ячеистая структура появляется вновь. Особенности трех последних закономерностей рассмотрим более подробно.
    Дуализм: случайность и определенность. В явлении структурирования жидкости при многократном преодолении системой просматриваются две в определенном отношении противоположные особенности, т.е. наблюдается дуализм свойств. Первая – воспроизводимость возникновения ячеистой структуры при многократно повторенном эксперименте, т.е. строгий детерминизм (определенность). На рис. 4.7 этот детерминизм изображен линией а.
    в1

    Т2
    а RLR L
    определенность случайность
    Т1
    в2
    L R L R
    Рис.5.7 Детерминизм и случайность в формировании ячеистой структуры
    при . Место возникновения флуктуации определяет решение:
    либо в1, либо в2.
    Вторая особенность в том, что всякий раз в момент преодоления системой барьера () направление вращения в ячейках непредсказуемо и неуправляемо. Случайное возмущение, флуктуация решает, каким будет вращение в данной ячейке: R или L. Поскольку место возникновения флуктуации неопределенное, то выбор системой решения (либо в1, либо в2) также случаен. Таким образом, здесь наблюдается удивительный паритет определенности (возникновения ячеек) и случайности (направления вращения в ячейке), т.е. дуализм свойств, ранее наблюдаемый нами в биологии (мутация – естественный отбор) и физике (волна – частица).

  14. Kirga Ответить

    Любая из описанных возможностей может реализоваться в так называемой точке бифуркации, вызываемой флуктуациями, в которой система испытывает неустойчивость. Точка бифуркации представляет собой переломный, критический момент в развитии системы, в котором она осуществляет выбор пути; иначе говоря – это точка ветвления вариантов развития, точка, в которой происходит катастрофа. Термином “катастрофа” в концепциях самоорганизации называют качественные, скачкообразные, внезапные (“гладкие”) изменения, скачки в развитии.
    Поведение всех самоорганизующихся систем в точках бифуркации (впрочем, как и в другие периоды) имеет общие закономерности, многие из которых уже раскрыты концепциями самоорганизации. Рассмотрим наиболее важные из них.
    Точки бифуркации часто провоцируются изменением управляющего параметра[46] или управляющей подсистемы, влекущей систему в новое состояние.
    Потенциальных траекторий развития системы много и точно предсказать, в какое состояние перейдет система после прохождения точки бифуркации, невозможно, что связано с тем, что влияние среды носит случайный характер (это не исключает детерминизм между точками бифуркации). Это объяснение вряд ли можно признать достаточным: хотя случайность и оказывает влияние на поведение системы в точке бифуркации, есть и другие факторы и эффекты, признанные синергетической и системными концепциями всеобщими, но в контексте данной проблемы не учитываемые. Речь идет, прежде всего, о резонансном возбуждении, обратных связях и кумулятивном эффекте. В соответствии с первым система, подталкиваемая флуктуациями, должна выбрать ту ветвь развития, которая согласуется с ее внутренними свойствами и прошлым (которое концепции самоорганизации нередко недооценивают как фактор развития). Петля положительной обратной связи связана с наличием в процессоре системы “катализаторов”, т.е. компонентов, само присутствие которых стимулирует определенные процессы в системе, она связывает выбор пути с предыдущим состоянием. Фактически, катализаторы и предыдущие состояния системы также притягивают ее к определенной ветви или ветвям развития, как магнит – железо. Отрицательные обратные связи, наоборот, отталкивают соответствующие ветви. Кумулятивный эффект способствует накоплению определенных свойств системы и/или под воздействием внешних флуктуаций “запускает” в системе усиливающийся процесс. Все это делает возможным прогнозировать, по меньшей мере, стохастически, какую ветвь выберет система, поскольку и случайные флуктуации подвержены действию этих эффектов. Н.Д. Кондратьев полагал, что случайность вообще не может быть поставлена рядом с категорией причинности. Во всяком случае, это касается регулярности событий. Случайными могут быть только некоторые иррегулярные события. Поэтому категорию случайности следует отнести скорее к особенностям мышления, чем считать ее категорией бытия. Поэтому случайными Н.Д. Кондратьев называл такие иррегулярные события, причины которых при данном состоянии научного знания и его средств не могут быть определены. Даже если мы не знаем времени наступления события (а именно этот аргумент приводит И. Пригожин в поддержку своей точки зрения о том, что в момент наступления точки бифуркации случайность “правит бал”), это не означает, что его появлению не предшествовала цепь породивших его причин.
