Самоорганизация в живой и не живой природе

Размещено на http://www.allbest.ru/

ЯКУТСКИЙ ЭКОНОМИКО-ПРАВОВОЙ ИНСТИТУТ (ФИЛИАЛ)

ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО УЧРЕЖДЕНИЯ ПРОФСОЮЗОВ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«АКАДЕМИЯ ТРУДА И СОЦИАЛЬНЫХ ОТНОШЕНИЙ»

Финансовый факультет

Кафедра Экономика

РЕФЕРАТ

По дисциплине: «Естествознание»

На тему: «Самоорганизация в живой и не живой природе»

Выполнил студент:

Иванова Инна Семеновна

группы БЭ - 13 з/в

Проверил: преподаватель

Куприн С.П.

Якутск 2015

Оглавление

Введение

Глава 1. Синергетика как наука самоорганизации в живой и неживой природе

1.1 Синергетика - новая наука современности

1.2 Синергетика и самоорганизация

Глава 2. Системы, обеспечивающие всеобщую эволюцию природ

2.1 Экономика с точки зрения синергетики

2.2 Современные подходы к анализу сложных самоорганизующихся систем

Заключение

Список литературы

Введение

Весь мир и все, что связанно с ним претерпевают непрерывные изменения - мы наблюдаем его непрекращающуюся эволюцию. Все подобные изменения происходят за счет сил внутреннего взаимодействия, во всяком случае, никаких внешних по отношению к нему сил мы не наблюдаем. Согласно принципу Бора, существующим мы имеем право считать лишь то, что наблюдаемо или может быть сделано.

Следовательно, подобных сил не существует. Таким образом, все, что происходит вокруг нас, мы можем считать процессом самоорганизации, то есть процессом, идущим за счёт внутренних стимулов, не требующих вмешательства внешних факторов, не принадлежащих системе. К числу таких процессов относится также и становление и действие Разума, ибо он родился в системе в результате её эволюции. Итак, весь процесс эволюции системы - процесс самоорганизации. Мир всё время меняется. Мы не можем утверждать, что процесс самоорганизации направлен на достижение состояния равновесия, и в этом изменении просматривается определённая направленность, отличная от стремления к равновесию.

Процессы самоорганизации следуют определённым правилам, законам. Это утверждение - некое эмпирическое обобщение, вопрос о происхождении этих правил лежит вне рационализма, как и вопрос о рождении Вселенной.

Вследствие этого нужно более подробно коснуться самоорганизации в живой и неживой природе, либо, нового научного направления, изучающего конкретно эти процессы- синергетика. Цель данной работы -попытаться на доступном уровне определить существо синергетики, как нового направления современной научной мысли и очертить круг исследуемых ею вопросов с позиции неискушенного разума молодого аспиранта. Ссылка на неискушенность существенна, и вот почему. Литература по вопросу, как уже упоминалось выше, обширна. Однако, в раскрытии вопроса она либо опирается на специальные знания частных научных теорий (что мало помогает неспециалисту в данных областях), либо даже будучи в известной степени популярной не позволяет увидеть глубокую суть направления. Итак, данная работа, в сущности, компиляция многих источников, результат поиска некоей золотой середины в описании синергетики как перспективного направления современной научной мысли.

Глава 1. Синергетика как наука самоорганизации в живой и неживой природе

1.1 Синергетика - новая наука современности

Самоорганизация -- элементарный процесс эволюции, состоящий из не ограниченной последовательности процессов самоорганизации. Термин "самоорганизация" используется для обозначения диссипативной самоорганизации, т. е. образования диссипативных структур. Наряду с диссипативной самоорганизацией существуют и другие формы самоорганизации, такие как консервативная самоорганизация (образование структур кристаллов, биополимеров и т. д.) и дисперсионная самоорганизация (образование солитонных структур). Аршинов В.И.. Синергетика как феномен постнеоклассической науки, М. ИФ

В различие от понятия «организация» оно отражает особенности существования динамических систем, которые сопровождаются их восхождением на все более высокие уровни трудности и системной упорядоченности либо материальной организации.

Существуют два подхода к проблеме самоорганизации систем, которые все чаще дискуссируются в естественнонаучной и философской литературе. Это субстратный и функциональный подходы. К первому из них относят теорию происхождения жизни с вполне определенными чертами вещественной базы биологических систем. Со строго определенным составом частей-органогенов и не менее определенной структурой входящих в живой организм химических соединений. Оптимальный итог субстратного подхода к проблеме биогенеза - скопленная информация об отборе химических частей и структур.[1]

Создателем синергетического направления и изобретателем термина "синергетика" является профессор Штутгартского университета и директор Института теоретической физики и синергетики Герман Хакен. Сам термин “синергетика” происходит от греческого “синергена” - содействие, сотрудничество, “вместедействие”.

По Хакену, синергетика занимается изучением систем, состоящих из большого (очень большого, “огромного”) числа частей, компонент или подсистем, одним словом, деталей, сложным образом взаимодействующих между собой. Слово “синергетика” и означает “совместное действие”, подчеркивая согласованность функционирования частей, отражающуюся в поведении системы как целого. Предтечи синергетики

Появление синергетики в современном естествознании инициировано, быстрее всего, подготовкой глобального эволюционного синтеза всех естественно-научных дисциплин. Эту тенденцию в большой степени сдерживало такое событие, как разительная асимметрия действий деградации и развития в живой и неживой природе. Дело в том, что в классической науке (ХIX в.) Господствовало убеждение, что материи вначале присуща тенденция к разрушению всякой упорядоченности, рвение к исходному равновесию, что в энергетическом смысле и означало неупорядоченность, т.Е. Хаос. Таковой взор на вещи сформировался под действием образцовой физической дисциплины - равновесной термодинамики. Данилов Ю.А., Кадомцев Б.Б. Что такое синергетика? // В кн. Нелинейные

Стоит отметить. Что постулат о способности материи к саморазвитию в философию был введен довольно давно. А вот его необходимость в базовых естественных науках (физике, химии) начинает осознаваться лишь сейчас. На волне этих заморочек и появилась синергетика - теория самоорганизации.

Основной мировоззренческий сдвиг, произведенной синергетикой, можно выразить следующим образом:

· процессы разрушения и созидания, деградации и эволюции во Вселенной по меньшей мере равноправны;

· процессы созидания (нарастания трудности и упорядоченности) имеют единый метод независимо от природы систем, в которых они осуществляются.

Таковым образом, синергетика претендует на открытие универсального механизма, с помощью которого осуществляется самоорганизация в живой, так и неживой природе. Под самоорганизацией при этом понимается спонтанный переход открытой неравновесной системы от менее к более сложным и упорядоченным формам организации. Отсюда следует, что объектом синергетики могут быть не любые системы, а лишь те, которые удовлетворяют по меньшей мере двум условиям:

· они обязаны быть открытыми, то есть обмениваться веществом либо энергией с наружной средой;

· они обязаны также быть значительно неравновесными, то есть находиться в состоянии, далеком от термодинамического равновесия.

Синергетика сформировала принцип самодвижения в неживой природе, сотворения более сложных систем из более обычных. С синергетикой в физику проник эволюционный подход, и наука приходит к пониманию творения как сотворения нового. Синергетика ввела случайность на макроскопический уровень, подтвердив тем самым выводы механики для микроскопического уровня. Синергетика подтвердила вывод теории относительности о взаимопревращении вещества и энергии и объясняет образование веществ. Она пробует ответить на вопрос, как образовались все те макросистемы, в которых мы живем.

Синергетика отвечает на вопрос, за счет чего происходит эволюция в природе. Везде, где создаются новейшие структуры, нужен приток энергии и обмен со средой (эволюция, как и жизнь, просит метаболизма). Если в эволюции небесных тел мы видим итог производства, то в синергетике изучается процесс творчества природы. Синергетика подтверждает вывод теории относительности: энергия творит более высокие уровни организации. Перефразируя Архимеда, можно сказать: «дайте мне энергию, и я создам мир».