    Выбор ветви может быть также связан с жизненностью и устойчивым типом поведения системы. Согласно принципу устойчивости, среди возможных форм развития реализуются лишь устойчивые; неустойчивые если и возникают, то быстро разрушаются.
    Повышение размерности и сложности системы вызывает увеличение количества состояний, при которых может происходить скачок (катастрофа) и числа возможных путей развития. Т.е. чем более разнородны элементы системы и сложны ее связи, тем она неустойчивее (что отмечал еще А.А. Богданов). Впоследствии эта закономерность стала известна как “закон Легасова” – чем выше уровень системы, тем более она неустойчива, тем больше расходов требуется на ее поддержание.
    Чем более неравновесна система, тем из большего числа возможных путей развития она может выбирать в точке бифуркации.
    Два близких состояния могут породить совершенно различные траектории развития.
    Одни и те же ветви или типы ветвей могут реализовываться неоднократно, как, например, в мире социальных систем есть общества, многократно выбиравшие тоталитарные сценарии.
    Временная граница катастрофы определяется “принципом максимального промедления”: система делает скачок только тогда, когда у нее нет иного выбора.
    В результате ветвления (бифуркации) возникают предельные циклы – периодические траектории в фазовом пространстве, – число которых тем больше, чем более структурно неустойчива система.
    Катастрофа изменяет организованность системы, причем не всегда в сторону ее увеличения.
    Таким образом, в процессе движения от одной точки бифуркации к другой происходит развитие системы. В каждой точке бифуркации система выбирает путь развития, траекторию своего движения.
    Множество, характеризующее значения параметров системы на альтернативных траекториях, называются аттракторами. В точке бифуркации происходит катастрофа – переход системы отобласти притяжения одного аттрактора к другому. В качестве аттрактора может выступать и состояние равновесия, и предельный цикл, и странный аттрактор (хаос). Систему притягивает один из аттракторов, и она в точке бифуркации может стать хаотической и разрушиться, перейти в состояние равновесия, или выбрать путь формирования новой упорядоченности.
    Если система притягивается состоянием равновесия, она становится закрытой и до очередной точки бифуркации живет по законам, свойственным закрытым системам.
    Если хаос, порожденный точкой бифуркации, затянется, то становится возможным разрушение системы, вследствие чего компоненты системы раньше или позже включаются составными частями в другую систему и притягиваются уже ее аттракторами. Так, например, притяжение бывших социалистических стран после распада Варшавского договора блоком НАТО с точки зрения теорий самоорганизации вполне закономерно, также как и стремление некоторых бывших союзных республик после распада СССР включиться в тот или иной новый союз.
    Если, наконец, как в третьем случае, система притягивается каким – либо аттрактором открытости, то формируется новая диссипативная структура – новый тип динамического состояния системы, при помощи которого она приспосабливается к изменившимся условиям окружающей среды.
    Выбор той или иной ветви производится, помимо указанных выше закономерностей, в соответствии с принципом диссипации, составляющим один из основных законов развития, заключающимся в следующем: из совокупности допустимых состояний системы реализуется то, которому отвечает минимальное рассеяние энергии, или, что то же самое, минимальный рост (максимальное уменьшение) энтропии.
    Исследования процесса самоорганизации показали, что на организованность системы влияют, в основном, два фактора: быстрота увеличения числа ее компонентов и интенсивность использования элементов в процессе функционирования системы. Первая может привести систему в неустойчивое состояние и создать предпосылки для отбора ценных для развития системы элементов; а чем выше второе, тем быстрее система приходит в неустойчивое состояние, приближая скачок, который становится возможен, только если интенсивность использования будет достаточно велика для уменьшения энтропии в системе и приведения ее в новое состояние.