Современная наука довольно сильна скопленным потенциалом научного знания и имеет определенную устойчивость, ввиду зависимости денежных и интеллектуальных вложений в нее со стороны общества от практической полезности получаемых результатов. Тем не менее, смешение научного знания с элементами обывательского доверия и даже мистики может ослаблять в какой-то мере науку как форму публичного сознания. Произнесенное имеет для синергетики значение, поскольку в нее более, чем в остальные области происходит ''слив'' невостребованной обществом познавательной активности. Эта роль своеобразного отстойника имеет, разумеется, свои плюсы и минусы. Нужно только отметить, что существующая ситуация обязана ясно осознаваться знатными учеными, руководителями и спонсорами.

1.2 Синергетика и самоорганизация

Под самоорганизацией мы понимаем необратимый процесс, приводящий в результате кооперативного действия подсистем к образованию более сложных структур всей системы. Самоорганизация -- элементарный процесс эволюции, состоящий из не ограниченной последовательности процессов самоорганизации.

В определенной части собственного смысла синергетика и понятия как самоорганизация, саморазвитие и эволюция имеют общность, которая дозволяет указать их все в качестве результатов синергетического процесса. В особенности самоорганизация устойчиво ассоциируются сейчас с синергетикой. Но такие ассоциации имеют двоякое значение. С одной стороны, эффект самоорганизации является существенным, но, тем не менее, одним из компонентов, характеризующих синергетику, с другой -- конкретно этот компонент придает выделенный смысл всему понятию синергетики и, как правило, является более существенным и представляющим больший энтузиазм. Не лишь результаты, а и условия, предпосылки и движущие силы самоорганизации имеют альтернативы. Так, в рассмотрении И.Р. Пригожина применительно к диссипативным структурам речь идет о когерентной самоорганизации, альтернативой для которой является континуальная самоорганизация личных микросистем, разработанная и предложенная А.П. Руденко. Основным достоинством ''континуальной'' самоорганизации, предложенной А.П. Руденко, является то, что конкретно таковой подход дозволяет провести рассмотрении связи самоорганизации и саморазвития. В согласовании с развитым взорами сущность прогрессивной эволюции состоит в саморазвитии континуальной самоорганизации личных объектов. Показывается, что способностью к саморазвитию и прогрессивной эволюции с естественным отбором владеют лишь личные микрообъекты с континуальной самоорганизацией и что конкретно прогрессивная химическая эволюция способна быть основанием для возникновения жизни.

Итак, исходя из этого можно предложить следующее определение: синергетика -- происходящие в открытых системах в неравновесных условиях; сопровождающиеся интенсивным обменом веществом и энергией подсистем с системой и системы с окружающей средой; характеризуемые самопроизвольностью (отсутствием твердой детерминации извне) поведения объектов (подсистем), сочетающейся с их взаимосодействием и имеющие результатом упорядочение, самоорганизацию, уменьшение энтропии, также эволюцию систем. Представляется целесообразным отклонится от рвения к определению конкретно синергетики и констатировать то, чем реально занимаются мастера в связи с исследованиями по синергетике. «Самоорганизация в природе.» Материалы семинара, Выпуск 2, Томск-1998.

Глава 2. Системы, обеспечивающие всеобщую эволюцию природы

2.1 Экономика с точки зрения синергетики

В конце 1980-х гг. ученые начинают обсуждать возможность применение теории хаоса в социальных науках. В основном, за небольшим исключением, среди них были профессиональные математики и физики. Нужно сказать, что в экономике методы синергетики оказались востребованными несколькими годами раньше, чем в других социальных науках (например, в исследованиях, связанных с рынком ценных бумаг).

Первые работы шли по пути перевода новых математических понятий и терминов на диалекты социальных наук. Во многом результаты этого направления опирались на знаменитые труды И. Пригожина и его школы.

Введение идей синергетики в социодинамику связано с именем В. Вайдлиха. Применяя синергетический подход Г. Хакена (определяя параметры порядка и используя принцип подчинения), он в течение многих лет, практически с самого начала развития синергетики, разрабатывает модели, позволяющие количественно описать коллективные процессы в обществе. С одной стороны, мы имеем интегративную динамику макрофеноменов в обществе, а с другой - решения и поведение отдельных индивидов на микросоциальном уровне. Синергетика устанавливает соотношение между микроуровнем индивидуальных решений и макроуровнем динамических коллективных процессов в обществе и дает стохастическое описание макродинамики.

Синергетика прежде всего имеет громадное значение в качестве новой точки зрения на события, которые происходят в мире, отличающейся от традиционного детерминистического взгляда, который доминировал в науке со времена Ньютона. Таким образом, синергетика полезна как средство интерпретации научных данных в новом ракурсе.

Теория социальной самоорганизации позволяет по-новому подойти к решению целого ряда проблем:

- исторического детерминизма («все дозволено» или «все предопределенно»).

- природа социально-экономических кризисов и путей их преодоления (возможность бескризисное развитие общества или нет);

- критерия социального прогресса (существует объективный критерий такого прогресса или его нет);

- возможность долгосрочного социального прогнозирования;

- возможности коэволюции (согласованного развития) природы и общества и др.

Актуальность синергетической методологии связана с особенностями современной эпохи, где «не стабильность, изменчивость социального калейдоскопа парадоксальным образом становятся чуть ли не наиболее устойчивой характеристикой современности. Происходит интенсивная трансформация общественных институтов, изменение всей социальной, культурной среды обитания человека и параллельно - его взглядов на смысл и цели бытия». В результате изучения различных систем различной природы, способных к самоорганизации, складывается новое - нелинейное - мышление.

Система - это совокупность объектов и процессов, называемых компонентами, взаимосвязанных и взаимодействующих между собой, которые образует единое целое, обладающее свойствами, неприсущими его компонентами, взятым в отдельности.

Различают простые и сложные системы. Простые системы имеют небольшое число элементов. Количество взаимосвязей между элементами невелико. Простые системы почти не зависят от окружающей среды, хорошо управляемы и мало изменяется во времени. Сложные системы состоят из большого числа элементов, между которыми имеются многочисленные взаимосвязи. Сложные системы являются объектом внимания синергетики. Например, в простых обществах нет ни руководителя, ни подчиненных, ни богатых, ни бедных, таковы первобытные племена. В сложных напротив существует несколько уровней управления, несколько социальных затрат, социальное неравенство. Важное свойство сложных систем - их способность к управлению и самоуправлению.

Основной путь исследования системы - это построение модели (например, карта дорог, модель самолета, курс «Экономикс» - представляет собой набор простых моделей, описывающих отдельные элементы экономической системы).

Моделирование - умение выделить главное (например, в экономике есть два основополагающих понятия - спрос и предложения).

Методологическими ориентирами социально-экономического анализа в рамках синергетического подхода могут быть следующие:

Незамкнутость экономических систем. Экономическая система любого государства в целом удовлетворяют требованиям, предъявленным к открытым системам - в них постоянно циркулируют потоки денег, ресурсов, информации, людей. Важно иметь в виду, что открытость любой сложной системы порождает целый спектр нелинейных эффектов.

Неравновестность экономических процессов. Как отмечал Н.Н. Моисеев, «устойчивость, доведенная до своего предела, прекращает любое развитие. Она противоречит принципу изменчивости. Чересчур стабильные формы - это тупиковые формы, эволюция которых прекращается. Чрезмерная адаптация…. Столь же опасна для совершенства вида, как неспособность к адаптации». Теоретические модели равновесных систем в конечном счете оказываются нежизнеспособными конструкциями.