    Наступление революционного этапа в развитии системы – скачка – возможно только при достижении параметрами системы под влиянием внутренних и/или внешних флуктуации определенных пороговых (критических или бифуркационных) значений. При этом чем сложнее система, тем, как правило, в ней больше бифуркационных значений параметров, т.е. тем шире набор состояний, в которых может возникнуть неустойчивость. Когда значения параметров близки к критическим, система становится особенно чувствительной к флуктуациям: достаточно малых воздействий, чтобы она скачком перешла в новое состояние через область неустойчивости.
    К сожалению, в синергетических и системных исследованиях не отмечена еще одна немаловажная деталь: для скачка, революционного перехода системы в другое состояние определенных значений должны достигнуть параметры не только самой системы, но и параметры среды.
    Параметры могут достигнуть критического значения либо вследствие плавных изменений в системе, либо скачкообразно. Второе, возможно, связано с какой – либо инновацией. Для системы инновации являются чем-то внешним, продуцируемым средой. Это дополнительно подтверждает ту точку зрения, что можно говорить о скачках, имеющих внутренние и внешние источники.
    Необходимость для совершения системой “революции” достижения ее параметрами бифурационных значений и их соответствия “области достижимости для достижения системой цели, обоснованная синергетикой, подтверждает выводы, сделанные в рамках системных исследований, гласящие, что порождение новой формы в недрах недостаточно зрелой старой, как и зарождение в недрах зрелой формы более высоких, но непосредственно не следующих за ней форм, невозможно.
    Происходящие в точке бифуркации процессы самоорганизации – возникновения порядка из хаоса, порождаемого флуктуациями, – заставляют иначе взглянуть на роль, исполняемую хаосом. Энтропия может не только разрушить систему, но и вывести ее на новый уровень самоорганизации, т.к. за периодом хаотичной неустойчивости следует выбор аттрактора, в результате чего может сформироваться новая диссипативная структура системы, в т.ч. и более упорядоченная, чем структура, существовавшая до этого периода. Таким образом, при определенных условиях хаос становится источником порядка в системе (также как и порядок в результате его консервации неизбежно становится источником роста энтропии). Только противоположения порядка и хаоса, их периодическая смена и непрестанная борьба друг с другом дают системе возможность развития, в том числе и прогрессивного.
    Энтропия может как производиться внутри самой системы, так и поступать в нее извне – из среды. Среда играет большую роль в энтропийно – негэнтропийном обмене, которая заключается в следующем:
    – среда может быть для системы генератором энтропии (флуктуации, приводящие систему в состояние хаоса, могут исходить из среды);
    – среда может выступать также фактором порядка, поскольку те же флуктуации, усиливаясь, подводят систему к порогу самоорганизации;
    – в среду может производиться отток энтропии из системы;
    – в среде могут находиться системы, кооперативный обмен энтропией с которыми позволяет повысить степень упорядоченности (очень много примеров такого взаимодействия в живой природе; из области экономики можно вспомнить, например, о следующем: отходы производства нередко служат энтропийным фактором, особенно если у фирмы возникают проблемы с их уничтожением; в этом случае фирма, утилизующая их по договору, повысит не только свою негэнтропию, но и негэнтропию фирмы, которой они принадлежат), но, даже если среда воздействует на систему хаотически, а сила флуктуаций недостаточно велика, для того чтобы вызвать точку бифуркации, система имеет возможность преобразовывать хаос в порядок, совершая для этого определенную работу.[47] Случаи такого преобразования широко известны. Например, после второй Мировой войны американские оккупационные власти проводили в Японии политику, подкрепляемую законодательно, которая должна была навсегда оставить Японию в рядах слаборазвитых стран; тем не менее, она явилась одним из факторов, способствовавших японскому “экономическому чуду”. Второе “чудо” явила в послевоенный период лежавшая в руинах Германия, тогда как страны – победительницы демонстрировали куда меньшие успехи. Т.е. среда, обеспечивая приток к системе вещества, энергии и информации, поддерживает ее неравновесное состояние, способствует возникновению неустойчивости, служащей предпосылкой развития системы.
    Хаос не только различными способами порождает порядок. Э. Лоренц (1963) доказал, что хаос, наблюдаемый во многих материальных процессах, может быть описан строго математически, т.е. имеет сложный внутренний порядок, поэтому имеет смысл говорить о простоте или сложности упорядоченности структуры или, вернее, вследствие неразработанности критериев простоты / сложности систем, о возможности наблюдения и описания порядка, существующего в том, что на первый взгляд кажется хаосом. Здесь же очень многое зависит от позиции, занимаемой наблюдателем или исследователем, а также его логического и технического инструментария.
    Суммируем все вышеизложенное. В процессе своего развития система проходит две стадии: эволюционную (иначе называемую адаптационной) и революционную (скачок, катастрофа). Во время развертывания эволюционного процесса происходит медленное накопление количественных, и, в меньшей мере, качественных изменений параметров системы и ее компонентов, в соответствии с которыми в точке бифуркации система выберет один из возможных для нее аттракторов. В результате этого произойдет качественный скачок и система сформирует новую диссипативную структуру, соответствующую выбранному аттрактору, что происходит в процессе адаптации к изменившимся условиям внешней среды.
    Эволюционный, “спокойный” этап развития характеризуется наличием механизмов, которые подавляют сильные флуктуации системы, ее компонентов или среды и возвращают ее в устойчивое состояние, свойственное ей на этом этапе. Вследствие этого развитие на стадии плавных преобразований, по предположению И. Пригожина, носит детерминированный характер. Но постепенно в системе возрастает энтропия, поскольку из – за накопившихся в системе, ее компонентах и внешней среде изменений способность системы к адаптации падает и нарастает неустойчивость. Возникает острое противоречие между старым и новым в системе, а при достижении параметрами системы и среды бифуркационных значений, неустойчивость становится максимальной и даже малые флуктуации приводят систему к катастрофе – скачку. Здесь вступает в силу «случайность», развитие приобретает непредсказуемый характер, поскольку оно вызывается не только внутренними флуктуациями, силу и направленность которых можно прогнозировать, проанализировав историю развития и современное состояние системы, но и внешними, что крайне усложняет, а то и делает невозможным прогноз. Иногда вывод о будущем состоянии и поведении системы можно сделать, исходя из “закона маятника” – скачок может способствовать выбору “противоположного” аттрактора. После формирования новой диссипативной структуры система снова вступает на путь плавных изменений и цикл повторяется. Т.е. плавные, эволюционные изменения компонентов системы и среды затрагивают, прежде всего, ее функцию. Более пластичная, она быстрее отзывается на них и продуцирует некоторые изменения структуры; накапливаясь, они приводят систему к точке бифуркации, в которой флуктуации вызывают скачок. В результате и функция, и структура претерпевают серьезную перестройку в соответствии с притянувшим систему аттрактором. Так продолжается до тех пор, пока система в одной из точек бифуркации не будет притянута странным аттрактором, т.е. не станет хаотичной и не разрушится.
    4 ВОПРОС

  15. Vudogar Ответить

    Рябов К.В., Орел ГИЭТ
    Раскрывается экономическое содержание понятия самоорганизация. Рассмотрены основные механизмы самоорганизации экономических систем и формирование социально-экономической синергетики.
    SELF-ORGANIZING IN SOCIAL-ECONOMIC SYSTEMS
    Ryabov К.
    Reveals the economic maintenance of concept self-organizing. The basic mechanisms of self-organizing of economic systems and formation of social-economic synergetic are considered.
    Ключевые слова:
    Самоорганизация – свойство сложных систем самопроизвольно упорядочивать свою внутреннюю структуру путем усиления взаимосвязей и появления новых связей элементов. Существуют разные уровни повышения организации систем:
    Самонастраивающиеся системы
    Саморегулирующиеся системы
    Самоорганизующиеся системы
    Саморазвивающиеся системы
    Самосовершенствующиеся системы
    Процессы самоорганизации происходят при действии семи механизмов самоорганизации:
    1.       Спонтанно возникающие порядки и регуляторы.
    2.       Адаптивное приспособление за счет рекурсивного поиска главной тенденции развития.
    3.       Положительные обратные связи в эволюции и появление новых качеств.
    4.       Формирование горизонтальных структур.
    5.       Цикличность развития.
    6.       Многослойность систем.
    7.       Хаотическая логика.
    Синергетический эффект заключается в возрастании эффекта объединения, при котором суммарная эффективность становится больше, чем просто сумма эффектов:
    Ес >Е1+Е2 .