Необратимость экономической эволюции. Прохождение через точки ветвления эволюционного дерева (совершенный выбор) закрывает иные, альтернативные, пути и делает тем самым эволюционный процесс необратимым. Войткевич Г.В. «Основы теории происхождения Земли» М.-1979, “Недра”.

Нелинейность экономических преобразований. В самом общем смысле нелинейность системы заключается в том, что ее реакция на изменение внешней или внутренней среды не пропорциональна этому изменению. Наступает такой момент, когда экономическая система становится в существенной степени иной, но уловить эти переходы, даже на самом общем уровне, экономическая теория не в состоянии.

Синергетика позволяет увидеть мир в другой системе координат. Выводы синергетики часто неожиданны и противоречат устоявшимся истинам. Однако именно такой взгляд позволяет обнаружить то, что теряется в традиционном ракурсе, и предупредить о серьезных опасностях, которые могут возникнуть на пути развития общества, если в бифуркационный момент (момент выбора) не будут приняты ответственные, эволюционные решения.

2.2 Современные подходы к анализу сложных самоорганизующихся систем.

Предметом синергетики являются сложные самоорганизующиеся системы. Один из основоположников синергетики Г. Хакен определяет понятие самоорганизующейся системы следующим образом: “Мы называем систему самоорганизующейся, если она без специфического воздействия извне обретает какую-то пространственную, временную или функциональную структуру. Под специфическим внешним воздействием мы понимаем такое, которое навязывает системе структуру или функционирование. В случае же самоорганизующихся систем испытывается извне неспецифическое воздействие. Например, жидкость, подогреваемая снизу, совершенно равномерно обретает в результате самоорганизации макроструктуру, образуя шестиугольные ячейки”.

Таким образом, современное естествознание ищет пути теоретического моделирования самых сложных систем, которые присущи природе, -- систем, способных к самоорганизации, саморазвитию. Основные свойства самоорганизующихся систем -- открытость, нелинейность, диссипативность.

Открытые системы -- это такие системы, которые поддерживаются в определенном состоянии за счет непрерывного притока извне вещества, энергии или информации. Постоянный приток вещества, энергии или информации является необходимым условием существования неравновесных состояний в противоположность замкнутым системам, неизбежно стремящимся (в соответствии со вторым началом термодинамики) к однородному равновесному состоянию. Открытые системы -- это системы необратимые; в них важным оказывается фактор времени.

Нелинейные системы, являясь неравновесными и открытыми, сами создают и поддерживают неоднородности в среде. В таких условиях между системой и средой могут иногда создаваться отношения обратной положительной связи, т. е. система влияет на свою среду таким образом, что в среде вырабатываются некоторые условия, которые в свою очередь обусловливают изменения в самой этой системе (например, в ходе химической реакции или какою-то другою процесса вырабатывается фермент, присутствие которого стимулирует производство его самого). Последствия такого рода взаимодействия открытой системы и ее среды могут быть самыми неожиданными и необычными.

Открытые неравновесные системы, активно взаимодействующие с внешней средой, могут приобретать особое динамическое состояние -- диссипативность, которую можно определить как качественно своеобразное макроскопическое проявление процессов, протекающих на микроуровне. Неравновесное протекание множества микропроцессов приобретает некоторую интегративную результирующую) на макроуровне, которая качественно отличается оттого, что происходит с каждым отдельным ее микроэлементом. Благодаря диссипативности в неравновесных системах могут спонтанно возникать новые типы структур, совершаться переходы от хаоса и беспорядка к порядку и организации, возникать новые динамические состояния материи. 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 средой.

Становление самоорганизации во многом определяется характером взаимодействия случайных и необходимых факторов системы и ее среды. Система самоорганизуется не гладко и просто, не неизбежно. Самоорганизация переживает и переломные моменты -- точки бифуркации. Вблизи точек бифуркации в системах наблюдаются значительные флуктуации, роль случайных факторов резко возрастает.