    Разность Ес= Ес – (Е1+Е2),
    называется синергетическим эффектом.
    В особой точке бифуркации флуктуация достигает такой силы, что организация системы не выдерживает и разрушается, и принципиально невозможно предсказать: станет ли состояние системы хаотичным или она перейдет на новый, более дифференцированный и высокий уровень упорядоченности. Это свойственно любой открытой естественной системе. Так как на социально-экономическую систему постоянно действуют различные факторы, и она определенно остается открытой, влияние их в конечном итоге может привести систему к описанному выше критическому состоянию. И тогда, в точке бифуркации система может начать развитие в новом направлении или изменить свое поведение. Примером бифуркаций в социально-экономических системах могут служить смена целей организации, методов управленческого воздействия, принятие решения об организации/ликвидации структуры.
    Новые структуры, возникающие в результате эффекта взаимодействия многих систем, называются диссипативными, потому что для их поддержания требуется больше энергии, чем для поддержания более простых, на смену которым они приходят. В точке бифуркации система встает на новый путь развития. Те траектории или направления, по которым возможно развитие системы после точки бифуркации и которое отличается от других относительной устойчивостью, иными словами, является более реальным, называется аттрактором. Аттрактор – это относительно устойчивое состояние системы, притягивающее к себе множество “линий” развития, возможных после точки бифуркации. В социально-экономических процессах задающей силой выступает идея, направляющая разрозненный коллектив организации (предприятия) в единую систему, т.е., та цель, которые организация ставит в тот или иной этап своего развития вполне может считаться аттрактором. Развитие системы в область устойчивого состояния (аттрактора) происходит в результате сочетания управляющих параметров (преднамеренных и необходимых) и случайных событий, которые взаимно дополняют друга в процессе возникновения новой сложной структуры, т.е. появляются новые свойства и отношения в множестве элементов системы.
    Чтобы начался процесс формирования новой сложной структуры, отдача энтропии (здесь – внутренней энергии) должна превысить некоторое критическое значение, что приведет систему в сильно неравновесное состояние, которое содержит в себе неопределенность вероятность и случайность. Случайное событие вызывает неустойчивость, а неустойчивость служит толчком для возникновения новых конфигураций. Известно, что при изменении управляющих параметров в системе наблюдаются разнообразные переходные явления. В близи равновесия стационарное состояние асимптотически устойчивы, по этому в силу непрерывности эта динамика простирается до критической области. При достижении критического значения социально-экономический процесс может стать неустойчивым, так что любое, даже малое возмущение, переводит систему в новое устойчивое состояние, которое может быть упорядоченным т.е.:
    Сначала происходит уничтожение структуры вблизи положения равновесия. Это универсальное свойство систем при произвольных условиях.
    Затем вдали от равновесия в системе при особых критических внешних условиях и нелинейной внутренней динамики рождается новая структура.
    Итак, при критическом значении параметров происходит бифуркация и возникает новая ветвь решений и, соответственно, новое состояние. В критической области, таким образом, событие развивается по такой схеме:
    Флуктуация >Бифуркация >неравновесный фазовый переход >рождение упорядоченной структуры.
    Отметим, что при бифуркации выбор следующего состояния носит сугубо случайный характер, так что переход от одного необходимого устойчивого состояния к другому всегда проходит через случайное событие (диалектика необходимого и случайного). Любое описание системы, в том числе и социальной, претерпевающей бифуркацию, включает как детерминистический, так и вероятностный элементы: от бифуркации до бифуркации поведение детерминировано, а в окрестности точек бифуркации выбор последующего пути случаен. Из беспорядка возникает порядок с увеличением общей энергии системы. Таким образом, энтропия не просто приводит системы к дезорганизации, а становится прародительницей нового порядка. Так из хаоса (неустойчивости) в соответствии с определенной информационной матрицей (которая по нашему мнению, также может быть и искусственно сформированой) рождается новый уровень порядка. Сложные системы с необозримым разнообразием состояний требуют нового подхода к анализу и управлению. В виду наличия в них хаотических механизмов развитая теория хаоса выступает как новый революционный путь размышления о сложных системах. Сложная система имеет эмерджентное, синергетическое поведение, ее развитие основано на хаотических механизмах генерации новых идей и последующем их отборе. Хаос распространен в окружающем мире, он нужен как стимул деятельности, познания. Хаос является нерегулярным, непериодическим поведением сложной системы, состояния такой системы становятся неразличимыми. Для полного хаоса вероятность периодического поведения равна нулю. Хаос может быть статическим, динамическим, пространственным. И он является необходимостью развития сложной системы. Если взять полностью организованную, полностью упорядоченную детерминированную систему, то у нее отсутствуют возможности какого-либо развития.