В переломный момент самоорганизации принципиально неизвестно, в каком направлении будет происходить дальнейшее развитие: станет ли состояние системы хаотическим или она перейдет на новый, более высокий уровень упорядоченности и организации (фазовые переходы и диссипативные структуры -- лазерные пучки, неустойчивости плазмы, флаттер, химические волны, структуры в жидкостях и др.). В точке бифуркации система как бы “колеблется” перед выбором того или иного пути организации, пути развития. В таком состоянии небольшая флуктуация (момент случайности) может послужить началом эволюции (организации) системы в некотором определенном (и часто неожиданном или просто маловероятном) направлении, одновременно отсекая при этом возможности развития в других направлениях. Как выясняется, переход от хаоса к порядку вполне поддается математическому моделированию. И более того, в природе существует не так уж много универсальных моделей такого перехода. Качественные переходы в самых различных сферах действительности (в природе и обществе -- его истории, экономике, демографических процессах, духовной культуре и др.) подчиняются подчас одному и тому же математическому сценарию.

Синергетика убедительно показывает, что даже в неорганической природе существуют классы систем, способных к самоорганизации. История развития природы -- это история образования все более и более сложных нелинейных систем. Такие системы и обеспечивают всеобщую эволюцию природы на всех уровнях ее организации -- от низших и простейших к высшим и сложнейшим (человек, общество,

синергетика самоорганизация система природа

Заключение

Современная наука довольно сильно скоплена потенциалом научного знания и имеет определенную устойчивость, ввиду зависимости денежных и интеллектуальных вложений в нее со стороны общества от практической полезности получаемых результатов.

Проблематика, содержание, способы исследований и результаты, относимые к синергетике характеризуются неоднозначными оценками и неопределенностью. Совместно с тем, синергетика как научное направление исследований является востребованной обществом. Существенное количество результатов исследований в различных областях знания соотносится исследователями с синергетикой. Контекст синергетики дает возможность плодотворно взаимодействовать ученым различных специализаций на языке системного осмысления и поиска новейших решений. Приведенные определения синергетики, полученные преемственным образом, могут конструктивно применяться при решении конкретных задач. Можно предположить, что в связи с существующими и грядущими плодами в кинетической химии, нейробиологии, транспьютерном нейрокомпьютинге и в остальных областях сформируется более определенный теоретический и аксиоматический базис синергетики, благодаря чему, в частности, и критика в её адрес станет более конструктивной и продуктивной. Непременно, при всем том, что синергетика полноценно ''работает'' сейчас как категория научного знания.

Является ли синергетика междисциплинарным подходом, совершенно новой наукой или просто особым философским взглядом ей предстоит еще доказать самой. Однако, свежесть новых идей и неожиданных подходов к известным проблемам составляет несомненную прелесть этой отрасли знания.

Список использованных источников и литературы

1. Горелов А.А. Концепция современного естествознания. - М.: Высшее образование. 2005. 335 С

2. Горелов А.А. Концепция современного естествознания. - М.: Высшее образование. 2005. 126 с.

3. Карпенков С.Х. Концепция современного естествознания: Учебник для вузов. - М.: ЮНИТИ, 1997. - 276-277 с.

4. Карпенков С.Х. Концепция современного естествознания: Учебник для вузов. - М.: ЮНИТИ, 1997. - 320 с.

5. Учебник для вузов (под ред. Проф. В.Н. Лавриненко, проф. В.П. Ратникова: 3-е изд., Перераб. И доп. - М.: ЮНИТИ - ДАНА, 2006. - 79 с.

6. Учебник для вузов (под ред. Проф.В.Н. Лавриненко, проф. В.П. Ратникова: 3-е изд., Перераб. И доп. - М.: ЮНИТИ - ДАНА, 2006. - 79 с.

7. Хакен Г. ''Синергетика'' М.: Наука, 1980

8. Для подготовки данной работы были использованы материалы с сайта http://referat.ru/

Размещено на Allbest.ru