    Открытость системы и случайные изменения приводят к росту организации (предприятия). Изменения происходят за счет неравновесных режимов, флуктуаций критических точек бифуркаций. В точке бифуркации возникает неопределенность состояния системы, случайность толкает ее на новый путь, появляются новые формы организации.
    Отсюда возникает парадоксальность ситуации: для более высокой степени порядка в системе должен быть необходимый внутренний беспорядок, свобода изменений состояний, хаотичность. Для поиска эффективного режима работы системы необходима рандомизация – использование случая. Стоит подчеркнуть, что высокая степень потенциальных возможностей человека и низкая степень их реализованности в случае неэффективной организации общества будет формировать опасные тенденции развития. Оно может идти как в сторону саморазвития, так и в сторону самораспада, и здесь опять главную роль играет случай.
    Социологические исследования включают теорию “управляемого общественного прогресса”, основанную не только на анализе и специфике институтов культуры, политики и экономики, а также на концепции самоорганизации и самоуправления общественных систем.
    Биосоциальные явления имеют сходство с физико-техническими, хотя более стохастичны. Громко заявив о себе в физике и химии, где синергетические процессы доказаны математическим методом, теория самоорганизации распространилась в естественных науках и положила начало новой парадигме, которая радикально изменяет классическое представление картины мира, взаимосвязи материального и идеального, сущности эволюции, креативности и взаимодополнительности т.д. и т.д. Глубокие изменения вносит синергетика и в теорию управления. Дезорганизации, кризисы и даже хаос, которые в рамках классической парадигмы признавались как антиподы порядка, сегодня рассматриваются как условие выхода систем на новый, более высокий уровень развития.
    Если естественнонаучная синергетика исследует общие закономерности самоорганизации в природе, то социально-экономическая синергетика рассматривает общие закономерности самоорганизации, т.е. взаимоотношения порядка и хаоса.
    Из этого определения предмета социально-экономической синергетики видно, что она отнюдь не сводится к хаосологии (учению о хаосе). Поскольку самоорганизация есть качественное и притом структурное изменение некоторой объективной реальности, постольку синергетика является теорией развития. Но она вносит существенно новое в само понятие развития.
    Процессы социально-экономического развития не имеют конечного состояния. В них виден поступательный характер. Развитие связано, вообще говоря, с углублением неравновесности, а значит, в принципе с усовершенствованием структуры. Однако с усложнением структуры возрастает число и глубина неустойчивостей, вероятность бифуркации.
    В теории организаций появился новый подход, характеризующийся рассмотрением процесса развития социально-экономических процессов на основе хаотической логики. Сложные социально-экономические системы имеют большую неопределенность поведения и ориентируются в развитии на размытые, возможные пути совершенствования, т.е. аттракторы-цели (о чем мы говорили выше), к которым может тяготеть система. Эти будущие возможности (т.е. будущие состояния в момент бифуркации) притягивают развитие системы, она самоорганизуется, совершенствуется, достигает качественно нового состояния. Отсюда возникает представление о том, что развитие определяется не начальными условиями и прошлым, а будущими возможными состояниями (аттракторами), к которым система стремится после бифуркаций, т.е. эти процессы необратимы.
    Новая парадигма управления, поэтому основана на системных концепциях сложности и развития, т.е. определяется переходом от информационной инженерии к инженерии сложных организованных систем.
    Социально-экономические структуры – многоаспектные и многомерные образования, определяющие и проявляющие внутреннее устройство социума и его составляющих. Они являются по существу остовом социально-экономических систем, обеспечивающим их формированность, сопротивляемость внешним воздействиям и внутренним девиациям, то есть придают им качественную специфичность и устойчивость. Как любые структуры они имеют свои временные параметры. Для одних из них раньше, для других позднее вступает время рассогласования с изменяющимся содержанием деятельности социально-экономических систем и внешними условиями их жизни. Запредельное рассогласование приводит к структурному кризису, в котором социально-экономическая система вынуждена переорганизовываться в креативном варианте.
    Итак, все вышеизложенное позволяет нам выдвинуть ряд новых положений социосинергетики:
    Фундаментальным источником неравновесности социально-экономических систем является имманентно воспроизводящееся противоречие между природно-физиологической ограниченностью человека и его надприродной устремленностью к абсолютной субстанциональности, к абсолютной свободе. Поэтому социально-экономические системы находятся перманентно в неравновесном состоянии. Следовательно, их динамика имеет синергетическую природу и может постигаться в рамках синергетической парадигмы.
    Содержание и направленность диссипативных процессов в социально-экономических системах сводится к прогрессирующему процессу творческой креативности социума, выражающихся как в познании естественных порядков, так и в создании все более совершенных искусственных порядков, где под их совершенством понимается уровень свободы самополагания человека.
    Социально-экономическая эволюция “направляется” специфическим аттрактором, представляющим собой набор целей, к которым тяготеет система. В этом смысле настоящее развитие детерминируется будущим.
    Любые социально-экономические системы, независимо от их масштабов и функциональной ориентации, рассматриваются как вторичные подсистемы по отношению к глобальной макросоциальной системе и должны объясняться с точки зрения обслуживания генерального социального диссипативного процесса и его аттрактора.
    Полный цикл синергетических превращений (нарастание флуктуации – фазовый переход – спонтанное, лавинообразное становление новой системы социальных закономерностей – порядков) мы можем наблюдать лишь в подсистемах социально-экономической системы, а не в ней самой, т.е. она не разрушается, а воспроизводит на новом уровне диссипативные процессы, сохраняя их прежнюю направленность. Происходит реорганизация всей социально-экономической системы, которая обеспечивает развитие ее главной системообразующей функции – единство “входа” и “выхода” – на все более высоком уровне. При этом – под “входом” понимается устремленность социума к субстанциональности, а под “выходом” – спонтанные, лавинообразные и нелинейные фазовые переходы (подсистемные бифуркации) к все большей степени свободы.
    Сама по себе устремленность к субстанциональности противоречива, т.е. в ее основе лежит дихотомия “порядка” и “хаоса”. С одной стороны, неотъемлемым условием служит упорядоченность условий и факторов целедостижения. Целесообразная деятельность невозможна в условиях хаоса. С другой стороны, новые потребности предполагают хаос, нарушение установившегося порядка. В силу этого социум эволюционирует как бы зигзагообразно, притягиваясь больше либо к полюсу “порядка”, либо к полюсу “хаоса”. Все, это находит отражение в противоречивых мировоззренческих идеологиях “порядка” и “хаоса”. Основанием предметной области экономической синергетики, в рамках которой формулируются все остальные познавательные задачи, служит определение сфер функционирования социально-экономических систем, организация и динамика которых каузально не детерминированы и связаны с нарушением линейного развития. Выражаясь словами авторов исследования “Время, хаос, квант” И.Пригожина и И.Стенгерс, задачей синергетики должно стать вычленение социально-экономических инноваций, которые ограничиваются тремя минимальными требованиями. “Первое требование – необратимость, выражающаяся в нарушении симметрии между прошлым и будущим…”. Второе требование – обнаружение событийности социальноэкономической динамики, где “событие … означает, что происходящее не обязательно должно происходить”. Ими же приводится и иллюстрация событийности как значимой случайности. И, наконец, третье требование – “некоторые события должны обладать способностью изменять ход эволюции. Иначе говоря, эволюция должна быть нестабильной, т.е. характеризоваться механизмами, способными делать некоторые события исходным пунктом нового развития, нового глобально взаимообусловленного порядка”.
    Литература:
    1.        Малинецкий Г.Г. Математические основы синергетики. (Серия “Синергетика: от прошлого к будущему”)-М. Издательство ЛКИ, 2007.
    2.        Пригожин И, Стенгерс И. Время. Хаос. Квант.К решению парадокса времени. (Серия “Синергетика: от прошлого к будущему”)-М. Издательство ЛКИ, 2007.
    3.        Пригожин И, Николис Г. Познание сложного. (Серия “Синергетика: от прошлого к будущему”)-М. Издательство ЛКИ, 2007.
    4.        Шамис А.Л. Моделирование мышления. -М: КомКнига, 2006.

  16. tvoy_zaychik Ответить

    Объект изучения синергетики, независимо от его природы, должен удовлетворять следующим требованиям:
    1. система должна быть открытой, т. е. обмениваться веществом и энергией с окружающей средой;
    2. система должна быть достаточно далеко от точки термодинамического равновесия, т. е. в состоянии, близком к потере устойчивости;
    3. обладать достаточным количеством элементов, взаимодействующих между собой;
    4. иметь положительную обратную связь, при котором изменения, появляющиеся в системе, не устраняются, а накапливаются и усиливаются, что приводит к возникновению нового порядка и структуры;
    5. сопровождаться нарушением симметрии, т. к. изменения приводят к разрушению старых и образованию новых структур;
    6. скачкообразно выходить из критического состояния при переходе на более высокий уровень упорядоченности.
    Скачок– это крайне нелинейный процесс, при котором малые изменения параметров системы вызывают очень сильные изменения ее состояния и переход в новое качество.
    Примеры синергетики существуют во всех естественных науках:
    · лазер, создающий высокоорганизованное оптическое излучение;
    · эффект Бенара – при нагревании силиконового масла на его поверхности возникает динамическая упорядоченная структура, напоминающая кристалл в виде сеточки с ячейками гексагональной формы.

    · реакция Белоусова-Жаботинского – это автоколебательные процессы при окислении-восстановлении солей церия: Се3+ « Се4+. На стадии окисления жидкость становится красной, при восстановлении – синей. Окраска раствора постоянно периодически изменяется.
    · в биологии к числу синергетических явлений относятся мышечные сокращения, электрические колебания в коре головного мозга и т. д.
    Неравновесная термодинамика И. Пригожина рассматривает неравновесность открытых систем как причину порядка. Чтобы система могла не только поддерживать, но и создавать порядок из хаоса, она обязательно должна быть открытой и иметь приток вещества и энергии извне. Такие системы И. Пригожин назвал диссипативными. Весь мир, доступный человеку, состоит именно из таких систем. Поэтому в окружающем мире повсюду обнаруживается эволюция, разнообразие форм, неустойчивость.
    В ходе эволюционного этапа развития диссипативная система теряет устойчивость и приходит в состояние сильной неравновесности. Это происходит при критических значениях управляющих параметров.
    Разрешением кризисной ситуации является быстрый переход диссипативной системы в одно из возможных устойчивых состояний, качественно отличающихся от исходного. Это и есть акт самоорганизации системы. В состоянии перехода из одного состояния в другое, элементы системы ведут себя взаимосвязано, хотя до этого пребывали в хаотическом движении.
    Переход диссипативной системы из критического состояния в устойчивое неоднозначен.Сложные неравновесные системы имеют возможность перейти из неустойчивого в одно из нескольких устойчивых состояний. Выбор системой варианта устойчивого состояния носит случайный характер. Этот переход носит скачкообразный, одноразовый и необратимый характер.Критическое значение параметров системы, при которых возможен неоднозначный переход в новое состояние, называется точкой бифуркации.
    Таким образом, самоорганизация позволяет по-новому взглянуть на соотношение случайного и закономерного в развитии систем и природы в целом. В их развитии выделяются две фазы:
    1) плавная эволюция, ход которой закономерен и предопределен;
    2) скачки в точках бифуркации, протекающие случайно и поэтому случайно определяющие последующий эволюционный этап до новой критической точки.
    Самоорганизация не подчиняется статистическим законам, время в ней носит необратимый характер, позволяя говорить о «стреле времени» – невозможности поворота скачка вспять.
    Проблемами самоорганизации также занимается теория катастроф. Катастрофы– это скачкообразные изменения, возникающие в виде внезапного ответа системы на плавное изменение внешних условий. Эта теория исследует все скачкообразные переходы, разрывы, внезапные качественные изменения.

Добавить ответ

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *